Химическое фрезерование металла. Химическое фрезерование, штамповка, полирование. Недостатки химического травления

Фрезерование бетона - это фактически удаление слоя бетона на заданную глубину.

Область применения:

Фрезерование бетона является достаточно агрессивным воздействием и используется в следующих случаях:

1. выравнивание бетонной поверхности;
2.удаление верхнего слоя монолитной плиты, фундамента или пола, расположенного выше требуемого уровня;
3. удаление старого полимерного покрытия, либо уложенного с нарушением технологических требований;
4. снятие с бетона линолеума или плитки, уложенных на клей;
5. очистка загрязненной поверхности от пятен и различного вида клея;
6. на пешеходных участках устройство противоскользящих зон. Обработка дорожного покрытия с целью улучшения сцепления поверхности с шинами транспортных средств на пандусах и съездах;
7. как подготовительная процедура перед нанесением на бетон различных материалов, повышающих межслойную адгезию.

Фрезеровка бетонного пола позволяет получить более ровную поверхность с увеличенными адгезионными свойствами. Кроме того, использование данной технологии может исключить в устройстве бетонных полов этап создания дополнительной стяжки.

Виды фрезерования:

1. механическое, при помощи специального оборудования, оснащенного режущим инструментами с алмазным напылением. Обработка осуществляется фрезерным элементом «барабан». Принцип работы фрезерной установки состоит во вращении барабана. Под воздействием крутящего момента происходит выбрасывание фрезы, вследствие чего она ударяется о рабочую поверхность. Чем выше сила удара, тем больший слой снимается с поверхности.

Достоинством механических способов очистки является применение их там, где невозможно использование пыльных и мокрых и дорогостоящих процессов пескоструйной и гидропескоструйной обработки.
Эффективна насечка поверхности, увеличивающая площадь передачи напряжений. Однако, применение для снятия пленки и последующей насечки инструментов ударного действия (перфораторов, отбойных молотков) должно быть исключено, ввиду возможного повреждения верхнего слоя бетона стыкуемой поверхности.

К недостаткам механических способов подготовки поверхности бетона можно отнести следующие:
-возможность очистки только после набора бетоном прочности 1,5 МПа приводит к длительным технологическим перерывам;
-удаляется только верхний слой цементной пленки и не открываются поры бетона;
-возможно возникновение микротрещин;
-пылеобразование требует очистки промышленным пылесосом;
-высокая стоимость оборудования и трудоемкость;
-сложность организации контроля качества работ.

2. способ химического фрезерования основан на последовательной обработке кистью, валиком или распылителем поверхности бетона составами на водной основе, изготовленных из сложных полифункциональных кислот и снований (без использования полимеров). При этом составы не содержат соляной, уксусной, лимонной, ортофосфорной кислот и веществ разрушающих бетон.

Химическое фрезерование полностью исключает использование ручной механической очистки, в том числе в местах, не доступных для механического способа фрезерования. Данный способ эффективно растворяет цементную пленку, открывает поры и повышает в 1,5-3 раза прочность сцепления слоев монолитного бетона, цементных, гипсовых и магнезиальных стяжек, гидроизоляционных цементных материалов проникающего действия, цементных, эпоксидных, полиуретановых и акрилатных наливных полов, а также шовных герметиков, штукатурок, плиточных клеев, внутренней и фасадной облицовки из натурального и искусственного камня.

Составы для химического фрезерования не имеют запаха, не оказывают вредного воздействия на человека и окружающую среду.

Состав «Лепта Химфрез» на основе неорганических кислот, используется для химического фрезерования, очистки от высолов (белых пятен на фасаде), остатков цементного раствора, цементного молочка и атмосферных загрязнений для бетонных и кирпичных поверхностей перед нанесением проникающей гидроизоляции, штукатурки, краски.

Преимущества:
1. Увеличивает глубину проникновения химически активных частиц гидроизоляционных материалов.
2. Очищает поверхность от высолов.
3. Удаляет цементную пленку не вызывая повреждений бетона.
4. Увеличивает сцепление старого бетона с новым.
5. Исключает необходимость механической очистки бетона.
6. Не меняет цвет и внешний вид поверхности.
7. Без запаха.
8. Безопасен для людей.

Химическими называются методы обработки материалов, в которых снятие слоя материала происходит за счет химических реакций в зоне обработки. Достоинства химических методов обработки: а) высокая производительность, обеспечиваемая относительно высокими скоростями протекания реакций, прежде всего отсутствием зависимости производительности от величины площади обрабатываемой поверхности и ее формы; б) возможность обработки особо твердых или вязких материалов; в) крайне малое механическое и тепловое воздействие в процессе обработки, что делает возможным обработку деталей малой жесткости с достаточно высокой точностью и качеством поверхности.

Размерное глубокое травление (химическое фрезерование) является наиболее распространенным методом химической обработки. Этим методом целесообразно пользоваться для обработки поверхностей сложных в плане форм на тонкостенных деталях, получения трубчатых деталей или листов с плавным изменением толщины по длине, а также при обработке значительного числа мелких деталей или круглых заготовок с большим; количеством обрабатываемых мест (перфорация цилиндрических поверхностей труб). Путем местного удаления этим методом из лишнего материала в ненагруженных или малонагруженных можно снизить общий вес самолетов и ракет, не снижая их прочности и жесткости. В США использование химического фрезерования позволило снизить вес крыла сверхзвукового бомбардировщика на 270 кг. Этот метод позволяет создавать новые элементы конструкций, например листы 1 переменной толщины. Химическое фрезерование находит применение также при изготовлении печатных схем радиоэлектронной аппаратуры. В этом случае у панели из изоляционного материала, покрытой с одной или двух сторон медной фольгой, травлением удаляют заданные схемой участки.

Технологический процесс химического фрезерования складывается из следующих операций.

