التلميع الكهربائي للفولاذ المقاوم للصدأ: المبدأ والحمام ومعلمات العملية

ما هو تلميع كهربائيا الفولاذ المقاوم للصدأ

التلميع الإلكتروليتي عبارة عن معالجة لتفتيح السطح حيث يتم توصيل قطعة العمل المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ كالأنود ويتم استخدام موصل غير قابل للذوبان كالكاثود. يتم غمر كلا القطبين في محلول كهربائي، ويتم تمرير تيار مباشر عبر الخلية، ويقوم الانحلال الأنودي الانتقائي بتسوية النقاط العالية المجهرية على سطح قطعة العمل. والنتيجة هي زيادة تدريجية في سطوع السطح، وانخفاض في خشونة السطح، ونظرًا لأن القمم الأكثر إجهادًا والأكثر نشاطًا كيميائيًا تذوب أولاً، فإن السطح يكون أنظف وأكثر مقاومة للتآكل من تشطيب المطحنة الأصلي.

يتم استخدام هذه العملية في الأنابيب والتركيبات الصحية للأغذية ومنتجات الألبان والخدمات الصيدلانية وأشباه الموصلات، وللمكونات المعمارية والزخرفية، ولأي جزء مقاوم للصدأ يجب أن يجمع بين المظهر اللامع مع إطلاق جسيمات منخفض وسطح -سهولة التنظيف.

نظرية الفيلم اللزج

يتم شرح آلية التلميع الكهربائي بشكل عام من خلال نظرية الفيلم اللزج. تتحد الأيونات المعدنية المنطلقة من قطعة العمل مع مكونات الإلكتروليت، وخاصة حمض الفوسفوريك، لتكوين طبقة لزجة غنية بالفوسفات تلتصق بالسطح الجاري صقله. ويكون هذا الغشاء أرق فوق القمم المحدبة وأكثر سمكًا في الوديان المقعرة، وبالتالي تكون المقاومة الكهربائية أقل عند القمم وأعلى في الوديان. ولأن كثافة التيار تكون أعلى عند القمم، فإنها تذوب بشكل أسرع من الوديان، ومع تدفق الفيلم وتجدد نفسه تتغير القمم والوديان بشكل مستمر حتى يتم تسوية السطح الخشن. نفس الآلية تمثل المظهر اللامع-الذي يشبه المرآة للسطح المصقول بشكل صحيح.

معلمات الحمام والعملية

نظرًا لأن معدل الإزالة يعتمد بشدة على كثافة التيار، فإن هندسة قطعة العمل مهمة: فالمناطق الغائرة والأسطح الداخلية تشهد كثافة تيار أقل من الحواف المكشوفة ما لم يتم استخدام كاثود مساعد. وبالتالي فإن الأجزاء ذات التجاويف العميقة أو نصف القطر الداخلي الضيق تحتاج إلى ترتيب كاثود مخصص إذا كانت هناك حاجة إلى تشطيب موحد.

مواد الأنود والكاثود

عادةً ما يُصنع الكاثود وقضبان الكاثود من النحاس على شكل قضبان نحاسية أو أنابيب نحاسية، لأن النحاس موصل جيدًا ويقاوم الهجوم في الحمام الحمضي. عند استخدام أنبوب كحامل كاثود، يتم قطعه إلى طول الخلية الإلكتروليتية بالإضافة إلى مساحة قدرها حوالي 20 سم بحيث يظل الاتصال خاليًا من الإلكتروليت. لوحة الكاثود مصنوعة من الرصاص ويتم تثبيتها على قضيب الكاثود، مع ضبط طول اللوحة على ارتفاع الخلية بالإضافة إلى حوالي 10 سم وعرض اللوحة المختار وفقًا لطول الخلية، عادة في حدود 10 سم إلى 20 سم. يجب أن يتم دعم قطعة العمل، مثل الأنود، على جهة اتصال تحمل التيار الكامل دون ارتفاع درجة الحرارة أو الانحناء، حيث أن الاتصال السيئ يؤدي إلى حرق موضعي للسطح.

تسلسل العملية ونتائج الجودة

التسلسل النموذجي هو التنظيف المسبق-لإزالة بقايا الزيت والطحن، والشطف، والتركيب على تركيبات الأنود، والتلميع الكهربائي، والشطف، والتحييد، والتجفيف. نظرًا لأن العملية تعمل على إذابة المادة بدلاً من تلطيخها، فإنها تزيل كمية يمكن التحكم فيها من المعدن السطحي ومعها مادة غريبة مدمجة وصبغة حرارية ونتوءات دقيقة، دون ترك أي-طبقة معالجة باردة خلفها. تنتج العملية التي يتم التحكم فيها جيدًا سطحًا لامعًا بقيمة خشونة أقل مما يمكن أن يحققه التلميع الميكانيكي على الأشكال المعقدة، كما أنها تعمل على تحسين الحالة السلبية للسطح المقاوم للصدأ. يجب أن يشمل التحكم في العملية قياس كثافة التيار ودرجة حرارة الحمام ووقت المعالجة ومعدل الإزالة، ويجب فحص الأجزاء النهائية للتأكد من خشونة السطح والمظهر والتحرر من الحفر أو هجوم الحافة.

التعليمات

س: ما الفرق بين التلميع الكهربائي والتلميع الميكانيكي؟
يؤدي التلميع الميكانيكي والبارد إلى عمل تلطخات على السطح، بينما يعمل التلميع الكهربائي على إذابته، وبالتالي يصل إلى الأسطح الداخلية والأشكال المعقدة ولا يترك أي طبقة عاملة باردة.

س: ما هي نظرية الفيلم اللزج؟
ويوضح أن طبقة لزجة غنية بالفوسفات تتشكل على قطعة الشغل أثناء الصقل، وتكون أرق عند القمم وأكثر سمكًا في الوديان، وبالتالي تذوب القمم بشكل أسرع ويصبح السطح مستويًا.

س: ما هي كثافة التيار المستخدمة لتلميع الفولاذ المقاوم للصدأ؟
عادة في نطاق حوالي 10 إلى 50 أمبير لكل ديسيمتر مربع، مع القيمة الدقيقة التي يحددها الحمام والتشطيب المطلوب؛ التيار المنخفض جدًا يبهت السطح والتيار العالي جدًا يمكن أن يسبب الحفر.

س: ما هي المواد المستخدمة للأقطاب الكهربائية؟
قضبان أو أنابيب نحاسية لقضبان الكاثود ولوحة الرصاص للوحة الكاثود، حيث أن كلاهما يقاوم الهجوم في المنحل بالكهرباء الحمضي.

س: لماذا يعمل التلميع الكهربائي على تحسين مقاومة التآكل؟
لأنه يزيل المواد السطحية الأكثر نشاطًا وأي تلوث مضمن، مما ينتج سطحًا أنظف وأكثر سلبية وأكثر تجانسًا من اللمسة النهائية الأصلية.

س: ما هي الصناعات التي تستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ المصقول كهربائيا؟
تجهيز الأغذية ومنتجات الألبان، والمعدات الصيدلانية والتكنولوجيا الحيوية، وأنظمة أشباه الموصلات والمياه النقية للغاية، والمكونات المعمارية أو الزخرفية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ.