При шлифовании волосяной или травяной щеткой пользуются жировой пастой, изготовленной из весьма мелкого наждака—пыли в смеси со стеарином и машинным маслом или техническим салом. Для того чтобы паста хорошо приставала к щетке, ее предварительно смачивают в машинном масле.
Обработка в барабанах— галтовка. Для подготовки поверхности мелких изделий и деталей их подвергают обработке в барабанах или колоколах. Процесс шлифования в барабане с целью удаления с поверхности изделий грубых неровностей называется галтовкой.
Галтовка производится сухим или мокрым способом, в зависимости от характера требуемой обработки. При мокром способе применяют обычно растворы слабых щелочей, действующих на полирующую способность абразивов (мыльная вода, растворы щелочи и аммиачных солей). Также применяют и слабые растворы кислот (соляной или серной), способствующих удалению окислов.
Если обработка ведется с абразивными материалами, то происходит также шлифование и полирование поверхности.
Крупные детали и изделия галтуются обычно в барабанах при 10—30 об/мин, мелкие —при 20—60 об/мин.
Процесс барабанного шлифования длителен и зависит от состояния поверхности обрабатываемых предметов, веса изделий, материала и скорости вращения барабана. Галтовка мелких изделий, полученных холодной штамповкой, длится от 2 до 8 ч.
Длительность процесса для различных изделий устанавливается пробой.
Кроме барабанов, для галтовки применяются также и колокола. Для мокрой галтовки мелких изделий и деталей хорошие результаты дает применение барабана колокольного типа, устройство которого позволяет устанавливать угол наклона в зависимости от количества и величины деталей.
После обработки в барабанах изделия непосредственно подвергаются гальваническим покрытиям или полированию. Иногда процесс галтовки является окончательной операцией.
Из других способов обработки мелких изделий и деталей хорошую отделку поверхности дает обработка полировальными стальными шариками.
Полирование стальными шариками производится в барабанах различной формы с применением мыльно-щелочных полировальных составов. Шарики, вращаясь вместе с изделиями в барабане, своим давлением и трением выравнивают и сглаживают поверхность изделий, не снимая при этом стружки. Область применения полирования шариками очень велика. Полировать шариками можно все металлы, за исключением лишь тонких изделий, которые в процессе обработки могут погнуться или быть повреждены.
Пескоструйная и гидроабразивная очистка. Очистка металлических поверхностей путем обдувки песком является эффективным и экономичным методом подготовки перед такими защитными покрытиями, как цинкование, кадмирование, фосфатирование, где требуется чистая матовая поверхность металла. Однако высокая профессиональная вредность обдувки сухим кварцевым песком побуждает заменять этот способ другими, менее вредными, куда относятся очистка влажным песком, металлическим песком, гидропескоочистка и дробеструйная очистка, а также жидкостно-абразивная обработка.
Установка для гидропескоочистки состоит из сборника, снабженного мешалкой или центробежным насосом и наполненного песком с водой, который под действием сжатого воздуха через сопло подается на поверхность деталей, подвергаемых очистке. Необходимое при этом давление воздуха должно быть не ниже 3,5 ат. [2]
Операции химической подготовки поверхности перед нанесением гальванических покрытий — травление в кислотах, обезжиривание, химическое и электрохимическое полирование, а также декапирование и промывка в воде — являются весьма ответственными операциями в общем процессе гальванических покрытий, так как только химическая чистота поверхности обеспечивает хорошее качество покрытия и прочность сцепления его с поверхностью покрываемого металла.
Травление применяется для снятия продуктов коррозии (окислов, окалины и ржавчины) с поверхности металлов и легкого выявления его структуры с целью улучшения сцепления покрытия с основным металлом. Применяется оно перед штамповкой, шлифованием и непосредственно перед нанесением гальванических покрытий, если производятся неблестящие покрытия.
На скорость процесса травления существенно влияют концентрация кислоты в растворе, температура травильных растворов, перемешивание их и накопление в растворе продуктов реакции в виде осадка сернокислых солей железа.
Перед травлением в случае, если поверхность металла или деталей покрыты слоем жира или масла, ее необходимо обязательно обезжирить.
Процесс травления листового материала, проволоки, деталей или заготовок подразделяется на ряд имеющих важное значение операций:
1. Травление. Металл в листах, заготовки или детали, закрепленные на рамах, сетках или приспособлениях, изготовленных из кислотоустойчивого материала, погружают в нагретый травильный раствор и выдерживают до тех пор, пока поверхность металла освободится от окалины, а отдельные места, покрытые еще пленкой разрушенной окалины, могут очищаться при легком механическом воздействии. Температура свежесоставленных растворов поддерживается в пределах 40—50° С с увеличением ее под конец работы раствора до 60—85° С. Время выдержки при травлении составляет 20—90 мин и зависит от состояния металла и степени истощения раствора.
