Polimento eletroquímico: o segredo para uma nova superfície de metal

Na produção industrial moderna, a qualidade da superfície dos materiais metálicos tem um impacto vital no desempenho e na vida útil dos produtos. Como uma tecnologia avançada de tratamento de superfície de metal, o polimento eletroquímico tem sido amplamente utilizado em muitos campos com suas vantagens únicas. Este artigo explorará profundamente os princípios, o fluxo de processos e os efeitos da aplicação do polimento eletroquímico em diferentes materiais metálicos e o comparará com o polimento mecânico tradicional para revelar suas vantagens significativas.

Princípio do polimento eletroquímico

O polimento eletroquímico é um processo que usa reações eletroquímicas para dissolver seletivamente áreas específicas da superfície do metal para alcançar o objetivo do polimento. Durante o processo de polimento eletroquímico, a peça de trabalho de metal serve como ânodo e o metal insolúvel serve como cátodo. Ambos os eletrodos estão imersos no eletrólito ao mesmo tempo e uma corrente direta é passada. Quando a corrente passa, uma camada de pequenas saliências e depressões se formará na superfície da peça de trabalho. Através da eletrólise, os átomos de metal nas partes salientes são dissolvidos preferencialmente, para que a superfície gradualmente se torne lisa e plana.

O princípio do polimento eletroquímico é baseado principalmente nos dois aspectos a seguir:

Dissolução eletroquímica

• Durante o processo de eletrólise, as partes salientes da superfície do metal passarão preferencialmente reações de dissolução devido à sua grande densidade de corrente. Isso ocorre porque a força do campo elétrico das peças salientes é maior, facilitando a perda de átomos de metal e entrar na solução. À medida que a eletrólise prossegue, as partes salientes da superfície do metal são gradualmente dissolvidas, enquanto as partes côncavas são relativamente retidas, tornando a superfície mais suave.

Formação e dissolução do filme de óxido

• Durante o processo de polimento eletroquímico, um filme de óxido fino se formará na superfície do metal. A formação e dissolução deste filme de óxido é um processo de equilíbrio dinâmico. A formação do filme de óxido pode impedir a dissolução adicional do metal, enquanto a dissolução do filme de óxido pode expor a nova superfície do metal, permitindo que ele continue participando da reação eletrolítica. Ao controlar as condições eletrolíticas, o equilíbrio entre a formação e a dissolução do filme de óxido pode ser alcançado, alcançando assim o melhor efeito de polimento.

Processo de polimento eletroquímico

O processo de polimento eletroquímico geralmente inclui as seguintes etapas:

Pré-tratamento

• Pré-polimento ou polimento
  • O polimento eletroquímico pertence à categoria de polimento fino, que pode reduzir a rugosidade da superfície do substrato em vários níveis da rugosidade original. Portanto, quanto menor a rugosidade original do substrato, mais brilhante a superfície após polimento eletroquímico. Para obter uma superfície de alto brilho, algumas peças de trabalho com superfícies relativamente ásperas são melhor polidas, laminadas ou pré-polidas e depois polidas eletroquimicamente. Para substratos com superfícies relativamente brilhantes ou peças de trabalho que não requerem alto brilho, não é necessário pré-polimento ou polimento.
• Desentando
  • A maior parte da graxa usada no processamento do substrato é o óleo mineral. Ao contrário do óleo vegetal, ele não pode ser removido pelo sabão alcalino. Não pode ser removido por refrigerante cáustico comum, soluções de carbonato de sódio e cianeto de sódio. Em particular, as partes que foram polidas com pasta de polimento com antecedência geralmente contêm graxa de alta viscosidade. Após a lavagem com gasolina, um filme de petróleo permanecerá. Geralmente, a água de remoção de cera especial ou o agente de limpeza de pasta de polimento é usado para desengundar. Para peças gerais, basta usar um líquido em degradação contendo um surfactante apropriado.
• Remoção da ferrugem
  • Se houver ferrugem na superfície da peça de trabalho, a remoção da ferrugem será necessária. Geralmente, o método de decapagem é usado. A peça de trabalho é imersa em ácido clorídrico diluído ou ácido sulfúrico e depois retirado após a imersão por um certo período de tempo e enxaguado com água limpa.

Polimento eletroquímico

• A peça de trabalho pré-tratada é montada no ânodo e o metal insolúvel é usado como cátodo. Os dois eletrodos estão imersos no eletrólito ao mesmo tempo e uma corrente direta é passada. A composição, temperatura, tensão, corrente e outros parâmetros do eletrólito precisam ser ajustados de acordo com o material e os requisitos da peça de trabalho. Durante o processo de eletrólise, as peças elevadas na superfície da peça de trabalho são dissolvidas primeiro e a superfície gradualmente se torna lisa e plana.

