الکتروپولیش آلومینیوم 

تیم تحقیق و توسعه شرکت جلاپردازان پرشیا 95.06.10  

مقدمه:

الكتروپوليش فرايندي است كه در آن به كمك نوعي الكتروليت (اسيدي يا قليايي) و جريان برق ، سطح فلزات صاف و يكنواخت مي گردد.

در طي الكتروپوليش مقادير بسيار جزئي از قطعه حل شده و در سطح فلز تشكيل يك فيلم نازك را مي دهد.

تركيب شيميايي اين فيلم بستگي بسيار نزديكي با نوع الكتروليت و جنس قطعه دارد. الكتروپوليش نه تنها روشي مناسب براي از بين بردن صدمات ناشي از جوشكاري و سنگ زني و ... است ، بلكه بهترين روش براي از بين بردن خراشهاي ميكروسكوپي و رسيدن به جلاي آينه اي مي باشد. با اين روش مي توان فلزات مختلفي همچون آلومينيوم و آلياژهاي آن ، برنج ، بريليم ، مس ، نقره ، نيكل و انواع مختلف استيل را پرداخت نمود.

الكتروپوليش اثرات متفاوتي بر روي خواص فيزيكي ، مكانيكي ، حد خستگي و مقاومت خوردگي فلز دارد. اما آنچه كه در اينجا مد نظر بوده و ما بر آن تكيه كرده ايم ، تاثير آن بر مقاومت خوردگي فلز است. برخي از انواع الكتروپوليش باعث تشكيل فيلم نازك شفافي از اكسيد (يا نمك) بر سطح فلز (خصوصا آلومينيوم) مي شوند ، البته مقاومت اين لايه اكسيد در آلومينيوم كمتر از مقاومت لايه اكسيد حاصل از آندايزينگ مي باشد.

پولیش  الکترولیتی قدیمی ترین روش مورد استفاده برای براق کاری آلومینیوم است و متدهای مختلفی نیز برای انجام این عمل وجود دارند.

مکانیسم عمل الکتروپولیش بصورت کلی در این شکل آورده شده:

هدف:

چرا الکترو پولیش آلومینیوم؟

خوردگی همیشه از سطح آغاز میشود. متاسفانه ،تمام روش های حمل و نقل و ساخت در نهایت  باعث کاهش سلامت سطح قطعه میشود.

آلودگی و آسیب های سطح شامل :ذرات فلزی ، خاک ، چربی ها و بخش اساسی تر آنها اثرات عملیات جوشکاری ،ماشین کاری و دیگر روش های پرداخت و ساخت. این آلودگی ها باعث آسیب رساندن به لایه محافظ اکسیدی مقاوم به خوردگی میشوند ، الکتروپولیش باعث از بین رفتن این آلودگی ها و افزایش لایه اکسیدی و و افزایش طول عمرقطعه است.اکثر سیستم‌های مکانیکی پرداخت‌کاری، برای دست یابی به سطحی صاف و برّاق، سطح بلورین فلز را لکه‌دار، خمیده و دچار خستگی می‌کنند و حتی گاهی باعث شکست آن می‌شوند . الکتروپولیشینگ، فرایند باربرداری از روی سطح را با ایجاد الگویی یک‌سویه که کاملاً خالی از هرگونه خستگی و انسداد است، انجام می‌دهد . در این روش، سطح، از دید میکروسکوپی صاف و در اغلب اوقات صیقلی است . علاوه بر این، در بسیاری از آلیاژهای فلزی و غیرفلزی، مقاومت در برابر خوردگی و غیرفعال‌سازی فلز نیز افزایش می‌یابد . این فرایند قطعه فلزی را چه از جهت میکروسکوپی و چه از جهت ماکروسکوپی پرداخت می‌کند . پرداخت میکروسکوپی سبب درخشندگی و پرداخت ماکروسکوپی سبب صافی قطعه می‌شود . پلیسه گیری به سبب آن که چگالی جریان در برآمدگی‌ها بیشتر است و اکسیژن از حفره‌ها محافظت می‌کند، زودتر انجام می‌شود .

چون قطعه درمعرض اکسیژن است، هیچگونه تردی هیدروژنی در قطعه رخ نمی‌دهد . در واقع الکتروپولیش، نوعی گرم و سرد کردن بدون خستگی است، که سطح قطعه را هیدروژن‌زدایی می‌کند.