2. Промывка в проточной воде. Для удаления травильного раствора и оторванной, но прилипшей окалины протравленный металл тщательно промывают проточной холодной водой под давлением и протирают щетками.
3. Промывка в горячей воде. Одна промывка в холодной воде не позволяет полностью удалить из пор металла остатки травильной жидкости и солей, которые затем способствуют его быстрому ржавлению. Поэтому дополнительно следует производить промывку травленого металла повторным опусканием его в бак с горячей водой (60—100° С). Когда вода становится грязно-бурой, ее необходимо заменить свежей.
4. Промывка в горячей щелочи. Для нейтрализации следов кислоты и предохранения металла от ржавления его промывают в горячем растворе щелочи. Для этого сразу после промывки в горячей воде травленый металл опускают на несколько минут в бак с кипящим раствором известкового молока или 0,5%-ный раствор каустической соды.
5. Сушка. Этот процесс позволяет устранить травильную хрупкость, появляющуюся при травлении в результате поглощения водорода и восстановить первоначальные свойства металла.
При горячей сушке травильная хрупкость уничтожается в течение 2—3 ч при температуре сушки 110—115° С. Если травление производится как подготовка перед гальваническими покрытиями, то сушка не применяется и детали после промывок поступают в гальванические ванны.
Химическое полирование наиболее часто применяют для отделки меди и ее сплавов (бронза, латунь, мельхиор и др.). Процесс производится в два приема.
1. Предварительное травление в растворе состава:
азотная кислота (уд. вес 1,44).....1000 г
соляная кислота (уд. вес 1,19).....10 мл/л
Перед травлением детали необходимо обезжиривать, промывать и обязательно высушивать, чтобы не разбавлять травильных смесей, иначе травление будет происходить слишком быстро и неравномерно.
2. Химическое полирование в растворе состава:
азотная кислота (уд. вес 1,38—1,44) . 750—800 г
серная кислота (уд. вес 1,80—1,84) . 1000 »
хлористый натрий или соляная кислота ............... 10—20 »
сажа (ламповая).......... 10 »
В этот раствор изделия погружают на 2—3 сек и затем быстро и тщательно промывают в большом количестве воды, после чего высушивают и покрывают бесцветным лаком или подают в ванну гальванического покрытия.
Электролитическое травление производится в 10—20%-ном растворе серной кислоты с добавлением необходимого количества соляной кислоты и поваренной соли под действием постоянного электрического тока. В качестве электродов в ванну завешивают пластины из свинца или кремнистого чугуна.
По применяемым способам различают анодное и катодное травление. При анодном травлении происходит электролитическое растворение металла и механическое отрывание с поверхности пленки окислов выделяющегося пузырьками кислорода. Травление на катоде происходит за счет химического восстановления и механического отрывания окислов бурно выделяющимся водородом.
Наиболее распространенным способом является анодное травление, при котором изделия приобретают совершенно чистую, слегка шероховатую поверхность, благодаря чему покрытие хорошо пристает к металлу. В то же время этот процесс требует к себе большого внимания в части режима и продолжительности, так как поверхность металла можно легко перетравить.
Плотность тока при электролитическом травлении должна быть Dк = 5 ÷ 1 а/дм2, напряжение 3—10 в.
Для электролитического травления железа и стали применяются следующие растворы:
серная кислота............150 г/л
хлористый натрий........... 20 »
Режим работы: плотность тока Dк= 5 ÷ 10 а/дм2, температура 20—50°С. Аноды — свинцовые.
серная кислота............48 г/л
соляная кислота ........... 12 »
хлористый натрий........... 25 »
Режим работы: плотность тока Dк = 8 а/дм2, время выдержки 3—10 мин. Для катодного травления применяются аноды из кремнистого чугуна. Применяется также раствор, состоящий из солей:
сернокислое железо.......... 250 г/л
сернокислый магний......... 50 »
серная кислота............ 20 »
Электролитическое полирование — один из новых методов обработки поверхности металлов — представляет собой процесс выравнивания поверхности металла путем анодного растворения и применяется для повышения качества поверхности металлических изделий в дополнение к механическому шлифованию и полированию. Обрабатываемые детали завешивают в ванну с электролитом в качестве анодов, катодами служат электроды из таких металлов, которые не растворяются в данном электролите. Состав электролита и режим процесса должны обеспечивать преимущественное растворение микроскопических выступов поверхности, в результате чего поверхность становится весьма гладкой и приобретает сильный блеск. При электрополировании решающую роль играют напряжение тока на ванне и плотность тока, которая значительно выше, чем применяемая при осаждении металла.