RU2750390C1 - Применение h2so4 в качестве электролита в процессах сглаживания и полирования металлов путем переноса ионов с помощью свободных твердых тел - Google Patents
Применение h2so4 в качестве электролита в процессах сглаживания и полирования металлов путем переноса ионов с помощью свободных твердых тел Download PDFInfo
- Publication number
- RU2750390C1 RU2750390C1 RU2020115755A RU2020115755A RU2750390C1 RU 2750390 C1 RU2750390 C1 RU 2750390C1 RU 2020115755 A RU2020115755 A RU 2020115755A RU 2020115755 A RU2020115755 A RU 2020115755A RU 2750390 C1 RU2750390 C1 RU 2750390C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- use according
- smoothing
- polishing
- parts
- Prior art date
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 25
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000009499 grossing Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 title abstract description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 16
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 25
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 8
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 8
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 3
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 2
- 125000001174 sulfone group Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 abstract description 10
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000037427 ion transport Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 1
- 150000007519 polyprotic acids Polymers 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
- C25F3/16—Polishing
- C25F3/22—Polishing of heavy metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
- C25F3/16—Polishing
- C25F3/22—Polishing of heavy metals
- C25F3/26—Polishing of heavy metals of refractory metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J39/00—Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
- B01J39/04—Processes using organic exchangers
- B01J39/05—Processes using organic exchangers in the strongly acidic form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J39/00—Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
- B01J39/08—Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
- B01J39/16—Organic material
- B01J39/18—Macromolecular compounds
- B01J39/20—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
- C09G1/00—Polishing compositions
- C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F3/00—Brightening metals by chemical means
- C23F3/04—Heavy metals
- C23F3/06—Heavy metals with acidic solutions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
- C25F3/16—Polishing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
- C25F3/16—Polishing
- C25F3/22—Polishing of heavy metals
- C25F3/24—Polishing of heavy metals of iron or steel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H5/00—Combined machining
- B23H5/06—Electrochemical machining combined with mechanical working, e.g. grinding or honing
- B23H5/08—Electrolytic grinding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H5/00—Combined machining
- B23H5/12—Working media
Abstract
Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности в ювелирном деле. Применение раствора H2SO4 в качестве электролита в процессах сглаживания и полирования металлов путем переноса ионов с помощью свободных полимерных твердых тел, являющихся электропроводными в газовой среде и состоящими из сферических частиц с пористостью и способностью удержания электролита с обеспечением электропроводности частиц, при этом применяют раствор H2SO4 с концентрацией, зависящей от типа полируемого металла или сплава. Технический результат: защита применения конкретного электролита для полирования нержавеющей стали, Cr-Co, титановых и алюминиевых сплавов. 13 з.п. ф-лы.
Description
ЗАДАЧИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение, как указано в названии настоящего описания, относится к применению H2SO4 в качестве электролита в процессах сглаживания и полирования металлов путем переноса ионов с помощью свободных твердых тел с обеспечением преимуществ и особенностей, которые будут подробно описаны ниже и которые являются новыми по сравнению с известными в настоящее время в данной области техники.
Задачей настоящего изобретения является применение раствора на основе H2SO4 в качестве электролитической жидкости в процессах сглаживания и полирования металлических деталей, например, ювелирных изделий, путем переноса ионов с помощью свободных твердых тел, где указанные тела являются электропроводными и помещены вместе в газовую среду с расположением металлических деталей таким образом, чтобы они были соединены с положительным полюсом источника электроэнергии, такого как генератор постоянного тока, и, предпочтительно, с возможностью перемещения относительно объединения твердых тел (частиц) и расположения таким образом, чтобы создать электрический контакт с отрицательным полюсом источника питания, и где вышеуказанные твердые тела представляют собой макропористые полимерные частицы, способные удерживать в себе определенное количество указанной электролитической жидкости для обеспечения поддающейся определению электропроводности, что делает их электропроводными, где рассматриваемый электролит, состоящий из раствора H2SO4, применяется в различных пропорциях в зависимости от типа сглаживаемого или полируемого металла или сплава.