1. Подготовка деталей к химическому фрезерованию для обеспечения последующего плотного и надежного сцепления защитного покрытия с, поверхностью детали. Для алюминиевых сплавов эту подготовку осуществляют: обезжириванием в бензине Б70; легким травлением в ванне с едким натром 45-55 г/л и фтористым натром 45-55 г/л при температуре 60-70° С в течение 10-15 мин для снятия плакированного слоя; промывкой в теплой и холодной водах и осветлением в азотной кислоте с последующей промывкой и сушкой. Для нержавеющих и титановых сплавов подготовку деталей производят путем протравливания для снятия окалины в ванне с плавиковой (50-60 г/л) и азотной (150-160 г/л) кислотами или в ванне с электроподогревом до 450-460° С в едком натре и азотнокислом натрии (20%) с последующей промывкой и сущкой, обезжириванием и легким травлением с повторной промывкой и сушкой.

2. Нанесение защитных покрытий на места обрабатываемой детали, не подлежащие травлению. Его производят путем установки специальных накладок, химически стойких шаблонов прилипающего типа или, наиболее часто, нанесением лакокрасочных покрытий, в качестве которых обычно используют перхлорвиниловые лаки и эмали, полиамидные лаки и материалы на основе не опреновых каучуков. Так, для алюминиевых сплавов рекомендуется эмаль ПХВ510В, растворитель РС1 ТУ МХП184852 и эмаль ХВ16 ТУ МХПК-51257, растворитель Р5 ТУ МХП219150, для титановых сплавов - клей АК20, разбавитель РВД. Для лучшего сцепления этих покрытий с металлом иногда предварительно производят анодирование поверхности. Нанесение лакокрасочных покрытий осуществляют кистями или пульверизаторами с предварительной защитой мест травления шаблонами или путем погружения в ванну; в последнем случае на высушенной защитной пленке производят разметку контура, затем его прорезку и удаление.

3. Химическое растворение производят в ваннах с соблюдением температурного режима. Химическое фрезерование алюминиевых и магниевых сплавов производят в растворах едких щелочей; сталей, титана, специальных жаропрочных и нержавеющих сплавов - в растворах сильных минеральных кислот.

4. Очистка после травления деталей из алюминиевых сплавов с эмалевым защитным покрытием производится промывкой в проточной воде при температуре 50+70° С, отмачиванием защитного покрытия в более горячей проточной воде при температуре

70-90° С и последующим снятием защитного покрытия ножами вручную или мягкими щетками в.растворе этилацетата с бензином (2:1). Затем производят осветление или легкое травление и сушку.

Качество поверхности после химического фрезерования определяется исходной шероховатостью поверхности заготовки и режимами травления; обычно она на 1-2 класса ниже чистоты исходной поверхности. После травления все имевшиеся ранее на заготовке дефекты. (риски, царапины, неровности) сохраняют свою глубину, но уширяются, приобретая большую плавность; чем больше глубина травления, тем сильнее проявляются эти изменения. На качество поверхности влияют также способ получения заготовок и их термообработка; прокатанный материал дает лучшую поверхность по сравнению со штампованным или прессованным. Большая шероховатость поверхности с резко выраженными неровностями получается на литых заготовках.

На шероховатость поверхности оказывают влияние структура материала, размер зерен и их ориентация. Закаленные алюминиевые листы, подвергнутые старению, имеют более высокий класс чистоты поверхности. Если структура крупнозернистая (например, металл отожжен), то окончательно обработанная поверхность будет с большими шероховатостями, неровной, бугристой. Наиболее пригодной для химической обработки следует считать мелкозернистую структуру. Заготовки из углеродистой стали лучше обрабатывать химическим фрезерованием перед закалкой, так как в случае наводороживания при травлении последующий нагрев способствует удалению водорода. Однако тонкостенные стальные детали желательно закаливать перед химической обработкой, так как последующая термическая обработка может вызвать их деформацию. Обработанная химическим фрезерованием поверхность всегда несколько разрыхлена вследствие растравливания, и поэтому этот метод Значительно снижает усталостные характеристики детали. Учитывая это, для деталей, работающих в условиях циклических нагрузок, необходимо после химического фрезерования проводить полирование.

Точность химического фрезерования ±0,05 мм по. глубине и не менее +0,08 мм по контуру; радиус закругления стенки выреза получается равным глубине. Химическое фрезерование обычно производят на глубину 4-6 мм и реже до 12 мм; при большей глубине фрезерования резко ухудшается качество поверхности и точность обработки. Минимальная окончательная толщина листа после травления может составлять 0,05 мм, поэтому химическим фрезерованием можно обрабатывать детали с очень тонкими перемычками без коробления, проводить обработку- на конус путем постепенного погружения детали в раствор. При необходимости травления с двух сторон нужно либо располагать заготовку вертикально так, чтобы дать возможность выделяющемуся газу свободно подниматься с поверхности, либо травить в два приема - 1 сначала с одной стороны, а потом с другой. Второй способ предпочтительнее, так как при вертикальном расположении заготовки верхние кромки вырезов обрабатываются хуже из-за попадающих туда пузырьков газа. При изготовлении глубоких вырезов следует применять специальные меры (например, вибрации) по удалению с обрабатываемой поверхности газа, который препятствует осуществлению нормального процесса. Контроль глубины, травления в процессе обработки осуществляют погружением Одновременно с заготовкой контрольных образцов, непосредственным контролем размеров толщиномерами типа индикаторной скобы или электронными, а также посредством автоматического весового контроля.

Производительность химического фрезерования определяется скоростью удаления материала по глубине. Скорость травления возрастает с повышением температуры раствора примерно на 50-60% на каждые 10° С, а также зависит от вида раствора, его концентрации и чистоты. Перемешивание раствора в процессе травления можно производить сжатым воздухом. Процесс травления определяется экзотермической реакцией, поэтому подача сжатого воздуха несколько его охлаждает, однако в основном постоянство температуры обеспечивается помещением в ванну водяных змеевиков.

Травление методом погружения имеет ряд недостатков - использование ручного труда, частичный пробой защитных пленок на необрабатываемых поверхностях. При обработке ряда деталей более перспективен струйный метод травления, при котором подача щелочи осуществляется форсунками.