مزیت دیگر آن است که باکتری نمی‌تواند روی سطحی خالی از هیدروژن به خوبی تکثیر شود . این امر الکتروپولیش را گزینه‌ای مناسب برای استفاده در پزشکی، داروسازی، نیمه هادی‌ها و صنایع غذایی می‌کند . ترکیبی از دو ویژگی عدم وجود خطوط جهت‌دار به سبب پرداخت مکانیکی و سطحی عاری از هیدروژن، به ایجاد سطحی کاملاً بهداشتی می‌انجامد که در آن هیچگونه باکتری یا آلودگی نمی‌تواند تکثیر یا انباشته شود .

مزایای دیگر الکترو پولیش آلومینیوم :

-          افزایش مقاومت به خوردگی

-          بهبود پرداخت سطح

-          کاهش چسبندگی عوامل خازجی

-          سهولت درتمیز کردن

-          ظاهر جذاب

-          کاهش خستگی در سطح.

-          زدودن اکسیدها.

-          بی‌اثر کردن فولادزنگ‌نزن، برنج و مس.

-          ایجاد مقاومت بالا در برابر خوردگی.

-          ایجاد سطوح کاملاً بهداشتی.

-          کربن‌زدایی از فلزات.

-          عدم ایجاد شکست هیدروژنی.

-          عدم وجود خطوط جهت‌دار.

-          ایجاد سطوح با مقاومت کم در برابر جوشکاری.

-          کاهش اصطکاک.

-          پلیسه گیری و صیقل‌کاری .

-          گرد یا تیز کردن گوشه‌ها با توجه به موقعیت آن.

-          کاهش مراحل بازپخت.

در نهایت الکترو پولیش آلومینیوم مقاومت قطعه را به آسیب و خوردگی گالوانیک موضعی افزایش میدهد.

روش انجام کار:

1. تمیز کاری

آ. چربی گیری الکتریکی

ب. چربیگیر قلیایی مخصوص آلومینیوم

1. اچ کاری

         غوطه وری در اسید نیتریک 5%

1. الکتروپولیش آلومینیوم

قطعه آلومینیومی در آند و کاتد استیل ضد زنگ

مدت زمان بین 5-20 دقیقه (بسته به نوع آلیاژ وجریان)

دمای کاری 70درجه سانتی گراد

1. شستشو

2دقیقه آب سرد

2 دقیقه در آب با دمای 60 درجه

1. خشک کردن

در فشار هوای داغ

تجهیزات الکتروپولیش آلومینیوم:

• برای الکترولیت اسیدی تانک الکترولیت را می بایست با پوششی به ضخامت 3 میلیمتر از مواد پلاستیک یا سایر مواد مقاوم به خوردگی اسید پوشانده شود.
• فاصله ای حدود 75 تا 175 میلیمتر بین کاتد و قطعه کار( آند) باید درنظر گزفته شود ، قطعات پیچیده نیاز به کاتد مخصوص متناسب با شکل قطعه کار دارند که باید ساخته شوند.
• صفحات کاتد میتواند از استیل ضد زنگ یا سرب ساخته شود.
• از کویل های گرم کننده میتوان جهت گرم کردن حمام استفاده نمد و با ترموستات درجه حرارت را دروضعیتی ثابت نگه داشت.
• ایجاد حرکات نوسانی بر روی قطعات آلومینیومی متصل به قلاب ها ضروری است .
• بسته به نوع آلیاژ دانسیته جریان متفاوت است :
• آلیاژ آلومیینیوم –منیزیم و آلومینیوم خالص: 11-5A/dm²
• آلیاژ آلومینیوم –مس:19-11 A/dm²
• آلیاژ آلومینیوم –سیلیسوم :19-25A/dm²
• نسبت آلومینیوم موجود در داخل حمام نیز میبایست بین وزنی باشد در صورتی که میزان آن از تین حد تجاوز نمود باید با افزودن مایع جدید آلومینیوم داخل حمام را به حد نرمال رساند. بطور متسط به ازای هر 100دسی متر مربع از قطعات پولیش داده شده حدود 15 گرم آلومینیوم وارد حمام میشود، به شرطی که زمان براق کاری 2 دقیقه با جریان 11 آمپر بر دسی متر مربع باشد.

نمونه آلومینیوم الکتروپولیش داده شده جلاپردازان: