Pulido electroquímico: el secreto de una nueva superficie de metal

En la producción industrial moderna, la calidad de la superficie de los materiales metálicos tiene un impacto vital en el rendimiento y la vida útil de los productos. Como tecnología avanzada de tratamiento de superficie metálica, el pulido electroquímico se ha utilizado ampliamente en muchos campos con sus ventajas únicas. Este artículo explorará profundamente los principios, el flujo de procesos y los efectos de aplicación del pulido electroquímico en diferentes materiales metálicos, y lo comparará con el pulido mecánico tradicional para revelar sus ventajas significativas.

Principio de pulido electroquímico

El pulido electroquímico es un proceso que utiliza reacciones electroquímicas para disolver selectivamente áreas específicas de la superficie metálica para lograr el propósito de pulir. Durante el proceso de pulido electroquímico, la pieza de trabajo de metal sirve como ánodo y el metal insoluble sirve como cátodo. Ambos electrodos están sumergidos en el electrolito al mismo tiempo y se pasa una corriente continua. Cuando pase la corriente, se formará una capa de pequeñas protuberancias y depresiones en la superficie de la pieza de trabajo. A través de la electrólisis, los átomos de metal en las partes sobresalientes se disuelven preferentemente, de modo que la superficie se vuelve gradualmente lisa y plana.

El principio de pulido electroquímico se basa principalmente en los siguientes dos aspectos:

Disolución electroquímica

• Durante el proceso de electrólisis, las partes sobresalientes de la superficie del metal sufrirán preferentemente reacciones de disolución debido a su gran densidad de corriente. Esto se debe a que la resistencia al campo eléctrico de las piezas sobresalientes es mayor, lo que facilita que los átomos de metal pierdan electrones e ingresen la solución. A medida que avanza la electrólisis, las partes sobresalientes de la superficie del metal se disuelven gradualmente, mientras que las partes cóncavas se retienen relativamente, lo que hace que la superficie sea más suave.

Formación y disolución de la película de óxido

• Durante el proceso de pulido electroquímico, se formará una película de óxido delgada en la superficie del metal. La formación y disolución de esta película de óxido es un proceso de equilibrio dinámico. La formación de la película de óxido puede evitar la disolución adicional del metal, mientras que la disolución de la película de óxido puede exponer la nueva superficie del metal, lo que le permite continuar participando en la reacción electrolítica. Al controlar las condiciones electrolíticas, se puede lograr el equilibrio entre la formación y la disolución de la película de óxido, logrando así el mejor efecto de pulido.

Proceso de pulido electroquímico

El proceso de pulido electroquímico generalmente incluye los siguientes pasos:

Pretratamiento

• Prepolishing o pulido
  • El pulido electroquímico pertenece a la categoría de pulido fino, que puede reducir la rugosidad de la superficie del sustrato en varios niveles de la rugosidad original. Por lo tanto, cuanto menor sea la rugosidad original del sustrato, más brillante es la superficie después del pulido electroquímico. Para obtener una superficie de alto brillo, algunas piezas de trabajo con superficies relativamente ásperas son mejor pulidas, enrolladas o prepoledas, y luego se pulen electroquímicamente. Para sustratos con superficies o piezas de trabajo relativamente brillantes que no requieren un alto brillo, no es necesario prepolgar o pulir.
• Desengrasar
  • La mayor parte de la grasa utilizada en el procesamiento del sustrato es el aceite mineral. A diferencia del aceite vegetal, no puede ser eliminado por jabón alcalino. No se puede eliminar mediante soda cáustica ordinaria, carbonato de sodio y soluciones de cianuro de sodio. En particular, las piezas que se han presentado previamente con pasta de pulido de antemano a menudo contienen grasa de alta viscosidad. Después de lavar con gasolina, permanecerá una película de petróleo. Por lo general, se usa agua especial de eliminación de cera o agente de limpieza de pasta de pulido para desengrase. Para las partes generales, solo use un líquido desengrasante que contenga un tensioactivo apropiado.
• Eliminación de óxido
  • Si hay óxido en la superficie de la pieza de trabajo, se requiere eliminación de óxido. En general, se utiliza el método de decapado. La pieza de trabajo está sumergida en ácido clorhídrico diluido o ácido sulfúrico, y luego se toma después de remojar durante un cierto período de tiempo y enjuagado con agua limpia.

Pulido electroquímico

• La pieza de trabajo previamente tratada está montada en el ánodo, y el metal insoluble se usa como cátodo. Los dos electrodos están sumergidos en el electrolito al mismo tiempo y se pasa una corriente continua. La composición, la temperatura, el voltaje, la corriente y otros parámetros del electrolito deben ajustarse de acuerdo con el material y los requisitos de la pieza de trabajo. Durante el proceso de electrólisis, las partes elevadas en la superficie de la pieza de trabajo se disuelven primero, y la superficie se vuelve gradualmente lisa y plana.