Средством повышения производительности химического фрезерования является использование ультразвуковых колебаний с частотой 15-40 кгц; в этом случае производительность обработки увеличивается в 1,52,5 раза - до 10 мм/ч. Процесс химической обработки также значительно ускоряется под воздействием инфракрасного излучения направленного действия. В этих условиях отпадает необходимость в нанесении защитных покрытий, так как сильному нагреву подвергается металл по заданному контуру нагрева, остальные участки, будучи холодными, практически не растворяются.

Время травления устанавливают опытным путем на контрольных образцах. Протравленные заготовки вынимают из травильной машины, промывают в холодной воде и для удаления эмульсии, краски и клея БФ4 обрабатывают при температуре 60-80° С в растворе, содержащем 200 г/л каустической соды. Готовые детали тщательно промывают и сушат в потоке воздуха.

Улучшение условий черновой обработки заготовок резанием путем предварительного удаления корки травлением является другим примером растворяющего действия реактива. Перед травлением заготовки с целью удаления окалины подвергают обдувке песком. Травление титановых сплавов производят в реактиве, состоящем из 16% азотной и 5% фтористоводородной кислот и 79% воды. По данным зарубежной литературы, для этой цели применяют травление в соляных ваннах с последующей промывкой в воде и затем повторным травлением в кислотных травителях для окончательной очистки поверхности.

Химическое воздействие технологической среды находит применение и для улучшения процессов обычного резания; все более широкое применение находят методы обработки материалов, основанные на сочетании химического и механического воздействий. Примерами уже освоенных методов является химико-механический способ шлифования твердых сплавов, химическое полирование и др.

Химическое фрезерование бетона – это обработка бетонной поверхности специальными химикатами с целью улучшения ее адгезии. На бетонных поверхностях после затвердевания закупориваются практически все поры, поэтому краска и герметик держатся на них довольно плохо. Химическое фрезерование помогает открыть поры в бетоне и подготовить его к нанесению любого покрытия.

Соединение поверхностей разнородных тел зависит от их адгезии. С латинского адгезия переводится, как прилипание. Благодаря этому явлению становится возможным нанесение лакокрасочных и гальванических покрытий, сварка, склеивание и пр. Поэтому повышение адгезии является очень актуальной проблемой для современного строительства.

При выполнении бетонных работ иногда возникают такие ситуации, которые делают невозможной заливку всего объекта за один раз. При проведении последующей заливки возникает, так называемый, холодный шов в месте контакта нового и старого слоев бетонирования .

Холодный шов становится причиной потери прочности соединения и нарушения его водопроницаемости

Еще одну проблему создают те трудности, которые возникают при проведении отделочных работ по бетонных поверхностях (оштукатуривание, изготовление наливных полов). Ведь на поверхности бетона через восемь часов после его схватывания образуется цементная пленка (слой цементного молока), препятствующая адгезии отделочного материала и бетона. Если цементную пленку не удалить, то соединение получится непрочным и существенно увеличится вероятность отслоения и разрушения пола или штукатурки.

Для удаления цементного молока применяют различные способы, но в последние годы широкое распространение получило химическое фрезерование. Этот способ является одинаково эффективным для удаления цементного молока, как со старой, так и со свежей поверхности из бетона или кирпича. Основное предназначение химического фрезерования – подготовка поверхности для нанесения различных покрытий на полимерной, цементной или гипсовой основе.

Подготовка бетонного основания под нанесение покрытия

Технология удаления цементного молока проникающими составами используется при выполнении гидроизоляционных работ, ликвидации «холодного шва», обустройстве наливных полов, а также других процессов, требующих качественного сцепления бетонного основания и наносимого состава.

Она позволяет открыть поры, микротрещины и капилляры бетона, что обеспечивает проникновение химически активного состава в его поровое пространство, образование и рост кристаллов материалов, используемых для гидроизоляции бетонных поверхностей и прочих целей.

Причины образования цементного молочка

Цементное молочко представляет собой не прочную и рыхлую кристаллическую структуру на поверхности, созданной с помощью бетона. Толщина его слоя может составлять 20-300 мкм , но «живет» этот слой отдельно от бетона. Он не имеет прочной физической связи с бетонным основанием и при этом препятствует проникновению каких-либо жидкостей в бетон. Из-за этого в поверхностном слое бетона не образуется плотная и прочная кристаллическая структура.

Основной источник образования цементного молока – водный раствор гидроксида кальция, который выходит на поверхность бетона вместе с водой. Реагируя с углекислотой, присутствующей в воздухе, он образует пленку карбоната кальция, которая по химическому составу является известняком и не растворяется в воде.

Образованию цементного молочка способствуют также:

соли щелочных металлов , которые в свободном виде присутствуют в составе цемента;
зольные отходы тепловых электростанций, которые добавляются в цемент и выделяют щелочи;
гравий, щебень, песок , содержащие галоидные соединения;
противоморозные и модифицирующие добавки , используемые при изготовлении бетонных смесей.

Цементное молочко по своему составу является смесью карбонатов, нитратов, сульфатов и хлоридов, растворимых и нерастворимых в воде

Растворимые щелочи при соединении цемента с водой образуют растворы, которые химически связываются с алюминатами и силикатами цемента. При контакте с углекислотой эти щелочи карбонизируются и образуют нерастворимое в воде плотное цементное молочко. Еще одной причиной образования молочка может стать вода, используемая для затворения цемента, если по составу она не соответствует нормативным требованиям .

Цементное молочко представляет собой рыхлую, непрочную структуру, заполняющую на некоторую глубину поровое пространство бетона. При нанесении любого покрытия на бетон с цементной пленкой на поверхности, вместо ожидаемого монолитного соединения образуется трехслойная система «поверхностное покрытие – цементное молочко — бетон». Прочность между слоями этого «пирога» получается наполовину меньше от ожидаемой.

