Полировка нержавеющей стали: механические, химические и электрохимические способы

Полировка нержавеющей стали: механические, химические и электрохимические способы

Содержание статьи:

Нержавеющая сталь – востребованный в промышленности материал. Он используется для изготовления различного оборудования, элементов инженерных коммуникаций, бытовой техники, декоративных предметов и даже кухонной утвари. Чтобы повысить эстетические свойства поверхности нержавейки и устранить мелкие неровности, применяется полирование. Такой способ обработки не только совершенствует привлекательность и гигиеничность изделий, но и повышает его устойчивость к коррозии.

Шлифованная или полированная нержавейка?

Некоторые клиенты затрудняются с ответом какая должна быть поверхность: шлифованная или полированная. В этой статье мы попробуем объяснить в чем разница между этими видами обработки.

Стоит отметить, что шлифованная и полированная поверхности могут быть разных видов. Различие заключается в степени шероховатости поверхности (Ra). Существуют различные стандарты регламентирующие степень обработки поверхности: EN (Евросоюз), ASTM (США), JIS (Япония), ГОСТ (Россия), DIN (Германия).

Согласно Европейскому стандарту (EN) различают следующие виды поверхности нержавеющей стали:

  • 1D — Горячекатаная сталь, термообработанная, отожжённая,
  • 1Q — Горячекатаная сталь, после отпуска и травления,
  • 1G — Горячекатаная сталь, шлифованная,
  • 2C — Холоднокатаная, термообработанная, без снятия окалины,
  • 2H — Холоднокатаная, упрочненная,
  • 2E — Холоднокатаная, термообработанная, механически очищена от окалины с последующим травлением,
  • 2G — Шлифованная (поверхность обрабатывается абразивом с grit = 120),
  • 2J — Холоднокатаная, шлифовка с чистотой (поверхность обрабатывается абразивом с grit = 150-240), Ra: 0,6-0,9 мкм,
  • 2K — Брашированная поверхность (поверхность обрабатывается абразивом с grit = 320), Ra: 0,5 мкм,
  • 2D — Холоднокатаная, термообработанная, шлифованная, травленая,
  • 2B — Холоднокатаная, термообработанная, травленая, шлифованная (в защитной пленке), Ra: 0,2 мкм,
  • BA — Холоднокатаная, термообработанная, зеркало (в защитной пленке),
  • 2R — Холоднокатаная, светлоотожженная, с зеркальной поверхностью,
  • 3N, 4N — Холоднокатаная, термообработанная, зеркало (в защитной пленке),
  • N8 — Полировка — суперзеркало.

Операция полировки всегда следует за шлифовкой. Шлифовка металла осуществляется с помощью абразивов с различной степенью зернистости. В зависимости от начальной шероховатости поверхности ее обрабатывают абразивами для первичной шлифовки: Р100, Р180, Р280, постепенно уменьшая размер зерна. Согласно стандарту FEPA (ГОСТ Р 52381-2005) числа от Р100 до Р2500 обозначают число проволок сита(через которое просеивают абразивный материал) на дюйм. После шлифовки абразивом Р300 и мельче поверхность начинает становиться зеркальной.

Далее целесообразно производить операцию полирования.

Полировка нержавеющей стали бывает нескольких видов:

  • Механическая,
  • Химическая,
  • Электролитическое полирование,
  • Электролитно-плазменный способ.
    • Достигаемая шероховатость до Ra 0,01 мкм

Механическая полировка может осуществляться как с помощью ручного инструмента, так и с помощью специального оборудования. Ручной способ применяется при небольших объемах работ или при обработке локальных мест, где производилась сварка.

Химическая полировка происходит при обработке поверхности растворами серной, азотной и соляной кислот. При этом на поверхности металла образуется оксидная пленка, которая сглаживает микронеровности. Химическое полирование не позволяет избавиться от глубоких рисок, оставшихся после шлифовки. Преимущество такого вида обработки заключается в том, что таким образом можно полировать детали сложного профиля. Недостатком является вредность для окружающей среды.

Электролитическая полировка это метод, который позволяет избавиться от более глубоких рисок и дефектов поверхности, чем при химической полировке. При таком виде обработки изделие погружается в гальваническую ванну в раствор электролита. Далее на него подается постоянный ток. В результате наиболее значительные шероховатости растворяются (улучшается параметр Ra). Также на поверхности изделия образуется оксидная пленка, причяем более толстая, чем при химической полировке.