Pós-tratamento

• Limpeza
  • Após a conclusão do polimento eletroquímico, a peça de trabalho é retirada do eletrólito e lavada em um tanque de água fria fluida para lavar o líquido de polimento restante na superfície para impedir que a superfície seja corroída.
• Neutralização
  • Coloque a peça de trabalho lavada em um banho de alcalina para neutralização para remover ainda mais os traços do ácido.
• Secagem
  • A peça de trabalho neutralizada é lavada em um tanque de água fria para remover os álcalis residuais na superfície, para que a superfície da peça seja neutra e depois seca.

Efeitos do polimento eletroquímico em diferentes materiais metálicos

Aço inoxidável

• Ele pode formar um filme de óxido rico em cromo na superfície do aço inoxidável para melhorar sua resistência à corrosão da superfície.
• Microscopicamente, achate a superfície da peça de trabalho, reduza a rugosidade da superfície e faça com que a superfície de aço inoxidável mostre um efeito de espelho uniforme, liso e altamente brilhante.
• Remova rebarbas e arranhões da superfície do aço inoxidável para melhorar sua qualidade da superfície e estética.
• Por exemplo, nos campos de máquinas farmacêuticas, equipamentos médicos, máquinas de alimentos, etc., as peças de aço inoxidável eletroquimicamente polidas podem atender aos requisitos de resistência à higiene e corrosão.

Cobre

• Remove efetivamente o filme de óxido e a sujeira na superfície do cobre, deixando a superfície do cobre com um brilho metálico brilhante.
• Melhore a condutividade elétrica e térmica do cobre e melhore seu desempenho de processamento.
• Nos campos de engenharia eletrônica e elétrica, os materiais de cobre eletroquimicamente polidos podem atender aos requisitos de alta precisão e alto desempenho.

Níquel

• Ele pode formar um filme denso de óxido na superfície do níquel para melhorar sua resistência à corrosão.
• Reduza a rugosidade da superfície do níquel para torná -lo mais suave e mais liso.
• Nos campos da aeroespacial, indústria química, etc., os materiais de níquel eletroquimicamente polidos podem atender aos requisitos de resistência à corrosão e alta precisão.

Tungstênio

• Remova os óxidos e impurezas na superfície do tungstênio para fazer com que a superfície do tungstênio apresente um brilho metálico brilhante.
• Melhore a dureza e a resistência do desgaste do tungstênio e melhore seu desempenho de processamento.
• Nos campos de ferramentas de corte, moldes, etc., os materiais de tungstênio eletroquimicamente polidos podem atender aos requisitos de alta dureza e alta resistência ao desgaste.

Comparação entre polimento eletroquímico e polimento mecânico tradicional

Qualidade da superfície

• O polimento eletroquímico pode achatar a superfície da peça de trabalho em nível microscópico, reduzir a rugosidade da superfície e fazer com que a superfície do metal apresente um efeito de espelho uniforme, liso e altamente brilhante.
• O polimento mecânico tradicional pode achatar apenas a superfície da peça de trabalho em nível macroscópico. Embora também possa reduzir a rugosidade da superfície, é difícil alcançar a qualidade da superfície do polimento eletroquímico.

Resistência à corrosão

• O polimento eletroquímico forma um filme de óxido na superfície de metal, o que melhora a resistência à corrosão do metal.
• O polimento mecânico tradicional formará uma camada de deformação endurecida ao trabalho a frio na superfície do metal, e a resistência à corrosão não será significativamente melhorada.

Estresse na superfície

• A superfície do metal após o polimento eletroquímico é livre de estresse.
• O polimento mecânico tradicional causará estresse na superfície do metal e conterá abrasivos de polimento.

Âmbito de aplicação

• O polimento eletroquímico é aplicável a qualquer material metálico, especialmente para materiais de metal duro, onde o polimento eletroquímico tem vantagens únicas.
• O polimento mecânico tradicional é difícil de polir efetivamente materiais de metal duro.

Eficiência de produção

• O polimento eletroquímico tem uma velocidade de processamento rápida, alta produtividade, pode ser produzida em massa e é fácil de automatizar.
• O polimento mecânico tradicional tem velocidade de processamento lenta e baixa produtividade, dificultando a obtenção de produção e automação em massa.

Desempenho ambiental

• O processo de polimento eletroquímico produzirá águas residuais e gases residuais, mas comparado com a poeira gerada pelo polimento mecânico tradicional, o polimento eletroquímico tem melhor desempenho ambiental.

Conclusão

Como uma tecnologia avançada de tratamento de superfície de metal, o polimento eletroquímico tem muitas vantagens significativas. Ele pode micro-nível a superfície do metal, reduzir a rugosidade da superfície, melhorar a resistência à corrosão do metal e fazer com que a superfície do metal apresente um efeito de espelho uniforme, liso e altamente brilhante. Comparado ao polimento mecânico tradicional, o polimento eletroquímico tem vantagens óbvias na qualidade da superfície, resistência à corrosão, eficiência da produção etc. No desenvolvimento futuro, a tecnologia eletroquímica de polimento continuará melhorando e inovada, e seu campo de aplicação continuará a se expandir, fazendo maiores contribuições para o desenvolvimento da produção industrial.