При этом каждый из слоев работает независимо от остальных и отдельно воспринимает механические нагрузки. Самым слабым место с позиции прочности является именно цементная пленка. Очевидно, что с увеличением напряжений разрушение произойдет именно здесь. Цементная пленка является своеобразной границей, на которой усадочные напряжения сжатия превращаются в напряжения растяжения . Именно поэтому зона холодного шва становится сразу предварительно напряженной.

Бетон, как известно, хорошо работает на сжатие, несколько хуже – на изгиб и очень плохо на растяжение. Зона стыка из-за напряжений растяжения имеет гораздо меньшую прочность и плотность, чем монолитный бетон. Поэтому трещины при равных напряжениях образуются, прежде всего, по холодным швам .

Чтобы избежать эффекта «холодного шва» и сделать бетонную поверхность способной принять защитный слой герметика или краски, необходимо удалить цементную пленку и открыть поры в бетоне. Для этого используют различные механические и химические способы.

Способы, используемые для удаления цементного молочка

Механическая очистка

Механическая очистка бетонных поверхностей производится с помощью механических проволочных щеток, фрезеровальных и шлифовальных машин. Чтобы избежать повреждения низлежащих слоев стяжки, сухую механическую очистку затвердевшего бетона можно проводить только после того, как он наберет определенную прочность . Но с набором прочности очистка существенно затрудняется.

Применение фрезеровальных машин и приводных металлических щеток оправдано лишь при наборе бетоном прочности не больше 2-3 МПа. В том случае, когда бетон станет более прочным, эффективность очистки заметно снизится из-за существенного увеличения продолжительности обработки и повышенного износа инструмента.

Недостатки механических способов очистки бетона от цементного молочка:

возможность выполнения очистки только после набора бетоном необходимой прочности приводит к довольно длительным технологическим перерывам;
возможно возникновение внутренних напряжений, проявляющихся микротрещинами;
удаляется только слой цементного молочка, а поры бетона не открываются;
образование большого количества пыли, что требует применения промышленных пылесосов;
высокая трудоемкость;
высокая стоимость оборудования.

При механической очистке химического молочка трудно даже проконтролировать качество выполненной работы

Гидропескоструйная обработка

Применение гидропескоструйной обработки позволяет удалить цементную пленку и открыть поры бетона только в поверхностном слое.

Процесс обладает такими недостатками, как:

невозможность проведения очистки до того, как бетон наберет прочность 5 МПа;
возникновение внутренних напряжений из-за ударного воздействия рабочей струи, а также их последующая релаксация, приводящая к образованию микротрещин;
ограничения в применении при действующем производстве и внутренних работах;
высокая стоимость оборудования (компрессоров высокого давления, абразивоструйных комплексов, установок фильтрации воздуха).

Очистка водовоздушной или водяной струей

Данную обработку выполняют водяными или водовоздушными струями под давлением 0,5-0,7 МПа . Этот способ является наиболее простым и позволяет производить очистку практически сразу после заливки бетона (при его прочности 0,3 МПа). При такой прочности по поверхности бетона можно ходить, но на нем будут оставаться следы.

Бетон при этом имеет достаточно прочную структуру, поэтому нет опасности нарушения сцепления растворной части и крупного заполнителя. Время достижения данной прочности составляет от 4 до 18 часов и зависит от температуры и влажности окружающего воздуха, а также от свойств бетонной смеси.

К недостаткам данного способа относятся:

невозможность применения на вертикальных поверхностях и при отрицательных температурах воздуха;
на поверхности бетона остается цементная пленка, нерастворимая в воде;
компрессорное масло, содержащееся в сжатом воздухе, образует антиадгезионную пленку на поверхности.

Химическое травление

Химическое травление производят с помощью соляной кислоты. Этот процесс очистки является технически неоправданным и даже вредным. Применение соляной кислоты снижает долговечность бетона.

Недостатки химического травления:

незначительное увеличение прочности сцепления в сравнении с необработанной поверхностью;
поверхностное разрушение не только цементного молочка, но и цементного камня, что становится причиной разрушения холодного шва между новым и старым бетоном в ходе эксплуатации;
необходимость в дополнительной обработке щелочью для нейтрализации кислоты.

Применение замедлителей твердения

С целью увеличения временного интервала между заливкой бетонной смеси и удалением цементного молочка, а также облегчения процедуры очистки используют различные замедлители твердения , например, СДБ (сульфитно-дрожжевую бражку). Раствор СДБ наносится на бетонную поверхность краскораспылителем.

Ослабевший поверхностный слой удаляется приводными щетками или струей воды под высоким напором

К недостаткам данного способа можно отнести:

невозможность проведения обработки сразу после заливки бетона. В зависимости от температуры воздуха время начала обработки может составлять от 2 до 4 суток;
необходимость тщательного контроля прочности основного бетона;
невозможность применения замедлителей твердения при проведении бетонирования в осенне-зимний период.

Невысокий технический уровень и неэкономичность существующих методов очистки бетонных поверхностей от цементной пленки стали причиной поиска новых путей для решения данной проблемы. В результате исследований были разработан совершенно новый способ удаления цементного молока – химическое фрезерование.

Преимущества химического фрезерования

Способ химического фрезерования заключается в последовательной обработке бетонной поверхности составами, изготовленными на основе сложных полифункциональных кислот . Этот способ полностью исключает применение механической очистки, дробе-, гидро-, песко- и гидропескоструйной обработки, а в ряде случаев и необходимость монтажа штукатурной сетки.

Химическое фрезерование позволяет произвести эффективное растворение цементного молочка, открытие пор бетона, создание монолита. Этот способ в 1,5-3 раза повышает прочность сцепления слоев монолитного бетона , гипсовых, цементных и магнезиальных стяжек, гидроизоляционных материалов проникающего действия, эпоксидных, полиуретановых, акрилатных и цементных наливных полов, плиточных клеев, шовных герметиков, штукатурок, фасадной и внутренней облицовки из искусственного и натурального камня.