Электро-плазменная полировка нержавейки это один из самых современных способов. Изделие погружается в ванну с электролитом и на него подается ток высокого напряжения. В результате на поверхности металла образуется пароплазменная оболочка. Данный вид полировки позволяет достигать шероховатости (Ra) до 0,01 мкм. Недостатком этого метода являются ограниченные размеры обрабатываемых изделий.

В заключении стоит еще раз отметить, что качество полировки всегда зависит от качества шлифовки поверхности, то есть плохо отшлифованную поверхность невозможно сделать зеркальной.

Шлифованная и полированная поверхности могут быть различных видов.

Например, шлифованная поверхность может быть матовая, сатинированная, брашированная (от англ. brush – щетка). Шлифованная поверхность также отличается по глубине и направлению рисок от абразива. При изготовлении интерьерных изделий из шлифованной нержавейки практически всегда приходится дополнительно шлифовать поверхность для придания ей декоративного внешнего вида.

Полированную нержавейку иногда называют зеркальной из-за ее свойства давать отражение. Существует поверхность так называемое «суперзеркало» когда степень шероховатости Ra поверхности менее 0,02 мкм. В местах сварки такие поверхности приходится полировать в ручную. Это очень трудоемкий процесс. Не всегда возможно достичь изначальной шероховатости поверхности.

Материалы любезно предоставлены компанией «Торговый дом «ЯРУС»

Химический способ

Небольшие детали из нержавейки обрабатывают методом, который не требует большого приложения физических усилий и нескольких часов работы. Использовать круги может быть просто неудобно. Погрузить очищенную заготовку в ванну со строго дозированными реагентами, разведенными до нужной концентрации дистиллированной водой. За достаточный интервал времени, под воздействием едких реактивов, все контактирующие с жидкой активной средой шероховатости стали устраняются. Глубокие царапины, следы сварки предварительно сначала выравнивают наждачными кругами, после заглаживают мягкими кругами с пастой нужной зернистости (ГОИ). Иначе все крупные изъяны тоже отполируются с сохранением формы.

Для правильного выбора компонентов, их концентрации в водной массе, желательно знать марку нержавейки :

  1. Марку Х18Н9Т погружают в следующий состав: кислоты: 230 мл серной, 40 мл азотной, 70 мл соляной. На 1 л раствора добавляют краситель кислотный черный — 6 г, столярный клей — 10 г, хлористый натрий — 6 г. Выдерживается температура жидкости 65-70 °С, время 5÷30 мин.
  1. Кислоты в соотношении к полному объему: азотная 4÷5%, ортофосфорная 20÷30%, соляная 3÷4%, метилоранж — 1÷1.5%, в водном растворе с температурой 18÷25 °С, Ориентировочное время выдержки 5÷ 10 мин.
  2. На литр состава количество кислот: серная 230 г, соляная 660 г, кислотного красителя оранжевого– 25 г. Выдержать температуру 70÷75 °С, время 2÷3 мин.

Для полноты реакции во всех точках и удаления образующихся продуктов, жидкость в емкости непрерывно перемешивают. Можно шевелить стальную деталь.

Компоненты агрессивны. Обеспечить защиту кожных покровов рук, лица, глаз, органов дыхания.

Химическое выравнивание линии внешней границы нержавейки (полировка) происходит потому, что интенсивнее реакция идет на выступах профиля. Для предотвращения скопления продуктов взаимодействия во впадинах, углублениях, углах, принудительно создают движение жидкости. После смывания химических реактивов натирают салфеткой с небольшим количеством состава — полироля.

У меня огромный опыт использования болгарок в шлифовке (более 12 лет) и самая лучшая из них это Metabo. В соотношении цена/качество естественно.

Характеристики требуемой болгарка

  • Мощность от 1400 Вт
  • Регулировка скорости 2500-11000 об/мин
  • Размер болгарки на диски 125 мм, маленькая, ато руки устанут быстро

Болгарка лучше metabo это FEIN, но и стоимость с теми-же характеристиками в три раза больше.

