1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie chemicznego i elektrochemicznego polerowania metali, parametrów procesu, oraz wyznaczenie wydajności prądowej elektropolero-wania.

2. Część teoretyczna

Polerowanie chemiczne i elektolityczne można rozpatrywać jako zabieg wykoń-czający lub zabieg wstępny, przeprowadzany na podłożu metalowym lub też powłoce. Zalety obrobionej tą metodą powierzchni to wiele specyficznych właściwości takich jak: duży współczynnik odbicia światła, mała pochodna profilu, mały współczynnik tarcia, wysoka czystość fizyczna powierzchni itp.

W procesie polerowania elektrolitycznego metal/stop zanurzony w odpowied-niej kąpieli w określonych warunkach elektrycznych i odpowiedniej temperaturze, mo-że rozpuszczać się na anodzie w ten sposób, że powierzchnia jego zostaje wygładzo-na i wybłyszczona. W przypadku polerowania chemicznego proces odbywa się bez-prądowo z dodatkiem środków utleniających do kąpieli. Ze względu na złożony chara-kter procesów elektrodowych nie wszystkie metale dają się polerować z jednakowym powodzeniem.

Ważną i niepowtarzalną zaletą procesu polerowania elektrolitycznego jest mo-żliwość polerowania przedmiotów o skomplikowanych kształtach bez żadnych ogra-niczeń co do stanu i jakości powierzchni przed obróbką.

3. Część praktyczna

I Elektropolerowanie próbki stalowej

Przygotowanie próbki do badań i sam proces:

- czyszczenie mechaniczne,

- płukanie pod wodą,

- aktywacja w 15-20% kwasie solnym (HCl),

- płukanie pod wodą,

- ważenie na wadze,

- zanurzenie w roztworze do polerowania

H3PO4

H2SO4+ CrO3

- właściwy proces elektropolerowania,

- ważenie po elektropolerowaniu.

Obliczenie wydajności prądowej:

Dane wyjściowe:

- czas trwania polerowania t = 5 min = 0,083 h

- napięcie prądu U = 4,4 V

- natężenie prądu I = 4,4 A

(1)

gdzie:

- m1 = 11,0061 g (waga przed polerowaniem),

- m2 = 10,7151 g (waga po polerowaniu),

- m_t = k ∗ I ∗ t,

k - równowaznik elektrochemiczny

[g/Ah] (2)

A - masa atomowa,

n - liczba utlenienia.

W przypadku stopów, takich jak np. stal kwasoodporna, równoważnik elektro-chemiczny oblicza się ze wzoru

[g/Ah] (3)

gdzie:

P₁, P₂ ... - zawartość poszczególnych składników w stopie,

k₁, k₂,... - równoważnik elektrochemiczny każdego ze składników stopu.

W ćwiczeniu użylismy stali 55.

Nazwa pierwiastka	P	A	n	k
C	0,55 %	12	2	0,224
Mn	0,65 %	54,9	6	0,341
Si	0,25 %	28	4	0,261

Obliczenie powierzchni polerowanej

P=1/2*(25+37)*36=1116 mm^2

II Polerowanie chemiczne

Do ćwiczenia zostały użyte dwie próbki:

a) próbka mosiężna,

b) próbka miedziana.

1. Polerowanie chemiczne w kąpieli.

2. Zanurzenie w wodzie.

3. Wybłyszczanie miedzi i jej stopów w roztworach

4. Zanurzenie w wodzie.

4. Wnioski

Wydajność elektropolerowania wyliczona ze wzoru (1) wyniosła 4,222 % przy parametrach procesu:

- czas trwania polerowania t = 5 min = 0,083 h

- napięcie prądu U = 4,4 V

- natężenie prądu I = 4,4 A

Anodą była nasza próbka ze stali 55, która zawierała C, Mn, Si w różnych skła-dach procentowych i o różnej liczbie utlenienia n (oczywiście masa atomowa jest róż-na dla każdego z pierwiastków).

Pole czynnej powierzchni polerowania wyniosło 1116 mm . Cała próbka nie by-ła zanurzona w roztworze i była ustawiana pod kątem, dlatego pole zostało wyliczone ze wzoru na pole trapezu.

Jeżeli chodzi o polerowanie chemiczne, to obydwie próbki wybłyszczyły się.

Świadczy to o dobrze dobranych parametrach procesu.

---