Основные преимущества химического фрезерования:

растворение и удаление цементного молока без разрушения цементного камня;
устранение холодного шва, что способствует созданию монолита;
увеличение глубины проникновения гидроизоляционных материалов и прочих покрытий;
снижение трудоемкости работ по очистке бетона от цементной пленки;
снижение стоимости работ.

Материалы, применяемые для химического фрезерования

Бетон при химическом фрезеровании последовательно обрабатывают различными составами, например, комплексом Кристаллизол Химфрез. В этом комплекс входит два состава: кислотный очиститель Кристаллизол Очиститель и щелочный адгезионный активатор Кристаллизол Актив. Сначала на бетонную поверхность наносят Кристаллизол Очиститель, который растворяет цементное молоко и открывает поры бетона, но при этом не вступает в реакцию с цементным камнем и не нарушает его структуру.

Через час, когда прекратится вспенивание, на бетон наносят Кристаллизол Актив, способствующий усилению адгезии. Применение данного комплекса увеличивает глубину проникновения активных химических веществ в поверхность бетона.

Химическое фрезерование создает условия для организации монолитного соединения бетон – полимерный пол или бетон – гидроизоляционный слой

Преимущества составов Кристаллизол Химфрез:

составы являются безвредными для природы и человека. Они соответствуют всем требованиям экологической безопасности;
не имеют сильного запаха, поэтому работать с ними удобно и легко;
в химическом составе отсутствуют уксусная, соляная, ортофосфорная, лимонная кислота и прочие элементы, негативно воздействующие на поверхность бетона;
комплекс можно применять при строительстве любых объектов, включая предприятии пищевой промышленности, бассейны, резервуары с питьевой водой.

Аналогичными свойствами обладают и такие материалы, как Лепта Химфрез, Гамбит Фрез (Н-1) Комплекс, Элакор-МБЗ, АрмМикс Очиститель, Дезоксил STOP, Типром Плюс. Все эти материалы изготавливаются по единому принципу и имеют идентичный физический принцип работы. Химические вещества, содержащиеся в их составе, разрушают цементную пленку и открывают поры бетона . Применение данных материалов в 1,5-3 раза повышает прочность сцепления бетона с наливными полами и прочими покрытиями.

Технология нанесения состава для химического фрезерования

В качестве примера рассмотрим технологию нанесения состава Элакор-МБЗ. Данный состав применяют для удаления цементной пленки, верхнего загрязненного или ослабленного слоя цементосодержащих поверхностей в помещениях или на открытом воздухе.

Общие требования и рекомендации:

основание: бетонные поверхности, песко-цементные стяжки;
влажность основания должна составлять не более 6%;
температура воздуха и основания не менее +5 градусов;
относительная влажность воздуха – не нормируется;
время выдержки бетона после заливки до обработки не меньше 14 дней.

Этапы технологического процесса:

подготовка основания . На этом этапе удаляют пыль, грязь, старую краску, масляные пятна и т. п.;
подготовка материала к работе . Как правило, Элакор-МБЗ продается уже готовым к нанесению, но выпускается и в виде концентрата, который необходимо разбавлять водой в пропорции 1:3. Расход готового состава составляет 0,4-0,5 литра на каждый квадратный метр;
нанесение . Состав равномерно наносится на обрабатываемую поверхность. Это можно делать валиком, кистью, пневмокраскопультом или методом торкретирования. Торкретирование – это нанесение растворов с помощью специальной торкрет-установки. Данная установка подает раствор со скоростью 90-100 м/с. Давление воздуха при этом составляет 150-350 кПа;
выдержка состава на поверхности бетона до полного растворения цементного молочка и высолов;
удаление остатков реакции с помощью воды;
выдержка перед нанесением штукатурок , минеральных стяжек, герметиков, плиточных клеев, наливных полов должна составлять не менее одного часа.

Безопасность при работе

Со всеми составами для химического фрезерования бетона следует обращаться очень осторожно. При попадании на кожу они могут оставить довольно болезненный химический ожог . Особенно следует остерегаться попадания этих составов на лицо или в глаза, поскольку это может привести к обезображивающим шрамам и даже необратимой слепоте.

При попадании составов на кожу или в глаза необходимо промыть их большим количеством воды

При работе с составами следует всегда надевать защитную одежду с длинными рукавами, закрытую обувь, защитные очки с маской и перчатки. Следует избегать вдыхания паров химических составов , поскольку они могут вызвать ожог горла или рта.

По этой же причине следует удостовериться, что рабочее место хорошо проветривается. Если пары очень сильные, то во избежание травмы следует использовать респиратор с картриджем от кислотных паров. Перед использованием любого состава рекомендуется очень внимательно изучить инструкцию, которая обычно указывается на этикетках.

Стоимость материалов для химического фрезерования бетона

Ориентировочная стоимость составов, применяемых для химической обработки поверхностей из бетона:

Наименование	Назначение	Стоимость, руб/литр
Химфрез Комплексный	Два в одном. Удаляет цементное молоко, открывает поры и адгезионно активирует поверхность.	180
Химфрез Очиститель	Растворяет цементное молоко, открывает поры бетона.	140
Химфрез Активатор	Увеличивает адгезию (прочность сцепления) бетона с цементными и полимерными покрытиями.	140
Скрепер	Щадящая очистка бетонных поверхностей от цементного налета и высолов.	120
АрмМикс Очиститель	Очистка бетона от высолов, налета, цементной пленки и т. п., а также улучшение адгезии.	65
Дезоксил STOP	Очистка поверхностей из бетона, металла и прочих материалов. Средство стравливает керамику, эмаль, бетон, стекло, солевые отложения и пр. Безопасно для вольфрама, титана, химически стойких пластиков.	95
Типром Плюс	Очистка фасадов из кирпича, искусственного и натурального камня от солевых отложений, остатков цементного раствора, атмосферных загрязнений.	90

Выводы

Химическое фрезерование отличается высокой производительностью, низкой трудоемкостью и экономической эффективностью . С его помощью можно очень быстро и довольно просто удалить с бетонной поверхности цементное молочко, верхний ослабленный или загрязненный слой цементосодержащего покрытия. Специалисты утверждают, что химическое фрезерование является наиболее эффективным способом очистки бетона от цементной пленки.