Болгарка Metabo WEV 15-125 Quick

На сегодняшний день мы на своем производстве используем эту модель болгарок Metabo. На видео я как раз использую болгарку этой фирмы.

Читайте также  Шкафы в маленькую прихожую

Стоимость такой УШМ в районе 8500 рублей в среднем. Если брать для дома, то на всю жизнь, если для производства то экономней вариант не найти.

Заказать болгарку можно в магазине пройдя по ссылке ЗДЕСЬ

Расходники

Швы снимаются кругом КЛТ диаметром 125 мм. Зернистость Р-80 — Р-120. В ролике используется Круг Луга-Абразив. Самые лучшие 3М, но дорогие.

После КЛТ необходимо сгладить неровности и грубые риски после КЛТ. Снимаются шлифовальным кругом на липучке Зерном Р-80. Риски после круга Р-80 снимаются Таким же кругом зерном Р-320.

Советую использовать круги фирмы Mirka, дешевые использовать будет дороже.

Полировка. Когда шлифовка сварных швов зерном Р-320 завершена, начинается полировка трубы до зеркального блеска, войлоком + паста. Можно ГОЙ, но она вредная.

Протереть тряпочкой

Электроплазменная полировка металла

Одной из разновидностей выравнивающей обработки можно назвать электроплазменную полировку. Под воздействием электротока вокруг обрабатываемой детали формируется облако плазмы, для этого используются УПП — установки плазменного полирования. В результате снимается тонкий верхний слой, его толщина не превышает нескольких микрон.

Электроплазменная обработка имеет несколько преимуществ:

  • Поверхности придается приятный зеркальный блеск.
  • С металлических изделий удаляются небольшие заусенцы, поверхность становится ровной.
  • Убирается излишняя острота кромок, они становятся безопасными для прикосновения.

С помощью УПП можно обрабатывать не только изделия из нержавеющей стали, но и детали из меди и титановых сплавов.

Компания «Газметаллпроект» предлагает различные виды обработанного металлопроката из нержавейки. Механическая, химическая и электрохимическая обработка позволяют создавать детали с высоким качеством поверхности, она становится идеально ровной. Широкий выбор металлического проката позволяет подобрать все необходимое для решения различных задач. Чтобы заказать металлопрокат и получить именно то, что нужно, получите подробные консультации наших специалистов.

Полировка мукой

Для полировки металлических изделий можно еще использовать муку. С ее помощью хорошо обрабатывать ровные поверхности, например раковину или кастрюлю.

  1. Изделие посыпают мукой, так чтобы вообще не оставалось просветов.
  2. Мука должна быть распределена равномерно.
  3. Используя сухую ткань, круговыми движениями полируют поверхность.
  4. Далее муку очень легко удалить с поверхности.

Полировка нержавейки

В процессе обработки металлов неизбежно появляются заусенцы, царапины, трещины. Такие изъяны можно устранить методом предварительной шлифовки со специальными заполнителями и завершающей полировки.

Под шлифовкой подразумевается равномерной снятие по всей ширине или периметру поверхности слоя толщиной 0,2-0,5 микрометров. При полировке эта толщина исчисляется тысячными долями мкм, что особо важно в высокоточном приборостроении.

Технология полирования нержавейки заключается в воздействии на металл абразивных материалов с природным или искусственным составом. Чтобы добиться зеркального блеска поверхности, применяются также и высокие технологии в механизмах обрабатывающего оборудования.

На первых стадиях обработки используются абразивные ленты с более крупным зерном, далее идут в ход наиболее мелкие абразивы. Немаловажную роль в полировке играет температурный режим, различают холодное и горячее полирование.

Шлифовка и полировка деталей используется в таких отраслях, как:

производство оборудования для пищевой и химической промышленности;

интерьерное и экстерьерное декорирование;

Способы полировки нержавеющей стали

Существует несколько технологий полирования нержавейки, среди которых самые распространенные — это механическая, химическая и их разновидности. Механическая используется при восстановлении зеркальности нержавеющей стали непосредственно на местах, а также при цеховом ремонте и обработке небольших партий изделий. При поточной обработке деталей из нержавейки на промышленных предприятиях, как правило, применяется метод электрополирования в химических растворах. Довести до блеска нержавейку можно и в домашних условиях доступными каждому способами и средствами.