В частности, задачей настоящего изобретения является защита применения конкретного электролита для полирования стали, нержавеющей стали, Cr-Co, титановых и алюминиевых сплавов.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Область техники настоящего изобретения относится к промышленному сектору, связанному со сглаживанием и полированием металлических деталей, таких как золотые ювелирные изделия и сплавы, особенно, к процессам электролитического полирования с помощью частиц.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известны различные системы для сглаживания и полирования металлов в средах со свободными твердыми телами (частицами).
В течение долгого времени применялся широкий спектр различных устройств, в которых механическое истирание достигалось за счет применения частиц, не прикрепленных к какой-либо подложке, с различной геометрией и размерами, а также с большей, чем у обрабатываемого материала, твердостью.
Указанные устройства обеспечивают трение частиц на обрабатываемых деталях за счет их относительного перемещения между собой.
К примеру, такие устройства состоят из вращающихся контейнеров (барабанов), вибрационных контейнеров или пескоструйных аппаратов.
Однако все системы, основанные на прямом механическом истирании, такие как ранее упомянутые системы, имеют серьезный недостаток, заключающийся в неоднородном воздействии на детали, означающем, что существует определенная пропорциональность между давлением, оказываемым абразивными средствами (частицами) на детали, и количеством разрушенного материала, и выступающие части детали зачастую излишне стираются и сглаживаются.
Кроме того, используемое в таких системах механическое воздействие во многих случаях является причиной повреждения деталей посредством ударов и деформаций от чрезмерного применения силы.
Более того, системы, основанные на механическом истирании, приводят к образованию поверхностей металлических деталей с пластической деформацией, и, тем самым, способствуют неизбежному закупориванию значительного количества посторонних материалов, во многих случаях делая обработку непригодной в связи с загрязнением поверхностных слоев материала.
Известны также системы для полирования, которое осуществляют посредством гальванической обработки, известное как электрополирование, где обрабатываемые металлические детали погружают в электролитическую жидкость без твердых частиц, таких как аноды.
Указанные процессы имеют преимущество по сравнению с описанным ранее исключительно механическим абразивным процессом в том, что они приводят к образованию поверхности без поверхностного загрязнения.
В настоящее время эффект выравнивания шероховатости более чем в несколько микрон во многих случаях является недостаточным, и таким образом, указанные виды обработки используют в основном в качестве чистовой обработки для предшествующих процессов механического истирания.
Кроме того, существуют гальванические процессы, в которых обрабатываемые металлические детали погружают в электролитическую жидкость, содержащую твердые тела (частицы), свободно перемещающиеся в ней.
Электролиты, разработанные для таких процессов, образуют более толстые анодные слои, чем в гальванических процессах без частиц, поэтому частицы, содержащиеся в электролите, механически взаимодействуют с анодным слоем, и шероховатость эффективно сглаживается вплоть до одного миллиметра.
Однако в обоих случаях гальванические процессы, применяемые до настоящего времени, часто приводят к появлению дефектов, таких как питинги или ступенчатые поверхности, которые связаны с кристаллической структурой и составом обрабатываемого металла, причем применение таких процессов часто ограничивается деталями, которые, благодаря своему составу (сплаву) и обработке литьем и формованием, демонстрируют способность к обработке без образования указанных недопустимых дефектов.
Эти недостатки были устранены заявителем в заявке на патент № ES2604830A1, владельцем которой он является, в которой описан процесс сглаживания и полирования металлов путем переноса ионов с помощью свободных твердых тел, а также электропроводных твердых тел для осуществления указанного процесса, включающего соединение деталей с положительным полюсом генератора тока посредством зажимного элемента, связанного с ним, и воздействие на детали трением частиц электропроводных свободных твердых тел, находящихся в контейнере с газовой средой, занимающих промежуточное пространство и электрически контактирующих с отрицательным полюсом (катодом) генератора тока непосредственно через контейнер или кольцо, выполняющее роль катода, при этом твердые тела обладают пористостью и сродством и способны удерживать в себе электролитическую жидкость ниже уровня насыщения, обладая таким образом электропроводностью.
