التلميع الكهروكيميائي: سر سطح معدني جديد تمامًا

في الإنتاج الصناعي الحديث ، يكون للجودة السطحية للمواد المعدنية تأثير حيوي على أداء المنتجات وخدمة المنتجات. كتقنية معالجة سطحية معدنية متقدمة ، تم استخدام التلميع الكهروكيميائي على نطاق واسع في العديد من المجالات مع مزاياه الفريدة. سوف تستكشف هذه المقالة بعمق مبادئ وتدفق العمليات وتطبيقات التطبيق للتلميع الكهروكيميائي على مواد معدنية مختلفة ، ومقارنتها بالتلميع الميكانيكي التقليدي للكشف عن مزاياها المهمة.

مبدأ التلميع الكهروكيميائي

التلميع الكهروكيميائي هو عملية تستخدم التفاعلات الكهروكيميائية لحل مناطق محددة بشكل انتقائي من سطح المعدن لتحقيق الغرض من التلميع. أثناء عملية التلميع الكهروكيميائية ، تعمل قطعة العمل المعدنية كأنود والمعادن غير القابلة للذوبان بمثابة الكاثود. يتم غمر كلا الأقطاب في المنحل بالكهرباء في نفس الوقت ويتم تمرير التيار المباشر. عندما يمر التيار ، ستشكل طبقة من النتوءات الصغيرة والمنخفضات على سطح قطعة العمل. من خلال التحليل الكهربائي ، يتم إذابة ذرات المعادن في الأجزاء البارزة بشكل تفضيلي ، بحيث يصبح السطح تدريجياً ناعمًا ومسطحًا.

مبدأ التلميع الكهروكيميائي يعتمد بشكل أساسي على الجانبين التاليين:

حل الكهروكيميائي

• أثناء عملية التحليل الكهربائي ، ستخضع الأجزاء البارزة من سطح المعدن بشكل تفضيلي لتفاعلات الذوبان بسبب كثافتها الحالية الكبيرة. وذلك لأن قوة المجال الكهربائي للأجزاء البارزة أعلى ، مما يسهل على ذرات المعادن فقدان الإلكترونات وإدخال المحلول. مع استمرار التحليل الكهربائي ، يتم إذابة الأجزاء البارزة من السطح المعدني تدريجياً ، بينما يتم الاحتفاظ بالأجزاء المقعرة نسبيًا ، مما يجعل السطح أكثر سلاسة.

تشكيل وذوبان فيلم الأكسيد

• أثناء عملية التلميع الكهروكيميائية ، سوف يتشكل فيلم أكسيد رفيع على سطح المعدن. تشكيل وذوبان فيلم الأكسيد هذا هو عملية توازن ديناميكي. يمكن أن يمنع تكوين فيلم الأكسيد المزيد من حل المعدن ، في حين أن حل فيلم الأكسيد يمكن أن يعرض سطح المعادن الجديد ، مما يسمح له بالاستمرار في المشاركة في التفاعل الكهربائي. من خلال التحكم في الظروف الكهربائية ، يمكن تحقيق التوازن بين تكوين فيلم الأكسيد وحله ، وبالتالي تحقيق أفضل تأثير تلميع.

عملية التلميع الكهروكيميائية

تتضمن عملية التلميع الكهروكيميائية بشكل عام الخطوات التالية:

المعالجة الأولية

• مسبق التوحيد أو التلميع
  • ينتمي التلميع الكهروكيميائي إلى فئة التلميع الدقيق ، والتي يمكن أن تقلل من خشونة السطح للركيزة بعدة مستويات من الخشونة الأصلية. لذلك ، انخفض الخشونة الأصلية للركيزة ، كلما كانت السطح أكثر إشراقًا بعد التلميع الكهروكيميائي. من أجل الحصول على سطح عالي السحر ، تكون بعض قطع العمل ذات الأسطح الخشنة نسبيًا أفضل مصقول أو ملوثة أو مصقولة مسبقًا ، ثم مصقول كهروكيميائيًا. بالنسبة للركائز ذات الأسطح الزاهية نسبيًا أو قطع العمل التي لا تتطلب سطوعًا عاليًا ، ليس من الضروري توصيله أو التلميع.
• إزالة الشحوم
  • معظم الشحوم المستخدمة في معالجة الركيزة هي الزيت المعدني. على عكس الزيت النباتي ، لا يمكن إزالته بواسطة الصابون القلوي. لا يمكن إزالته بواسطة الصودا الكاوية العادية وكربونات الصوديوم والسيانيد الصوديوم. على وجه الخصوص ، غالبًا ما تحتوي الأجزاء التي تم تصحيحها مسبقًا على معجون التلميع مسبقًا على الشحوم عالية السطوح. بعد الغسيل بالبنزين ، سيبقى فيلم نفط. عادة ، يتم استخدام ماء إزالة الشمع الخاص أو عامل تنظيف معجون التلميع للتشوه. بالنسبة للأجزاء العامة ، ما عليك سوى استخدام سائل إزالة الشحوم الذي يحتوي على السطحي المناسب.
• إزالة الصدأ
  • إذا كان هناك صدأ على سطح الشغل ، يلزم إزالة الصدأ. بشكل عام ، يتم استخدام طريقة التخليل. يتم غمر الشغل في حمض الهيدروكلوريك المخفف أو حمض الكبريتيك ، ثم يتم إخراجه بعد نقعه لفترة معينة من الوقت وشطفه بالماء النظيف.

التلميع الكهروكيميائي

• يتم تركيب قطعة العمل المعالجة مسبقًا على الأنود ، ويتم استخدام المعدن غير القابل للذوبان ككاثود. يتم غمر القطبين في المنحل بالكهرباء في نفس الوقت ويتم تمرير تيار مباشر. يجب تعديل التكوين ودرجة الحرارة والجهد والمعلمات الحالية وغيرها من المعلمات المنحل بالكهرباء وفقًا للمواد ومتطلبات الشغل. أثناء عملية التحليل الكهربائي ، يتم إذابة الأجزاء المرتفعة على سطح قطعة العمل أولاً ، ويصبح السطح تدريجياً ناعمًا ومسطحًا.

بعد العلاج

• تنظيف
  • بعد الانتهاء من التلميع الكهروكيميائي ، يتم إخراج قطعة العمل من المنحل بالكهرباء وغسلها في خزان الماء البارد المتدفق لغسل سائل التلميع المتبقي على السطح لمنع السطح من التآكل.
• تحييد
  • ضع قطعة العمل المغسولة في الحمام القلوي لتحييدها لإزالة آثار الحمض.
• تجفيف
  • يتم غسل قطعة العمل المحايدة في خزان ماء بارد لإزالة القلويات المتبقية على السطح ، بحيث يكون سطح قطعة العمل محايدة ، ثم تجفيفها.

آثار التلميع الكهروكيميائي على مواد معدنية مختلفة

الفولاذ المقاوم للصدأ

• يمكن أن يشكل فيلم أكسيد غني بالكروم على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ لتحسين مقاومة التآكل السطحي.
• تسطيح سطح قطعة العمل مجهرية ، وتقليل خشونة السطح ، وجعل سطح الفولاذ المقاوم للصدأ يظهر تأثيرًا موحدًا وسلسًا ومشرقًا للغاية.
• قم بإزالة البورس والخدوش من سطح الفولاذ المقاوم للصدأ لتحسين جودة السطح وجماله.
• على سبيل المثال ، في حقول الآلات الصيدلانية والمعدات الطبية وآلات الطعام ، وما إلى ذلك ، يمكن أن تلبي قطع عمل الفولاذ المقاوم للصدأ المصقول كهروكيميائياً متطلبات النظافة ومقاومة التآكل.

نحاس

• يزيل بشكل فعال فيلم الأكسيد والأوساخ على سطح النحاس ، تاركًا سطح النحاس مع بريق معدني مشرق.
• تحسين الموصلية الكهربائية والحرارية للنحاس وتحسين أداء المعالجة.
• في مجالات الإلكترونيات والهندسة الكهربائية ، يمكن لمواد النحاس المصقولة كهروكيميائيًا تلبية متطلبات الدقة العالية والأداء العالي.

