Проблемы электрополировки латуни.

[Семёнов]

В процессе производства бижутерии мне приходится заниматься электрополировкой как заготовок, таки финишной обработкой готовых изделий. Материал - латунь. Детали изготавливаются из листовой латуни, толщиной 1,2 - 2,0 мм. Для повышения качества штамповки заготовки подвергаются отжигу в электропечи. Режим отжига: заготовки загружаются в холодную печь, в течение 4-х часов температура доводится до 650^оС, затем выдержка под температурой 25-30 мин. После печь выключается, и остывает на воздухе. Заготовки выгружаются после полного остывания.
ПРОБЛЕМА ЗАКЛЮЧАЕТСЯ В ТОМ, что исходные полосы-заготовки, не подвергшиеся отжигу, - электрополируются великолепно. Отожжённые и отштампованные изделия дают при электрополировке сплошной брак: появляются обширные области подтравливания, которые трудноудалимы даже при механической шлифовке.
Режим электрополировки:
- суммарная площадь поверхности заготовки - 0,2-0,21 дм² (каждая деталь полируется отдельно на подвесе из латунной проволоки);
- плотность тока - 30 А/дм² (может варьироваться вплоть до 60-70А/дм²);
- электролит - раствор ортофосфорной кислоты в дистилированной воде, плотность 1,51 г/см³;
- напряжение холостого хода - 19В; падение напряжения на ванне в рабочем режиме - 4В.
- время полировки - 7-15 секунд.
Повторяю: относительно жёсткий лист, при таких режимах полируется БЕЗ ПРОБЛЕМ, не полируются только изделия из ОТОЖЖЁННОЙ ЛАТУНИ. причём, при первичной полировке, дефекты могут и не появиться, но при повторной финишной электрополировке, возникает неисправимый брак, который перечёркивает все прошлые старания.

Подскажите, пожалуйста, как с этой бедой бороться.

[antabu]

Такой эффект от отжига для других металлов я тоже замечал.
Как лечить - не знаю, возможно, подобрать другой электролит или другую марку латуни.

[Sovetnik]

Возможно после отжига поверхность покрывается более толстым слоем окислов, которые и мешают качественной полировке. Может перед полировкой их следует растворить в какой-либо кислоте (соляной, азотной, серной) окунув в нее деталь на несколько секунд (минут). Концентрацию и время - подобрать опытным путем.

[Семёнов]

Вообще-то говоря, мы заготовки после отжига подвергаем механической шлифовке крупнозернистой шкуркой, перед последующей штамповкой. Видимо, пакостный слой очень толстый... Но, спасибо за совет: попробую чем-нибудь протравить. Подогретый раствор серной кислоты концентрации порядка 10% подойдёт?
P.S. Интересно, при производстве листового проката, каким образом обрабатывается поверхность листа... Да и сведений по полируемости различных марок латуни, что-то я не смого найти. Может кто-нибудь, располагает подобной инфой?
P.P.S. Ещё раз обращаю внимание: при первой полировке после отжига, ошкуривания, дефекты могут и не проявиться. Проблемы возникают чаще всего, через некоторое время, когда уже готовое изделие необходимо подвергнуть финишной электрополировке. При просмотре поверхности под микроскопом, видны обширные каверны, с неровной внутренней поверхностью. Цвет металла - светлее,чем на гладкой поверхности изделия. Похоже, на избирательное травление.

[Sovetnik]

Вообще-то говоря, мы заготовки после отжига подвергаем механической шлифовке крупнозернистой шкуркой, перед последующей штамповкой. Видимо, пакостный слой очень толстый... Но, спасибо за совет: попробую чем-нибудь протравить. Подогретый раствор серной кислоты концентрации порядка 10% подойдёт?

Практического опыта в этом деле у меня мало. Как-то давно электрополировал детали из нержавейки, тогда помню, перед полировкой погружал их в хромовую смесь (в лаборатории - обычная вещь) на несколько минут, но это делалось прежде всего для снятия (разрушения) следов жира и прочих загрязнений.
В связи с этим вопрос.
При штамповке используете какие-либо средства типа СОЖ?
Тогда их остатки, прилипшие к поверхности, могут влиять на полировку.