На данный момент задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить рынку применение H2SO4 в качестве идеального электролита для указанного типа процесса и, кроме того, идельное соотношение H2SO4 в растворе в зависимости от типа металла или сплава полируемой детали для получения оптимальных результатов.
Как известно, H2SO4 является кислотой, которая широко применяется в процессах десорбции, травления и электрополирования различных металлов. Она образует растворимые соли практически со всеми металлами, поскольку является многоосновной кислотой, и подтверждает существование анодных слоев, которые делают возможным электрополирование.
Также, как можно видеть, при применении кислот с высоким давлением паров, таких как: HNO3, HF, HCl и др., неизбежно происходит перенос электролита за счет испарения и последующей его конденсации в ядре полимерных сфер и на поверхности полируемых деталей. Это приводит к электрохимической коррозии, нарушающей взаимное расположение сфер и полируемой поверхности, и, как следствие, приводит к дефектам.
С другой стороны, применение H2SO4 с крайне низким давлением пара приводит к меньшему риску указанной коррозии. Таким образом, результаты, полученные, к примеру, для Ti оказались весьма приемлемыми, приводя к исключительно блестящим поверхностям и крайне низкой итоговой шероховатости.
С другой стороны, ссылаясь на современное состояние техники, можно утверждать, что заявителю не было известно о применении H2SO4 в качестве электролита в процессах сглаживания и полирования металлов путем переноса ионов с помощью свободных твердых тел или о других процессах электрополирования.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Как указывалось ранее, в настоящем изобретении предложено, но не ограничено этим, применение H2SO4 в качестве электролита в процессах сглаживания и полирования металлов путем переноса ионов с помощью свободных твердых тел и, более конкретно, сглаживания и полирования металлических деталей, например ювелирных изделий, но не ограничиваясь ими, путем переноса ионов, осуществляемого свободными твердыми телами (частицами), которые являются электропроводными в газовой среде, где указанные твердые тела состоят из сферических частиц с достаточной пористостью и сродством для удержания определенного количества электролита для обеспечения поддающейся определению электропроводности.
Предпочтительно, вышеупомянутые свободные твердые тела, применяемые для указанного процесса представляют собой макропористые полимерные сферы, обменивающие ионы сульфированного полистирола, и, более конкретно, сферы, образованные матрицей из твердого сополимера стирола и дивинилбензола с сульфоновыми функциональными группами SO3-, плотностью 1,24 кг/м3, с ионообменной емкостью равной или превышающей 1,7 г-экв/л, диаметром от 0,6 до 0,8 мм и влагоудерживающей способностью 52-58%, состоящей, например, из смолы, такой как смола, выпускаемая под названием AMBERLITE 252RFH®.
Причина применения именно такого типа сфер заключается в том, что, принимая во внимание то, что они состоят из органического полимера и, в свою очередь, содержат большую долю взаимосвязанных пор, равномерно распределенных в ядре сфер, они образуют материал, который обеспечивает подходящий компромисс между жесткостью и удерживающей способностью для электролитической жидкости и в то же время обладает способностью к кратковременному высвобождению электролитической жидкости под давлением и к возникающей в результате этого деформации сфер.
Кроме того, они также обладают высокой химической стойкостью, выдерживая высокие концентрации сильных кислот, таких как серная кислота H2SO4.
Они также имеют подходящие диаметры для предпочтительного полирования и выравнивания шероховатости, присутствующей в большинстве деталей для металлических зубных протезов.
В любом случае, как уже упоминалось, применяемая электролитическая жидкость представляет собой водный раствор H2SO4 с переменной концентрацией в зависимости от типа металла или сплава полируемой детали. Применение этого электролита было специально изучено на сталях, нержавеющих сталях, сплавах Cr-Co, а также никелевых, титановых и алюминиевых сплавах.
