Способ химического полирования цветных металлов и сплавов
СПОСОБ ХИМИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ в ПОлируницем растворе при наличии тепйового потока, направленного от полируемого изделия вглубь раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения работоспособности полирующего раствора за счет уменьшения съема металла, направленный, тепловой поток создают путем предварительного нагрс;ва полируемого .изделия до температуры, превышающей на 20-60 С температуру раствора.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (И) .
3(59 С 23 F 3 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
М АВТОРСКОЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ (21 ) 3372617/22-02 (гг) 30.10.81 (46) 15 ° 01 ° 84. Бюл. 9 2 (72) A.И.Лопушанская, Я.Ю.Тевтуль и Б.И. Марковский (71) Черновицкий ордена Трудового
Красного Знамени государственный университет (53) 621.795.2:621 ° 794.422(088.8) (56) 1. Грилихес С.Я. Обезииривание, травление и полирование металлов..Л., "Машиностроение", 1977, с ° 85-112.
2. Авторское свидетельство СССР
В 116283, с 23 F 7/00, 1958 ° (54)(57) СПОСОБ ХИМИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ ЦВЕТНЫХ NETAJIJIOB И СПЛАВОВ в полирующем растворе при наличии тепЛового потока, направленного от полируемого изделия вглубь раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения работоспособности полирующего раствора за счет уменьшения съема металла, направленный, тепловой поток создают путем предварительного Harpава полируемого,изделия до температуры, превышающей на
20-60 С температуру раствора.
1067084
Изобретение относится к химическомуу поли ров а нию цв е тн ых металлов и сплавов и может быть использовано в гальванотехнике при подготовке поверхности металлов под покрытие, а также для декоративной отделки металлов.
Известен способ химического полирования металлов и сплавов в полирующих растворах. Процесс проводится при одинаковых температурах изделия, и раствора (13 .
Недостатками известного опособа явояются .большой съем металла при полировании и низкая работоспособность полирующего раствора, так как 15 при накоплении определенного количества металла в растворе, последний становится непригодным к работе.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности 20 и достигаемому эффекту является способ химической обработки металлической поверхности изделий, заключающийся в предварительном нагреве обоабатываемо. з изделия выше 25 максимально возможной температуры окружающего раствора токами высокой или повышенной частоты, 2 .
Способ характеризуется повыаенной скоростью химической обработки поверхностного слоя металла изделия.
Цель изобретения — улучйение работоспособности раствора химического полирования за счет снижения съема металла с поверхности изделия.
Указанная цель достигается тем, что согласно способу химичес1кого полирования цветных металлов и сплавов в полирующем растворе при наличии теплового потока, направленного от полируемого изделия . вглубь раствора, направленный тепловой поток создают путем предварительного нагрева полируемого иэделия до температуры, превышающей на 20-60 С температуру раствора.
При химическом полировании по предлагаемому способу тепловой поток оказывает влияние на выход ионов металла в раствор, вследствие изменения гидродинамической ситуации у поверхности полируемого предмета, концентрации агрессивных ионов полирующего электролита в приповерхностном слое, условий формирования пассивной пленки. Система металлэлектролит химического полирования с различными температурами полируемого предмета и полирующего раствора является неравновесной, в ней имеют место градиенты концентрации и температуры. Градиенты концентра- 60 ции и температуры вблизи поверх.ности полируемого предмета вызывают поток растворяемого металла.
Совпадение направления градиентов концентрации и температуры обус4 65 лавливает существенный массоперенос от поверхности металла вглубь раствора, что затрудняет доставку к поверхности металла регулирующих частиц и, в первую очередь, агрессивных анионов. Кроме того, массоперенос от металлической поверхности затрудняет доставку молекул воды, которые могут принимать участие в процессах диссоциативной адсорбции, образовании поверхностных адсорбционных комплексов (МеОН) адс. Указанные явления замедляют скорость растворения и снижают съем металла с полируемого изделия.
Уменьшение съема металла при наличии теплового потока от полируемого изделия к раствору по сравнению с изотермическими процессами можно объяснить тем, что в процессе полировки по предлагаемому способу лимитирующей стадией является диффузия.
Направленный тепловой потокможет создаваться следующим образом: предварительным нагревом полируемого изделия до температуры, превышающей температуру рабочего раствора, а. также. осуществлением полировки в двухкамерной ячейке, камеры которой соединены между собой горизонтальной трубкой. В одной камере (" теплой" ) находятся полируемые изделия, в другую камеру (" холодную" ) производится отвод тепла.
Работоспособность полирующих растворов определяется площадью поверхности образцов, обработанных в данном растворе без его корректирования. Качество поверхности металлов, обработанных по известному и предлагаемому способам, одинаково.
