Способ электрохимического полирования Советский патент 1993 года по МПК C25F3/00 B23H3/00 

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано для полирования металлических изделий.

Цель изобретения - повышение качества обрабатываемой поверхности.

На фиг. 1-3 иллюстрируется способ электрохимического полирования.

Здесь 1 - осаждаемый металл, 2 - обрабатываемый металл, 3 - впадины шероховатости обрабатываемого металла; 4 .- поверхность осажденного металла, 5 - выступы шероховатости обрабатываемого металла.

Применение предложенного порядка действий обусловлено следующим. При электрохимическом осаждении одного металла 1 на другой 2 происходит заполнение осажденным металлом впадин шероховатости 3, а при добавлении в раствор для осаждения органических веществ, таких как кумарин, хинолин, 1,4-бутиндиол, происходит выравнивание поверхности осажденного металла 4, . т.е. шероховатость

осажденной поверхности много ниже шероховатости поверхности подломки (см. Роти- нян А.Л., Тихонов К.И., Шошина И.А. Теоретическая электрохимия / Под ред. А.Л.Ротиняна-Л.: Химия, 1981, с. 337), При последующем электрохимическом растворении осажденного металла растворение выступов шероховатости обрабатываемой поверхности 5 начнется после открытия этих выступов в результате электрохимического растворения осажденного металла и будет продолжаться с одинаковой скоростью с осажденным металлом до полного удаления последнего, при этом растворение обрабатываемого металла во впадинах шероховатости его поверхности происходить не будет, так как оно шунтируется растворением осажденного во впадины металла. Таким образом происходит копирование формы шероховатости поверхности осажденного металла на поверхность обрабатываемого металла поз. 3. Чем и достигается эффект полирования. В качестве осаждав00

с

со

д

а

00

мого металла в частности может быть использован тот же металл, что и обрабатыва- емый. Кроме того, возможность растворения разных металлов с одинаковой скоростью, т.е. с равным выходом по току, подтверждается в книге. Электродные процессы и процессы переноса при электрохимической размерной обработке металлов / Под ред. В.С.Крылрва. - Кишинев, Штиин- ца, 1983, с. 127.

Процесс полирования осуществляется циклически для достижения более низкой шероховатости обрабатываемой поверхности, т.к. при обработке в первом цикле уменьшается шероховатость обрабатываемой поверхности. Следовательно, осажден- ный на нее металл будет иметь шероховатость еще более низкую, которая в свою очередь скопируется на обрабатываемую поверхность и так далее до получения необходимой величины шероховатости.

Приме р конкретной реализации. Предлагаемый способ электрохимического полирования реализован на экспериментальной электрохимической ячейке.

В качестве обрабатываемого был использован образец из никеля с шлифованной поверхностью и шероховатостью Ra 0,5 мкмк.

В качестве осаждаемого был использован так же никель, выделяемый из стандартного электролита для никелирования (электролит Уоттса) на основе сернокислого никеля с добавкой 1 % хинолина. Осаждение

0

5

0

5

0

5

проводилось при напряжении 12 В и плотности тока 10 А/м в течение 2 мин. Растворение проводилось в том же растворе при напряжении 12 В и плотности тока 105 А/м2 в течение 30 с.

Увеличение плотности тока было достигнуто уменьшением межэлёктродного зазора с 100 до 10 мм.

Шероховатость образца была уменьшена с Ra 0,5 мкм до Ra 0,1 мкм за 15 циклов обработки,

Применение данного способа позволяет улучшить качество поверхности, достигаемое при электрохимическом полировании за счет сглаживания микронеровностей обрабатываемой поверхности.

Формула изобретения

1. Способ электрохимического полирования металлов в растворах, содержащих органические добавки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества полирования, на обрабатываемую поверхность осаждают слой металла с необходимой шероховатостью, затем осуществляют растворение осажденного металла до полного его удаления, при этом в качестве осаждаемого металла используют металл, скорость электрохимического растворения которого в данных условиях равна скорости растворения обрабатываемого металла.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс полирования осуществляют, циклически снижая шероховатость поверхности последовательно в каждом цикле.

Те 1,1ческая сущность: на обрабатываемую поверхность осаждают слой металла с заданной шероховатостью в среде, содержащей органическую добавку, затем осуществляют растворение осажденного металла до полного его удаления. При этом в качестве осаждаемого металла используют металл, скорость электрохимического растворения которого равна скорости растворения обрабатываемого металла, а процесс осуществляют циклически, снижая шероховатость поверхности последовательно в каждом цикле. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.