При использовании механических способов очистки бетона необходимо следить за тем, чтобы не заполировать поры материала оседающей пылью. Из-за этого поверхность может стать очень гладкой, а это существенно снижает ее адгезию. Составы для химического фрезерования представляют собой высокоэффективные и малорасходные растворы, которые идеально подходят для создания шероховатостей на гладком бетоне. Они открывают поры бетона и увеличивают его адгезию в 1,5-3 раза. Кроме того, химическое фрезерование по сравнению с механическим является менее трудоемкой процедурой.

Химическую обработку бетона применяют для устранения эффекта «холодного шва», для активации действия обеспыливающих составов и гидроизоляционных материалов проникающего действия, для создания монолитного соединения бетонное основание – наливной пол. Такая обработка практически не имеет ограничений. Ее можно использовать для удаления цементной пленки и со старой, и со свежей заливки с пористой и плотной, с влажной и сухой бетонной поверхности, как в помещениях, так и на открытом воздухе.

Подробнее о химическом фрезеровании бетона показано в видео:

К атегория:

Химическая обработка

Химическое фрезерование, штамповка, полирование

При химическом фрезеровании съем металла осуществляется погружением заготовки в травильный раствор. Участки, не подлежащие травлению, изолируют соответствующими защитными покрытиями. Неизолированными остаются контуры, по которым происходит растворение металла. Этот процесс позволяет изготовлять детали повышенной твердости миниатюрных и весьма крупных размеров и тонкостенных, механическая обработка которых является весьма трудоемкой.

Химическое фрезерование применяют для контролируемого удаления материала с получением деталей заданных размеров преимущественно с фасонными поверхностями, уменьшения толщины ребер до величин, которые механической обработкой, штамповкой и литьем получить невозможно: для обработки гофрированных стенок, образования уступов под соединение нескольких деталей в одну, для получения отверстий различных форм, глубоких и узких пазов, обработки тонких полосок и крутых скосов и для получения деталей с переменным сечением. Кроме того, химическую обработку применяют для удаления нарушенного слоя, остающегося на поверхности после механической обработки, и для получения заданного рельефа на поверхности (химическое клеймение).

Этим способом можно обрабатывать все металлы и сплавы, в том числе химически стойкие, жаропрочные, а также на алюминиевой и медной основе. Однако в зависимости от состава обрабатываемого материала изменяются и состав раствора, и режимы обработки.

Обработка сварных деталей возможна, если сварка произведена без каких-либо дефектов, в противном случае химическое фрезерование сварного шва может привести к образованию раковин или местному растравливанию.

Химическое фрезерование позволяет выдерживать допуски от ± 0,015 до ±0,5 мм. Шероховатость химически фрезерованной поверхности находится в пределах 4-5-го классов. Производительность в среднем составляет 0,025-0,1 мм/мин.

Следует иметь в виду, что колебания толщины заготовки и волнистость ее поверхности воспроизводятся после химического фрезерования. Поэтому, если допуски готовых деталей жесткие, необходимо предварительно устранять разнотолщинность заготовок механической обработкой.

Оборудование. Травильные растворы для обработки весьма агрессивны, поэтому емкости для них должны быть изготовлены из жесткого поливинилхло-рида (винипласта) или фторопласта-4. Крупногабаритные ванны целесообразно изготовлять стальными с облицовкой химически стойкой силикатной эмалью марки ЛК-1 или 105 или фторопластом ЗМ.

Толщина облицовки эмалью должна быть в пределах 0,8-1,2 мм, а фторопластом ЗМ -400-500 мк. Технология покрытий эмалью и фторопластом освоена ленинградскими предприятиями, в частности Ленхим-пищекомбинат успешно облицовывает большие емкости химически стойкой эмалью. Травильные растворы нагревают до 60-70° С, используя пароводяную рубашку или трубчатые нагреватели с погружением их в рабочий раствор. Нагреватели также должны быть защищены химически стойким покрытием.

Пары, возникающие в результате растворения металла, должны надежно отсасываться через гидрофильтры. Вытяжная система и фильтры также должны изготовляться из химически стойких материалов. Фланцевые соединения необходимо снабдить прокладками из химически стойкой резины или комбинированными прокладками из фторопласта и резины.

Приспособление для регулирования скорости погружения деталей в ванну

Заготовку, подвергаемую химической обработке, погружают в ванну с раствором с определенной скоростью. Величина скорости погружения при этом не всегда должна быть одинаковой, ее изменяют в зависимости от заданного режима.

Для обеспечения необходимой скорости погружения заготовок в раствор, а также для осуществления плавного и бесступенчатого изменения скорости рационализаторами В. К- Самотесовым и А. П. Поповым внедрено приспособление.

Конструкция его несложна и позволяет регулировать скорость погружения заготовок в раствор в пределах от 0 до 10 м/мин. Приспособление состоит из цилиндра с поршнем, центробежного насоса, двухходового крана и дросселя. Цилиндр крепится неподвижно на корпусе ванны или укрепляется на специальной стойке, подающейся к ванне.

Работа приспособления при погружении заготовки состоит из следующих операций. Рукоятка двухходового крана из положения I переводится в положение II. В этом положении подача воды в цилиндр прекращается. В то же время из нижней полости цилиндра вода уходит через трубопроводы и дроссель. Под действием груза и обрабатываемых заготовок, закрепленных на приспособлении, поршень начнет медленно опускаться. Скорость опускания регулируется дросселем. При подъеме деталей из ванны рукоятка двухходового крана из положения II переводится в положение, и тогда в нижнюю полость цилиндра под поршень от центробежного насоса через двухходовой кран подается вода под давлением 0,6-0,8 атм, что обеспечу вает быстрый подъем деталей из ванны.