Пример 1. Химическое полирование цинка в растворе следующего состава: CrO 120 г/л, СН СООНа
60 г/л, 1("з у 10 г/л; HNO (пл. 1,38 г/см ) 100 мл," Н 8О (пл. 1,84 г/смз ) 30 мл.
В табл. 1 и 2 приведены результаты испытаний.
Пример 2. Химическое полирование никелевой фольги толщиной
0,25 мм в растворе следующего состава: HNO> (пл. 1,40 г/см ) 300 мл;
Н $0 (пл. 1,84 г/см ) 100 мл, Н РО+ (пл. 1 80 г/см ) 100 мл; CH СООН (пл. 1,065 г/см ) 500 мл.
В табл. 3 приведены результаты испытаний.
Пример 3. Химическое полирование меди в растворе следующего состава: HNO> (пл. 1,40 г/см )
330 мл Н POg, (пл. 1,84 г/см )330 мл, СН СООН (гл. 1,065 г/смэ) 330 мл.
В табл. 4 приведены результаты испытаний.
1067084
З табл. 5 приведены результаты испытаний.
Предлагаемый способ может найти применение в машиностроительной
:приборостроительной, в том числе
4 Известный способ %
Предлагаемый способ
Съем металла, г/дм
Время полирования, с
Работоспособность раствора, дм /л
Время полирова« ния, с
Съем Работоспособность металла, раствора, дм /л
10
45,0
28,8. 10
20
30
3f о
Температура t полирующего раствора и полируемого предмета -t< = 40 С.
1 % о
Температура полируемого предмета = 40 С, температура холодной части полирующего раствора t = 20 С.
Таблица 2
Известный способ °
47f
Предлагаемый способ
Съем металла, г /дм Время полирования, с
Работоспособность раствора, дм/л
Съем Работоспособность металла, раствора, дм/л г/дм
Время полирования, с
10. с
0,240
0,324
0,474
0,687е
28,8
0,173
0,282
0,400
0,548
45,0
20
30
Ф O температура 4 полиру щего раствора и полируго пр дмета tÔ= 50 С.
Ф% о
Температура полируемого предмета = 50 С; температура холодной части полирующего раствора t = 15 С.
Пример 4. Химическое полирование иэделий иэ сплава ЦАМ 4-1 ,,в растворе следующего состава:
ICrO 30 r/ë NH HF 4 r/ë, НС1
7,5 мл/л HN0g 20 мл/лр Н SO 2 мл/л.
0,182
0,212
0,350
0,553 часовой и электронной отраслях промышленности, при производстве фурнитуры.
Осуществление предлагаемого способа химического полирования дает воэможность увеличить в 1,7-2 раза работоспособность применяющихся полирующих растворов за счет снижения съема металла. При этом эконоиятся химикалии, необходимые для приготовления и корректирования
10 рабочих растворов, а также полируемый металл за счет уменьшения его съема.
Т а б л и ц а 1
0,117
0,173
0,231
0i311
1067084
Таблица 3
ММ
Предлагаемый способ
" Известный способ
Время полирования, с
Работоспособность раствора, дм /л
Время Съем полирова- металла, ния, с г/дм й
Работоспо" собность раствора, дм /л
Съем металла, г/дм
37,4
21,5 зо
4о
50
60
Ф о
Температура t полирующего раствора и полнруемого изделия t 85 С.
4 Температура раствора С4 раствора t. полируемого изделия и горячей части полирующего
= 85 С, температура 35 С. Таблица 4, " Известный способ Съем металла, r/äì Время полирования, с Работоспособность раствора, дм1/л Время полирования, с Съем Работоспособность металла, раствора, дм /л г/дм 24,4 1,143 2, 145 3,517.30 60 100 100 Ф Температура р полирующего раствора и полируемого изделия 60 С. d фФ а Температура полируемого изделия q 60 С; температура 4 холодной части полирующего раствора Й 20 С. Таблн ца 5 Известный способ ° Ь ММ Предлагаемый способ Съем сплава г/дм Работоспособность раствора, дм /л Время полирования, с Съем сплава, r/ дм Работоспособность, дм /л Время полирования, с 0,376 0,618 16,7 0,045 29,6 0,072 20 20 О, 990 1,292 1,363 1,500 1,756 О,7ЗО 0,929 1,106 1,284 1,528 О, 980 1,788 3,125 1067084 Продолжение табл. Ъ 30 40 % а Температура полирующего раствора и полируемого иэделия 60 С. о Температура полнруемого изделия 60 С; температура полирующего раствора 20 С. Составитель S. Белоглазов Редактор T. ПарФенова Техред Л.Пилипенко КоРРектоР O Билак р « Заказ 11159/31 Тираж 903 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ултород, ул. Проектная, 4 0,912 0,918 0,189 0,210