Сталь, нержавеющая сталь или Cr-Co сплавы
В качестве абсорбированного электролита и для его нанесения на подлежащие полировке детали из стали, нержавеющей стали или сплавов Cr-Co, используют водный раствор H2SO4 c концентрацией от 8 до 25 % (предпочтительно 15 %), и предпочтительно в пропорции от 40 до 50 % электролита в пересчете на сухой полимер.
Ni-сплавы
В качестве абсорбированного электролита для обработки деталей, изготовленных из Ni-сплавов типа «Инконель», применяют водный раствор H2SO4 c концентрацией от 15 до 30% (предпочтительно 20%).
Ti
В качестве абсорбированного электролита для обработки деталей, изготовленных из Ti и его сплавов, применяется раствор H2SO4 в спирте с молекулярной массой менее 100, причем указанные спирты могут быть простыми или многоатомными, такими как: метанол, этанол, пропанол, этиленгликоль, диэтиленгликоль, пропиленгликоль, глицерин, и могут применяться отдельно либо одновременно.
Электролит, применяемый для Ti имеет очень низкое содержание воды, менее 5%, тем самым противодействуя сильной тенденции пассивирования указанного металла окислением в соответствии с уравнением: Ti + 2 H2O = TiO2 + 4H + 4 e-.
Применяя спирты с низкой вязкостью, такие как метанол и этанол (метанол: 0,5 сПз, вода: 1 сПз), можно достичь, с одной стороны, хорошей абсорбционной способности полимерных частиц сополимера стирола и дивинилбензола и, с другой стороны - высокой подвижности электролита через поровую систему частиц, что приводит к сглаживанию и полированию со скоростью, аналогичной скорости таких же процессов для сталей и Cr-Co сплавов (толщиной от 2 до 10 мкм/мин).
Предпочтительно и по вышеупомянутым причинам применяют электролит, состоящий из метанола и серной кислоты с концентрацией серной кислоты по отношению к метанолу от 10 до 30%, предпочтительно 20%.
Содержание воды предпочтительно должно составлять не более 5%.
Пример: H2O: 80 % H2SO4: 18 % H2O: 2 %
Процесс предпочтительно проводят в безводной газовой атмосфере, свободной от O2 (например: N2, CO2, Ar и т.д.).
Предпочтительно, процесс проводят с приложенным напряжением от 30 до 80В и циклическими изменениями полярности с временным преобладанием полупериода, где полируемые детали являются анодами, например: 2 секунды + 0,5 секунды.
Для ускорения процесса в качестве добавок применяют галогениды, предпочтительно, хлориды и/или фториды в пропорциях от 0,05 до 0,4 %.
Пример: H2O: 80 % H2SO4: 17,8 % H2O: 2 % NaCl: 0,2 %
Помимо обеспечения хорошей растворимости хлоридов Ti, небольшой размер атомов Cl препятствует процессам пассивирования поверхности, происходящим за счет образования оксидных слоев, и, таким образом, приводит к эффективному переносу ионов.
Для сглаживания и полирования алюминия предпочтительно используют электролиты, аналогичные тем, которые подходят для Ti, но с большим содержанием воды и хлоридов.
Метанол: 30% вода: 40% H2SO4: 17 % NaCl: 13%
Содержание электролитической жидкости по отношению к полимерным абсорбирующим телам составляет от 40 до 50%.
Достаточно подробно описав природу настоящего изобретения и способы его осуществления, нет необходимости для дальнейшего пояснения для специалиста в данной области техники объема изобретения и преимуществ, вытекающих из него, принимая во внимание, что в пределах сущности изобретения, оно может быть осуществлено в других его вариантах, которые отличаются от представленного в качестве примера и которые также охватываются правовой охраной, при условии, что они не изменяют его основополагающий принцип.
Claims (14)
1. Применение раствора H2SO4 в качестве электролита в процессах сглаживания и полирования металлов путем переноса ионов с помощью свободных полимерных твердых тел, являющихся электропроводными в газовой среде и состоящими из сферических частиц с пористостью и способностью удержания электролита с обеспечением электропроводности частиц, при этом применяют раствор H2SO4 с концентрацией, зависящей от типа полируемого металла или сплава.