И еще замечание.
После обработке шкуркой, возможны остатки зерен абразива на поверхности, которые при последующей штамповке могут приводить к дефектам в виде шероховатости, наволакивания и пр., а может и к скрытым дефектам, вскрываемым при финишной полировке.
Для проверки и исключения этого, не поленитесь и тщательно вымойте матрицу, пуансон и сами детали после обработки шкуркой.

[Семёнов]

Большое спасибо, за ценные подсказки. При штамповке мы никакими ПАВ не польззуемся, иногда,если матрица забьётся, протираем её керосином. Ваши замечания учту, при завтрашней проверке. Кстати подскажите: не влияет ли ещё и качество исходной концентрированной ортофосфорной кислоты, уд.вес 1.70? Не бывали ли случаи недоброкачественных поставок? Может какие-то посторонние примеси могут "испортить жизнь"? Мы пользуемся кислотой категории "пищевая", как я уже упоминал, уд.веса 1.7 г/см³.

[Sovetnik]

При штамповке мы никакими ПАВ не польззуемся, иногда,если матрица забьётся, протираем её керосином. ... не влияет ли ещё и качество исходной концентрированной ортофосфорной кислоты, уд.вес 1.70?

Керосин может перейти с матрицы на деталь в виде микрокапель из тончайшей пленки. Эти места будут плохо смачиваться электролитом и соответственно влиять на качество полировки.

Концентрация кислоты не должна фатально влиять, тем более все равно ее разбавляете до 1,5, но а примесей в ней не должно быть по определению - она же пищевая.
Кроме того, все проблемы с качеством возникают после штамповки, а исходная латунь полируется без проблем (одним и тем же электролитом), значит электролит здесь не при чем, а "копать" нужно отжиг, абразивную очистку и штамповку.

[serg1]

А если попробовать отжиг в инертной среде - пустить в муфельную печку аргон/азот "тонкой струйкой"?

[Семёнов]

А если попробовать отжиг в инертной среде - пустить в муфельную печку аргон/азот "тонкой струйкой"?

Хм... мысль конечно хороша. Только за малым - найти подходящую печку...
И, дабы показать, как это непотребство выглядит, привожу несколько макроснимков, сделанных при разном увеличении, с помощью микроскопа МБС-10:

PictureХ14.JPG

Снимок сделан при увеличении Х14;

PictureХ56.JPG

Увеличение Х56;

PictureХ98.JPG

Увеличение максимальное - Х98
Может, кого-нибудь, наведёт на мысль...
Самое любопытное, так это то, что раньше такого не наблюдалось, т.к. изделия постоянно подвергаются отжигу - собираются при помощи пайки твёрдым припоем. К сожалению, не имею возможности точно установить марку и состав латуни. Но, может, у кого есть сведения по полируемости латуней различных марок, - не в этом ли загвоздка?

[Семёнов]

При штамповке мы никакими ПАВ не польззуемся, иногда,если матрица забьётся, протираем её керосином. ... не влияет ли ещё и качество исходной концентрированной ортофосфорной кислоты, уд.вес 1.70?

Керосин может перейти с матрицы на деталь в виде микрокапель из тончайшей пленки. Эти места будут плохо смачиваться электролитом и соответственно влиять на качество полировки.

Концентрация кислоты не должна фатально влиять, тем более все равно ее разбавляете до 1,5, но а примесей в ней не должно быть по определению - она же пищевая.
Кроме того, все проблемы с качеством возникают после штамповки, а исходная латунь полируется без проблем (одним и тем же электролитом), значит электролит здесь не при чем, а "копать" нужно отжиг, абразивную очистку и штамповку.

- Проверял я это предположение: пробовал электрополировать заготовки непосредственно после отжига и механической очистки.
Результат - тот же, что и после штамповки.
Остатки абразива мы удаляем весьма тщательно, т.к. от этого зависит качество штамповки.
Непонятно другое: чем может отличаться по структуре листовой прокат от отожжённого листа, ведь, как я понимаю, в процессе прокатки латуни на заводе, она, предположительно, тоже подвергается промежуточному отжигу...

