تمیز کردن ، پیش آماده سازی و آماده سازیالکتروپولیش تمیز کردن ، پیش آماده سازی و آماده سازیالکتروپولیش 

منال فینیشینگ 2011 

الکتروپولیش پروسه صاف کردن، پولیش دادن و یکنواخت کردن و تمیز کردن استیل، استیل زنگ نزن، مس و آلیاژهای آن و آلیاژهای آلومینیوم در حمام یک الکترولیت است.
این روش بطور انتخابی نقاط برجسته و برآمده سطح فلز را حذف می¬کند و یک سطح با درخشش بالا ایجاد می¬کند.
روش کار
قطعه در یک محلول الکترولیت غوطه ور می¬شود ( محیط واسطه ) و تحت جریان مستقیم قرار می¬گیرد.
قطعه فلزی به عنوان آند قرار داده می¬شود(+) و کاتد فلزی معمولا از جنس اتیل زنگ نزن L 316 یا مس بکار می¬رود.
جریان مستقیم از آند جاری می¬شود و آنرا قطبیده می¬کند و سبب می¬شود یونهای فلزی به صورت فیلم نازکی به کاتد نفوذ کنند. انحلال یونهای آند با سرعت کنترل شده ای رخ می¬دهد.
مقدار فلز حل شده از سطح آند به نوع الکترولیت و ویژگیهای آن، دما، دانسیته جریان و اجزای آلیاژ که الکتروپولیش می¬شود بستگی دارد.
به طور کلی، در استیل زنگ نزن 0005/0 اینچ با جریان 1500 آمپر دقیقه بر فوت مربع از سطح فلز برداشته می¬شود.
جریان و زمان دو متغیر مهم برای کنترل فرایند و رسیدن به یک سطح یکدست و یکنواخت است.
برای مثال 100 آمپر بر فوت مربع الکتروپولیش برای 5 دقیقه 500 آمپر دقیقه است. 200 آمپر بر فوت مربع برای 5/2 دقیقه 500 آمپر دقیقه است.
هر دو قطعه فلزی باید سطوح تقریبا یکسانی داشته باشند.
دانسیته جریان در بازه 90 تا 800 آمپر بر فوت مربع، بر حسب مشخصات قطعه و دیگر پارامترها اعمال می¬شود. همچنین زمان الکتروپولیش بین 1 تا 15 دقیقه است.
فواید
روشهای مکانیکی مرسوم در سیستم تمام کاری از خراش دادن، خم کردن، فشارو حتی شکستن سطح کریستالی فلز برای دستیابی به سطح براق و صاف استفاده می¬کنند.
الکتروپولیش فوایدی را برای اصلاح سطح با یک طرح یکسویه1 که هم بدون استرس و هم بدون فشار2 است ارائه می¬دهد که بطور میکروسکوپی صاف است و براقیت بالا دارد.
علاوه بر این الکتروپولیش مقاومت خوردگی را بهبود می¬دهد و در خیلی از آلیاژهای آهنی و نانو آهنی در این فرایند پسیو شدن حاصل می¬شود.
این پروسه قطعه فلزی را به صورت میکرو و ماکرو پولیش می¬دهد. میکرو پولیشینگ در براقیت سطح قطعه نمایان می¬شود و ماکروپولیشینگ در صافی سطح خود را نشان می¬دهد.
حذف برآمدگیها و یکنواخت شدن سطح به سرعت صورت می¬گیرد زیرا در نقاط برآمده دانسیته جریان بالا ست و اکسیژن دره ها و فرورفتگی¬ها را می¬پوشاند و نقاط تیز را در معرض حذف قرار می¬دهد.
به دلیل اینکه قطعه فلز در اکسیژن قوطه ور است، ترد شدگی در اثر وجود هیدروژن در آن رخ نخواهد داد. در حقیقت الکتروپولیش مثل یک آنیلینگ3 بدون استرس عمل می¬کند. این فرایند سبب حذف هیدروژن از سطح می¬شود. اینکه قطعه در حمامی تحت جریان چرخش باش دارای اهمیت زیادی است.