2. Применение по п. 1, в котором для сглаживания и полирования деталей из стали или Cr-Co сплава применяют водный раствор H2SO4 с концентрацией от 8 до 25%.
3. Применение по п. 2, в котором для сглаживания и полирования деталей из стали или Cr-Co сплава концентрация H2SO4 в водном растворе составляет 15%.
4. Применение по п. 2 или 3, в котором для сглаживания и полирования деталей из стали или Cr-Co сплава содержание водного раствора H2SO4 составляет от 40 до 50% в пересчете на сухой полимер.
5. Применение по любому из пп. 2-4, в котором сталь представляет собой нержавеющую сталь.
6. Применение по любому из пп. 1-5, в котором для сглаживания и полирования деталей из сплавов Ni применяют водный раствор H2SO4 с концентрацией от 15 до 30%.
7. Применение по п. 6, в котором для сглаживания и полирования деталей из сплавов Ni применяют водный раствор H2SO4 с концентрацией 20%.
8. Применение по п. 1, в котором для сглаживания и полирования деталей из сплавов Ti применяют раствор H2SO4 в спирте с молекулярной массой менее 100.
9. Применение по п. 8, в котором раствор H2SO4 в спирте имеет содержание воды менее 5%.
10. Применение по любому из пп. 8 или 9, в котором для сглаживания и полирования деталей из сплавов Ti применяют электролит, состоящий из метанола и серной кислоты с концентрацией серной кислоты 10 и 30% по отношению к метанолу.
11. Применение по любому из пп. 8-10, в котором для сглаживания и полирования деталей из сплавов Ti процесс проводят в безводной газовой атмосфере, свободной от О2, с приложенным напряжением от 30 до 80 В и с циклическими изменениями полярности с временным преобладанием полупериода, в котором полируемые детали являются анодами.
12. Применение по любому из пп. 8-11, в котором для сглаживания и полирования деталей из сплавов Ti добавляют галогениды в качестве добавок для ускорения процесса.
13. Применение по п. 12, в котором для сглаживания и полирования деталей из сплавов Ti указанные галогениды представляют собой хлориды и/или фториды с содержанием от 0,05 до 0,4% в электролите.
14. Применение по любому из пп. 1-13, в котором свободные твердые тела представляют собой макропористые полимерные сферы, образованные ионообменной матрицей из сополимера стирола и дивинилбензола с сульфоновыми функциональными группами.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ESP201830074 | 2018-01-26 | ||
| ES201830074A ES2721170B2 (es) | 2018-01-26 | 2018-01-26 | Uso de so4h2 como electrolito para procesos de alisado y pulido de metales por transporte ionico mediante cuerpos solidos libres. |
| PCT/ES2019/070027 WO2019145588A1 (es) | 2018-01-26 | 2019-01-21 | Uso de so4h2 como electrólito para procesos de alisado y pulido de metales por transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2750390C1 true RU2750390C1 (ru) | 2021-06-28 |
Family
ID=67352605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020115755A RU2750390C1 (ru) | 2018-01-26 | 2019-01-21 | Применение h2so4 в качестве электролита в процессах сглаживания и полирования металлов путем переноса ионов с помощью свободных твердых тел |
Country Status (18)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10975491B2 (ru) |
| EP (2) | EP4148166A3 (ru) |
| JP (2) | JP7368361B2 (ru) |
| KR (2) | KR20230173751A (ru) |
| CN (1) | CN111032929B (ru) |
| DK (1) | DK3640373T3 (ru) |
| ES (2) | ES2721170B2 (ru) |
