ეს ორნაწილიანი სტატია აჯამებს ელექტროპოლირების შესახებ სტატიის ძირითად პუნქტებს და წარმოგვიდგენს ტვერბერგის პრეზენტაციას InterPhex-ზე ამ თვის ბოლოს. დღეს, პირველ ნაწილში, ჩვენ განვიხილავთ უჟანგავი ფოლადის მილების ელექტროპოლირების მნიშვნელობას, ელექტროპოლირების ტექნიკას და ანალიტიკურ მეთოდებს. მეორე ნაწილში წარმოგიდგენთ პასივირებული მექანიკურად გაპრიალებული უჟანგავი ფოლადის მილების შესახებ უახლეს კვლევებს.
ნაწილი 1: ელექტროპოლირებული უჟანგავი ფოლადის მილები ფარმაცევტულ და ნახევარგამტარულ ინდუსტრიებს დიდი რაოდენობით ელექტროპოლირებული უჟანგავი ფოლადის მილები სჭირდებათ. ორივე შემთხვევაში, 316L უჟანგავი ფოლადი სასურველი შენადნობია. ზოგჯერ გამოიყენება 6%-იანი მოლიბდენის შემცველი უჟანგავი ფოლადის შენადნობები; შენადნობები C-22 და C-276 მნიშვნელოვანია ნახევარგამტარების მწარმოებლებისთვის, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც აირად მარილმჟავა გამოიყენება როგორც გამაგრების საშუალება.
მარტივად დაახასიათეთ ზედაპირული დეფექტები, რომლებიც სხვა შემთხვევაში შენიღბული იქნებოდა უფრო გავრცელებულ მასალებში ნაპოვნი ზედაპირული ანომალიების ლაბირინთში.
პასივაციური ფენის ქიმიური ინერტულობა განპირობებულია იმით, რომ როგორც ქრომი, ასევე რკინა 3+ დაჟანგვის მდგომარეობაშია და არ წარმოადგენს ნულოვალენტურ ლითონებს. მექანიკურად გაპრიალებულ ზედაპირებს აზოტის მჟავათი ხანგრძლივი თერმული პასივაციის შემდეგაც კი ფირში თავისუფალი რკინის მაღალი შემცველობა შენარჩუნებული აქვთ. მხოლოდ ეს ფაქტორი ელექტროპოლირებული ზედაპირებისთვის დიდ უპირატესობას ანიჭებს ხანგრძლივი სტაბილურობის თვალსაზრისით.
ორ ზედაპირს შორის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი განსხვავებაა შენადნობის ელემენტების არსებობა (მექანიკურად გაპრიალებულ ზედაპირებზე) ან არარსებობა (ელექტროპოლირებული ზედაპირების შემთხვევაში). მექანიკურად გაპრიალებული ზედაპირები ინარჩუნებენ ძირითად შენადნობის შემადგენლობას სხვა შენადნობის ელემენტების მცირე დანაკარგით, ხოლო ელექტროპოლირებული ზედაპირები ძირითადად მხოლოდ ქრომსა და რკინას შეიცავს.
ელექტროპოლირებული მილების დამზადება გლუვი ელექტროპოლირებული ზედაპირის მისაღებად, თქვენ უნდა დაიწყოთ გლუვი ზედაპირით. ეს ნიშნავს, რომ ჩვენ ვიწყებთ ძალიან მაღალი ხარისხის ფოლადისგან, რომელიც დამზადებულია ოპტიმალური შედუღებადობისთვის. კონტროლი აუცილებელია გოგირდის, სილიციუმის, მანგანუმის და დეოქსიდაციური ელემენტების, როგორიცაა ალუმინი, ტიტანი, კალციუმი, მაგნიუმი და დელტა ფერიტი, დნობისას. ზოლი უნდა გაიაროს თერმული დამუშავება ნებისმიერი მეორადი ფაზის გასახსნელად, რომელიც შეიძლება წარმოიქმნას დნობის გამყარების დროს ან ჩამოყალიბდეს მაღალტემპერატურულ დამუშავებაში.