مزیت دیگر اینست که باکتریها نمی¬توانند در سطح بدون هیدروژن تکثیر شوند، ازینرو الکتروپولیش روشی مطلوب برای ساخت تجهیزات پزشکی، دارویی، نیمه هادیها و تجهیزات صنایع غذایی است. تلفیق نبود خطوط هدایتی4 که منجر به تمام کاری مکانیکی می¬شود به علاوه سطحی که نسبتاًٌ عاری از هیدروژن است منجر به حصول سطحی تمیز و بهداشتی می¬شود که هیچ باکتری در آن رشد نمی¬کند و هیچ کثیفی جمع نمی¬شود.

خلاصه خواص و فواید منحصر به فرد الکتروپولیش
کاهش و حذف فشار و استرس روی سطح
حذف بخشهای اکسید شده
پسیو شدن استیل زنگ نزن، برنج و مس
مقاومت خوردگی بیشتر و بهتر
سطح بهداشتی و تمیز
کربن زدایی فلزات
نبود ترد شدگی هیدروژنی
نبود خطوط هدایتی(دایرکشن لاین)
مقاومت پایین سطح برای جوشکاری
کاهش اصطکاک
پولیش و یکنواختی سطوح کج شکل و نامطلوب
تیزو براق کردن لبه ها بسته به موقعیت دندانه ها
کاهش مرحله آنیلینگ
ساده سازی سیستم
بطور عملی سه مرحله مهم در این پروسه تعریف می¬شود که برای الکتروپولیش ضروری است و برای بیشتر فلزات با موفقیت انجام می¬شود:
آماده سازی و تمییز کردن فلز
الکتروپولیش
کارهای بعد از الکتروپولیش (شستشو، 3% نیتریک اسید با درجه بوم 42، شستشو، آبکشی با آب مقطر گرم )
تجهیزات مورد نیاز برای الکتروپولیش
تانک الکتروپولیش
تانک الکتروپولیش معمولا از استیل زنگ نزن L316 ساخته می¬شود که دیواره آن دوبار جوش داده شده است. استیل زنگ نزن در دمای بالا مقاومت دارد و زمانیکه آب زیادی در الکترولیت وجود دارد لازم می-شود.
انتخاب دیگر تانک هایی از جنس پلی پروپیلن هستند که ضخامت 3/4 در 1 اینچ دارند.این تانک ها مقاومت دمایی در بازه دمای 180 تا 190 فارنهایت دارند.
منبع تغذیه5
منبع جریان مستقیم یکسوساز6 نامیده می¬شود. یکسوساز معمولا با سایز تانک الکتروپولیش مطابق می-شود. اگر تانک بوسیله صفحه کویل(سیم پیچ) با جریان آب خنک شود بیشتر از 0/5 آمپر بر گالن مورد کاربرد ندارد، ازینرو در یک تانک 500 گالنی، ظرفیت یکسوساز نباید بیشتر از 2.500 آمپر باشد.
اگر 3500 آمپر مورد نیاز است پس سایز تانک برای جبران افزایش توان تانک باید افزایش یابد.
(amp s « volts = watts)
همچنین ولتاژ بوسیله تعداد آمپراژ مورد نیاز برای الکتروپولیش قطعه تعیین می¬شود. معمولا 3،000 تا 600 آمپر برای 18 ولت جریان مستقیم خروجی7 لازم است و 10،000 تا 3،500 آمپر برای 24 ولت. بهینه مقدار ولتاژ اجرایی 9-13 ولت برای استیل زنگ نزن است. برای آلومینیوم 30-40 ولت نیاز است که برای آلومینیوم بوسیله ولتاژ بیشتر از جریان اجرا می¬شود.