| FI (1) | FI3640373T3 (ru) |
| HR (1) | HRP20230242T1 (ru) |
| HU (1) | HUE061299T2 (ru) |
| IL (1) | IL275330A (ru) |
| MY (1) | MY193075A (ru) |
| PL (1) | PL3640373T3 (ru) |
| PT (1) | PT3640373T (ru) |
| RU (1) | RU2750390C1 (ru) |
| SI (1) | SI3640373T1 (ru) |
| WO (1) | WO2019145588A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA202005176B (ru) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2604830B1 (es) * | 2016-04-28 | 2017-12-18 | Drylyte, S.L. | Proceso para alisado y pulido de metales por transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres, y cuerpos sólidos para llevar a cabo dicho proceso. |
| ES2734499B2 (es) | 2018-11-12 | 2020-06-03 | Drylyte Sl | Uso de ácidos sulfónicos en electrolitos secos para pulir superficies metálicas a través del transporte de iones |
| ES2750923A1 (es) * | 2019-08-01 | 2020-03-27 | Drylyte Sl | Metodo de pulido en seco de superficies metalicas |
| ES2756948B2 (es) * | 2020-02-04 | 2022-12-19 | Drylyte Sl | Electrolito solido para el electropulido en seco de metales con moderador de actividad |
| ES2831105B2 (es) | 2020-02-04 | 2021-10-20 | Steros Gpa Innovative S L | Dispositivo para el electropulido de multiples piezas sin sujecion firme mediante electrolitos solidos |
| KR20230118929A (ko) | 2020-12-09 | 2023-08-14 | 드라이라이트, 에스.엘. | 전해 매질, 이러한 전해 매질를 사용하는 전해연마공정 및 이를 수행하기 위한 장치 |
| CN114164482B (zh) * | 2021-12-27 | 2023-09-15 | 鹤壁市海格化工科技有限公司 | 离子交换树脂在不规则金属件抛光中的应用及应用方法 |
| CN114481286A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-05-13 | 广东省科学院化工研究所 | 一种用于电解抛光的固体颗粒物 |
| DE102022123211A1 (de) | 2022-09-12 | 2024-03-14 | Otec Präzisionsfinish GmbH | Elektrolytmedium und Verfahren zum elektrochemischen Polieren von metallischen Werkstücken unter Verwendung eines solchen Elektrolytmediums |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2072281C1 (ru) * | 1993-07-14 | 1997-01-27 | Воронежский Политехнический Институт | Гранула наполнителя для комбинированной электрообработки |
| RU2247635C1 (ru) * | 2003-07-31 | 2005-03-10 | Воронежский государственный технический университет | Способ электрохимической размерной обработки |
| RU2521940C2 (ru) * | 2012-02-07 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Способ струйной электрохимической обработки |
| WO2017186992A1 (es) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | Drylyte, S.L. | Proceso para alisado y pulido de metales por transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres, y cuerpos sólidos para llevar a cabo dicho proceso |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3523834A (en) * | 1967-10-13 | 1970-08-11 | Ibm | Method of deburring |
| DE2031833A1 (en) * | 1970-06-26 | 1971-12-30 | Heinlein H | Edge rounding of metal articles - using an electrolytic bath contng abrasive and metal particles |
| GB1513532A (en) * | 1977-08-11 | 1978-06-07 | Kodak Ltd | Method of electrolytically graining aluminium |
| JP3012802U (ja) | 1994-12-21 | 1995-06-27 | タイホー工業株式会社 | 金属表面の電解研磨装置 |
| JP3370015B2 (ja) | 1999-06-17 | 2003-01-27 | 株式会社エッチ．エム．イー | 金属加工品の仕上げ処理方法 |
| US6375826B1 (en) | 2000-02-14 | 2002-04-23 | Advanced Cardiovascular Systems, Inc. | Electro-polishing fixture and electrolyte solution for polishing stents and method |