При небольших повреждениях или окислении поверхность изделия из нержавеющей стали легко доводится до блеска с помощью полировальной пасты или реагентов для химической полировки. Если же царапины и выбоины на нержавейке имеют значительный размер, то вначале необходимо выполнить механическую шлифовку.

Механическая полировка

После механообработки или прокатки на поверхности изделий из нержавеющей стали остаются продольные полосы и канавки. Эти неровности в самом лучшем случае имеют 6–7 класс шероховатости, поэтому шлифовка нержавейки до 8–10 класса является обязательным условием подготовки к операции полирования, т. к. этому виду обработки соответствуют 11–14 классы.

Механическая полировка нержавейки может выполняться вручную, без применения приводного инструмента и специальных приспособлений. Такая обработка наиболее распространена в быту и при небольших объемах ремонтно-восстановительных работ. На производственных предприятиях для полирования нержавеющей стали используют следующие виды производственного оборудования:

  • ручной электро- и пневмоинструмент;
  • полировальные станки;
  • барабанные и вибрационные аппараты;
  • магнитно-абразивные установки.

Самые распространенные абразивные материалы для полировки нержавеющей стали — это различные жидкие полироли, суспензии и пасты, которые позволяют добиться наилучших результатов по шероховатости. У большинства из них основой являются технические масла, жиры и вещества типа парафина и стеарина, которые приходится удалять с поверхности нержавейки с помощью органических растворителей.

Электрохимический способ

ЭХП позволяет обрабатывать любые труднодоступные полости и сложные фигурные элементы со снятием одинакового слоя металла по всей поверхности изделия. Установки, на которых выполняется химическая электрополировка нержавейки, работают при температуре электролита 70÷90 °C и плотности токов от 0.3 до 0.5 А/см². В качестве электролитов в них используют растворы на основе смеси неорганических кислот. По этой причине ЭХП иногда путают с химическим травлением металлов и даже упоминают в статьях о них азотную кислоту, хотя основные компоненты электролита для нержавеющей стали — это ортофосфорная и серная кислоты.

Электролитно-плазменное полирование

Еще одним достоинством этой технологии является дешевизна и экологическая безопасность химических веществ, применяемых для приготовления электролитов. В частности, при электролитно-плазменном полировании изделий из нержавейки используются безопасные растворы солей аммония с концентрацией 3÷6%.

Обработка нержавеющей стали

Самый распространенный метод обработки шва — травление. Чтобы выполнить травление можно использовать серную или соляную кислоту. Иногда используется азотная кислота. При этом не обязательно использовать кислоту в жидком виде, можно приобрести пасту или спрей, что достаточно удобно. В нашей практике чаще всего используется густая паста для травления, мы наносим ее толстым слоем на шов с помощью кисти. В цеху должна быть хорошая вентиляция, потому что зачастую пасты имеют очень неприятный запах.

Если вы будете использовать жидкую кислоту, то здесь нужно внимательно соблюдать технику безопасности и не нарушать технологию травления. Сначала промойте деталь под проточной водой, затем погрузите деталь в емкость с кислотой. Можно использовать смесь из двух и более кислот для более эффективной обработки. Достаньте деталь из кислоты и снова промойте ее. Время погружения в емкость зависит от детали, состава кислот и многих других факторов. Так что читайте инструкцию.

Для обработки сварных швов по общепринятой технологии нужно использовать средства индивидуальной защиты. Ни в коем случае не обрабатывайте металл без маски и костюма. При использовании кислот выделяются пары, опасные для здоровья человека. А кожа очень восприимчива, так что защитите ее от прямого попадания кислоты.

Также для травления сварных швов на нержавеющей стали можно использовать электролитический метод. Он сложнее и стоит недешево, но все же достаточно эффективен. В емкость с жидкой кислотой и погруженной в нее деталью помещают источник тока. Ток может быть как переменным, так и постоянным.

Читайте также  Расчет п-образной лестницы

Еще можно использовать пассиватор для обработки готовых сварных соединений. Пассиватор — это вещество, обладающее особыми свойствами, которые способны вводить металл в пассивное состояние (отсюда и название). Использование пассиваторов — это недорогой способ очистки швов, вещество можно наносить прямо на соединение либо окунать деталь в емкость (по аналогии с кислотами).