Коммерческие процессы гальванической обработки. Процесс Бритал

Процесс Бритал завоевал свое уникальное положение благодаря тому, что он является единственным успешным электролитическим глянцевателем, использующим щелочной электролит. Данный процесс особенно хорошо годиться для обработки сверхчистого алюминия (99.99%). Его применение сократилось вследствие разработки сплавов с базовой чистотой 99.8%, годных для химического глянцевания в глянцевателях на основе фосфорной кислоты, а так же появлению различных резервуаров из нержавеющей стали для работы с данными глянцевателями, а так же вследствие интенсивного использования формовок для рефлекторов, изготовленных из пластика с алюминиевым покрытием. Необходимо отметить, что именно процесс Бритал получил право на жизнь в конкурентной борьбе, так как ни один другой тип обработки не позволял получить зеркальное покрытие на больших плоских поверхностях, или достигнуть такого же качества обработки или уровня блеска.

Пуллен первым описал процесс Бритал и рекомендовал состав ванны и рабочие условия, указанные в таблице ниже, которые с тех пор практически не менялись.

Процесс гальванической обработки Бритал

Харрис  изучал влияние состава и рабочих условий на качество получаемой поверхности. Существующие на настоящий момент рекомендации – это 20% карбоната натрия и 6% тринатрий фосфата, использование которых предоставляет большую свободу при выборе рабочих условий, чем используемый ранее состав 15%/5%. Хаг так же делал ссылку на использование состава 30% карбоната и 6.5% фосфата.

Раствор  должен приготавливаться из химикатов хорошего качества и дистилированной или деионизованной воды и использоваться при температуре 85 – 90 ºС. В течение первого дня температура иногда понижается до 80ºС, а содержание фосфата сокращается до порядка 4%.

Для успешного использования данного процесса требуется особый творческий и научный подход. Деталь должны крепится по возможности крепко и установлена таким образом, чтобы подлежащие обработке грани были по возможности наклонены  приблизительно на 15º относительно вертикальной оси и смотрели вниз. Раствор должен находится в абсолютно неподвижном состоянии, перед подачей детали необходимо так же отключить нагревание и перемешивание. На начальном этапе можно осуществлять травление на протяжении 30-60 секунд при отключенном токе, до подачи полного предварительно заданного напряжения с генератора или шестифазного выпрямителя с колебаниями менее 5%. В это же время происходит начальный выброс тока порядка 3.5 – 5 А/дм2 (33-47 ампер/фут²) или более, который длится 4 секунды или более, а затем быстро падает до половины величины данного значения, когда на аноде прекращается выделение газа и начинается собственно обработка детали. Большие преимущества дает использование подвижного  анода, который может создавать колебания, вращение или тряску детали с 10-20 циклами в минуту при амплитуде порядка 20-30 см (8 – 12 дюймов), в этом случае рабочее напряжение необходимо поднять до 6 вольт для обеспечения большей плотности тока и более быстрой работы раствора, как показано в таблице

Значения плотности тока и напряжения при обработке с использованием процесса Бритал

Перед началом обработки деталь следует подвергнуть тщательной обработке механическим способом, 10 – 15 минут являются достаточным временем, однако чаще всего используется время обработки равное 30 – 40 минутам.Типичный рекомендуемый дизайн резервуара представлен на рисунке . В данном случае катоды располагаются на концах резервуара на некотором расстоянии от детали, а для уменьшения конвекции используются отражательные пластины, погруженные ниже уровня раствора. Катушки мешалок и нагреватели располагаются на расстоянии 10- 20 см (4 – 8  дюймов) над дном резервуара во избежание вступления в контакт с какими-либо примесями.  Основной проблемой в данном случае является аккумуляция осадка, который необходимо время от времени удалять, это можно осуществлять путем непрерывной фильтрации.

Типичными результатами анализа на осадки при использовании процесса Бритал после сушки при температуре 100 ºС являются:

В резервуаре на 4000 литров в течение рабочего дня обычно аккумулируется порядка 50 кг сухого осадка (125 фунтов в резервуаре на 1000 галлонов). Действие раствора зависит от твердой оксидной пленки, имеющей порядка 0.5 микрона в толщину, которая формируется на поверхности, а так же от вязкого сложного фосфатного слоя, присутствующего в растворе. После окончания обработки данная оксидная пленка остается, однако она не видна невооруженным глазом до тех пор, пока поверхность не будет протерта, после этого начинает проявляться нежелательный флуоресцентный оттенок. Подобную пленку следует удалить еще до начала анодирования, это осуществляется в кипящем растворе 7% фосфорной кислоты и 4% хромовой кислоты.  Так же возможно удалить ее до начала анодирования путем удаления с помощью абразива умеренной жесткости или в 50% азотной кислоте. Следует заметить, что анодирование в данном случае может оказаться трудновыполнимым  из-за 20-и вольтного барьерного слоя, который необходимо удалить до пуска тока анодирования.