| US7066962B2 (en) * | 2002-07-23 | 2006-06-27 | Porex Surgical, Inc. | Composite surgical implant made from macroporous synthetic resin and bioglass particles |
| US7037350B2 (en) * | 2003-07-14 | 2006-05-02 | Da Nanomaterials L.L.C. | Composition for chemical-mechanical polishing and method of using same |
| JP4124744B2 (ja) | 2004-01-26 | 2008-07-23 | 山口県 | チタン又はチタン合金の電解研磨方法 |
| WO2006119058A1 (en) * | 2005-04-29 | 2006-11-09 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Membrane-mediated electropolishing with topographically patterned membranes |
| US20100096584A1 (en) * | 2008-10-22 | 2010-04-22 | Fujimi Corporation | Polishing Composition and Polishing Method Using the Same |
| ES2343298B1 (es) * | 2009-01-26 | 2011-06-06 | Metal Finishing Development, S.L. | "medio, procedimiento y dispositivo para el tratamiento superficial de superficies de piezas de oro o sus aleaciones". |
| US9006147B2 (en) | 2012-07-11 | 2015-04-14 | Faraday Technology, Inc. | Electrochemical system and method for electropolishing superconductive radio frequency cavities |
| US8992761B2 (en) | 2012-07-13 | 2015-03-31 | Abbott Cardiovascular Systems, Inc. | Methods for passivating metallic implantable medical devices including radiopaque markers |
| US10603731B2 (en) * | 2015-11-25 | 2020-03-31 | General Electric Company | Method and apparatus for polishing metal parts with complex geometries |
-
2018
- 2018-01-26 ES ES201830074A patent/ES2721170B2/es not_active Expired - Fee Related
-
2019
- 2019-01-21 MY MYPI2020003065A patent/MY193075A/en unknown
- 2019-01-21 WO PCT/ES2019/070027 patent/WO2019145588A1/es unknown
- 2019-01-21 HR HRP20230242TT patent/HRP20230242T1/hr unknown
- 2019-01-21 CN CN201980003935.6A patent/CN111032929B/zh active Active
- 2019-01-21 HU HUE19744444A patent/HUE061299T2/hu unknown
- 2019-01-21 EP EP22205360.5A patent/EP4148166A3/en active Pending
- 2019-01-21 JP JP2020536508A patent/JP7368361B2/ja active Active
- 2019-01-21 ES ES19744444T patent/ES2940762T3/es active Active
- 2019-01-21 FI FIEP19744444.1T patent/FI3640373T3/fi active
- 2019-01-21 KR KR1020237043474A patent/KR20230173751A/ko active Application Filing
- 2019-01-21 PL PL19744444.1T patent/PL3640373T3/pl unknown
- 2019-01-21 SI SI201930487T patent/SI3640373T1/sl unknown
- 2019-01-21 RU RU2020115755A patent/RU2750390C1/ru active
- 2019-01-21 PT PT197444441T patent/PT3640373T/pt unknown
- 2019-01-21 EP EP19744444.1A patent/EP3640373B1/en active Active
- 2019-01-21 DK DK19744444.1T patent/DK3640373T3/da active
- 2019-01-21 KR KR1020207024615A patent/KR20200111241A/ko not_active Application Discontinuation
-
2020
- 2020-05-14 US US16/874,314 patent/US10975491B2/en active Active
- 2020-06-14 IL IL275330A patent/IL275330A/en unknown
- 2020-08-20 ZA ZA2020/05176A patent/ZA202005176B/en unknown
-
2023
- 2023-10-11 JP JP2023176141A patent/JP2024009936A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2072281C1 (ru) * | 1993-07-14 | 1997-01-27 | Воронежский Политехнический Институт | Гранула наполнителя для комбинированной электрообработки |
| RU2247635C1 (ru) * | 2003-07-31 | 2005-03-10 | Воронежский государственный технический университет | Способ электрохимической размерной обработки |
| RU2521940C2 (ru) * | 2012-02-07 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Способ струйной электрохимической обработки |