نيكل

• يمكن أن يشكل فيلم أكسيد كثيف على سطح النيكل لتحسين مقاومة التآكل.
• قلل من خشونة سطح النيكل لجعله أكثر سلاسة وتملق.
• في مجالات الفضاء ، صناعة المواد الكيميائية ، وما إلى ذلك ، يمكن أن تلبي مواد النيكل المصقولة كهروكيميائيا متطلبات مقاومة التآكل والدقة العالية.

التنغستن

• قم بإزالة الأكاسيد والشوائب على سطح التنغستن لجعل سطح التنغستن يقدم بريقًا معدنيًا مشرقًا.
• تحسين صلابة وارتداء مقاومة التنغستن وتحسين أداء المعالجة.
• في حقول أدوات القطع والقوالب وما إلى ذلك ، يمكن لمواد التنغستن المصقولة كهروكيميائيا تلبية متطلبات صلابة عالية ومقاومة عالية التآكل.

مقارنة بين التلميع الكهروكيميائي والتلميع الميكانيكي التقليدي

جودة السطح

• يمكن للتلميع الكهروكيميائي أن يسطح سطح الشغل على مستوى مجهري ، ويقلل من خشونة السطح ، ويجعل سطح المعدن يقدم تأثيرًا موحدًا وسلسًا ومشرقًا للغاية.
• يمكن للتلميع الميكانيكي التقليدي أن يسطح سطح الشغل فقط على مستوى العيانية. على الرغم من أنه يمكن أن يقلل أيضًا من خشونة السطح ، إلا أنه من الصعب تحقيق جودة سطح التلميع الكهروكيميائي.

المقاومة للتآكل

• يشكل التلميع الكهروكيميائي فيلمًا أكسيد على سطح المعدن ، مما يحسن مقاومة التآكل للمعادن.
• سوف تشكل التلميع الميكانيكي التقليدي طبقة تشوه صلابة على سطح المعدن ، ولن يتم تحسين مقاومة التآكل بشكل كبير.

إجهاد السطح

• السطح المعدني بعد التلميع الكهروكيميائي خالي من الإجهاد.
• سوف يتسبب التلميع الميكانيكي التقليدي في الإجهاد على سطح المعدن وسيحتوي على كاتبة التلميع.

نطاق التطبيق

• ينطبق التلميع الكهروكيميائي على أي مادة معدنية ، وخاصة بالنسبة للمواد المعدنية الصلبة ، حيث يكون للتلميع الكهروكيميائي مزايا فريدة.
• يصعب تلميع الميكانيكية التقليدية تلميع المواد المعدنية الصلبة بشكل فعال.

كفاءة الإنتاج

• يمكن أن يتم إنتاج التلميع الكهروكيميائي بسرعة معالجة سريعة ، وإنتاجية عالية ، ويمكن إنتاجها على نطاق واسع ، ومن السهل أتمتة.
• إن التلميع الميكانيكي التقليدي له سرعة معالجة بطيئة وانخفاض الإنتاجية ، مما يجعل من الصعب تحقيق الإنتاج الضخم والأتمتة.

الأداء البيئي

• ستنتج عملية التلميع الكهروكيميائية غاز مياه الصرف الصحي والنفايات ، ولكن مقارنةً بالغبار الناتج عن التلميع الميكانيكي التقليدي ، فإن التلميع الكهروكيميائي له أداء بيئي أفضل.

خاتمة

كتقنية معالجة سطحية معدنية متقدمة ، يتمتع التلميع الكهروكيميائي بالعديد من المزايا المهمة. يمكنه المستوى الصغرى على مستوى السطح المعدني ، ويقلل من خشونة السطح ، ويحسن مقاومة تآكل المعدن ، ويجعل سطح المعدن يمثل تأثيرًا موحدًا وسلسًا ومشرقًا للغاية. بالمقارنة مع التلميع الميكانيكي التقليدي ، فإن التلميع الكهروكيميائي له مزايا واضحة في جودة السطح ، ومقاومة التآكل ، وكفاءة الإنتاج ، إلخ. في التنمية المستقبلية ، ستظل تقنية التلميع الكهروكيميائية محسّنة وابتكارها ، وسيستمر مجال تطبيقه في التوسع ، مما يجعل مساهمات أكبر في تطوير الإنتاج الصناعي.