Czyszczenie metali i inne zastosowania elektrochemicznego trawienia anodowego

Istnieje wiele metod elektrochemicznej obróbki metali w celu nadania częściom metalowym wymaganego kształtu, rozmiaru lub jakości warstwy wierzchniej. Obróbka taka odbywa się w elektrolizerach, czyli specjalnych kąpielach elektrolitycznych, ogniwach, instalacjach i całych maszynach. W elektrochemicznym wytrawianiu anodowym następuje miejscowe lub całkowite rozpuszczenie metalu poprzez przekształcenie jego zewnętrznej warstwy w tlenek lub inny łatwo rozpuszczalny związek.

Wytrawianie elektrochemiczne obejmuje kilka technologii opartych bezpośrednio na anodowym rozpuszczaniu metalu. Proces ten służy do oczyszczania powierzchni różnego rodzaju części metalowych, drutów, rur, taśm z wszelkich tlenków, smarów i innych zanieczyszczeń, tak aby można było następnie nałożyć wysokiej jakości powłokę, przeprowadzić walcowanie lub wykonać dowolne inne niezbędny proces technologiczny wymagający chemicznie czystej powierzchni.

Podczas oczyszczania powierzchni z zanieczyszczeń metodą trawienia elektrochemicznego ten proces chemiczny odbywa się najczęściej w roztworze kwaśnym, najczęściej z dodatkiem inhibitorów korozji, lub w roztworze zasadowym, bądź też ulega stopieniu pod wpływem prądu stałego lub zmiennego w grubości medium roboczego.

Prawie każdy stop i metal można wytrawić elektrochemicznie. W ten sposób wykonuje się elektrochemiczne frezowanie w celu uzyskania pożądanego wzoru powierzchni części metalowej poprzez miejscowe anodowe rozpuszczanie metalu. Obszary części, których nie wolno pozostawiać do rozpuszczenia, są przed wytrawieniem zabezpieczone warstwą fotorezystu lub wzorem odpornym chemicznie.

W ten sposób odbywa się na przykład obróbka płytek drukowanych. Blachy są perforowane w ten sam sposób, a nawet wzory dekoracyjne są wykonywane na wyrobach metalowych. Wytrawianie anodowe może usunąć postrzępione lub zaokrąglone ostre krawędzie części.

Ważnym obszarem zastosowania wytrawiania elektrochemicznego jest zwiększenie powierzchni właściwej metalu. Wytrawianie w roztworach chlorkowych folii aluminiowej jest szeroko stosowane w przemyśle elektrycznym do produkcji kondensatorów elektrolitycznych. W tym przypadku właściwa powierzchnia robocza folii zwiększa się setki razy, a zatem wzrasta właściwa pojemność elektryczna kondensatorów, a rozmiar kondensatora okazuje się mniejszy niż mógłby być bez obróbki folii.

Opracowanie powierzchni za pomocą wytrawiania elektrochemicznego pomaga poprawić przyczepność metalu do powierzchni ceramicznych lub szklanych w elektronice, sprzyja wysokiej jakości nakładaniu warstwy kopii na płytę drukarską w przemyśle poligraficznym, pozwala na wzmocnienie przyczepności emalii do metalu podczas emaliowania wyrobów metalowych itp.

Ponadto wytrawianie anodowe pomaga usuwać defekty części galwaniczne w celu ich ponownego wykorzystania w produkcji, a także w odzyskiwaniu płyt metalowych z offsetowych bimetalicznych płyt drukarskich.

Wytrawianie elektrochemiczne jest szeroko stosowane w praktycznej materiałoznawstwie, np. wytrawianie anodowe zostało z powodzeniem zastosowane do ujawnienia mikrostruktury stopu podczas frezowania metalograficznego. W tym przypadku trawienie odbywa się w takich warunkach, gdy różnice w szybkości rozpuszczania składników obrabianego stopu, różniących się składem fazowym i chemicznym, manifestują się bardzo ostro.

Wytrawianie selektywne pozwala odkryć granice faz, segregację fosforu w stali, strukturę dendrytyczną stopów tytanu, sieć pęknięć w chromowaniu galwanicznym. Wytrawianie elektrochemiczne umożliwia również ocenę podatności stali nierdzewnej na korozję międzykrystaliczną.