გარდა ამისა, ზოლიანი საფარის ტიპი ყველაზე მნიშვნელოვანია. ASTM A-480 ჩამოთვლის კომერციულად ხელმისაწვდომ სამ ცივი ზოლიანი ზედაპირის საფარს: 2D (ჰაერში გახურებული, დამწნილებული და ბლაგვი გაგორებული), 2B (ჰაერში გახურებული, რულონში გახურებული და რულონში გაპრიალებული) და 2BA (ნათელი გახურებული და დამცავი ფარით გაპრიალებული). ატმოსფერო). რულონები).
პროფილირება, შედუღება და მძივების რეგულირება ფრთხილად უნდა კონტროლდებოდეს მაქსიმალურად მრგვალი მილის მისაღებად. გაპრიალების შემდეგ, შედუღების უმცირესი ჩაღრმავება ან მძივის ბრტყელი ხაზიც კი შესამჩნევი იქნება. გარდა ამისა, ელექტროპოლირების შემდეგ, შედუღების კვალი, შედუღების გორგოლაჭებიანი ნიმუშები და ზედაპირის ნებისმიერი მექანიკური დაზიანება შესამჩნევი იქნება.
თერმული დამუშავების შემდეგ, მილის შიდა დიამეტრი მექანიკურად უნდა გაპრიალდეს ზოლისა და მილის ფორმირების დროს წარმოქმნილი ზედაპირული დეფექტების აღმოსაფხვრელად. ამ ეტაპზე ზოლიანი საფარის არჩევანი კრიტიკული ხდება. თუ დაკეცვა ძალიან ღრმაა, მილის შიდა დიამეტრის ზედაპირიდან მეტი ლითონი უნდა მოიხსნას გლუვი მილის მისაღებად. თუ უხეშობა ზედაპირულია ან საერთოდ არ არსებობს, საჭიროა ნაკლები ლითონის მოშორება. საუკეთესო ელექტროპოლირებული საფარი, როგორც წესი, 5 მიკროდიუმიანი დიაპაზონის ან უფრო გლუვი, მიიღება მილების გრძივი ზოლის გაპრიალებით. ამ ტიპის გაპრიალება ზედაპირიდან ლითონის უმეტეს ნაწილს აშორებს, როგორც წესი, 0.001 დიუმიანი დიაპაზონის ფარგლებში, რითაც აშორებს მარცვლების საზღვრებს, ზედაპირის ნაკლოვანებებს და ჩამოყალიბებულ დეფექტებს. წრიული გაპრიალება ნაკლებ მასალას აშორებს, ქმნის „მღვრიე“ ზედაპირს და, როგორც წესი, უფრო მაღალ Ra-ს (საშუალო ზედაპირის უხეშობას) 10–15 მიკროდიუმიანი დიაპაზონის ფარგლებში იძლევა.
ელექტროპოლირება ელექტროპოლირება უბრალოდ უკუდაფარვაა. ელექტროპოლირების ხსნარი იტუმბება მილის შიდა დიამეტრზე, სანამ კათოდი მილში გაივლის. ლითონი სასურველია ზედაპირის ყველაზე მაღალი წერტილებიდან მოიხსნას. პროცესი „იმედოვნებს“, რომ კათოდი გალვანიზებული იქნება მილის შიგნიდან (ანუ ანოდიდან) გახსნილი ლითონით. მნიშვნელოვანია ელექტროქიმიის კონტროლი კათოდური საფარის თავიდან ასაცილებლად და თითოეული იონისთვის სწორი ვალენტობის შესანარჩუნებლად.
ელექტროპოლირების დროს, ანოდის ან უჟანგავი ფოლადის ზედაპირზე წარმოიქმნება ჟანგბადი, ხოლო კათოდის ზედაპირზე - წყალბადი. ჟანგბადი ელექტროპოლირებული ზედაპირების განსაკუთრებული თვისებების შექმნის მთავარი ინგრედიენტია, როგორც პასივაციის ფენის სიღრმის გასაზრდელად, ასევე ნამდვილი პასივაციის ფენის შესაქმნელად.