[Sovetnik]

Непонятно другое: чем может отличаться по структуре листовой прокат от отожжённого листа, ведь, как я понимаю, в процессе прокатки латуни на заводе, она, предположительно, тоже подвергается промежуточному отжигу...

После вашего отжига и медленного охлаждения кристаллическая структура металла меняется.

На фото дефекты похожи на питтинговую коррозию, такое впечатление, что скорость растворения металла при полировке разная - в углублениях (дефектах) она больше.
Может сплав неоднороден (микровкрапления цинка) или примесей других металлов (алюминий) - продукт вторичной переработки.

[serg1]

А если попробовать отжиг в инертной среде - пустить в муфельную печку аргон/азот "тонкой струйкой"?

Хм... мысль конечно хороша. Только за малым - найти подходящую печку...

1.А если попробовать в существующей печке, но в железной банке, заполненной ИГ с капилляром типа "поросячий хвостик" для выпуска избыточного давления. Или в графитовой засыпке.

[serg1]

Непонятно другое: чем может отличаться по структуре листовой прокат от отожжённого листа, ведь, как я понимаю, в процессе прокатки латуни на заводе, она, предположительно, тоже подвергается промежуточному отжигу...

После вашего отжига и медленного охлаждения кристаллическая структура металла меняется.

Вообще-то имеет право - рекристаллизация там всякая, выпадения легирующих по гранцам зерен и т.п.
Для проверки этой мысли попробуйте параллельно отжечь и полирнуть НЕ деформирванную латунь

[Семёнов]

Прежде всего, хочу искренне поблагодарить всех, кто обратил внимание на мою проблему. Приношу также извинения, что не сразу реагирую на Ваши замечания, т.к. по непонятным мне на данный момент причинам, обновление происходит с запазданием: посты от 24-го октября, пришли ко мне только сегодня. Теперь по теме.

Непонятно другое: чем может отличаться по структуре листовой прокат от отожжённого листа, ведь, как я понимаю, в процессе прокатки латуни на заводе, она, предположительно, тоже подвергается промежуточному отжигу...

После вашего отжига и медленного охлаждения кристаллическая структура металла меняется.

На фото дефекты похожи на питтинговую коррозию, такое впечатление, что скорость растворения металла при полировке разная - в углублениях (дефектах) она больше.
Может сплав неоднороден (микровкрапления цинка) или примесей других металлов (алюминий) - продукт вторичной переработки.

- Вполне может быть. Вы хотите сказать, что подобный металл - в принципе не может электрополироваться? Это печально, т.к. моя задача, - получить результат на том материале, который мне поступает, а возможности по части выбора, - ограничены. Но спасибо за ответ.

[Семёнов]

Непонятно другое: чем может отличаться по структуре листовой прокат от отожжённого листа, ведь, как я понимаю, в процессе прокатки латуни на заводе, она, предположительно, тоже подвергается промежуточному отжигу...

После вашего отжига и медленного охлаждения кристаллическая структура металла меняется.

Вообще-то имеет право - рекристаллизация там всякая, выпадения легирующих по гранцам зерен и т.п.
Для проверки этой мысли попробуйте параллельно отжечь и полирнуть НЕ деформирванную латунь

Если Вы имеете в виду заготовки отожжённого листа, то привожу снимки:

Изображение 006_1.JPG

Изображение 004_1.JPG

Изображение 008_1.JPG

(Примечание: неглубокие полукруглые бороздки, - это следы от механической шлифовки).
Внешний вид заготовки, - матовый, с белёсым оттенком, т.е., фактически электрополировки не происходит:

Изображение 022_2.JPG

Изображение 022_1.JPG

Плотность электролита, как и прежде 1,51 г/см³, плотность тока 5-50 А/дм². Раньше, повторяю, у меня таких явлений не наблюдалось, по крайней мере, дальше единичных случаев, дело не шло.

P.P.S. Кстати, может я обладаю неправильной информацией, но у меня создалось впечатление, что обычно рекомендуктся: чем больше концентрация ортофосфорной кислоты, и, соответственно, плотность и вязкость электролита, - тем больший ГУТ (естественно, с подбором соответствующих электрических режимов). Может, не стоит увлекаться, и попробовать меньшие плотности, например, 1.35 г/см³?