Растворы. Для химического фрезерования стальных заготовок из углеродистых сталей удовлетворительные результаты получены в результате применения растворов сернокислой меди, персульфатов калия, натрия и аммония, хлорного железа и хлористого натрия.

Для обработки меди и латуни применимы 10%-ные растворы хлорноватокислого калия, смешанного в равных объемах с 4%-ным раствором соляной кислоты.

Для химического фрезерования стали марки Х18Н9Т необходима смесь азотной и соляной кислот.

Рис. 1. Приспособление для погружения заготовок при химической обработке.

Для химического фрезерования алюминия и его сплавов следует применять смесь сернокислой меди, соляной кислоты и хлористого натрия или растворы каустической соды и соляной кислоты.

Исследование процесса показывает, что для каждого металла и сплава существует оптимальная концентрация. Так, для алюминия оптимальной концентрацией каустической соды является 300 г/л, для силумина - 400 г/л, для дюралюминия - 500 г/л. Дальнейшее повышение концентрации раствора снижает производительность процесса.

Оптимальная концентрация соляной кислоты составляет 30%, а температура 40 °С. С повышением температуры производительность процесса возрастает. Однако следует иметь в виду, что с повышением температуры увеличивается активность выделения вредных газов, особенно хлора. Поэтому практически проводить обработку в соляной кислоте при температуре выше 40 °С нельзя.

Технологический процесс химического фрезерования может несколько видоизменяться в зависимости от конкретных условий. Между тем основные операции и их последовательность остаются неизменными.

Первой операцией в технологическом процессе химического фрезерования должна быть контрольная. Заготовки после механической обработки необходимо тщательно контролировать, чтобы убедиться в отсутствии дефектов материала и механической обработки. Устанавливается разнотолщинность заготовок из листа. После измерения толщин назначают режимы обработки. Затем тщательно обезжиривают заготовки органическим растворителем. Если имеются места, покрытые слоем окалины, необходимо ее предварительно удалить. После очистки быстро наносят защитное покрытие. Материалы для защитных покрытий выбирают в зависимости от требуемой глубины обработки и агрессивности применяемых растворов.

В случае применения сильных кислот и глубокой обработки в качестве защитного покрытия пригоден фторопласт ЗМ. Наносят фторопластовое покрытие обливом, окунанием или с помощью распылителя. Для повышения вязкости суспензии до 14 сек. по вискозиметру ВЗ-4 в нее вводят пластификатор. Это позволяет нанести за один раз слой толщиной 30 мк, что вполне достаточно для получения многих деталей. В исключительных случаях для очень надежной защиты требуется 6-8 слоев (0,18-0,24 мм). После нанесения каждого слоя покрытие подвергают сушке при 120 °С и термической обработке при 260 °С. Продолжительность термической обработки составляет 45 мин.

При неглубоких съемах металла можно применять покрытие на основе резинового клея 88 или нитроклея АК-20. После нанесения защитного покрытия заготовки подготовляют к обработке. Для этого сначала над заготовкой с нанесенным покрытием закрепляют жесткий накладной трафарет, по которому очерчивают острым ножом определенные участки, подлежащие обработке. С этих участков защитное покрытие затем снимают, а подготовленные к химической обработке заготовки погружают в раствор.

Процесс химического растворения можно разделить на три периода. Вначале происходит растворение окис-ной пленки, имевшейся на поверхности металла, причем растворение это, как правило, протекает медленно. Далее накопляются газообразные продукты реакции на поверхности металла (обычно водород). На образование газообразных продуктов значительное влияние оказывает состояние поверхности. Серьезную роль играет и накопление числа катодов местных элементов на поверхности металла за счет разъедания металла и обнажения более благородных примесей или же за счет электрохимического обмена с электролитом. Второй период характеризуется подвижным равновесием между факторами и является установившимся процессом. Третий период характеризуется падением скорости реакции, уменьшением концентрации электролита и образованием на металле толстого слоя продуктов реакции.

Следует иметь в виду, что при химической обработке скорость растворения сплава по всей поверхности не одинакова. Одна из причин этого состоит в том, что трудно сохранить одинаковую температуру во всех точках обрабатываемой поверхности.

В процессе растворения поверхность металла разогревается, причем температуры раствора и металла не совпадают. Ухудшает условия теплоотдачи неравномерно выделяющийся водород. В местах, где температура выше, скорость растворения увеличивается. Все это приводит к неточности растворения, иногда выходящей за пределы требуемого допуска. Поэтому в ряде случаев необходимо принять ряд мер (перемешивание или циркулирование раствора, снижение концентрации и температуры раствора, правильное размещение нагревателей, контроль температуры в отдельных местах и др.), позволяющих уменьшить перепад температуры.

После выгрузки деталей из раствора их нужно тщательно промыть холодной водой, нейтрализовать остатки солей, вновь промыть холодной и горячей водой, высушить и снять защитное покрытие растворителем или сдирая покрытие.

Фотохимическая штамповка. Сущность ее заключается в нанесении защитного подслоя с последующим нанесением светочувствительного слоя, копировании и травлении.

Технологический процесс изготовления деталей состоит из следующих основных операций:
1. Подготовительные операции (нарезка материала на заготовки, полирование пластин с двух сторон, обезжиривание органическим растворителем, протирка мелом, промывка проточной водой, сушка).
2. Покрытие заготовок с двух сторон с помощью распылителя нитроклеем АК-20.
3. Нанесение тонкого слоя светочувствительной эмульсии в центрифуге. Эмульсия состоит из фотожелатина - 140 г/л, двухромовокислого аммония-15 г/л и 25% раствора аммиака.
4. Копирование в светокопировальной установке изображения с негатива (пленки). Если необходимо экспонировать на обе стороны заготовки, то для точного совпадения изображения с обеих сторон две негативные пленки предварительно приклеивают к узкой полоске материала такой же толщины, как и заготовка. Заготовку вставляют между негативами.
5. Проявление в воде при температуре 60-70 °С в течение 2-3 мин.
6. Окрашивание фиолетовым красителем в течение 2 мин. при 20 °С и закрепление в растворе следующего состава (в г):
7. Промывка проточной теплой и холодной водой и сушка на воздухе.
8. Удаление клея с пробельных мест тампоном, смоченным ацетоном.
9. Травление заготовки раствором хлорного железа уд. веса 1,33-1,55 с последующей промывкой и сушкой. Продолжительность травления устанавливается опытным путем.
10. Удаление защитного слоя погружением детали в ацетон.