قفسه یا گیره8
بیشتر گیره ها در الکترو پولیش بسیاری از فلزات از جنس مس اپینز 9 و کارسپایز10 که بوسیله لا یه نازکی از تیتانیوم پرس شده است ساخته می¬شوند. کلیپس های مس و فسفر-برنز یا تیتانیوم بکار برده می¬شوند و میتوان آنها را بوسیله پیچهای تیتانیومی به دیواره ا متصل کرد.
برخی از گیره ا از مس و اسپین مس ساخته می¬شوند و با پی وی سی پوشانده می¬شوند.این گیره ها معمولا برای الکتروپولیش آلومینیوم، مس ، برنج و بنز بکار برده می¬شوند هرچند تیتانیوم هم بجای آن استفاده می¬شود.
وقتی قفسه ساخته می¬شود در نظر گرفته می¬شود که هر یک اینچ از مس 1،000 آمپر جریان را عبور می¬دهد. وقتی از دو ستون با مجموع مساحت 1 اینچ استفاده می¬شود این قفسه 500 آمپر را حملی می-کند.
وقتی حجم زیادی از قطعات در پروسه قرار می¬گیرند.بشکه های مخصوص ساخته شده مورد استفاده و آزمون قرار می¬گیرند.
تحریک11
یک خط هوای مورب در ته تانک الکتروپولیش معمولا برای هم زدن بکار گرفته می¬شود که از تفاوت دمایی در محلول جلوگیری می¬کند. هوا بطور غیر مستقیم بکار برده می¬شود تا از وایت واش12 جلوگیری شود.
استفاده از همزن مکانیکی حالت بهینه تری دارد و سبب رفرش شدن محلول و سرعت بیشتر الکتروپولیش می¬شود.
روشهای دیگر تحریک بکارگیری فیلتر پمپ13 و پمپ14 جداکننده است. فیلتر کردن در خیلی از سیستم های الکتروپولیش بکار برده می¬شود . محلول دوام طولانی دارد و تانک نباید تمیز شود. در عملیات ها با تکنولوژی بالا ممکن است که مورد نیاز باشد.
دما
بیشتر محلولهای الکتروپولیش در دوره الکتروپولیش با ید گرم و سرد ¬شوند. گرم کردن بوسیله هیترهای الکتریکی استیل زنگ نزن که با کوارتز یا تفلون پوشیده شده اند و قابل کنتر هستند انجام می¬گیرد. اگر از بخار استفاده شود، سیم پیچ تفلون بکار برده می¬شود.سرب به مدت زیاد استفاده نمی¬شود زیرا سمی است.
سرد کردن با صفحه سیم پیچ استیل زنگ نزن 316 انجام می¬شود. استیل زنگ نزن برای گرم کردن با بخار ا ستفاده نمی¬شود زیرا خیلی از حمام¬ها حاوی اسید سولفوریک هستند که در دمای بالا به استیل حمله می¬کند و سطح سیم پیچ را تخریب می¬کند. در دمای پایین تانک ساخته شده از استیل بسیار مناسب است زیرا دما خیلی بالا نمی¬رود.کمتر از 250 فارنهایت.
وقتی محلول تانک با یکسو ساز جریان 10 تا 15 آمپر برا گالن را می¬گیرد از چیلر استفاده می¬شود.وقتی آمپراژ بیشتر از 5 آمپر بر گالن باشد از مبدل حرارتی استفاده می¬شود.
محلول¬های رایج
حمام های اورگانیک (آلی)، معدنی و حمام های آلی- معدنی وجود دارد. برخی از حمام¬های معمول در زیر آورده شده است.
آلومینیوم
به دلیل اینکه آلومینیوم در طبیعت خنثی است می¬تواند در هر دو الکترولیت اسیدی و قلیایی الکتروپولیش شود. پروسه براق کردن شامل حمله به فلز با سرعت پایین است. از آلومینیوم با خلوص بالا استفاده می¬شود و آماده سازی نیاز است.