ელექტროპოლირება ხდება ეგრეთ წოდებული „ჟაკის“ ფენის ქვეშ, რომელიც წარმოადგენს პოლიმერიზებულ ნიკელის სულფიტს. ყველაფერი, რაც ხელს უშლის ჟაკის ფენის ფორმირებას, გამოიწვევს ელექტროპოლირებული ზედაპირის დეფექტს. ეს, როგორც წესი, არის იონი, როგორიცაა ქლორიდი ან ნიტრატი, რომელიც ხელს უშლის ნიკელის სულფიტის წარმოქმნას. სხვა ხელისშემშლელი ნივთიერებებია სილიკონის ზეთები, ცხიმები, ცვილები და სხვა გრძელჯაჭვიანი ნახშირწყალბადები.
ელექტროპოლირების შემდეგ, მილები გაირეცხა წყლით და დამატებით პასივირებული იქნა ცხელ აზოტმჟავაში. ეს დამატებითი პასივაცია აუცილებელია ნიკელის სულფიტის ნარჩენების მოსაშორებლად და ზედაპირული ქრომისა და რკინის თანაფარდობის გასაუმჯობესებლად. შემდგომში პასივირებული მილები გაირეცხა ტექნოლოგიური წყლით, მოთავსდა ცხელ დეიონიზებულ წყალში, გაშრა და შეფუთული იქნა. თუ საჭიროა სუფთა ოთახში შეფუთვა, მილები დამატებით გაირეცხება დეიონიზებულ წყალში, სანამ არ მიიღწევა მითითებული გამტარობა, შემდეგ კი შეფუთვამდე აშრობენ ცხელი აზოტით.
ელექტროპოლირებული ზედაპირების ანალიზის ყველაზე გავრცელებული მეთოდებია ოჟეს ელექტრონული სპექტროსკოპია (AES) და რენტგენის ფოტოელექტრონული სპექტროსკოპია (XPS) (ასევე ცნობილი როგორც ქიმიური ანალიზის ელექტრონული სპექტროსკოპია). AES იყენებს ზედაპირთან ახლოს გენერირებულ ელექტრონებს თითოეული ელემენტისთვის სპეციფიკური სიგნალის გენერირებისთვის, რაც იძლევა ელემენტების განაწილებას სიღრმით. XPS იყენებს რბილ რენტგენის სხივებს, რომლებიც ქმნიან შემაკავშირებელ სპექტრებს, რაც საშუალებას იძლევა მოლეკულური სახეობები გამოირჩეოდეს დაჟანგვის მდგომარეობით.
ზედაპირის უხეშობის მნიშვნელობა, რომლის პროფილიც ზედაპირის გარეგნობის მსგავსია, არ ნიშნავს ზედაპირის ერთსა და იმავე გარეგნულ იერსახეს. თანამედროვე პროფილერების უმეტესობას შეუძლია ზედაპირის უხეშობის მრავალი განსხვავებული მნიშვნელობის მოხსენება, მათ შორის Rq (ასევე ცნობილი როგორც RMS), Ra, Rt (მაქსიმალური სხვაობა მინიმალურ მინუსსა და მაქსიმალურ პიკს შორის), Rz (პროფილის საშუალო მაქსიმალური სიმაღლე) და რამდენიმე სხვა მნიშვნელობა. ეს გამოსახულებები მიღებულია სხვადასხვა გამოთვლების შედეგად, ზედაპირზე ერთი გავლის გამოყენებით, ბრილიანტის კალმით. ამ გვერდის ავლით, ელექტრონულად შეირჩევა ნაწილი, რომელსაც „გამყოფი ხაზი“ ეწოდება და გამოთვლები ეფუძნება ამ ნაწილზე.
ზედაპირების უკეთ აღწერა შესაძლებელია სხვადასხვა დიზაინის მნიშვნელობების, როგორიცაა Ra და Rt, კომბინაციების გამოყენებით, თუმცა არ არსებობს ერთი ფუნქცია, რომელსაც შეუძლია განასხვავოს ორი განსხვავებული ზედაპირი ერთი და იგივე Ra მნიშვნელობის მქონე. ASME აქვეყნებს ASME B46.1 სტანდარტს, რომელიც განსაზღვრავს თითოეული გამოთვლითი ფუნქციის მნიშვნელობას.
დამატებითი ინფორმაციისთვის დაუკავშირდით: ჯონ ტვერბერგს, ტრენტ ტუბი, 2015 ენერჯი დრაივი, საფოსტო ყუთი 77, აღმოსავლეთ ტროი, ვისკონსინი 53120. ტელეფონი: 262-642-8210.