| WO2017186992A1 (es) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | Drylyte, S.L. | Proceso para alisado y pulido de metales por transporte iónico mediante cuerpos sólidos libres, y cuerpos sólidos para llevar a cabo dicho proceso |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SI3640373T1 (sl) | 2023-04-28 |
| ES2721170B2 (es) | 2019-12-11 |
| EP4148166A3 (en) | 2023-03-29 |
| ES2721170A1 (es) | 2019-07-29 |
| HRP20230242T1 (hr) | 2023-04-28 |
| CN111032929B (zh) | 2023-05-19 |
| FI3640373T3 (fi) | 2023-03-16 |
| CN111032929A (zh) | 2020-04-17 |
| US20200270763A1 (en) | 2020-08-27 |
| DK3640373T3 (da) | 2023-03-13 |
| MY193075A (en) | 2022-09-26 |
| IL275330A (en) | 2020-07-30 |
| EP3640373B1 (en) | 2022-12-07 |
| PL3640373T3 (pl) | 2023-04-03 |
| JP2021510768A (ja) | 2021-04-30 |
| ZA202005176B (en) | 2021-09-29 |
| KR20230173751A (ko) | 2023-12-27 |
| PT3640373T (pt) | 2023-03-13 |
| ES2940762T3 (es) | 2023-05-11 |
| JP7368361B2 (ja) | 2023-10-24 |
| EP3640373A1 (en) | 2020-04-22 |
| EP4148166A2 (en) | 2023-03-15 |
| US10975491B2 (en) | 2021-04-13 |
| HUE061299T2 (hu) | 2023-06-28 |
| EP3640373A4 (en) | 2021-03-03 |
| KR20200111241A (ko) | 2020-09-28 |
| JP2024009936A (ja) | 2024-01-23 |
| WO2019145588A1 (es) | 2019-08-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2750390C1 (ru) | Применение h2so4 в качестве электролита в процессах сглаживания и полирования металлов путем переноса ионов с помощью свободных твердых тел | |
| Han et al. | Fundamental aspects and recent developments in electropolishing | |
| CA3020196C (en) | Method for smoothing and polishing metals via ion transport by means of free solid bodies and solid bodies for carrying out said method | |
| EP3882379B1 (en) | Use of hcl in dry electrolytes to polish ti and other metal and alloy surfaces by ion transport | |
| Trevoy et al. | The water wettability of metal surfaces | |
| JP5941003B2 (ja) | タブリード用アルミニウム基材およびタブリード | |
| ES2756948B2 (es) | Electrolito solido para el electropulido en seco de metales con moderador de actividad | |
| TW200920536A (en) | Method for treating surface of weld in metal member | |
| Chen et al. | Enhanced diffusion bonding between high purity aluminum and 6061 aluminum by electrolytic polishing assistance | |
| JPH0349688B2 (ru) | ||
| Setyarini et al. | Adhesion Phenomenon of Titanium as Cathode in Aluminum Anodizing | |
| JPH07185941A (ja) | ステンレス鋼部材の電解研磨方法 | |
| KANAZAWA et al. | ELID grinding characteristics of Ti alloy using electrolyzed reduced water | |
| JPS60217018A (ja) | チタンおよびその合金の電解複合鏡面研摩方法 | |
| Rengstorff et al. | Friction and wear of nickel in sulfuric acid | |
| Jeong et al. | Two-step planarization of ECMP and CMP for mems copper patterns | |
| Wang | Wettability of sodium chloride aqueous solutions on SUS304 stainless steel with current flow | |
| TWI404826B (zh) | Stainless steel golf head supercritical fluid polishing method and stainless steel golf head | |
| JPH07185939A (ja) | 合金鋼部材の電解研磨方法 | |
| JPH08158096A (ja) | アルミニウム又はその合金の表面処理方法 | |
| CN110449676A (zh) | 一种基于NaOH电解液电解磨削高铬合金的加工预处理方法 | |
| Hwang et al. | Characterization of nickel oxide layers on the AZ91 Mg alloys by plasma electrolytic oxidation | |
| Buckley | of Nickel in Sulfuric Acid | |
| Kim | Two-Step planarization of ECMP and CMP for MEMS Copper Patterns Sukhoon Jeong, Sukbae Joo, Hojun Lee, Boumyoung Park | |
| JPS62107920A (ja) | 放射能除染方法 |