Post-tratamiento

• Limpieza
  • Después de completar el pulido electroquímico, la pieza de trabajo se saca del electrolito y se lava en un tanque de agua fría que fluye para lavar el líquido de pulido que queda en la superficie para evitar que la superficie se corroiga.
• Neutralización
  • Coloque la pieza de trabajo lavada en un baño alcalino para la neutralización para eliminar aún más las trazas del ácido.
• Secado
  • La pieza de trabajo neutralizada se lava en un tanque de agua fría para eliminar el álcali residual en la superficie, de modo que la superficie de la pieza de trabajo sea neutral y luego se seca.

Efectos del pulido electroquímico en diferentes materiales metálicos

Acero inoxidable

• Puede formar una película de óxido rica en cromo en la superficie del acero inoxidable para mejorar su resistencia a la corrosión superficial.
• Microscópicamente aplane la superficie de la pieza de trabajo, reduzca la rugosidad de la superficie y haga que la superficie de acero inoxidable muestre un efecto de espejo uniforme, liso y altamente brillante.
• Retire los rebabas y rasguños de la superficie del acero inoxidable para mejorar la calidad de su superficie y la estética.
• Por ejemplo, en los campos de la maquinaria farmacéutica, el equipo médico, la maquinaria de alimentos, etc., las piezas de trabajo de acero inoxidable electroquímicamente pulido pueden cumplir con los requisitos de la resistencia a la higiene y la corrosión.

Cobre

• Elimina efectivamente la película de óxido y la suciedad en la superficie del cobre, dejando la superficie del cobre con un brillo metálico brillante.
• Mejore la conductividad eléctrica y térmica del cobre y mejore su rendimiento de procesamiento.
• En los campos de la electrónica e ingeniería eléctrica, los materiales de cobre electroquímicamente pulidos pueden cumplir con los requisitos de alta precisión y alto rendimiento.

Níquel

• Puede formar una película de óxido denso en la superficie del níquel para mejorar su resistencia a la corrosión.
• Reduzca la rugosidad de la superficie del níquel para que sea más suave y más plana.
• En los campos de la industria aeroespacial, química, etc., los materiales de níquel electroquímicamente pulidos pueden cumplir con los requisitos de resistencia a la corrosión y alta precisión.

Tungsteno

• Elimine los óxidos y las impurezas en la superficie del tungsteno para que la superficie del tungsteno presente un brillo metálico brillante.
• Mejorar la dureza y la resistencia al desgaste del tungsteno y mejorar su rendimiento de procesamiento.
• En los campos de herramientas de corte, moldes, etc., los materiales de tungsteno electroquímicamente pulidos pueden cumplir con los requisitos de alta dureza y alta resistencia al desgaste.

Comparación entre el pulido electroquímico y el pulido mecánico tradicional

Calidad de la superficie

• El pulido electroquímico puede aplanar la superficie de la pieza de trabajo a nivel microscópico, reducir la rugosidad de la superficie y hacer que la superficie del metal presente un efecto de espejo uniforme, liso y altamente brillante.
• El pulido mecánico tradicional solo puede aplanar la superficie de la pieza de trabajo a nivel macroscópico. Aunque también puede reducir la rugosidad de la superficie, es difícil lograr la calidad de la superficie del pulido electroquímico.

Resistencia a la corrosión

• El pulido electroquímico forma una película de óxido en la superficie del metal, lo que mejora la resistencia a la corrosión del metal.
• El pulido mecánico tradicional formará una capa de deformación endurecida en frío en la superficie del metal, y la resistencia a la corrosión no mejorará significativamente.

Estrés superficial

• La superficie del metal después del pulido electroquímico no contiene estrés.
• El pulido mecánico tradicional causará estrés en la superficie del metal y contendrá abrasivos de pulido.

Alcance de la aplicación

• El pulido electroquímico es aplicable a cualquier material metálico, especialmente para materiales metálicos duros, donde el pulido electroquímico tiene ventajas únicas.
• El pulido mecánico tradicional es difícil de pulir de manera efectiva los materiales de metal duro.

Eficiencia de producción

• El pulido electroquímico tiene una velocidad de procesamiento rápida, una alta productividad, puede producirse en masa y es fácil de automatizar.
• El pulido mecánico tradicional tiene una velocidad de procesamiento lenta y una baja productividad, lo que dificulta lograr la producción en masa y la automatización.

Rendimiento ambiental

• El proceso de pulido electroquímico producirá aguas residuales y gas residual, pero en comparación con el polvo generado por el pulido mecánico tradicional, el pulido electroquímico tiene un mejor rendimiento ambiental.

Onlusión

Como tecnología avanzada de tratamiento de superficie metálica, el pulido electroquímico tiene muchas ventajas significativas. Puede micro-nivelar la superficie del metal, reducir la rugosidad de la superficie, mejorar la resistencia a la corrosión del metal y hacer que la superficie del metal presente un efecto de espejo uniforme, liso y altamente brillante. En comparación con el pulido mecánico tradicional, el pulido electroquímico tiene ventajas obvias en la calidad de la superficie, resistencia a la corrosión, eficiencia de producción, etc. En el desarrollo futuro, la tecnología de pulido electroquímico continuará mejorando e innovando, y su campo de aplicación continuará expandiéndose, lo que hace mayores contribuciones al desarrollo de la producción industrial.