Процесс фотохимической штамповки нашел применение на ряде заводов, в частности на ленинградском заводе «Вибратор» для изготовления различных приборных деталей из меди, латуни и бронзы толщиной до 0,2 мм.

В Новосибирском электротехническом институте для изготовления деталей из алюминиевого сплава Д16 этот процесс несколько изменен. Защиту не подлежащих травлению мест осуществляют электролитическим меднением. Для этого после закрепления эмульсии заготовки обжигают при 350-400 °С, удаляют окисный слой раствором и осаждают контактную медь в составе: и после тщательной промывки производят электролитическое меднение при плотности 2-3 а/дмг.

Удаляют эмульсию 15%-ным раствором каустической соды. Травление в местах, незащищенных медью, производят в 30%-ной соляной кислоте при 25-30 °С. В Ленинградском оптико-механическом объединении фотохимической штамповкой изготовляют из стальной фольги прецизионные детали фотоаппаратуры. С этой целью листы стальной фольги толщиной 0,05-0,2 мм покрывают слоем светочувствительной эмульсии. Контуры деталей печатают контактно на эмульсионном слое через негатив. Затем производят задубливание эмульсионного слоя и проявление в теплой воде с добавлением 1% метилвиолета до обнаружения контура детали на незадубленных участках. Растворение осуществляют в следующем растворе:

Температура раствора должна быть 15-20 °С, анодная плотность тока - 20 а/дм2, расстояние между электродами- 10 мм, продолжительность травления - 15-20 мин.

Этот метод применяют также для изготовления фильтровальных сеток из стали Х18Н9Т. В качестве светочувствительной эмульсии используют двухромово-кислый калий 10 г/л и поливиниловый спирт 70 г/л. Отпечатанный контактным путем рисунок сетки обрабатывают в растворе хромовой кислоты. Изоляцию осуществляют перхлорвиниловым лаком. Травление производят в ортофосфорной кислоте 600 г/л при плотности тока 100 а/дм2 (из расчета только площади отверстий). Катодами служат пластины из стали Х18Н9Т. Температура раствора 40 °С. Удаление защитного покрытия производят 10%-ным раствором каустической соды при 60-70° С.

Фотохимическая штамповка находит все большее применение в производстве электронных деталей, в оптико-механической и авиационной промышленности. Этот метод весьма экономичен при изготовлении тонкостенных деталей из металлической фольги толщиной от 0,01 до 0,2 мм. Точность изготовления - 0,01 мм с гладкими кромками, без заусенцев. Изготовление деталей сложных форм не требует квалифицированных рабочих. Нет необходимости и в штампах.

Химическое полирование. Одним из наиболее перспективных методов чистовой отделки деталей машин и приборов является химическое полирование. Возможность одновременной обработки большого количества деталей сложной формы и любых размеров, высокая производительность процесса, ненужность источников постоянного тока и контактирующих приспособлений и ряд других достоинств заставляют развивать исследовательские работы с целью усовершенствования химического полирования.

Лучшие результаты ныне достигнуты в области полирования алюминия и его сплавов, а также хромоникелевых нержавеющих сталей.

Прочитал про такой интересный метод обработки. Хочу реализовать на станке с ЧПУ:)

Из книжки "Справочник инженера-технолога в машиностроении" (Бабичев А.П.):

Электрохимическая размерная обработка основана на явлении анодного (электрохимического) растворения металла при прохождении тока через электролит, подаваемый под давлением в зазор между электродами без непосредственного контакта между инструментом и заготовкой. Поэтому другое название этого метода - анодно-химическая обработка.
Электрод-инструмент в процессе обработки является катодом, а обрабатываемая деталь - анодом. Электрод-инструмент поступательно перемещатся со скоростью Vн. Электролит подается в межэлектродный зазор. Интенсивное движение электролита обеспечивает стабильное и высокопроизводительное течение процесса анодного растворения, вынос продуктов растворения из рабочего зазора и отвод тепла, возникающего в процессе обработки. По мере снятия металла с заготовки-анода происходит подача инструмента-катода.

Скорость анодного растворения и точность обработки тем выше, чем меньше межэлектродный зазор. Однако с уменьшением зазора усложняется процесс его регулирования, возрастает сопротивление прокачке электролита, может произойти пробой вызывающий повреждение обрабатываемой поверхности. Из-за увеличения газонаполнения при малых зазорах снижается скорость анодного растворения. Следует выбирать

такой размер зазора, при котором достигаются оптимальные скорость съема металла и точность формообразования.

Для получения высоких технологических показателей ЭХО необходимо, чтобы электролиты соответстввали следующим требованиям: полное или частичное исключение побочных реакций, снижающих выход по току анодное растворение металла заготовки только в зоне обработки, исключая растворение необрабатываемых поверхностей, т.е. наличие высоких локализующих свойств, обеспечение протекания на всех участках обрабатываемой поверхности заготовки электрического тока расчетного значения.

Наиболее распрстраненными электролитами являются нейтральные растворы неорганических солей хлорида, нитраты и сульфаты натрия и калия. Эти соли дешевы и безвредны для обслуживающего персонала. Широкое применение получил водный раствор хлористого натрия (поваренной соли) NaCl из-за его малой стоимости и длительной работоспособности, что обеспечивается непрерывным восстановлением хлористого натрия в растворе.

Установки для ЭХО обязательно должны иметь фильтры для очистки электролита.

Радует сама собой достигнутая круглость отверстия. Но воронкообразность не радует.

Попробую теперь прокачивать электролит через медицинскую иглу.

Изменено 18 апреля 2008 пользователем desti