مواد شیمیایی براق کننده

تکنیک‌های تکمیل سطوح فلزی منجر به حاصل شدن قطعات کار و اجزای قطعه دارای سطوح محکم و براق و عاری از نقص می‌شوند. فرآیندهای پرداخت مکانیکی، الکتروشیمیایی و استفاده از مواد شیمیایی براق کننده دارای مزایا و معایب مختلفی هستند، بنابراین بسیار مهم است که تیم‌های محصول تکنیک مناسب را برای یک پروژه خاص انتخاب کنند. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد روش‌های مختلف پرداخت فلزی و بینش در انتخاب بهترین روش پرداخت فلزی برای قطعات خود تا انتهای این محتوا با ما همراه باشید.

پرداخت سطوح فلزی چیست؟

فرایند سنتی پرداخت سطوح فلزی فرآیند استفاده از خمیر ساینده، کلاه‌های پشمی و اسفنج‌های پولیش برای تکمیل سطح یک قطعه یا جزء فلزی پس از ماشین‌کاری است. هدف از پولیش، حذف خراش‌ها، شیارها و سایر عیوب سطحی است که در طی فرآیند ماشینکاری ایجاد می‌شود و در عین حال درخشندگی و ظاهر سطح را نیز بهبود می‌بخشد.

با این حال، براق کردن قطعات فلزی بیش از یک هدف صرفاً زیبایی شناختی عمل می‌کند. بسیاری از سطوح فلزی با گذشت زمان، معمولاً در نتیجه قرار گرفتن در معرض اکسیژن، دمای بالا و استفاده، کدر می‌شوند. سطح انعکاسی که از طریق پرداخت فلز به دست می‌آید نه تنها زیبایی قطعه را بهبود می‌بخشد، بلکه به جلوگیری از آلودگی ناشی از خوردگی، اکسیداسیون و سایر اشکال کاهش کیفیت کمک می‌کند.

براق کننده آبکاری

انواع روش‌های پرداخت سطوح فلزی

امروزه سه نوع اصلی پرداخت فلز وجود دارد – مکانیکی، شیمیایی، و پولیش الکتریکی – و هر کدام دارای مزایا و معایبی هستند که باید در نظر گرفته شوند. اگر از تفاوت بین این سه تکنیک تکمیل سطح فلز مطمئن نیستید، یا اینکه کدام یک برای پروژه شما مناسب است، این مقاله به شما کمک خواهد کرد.

پولیش مکانیکی

فرآیند پولیش مکانیکی شامل استفاده از ابزارهای فیزیکی و مواد ساینده برای از بین بردن خطوط سنگ زنی، خراش‌ها، گودال‌ها و سایر عیوب از سطح فلز است. مواد متداول مورد استفاده شامل مواد ساینده، چرخ‌های مسطح، کاغذ سنباده، کلاه‌های پشمی، اسفنج‌های صیقل دهنده و غیره است. برای پرداخت بسیار دقیق، میزهای گردان با قابلیت چرخش با سرعت بالا و سایر ابزارهای کمکی تخصصی ممکن است لازم باشد. گاهی اوقات سازندگان از پرداخت مکانیکی به عنوان یک مرحله مقدماتی قبل از پرداخت الکتریکی استفاده می‌کنند.

در حالی که پرداخت مکانیکی دقیق است و سطوح با کیفیت بالایی را تولید می‌کند، اما فرآیندی تخصصی است که برای دستیابی به بهترین نتایج به یک تکنسین ماهر و آگاه نیاز دارد.

پولیش شیمیایی

پولیش شیمیایی می‌تواند به عنوان یک فرآیند پیش تصفیه برای آبکاری آبکاری مورد استفاده قرار گیرد و همچنین می‌توان آن را مستقیماً پس از پرداخت با اقدامات حفاظتی لازم مورد استفاده قرار داد. بر خلاف پولیش مکانیکی، فرآیند پولیش شیمیایی با غوطه ور کردن قطعه کار در یک محلول حاوی مواد شیمیایی براق کننده که لایه‌های سطحی فلز را حل می‌کند، سطح صافی به دست می‌آورد.

این فرآیند ریز زبری‌های سطح قطعه کار را صاف و صیقل می‌کند و سطحی آینه‌مانند عاری از سوراخ‌ها، لکه‌های بخار و ذرات میکروسکوپی باقی می‌گذارد. استفاده از مواد شیمیایی براق کننده برای انجام پولیش شیمیایی منجر به تشکیل لایه‌های غیرفعال می‌شود، به این معنی که فلز به قدری عاری از ضایعات و عیوب سطحی محدب است که می‌توان آن را بدون اصطکاک در نظر گرفت.

الکترو پولیش

فرآیند پولیش الکتریکی شبیه به استفاده از مواد شیمیایی براق کننده برای پولیش شیمیایی است که قطعه یا جزء در محلول شیمیایی غوطه ور می‌شود. تفاوت اصلی این است که پولیش الکتریکی یک جریان الکتریکی به سطح قطعه کار اعمال می‌کند که یون‌های فلزی آن را در محیط الکترولیتی حل می‌کند. افزودن جریان الکتریکی کنترل بیشتری بر روی مقدار فلز سطح حذف شده، که می‌تواند به اندازه میکرون مواد باشد، امکان پذیر می‌کند. پولیش الکتریکی همچنین برای پردازش قطعات شکننده یا قطعاتی با هندسه پیچیده که ممکن است صیقل دادن آنها از طریق روش‌های دیگر دشوار باشد، مناسب است. این فرآیند همچنین لایه‌های غیرفعال را روی سطح فلز ایجاد می‌کند.

واردکننده مواد شیمیایی

مزایا و معایب تکنیک‌های پرداخت سطوح فلزی

پرداخت مکانیکی باعث ایجاد سطوح با درخشندگی و ظاهر زیبایی می‌شود. سطوحی که به صورت مکانیکی جلا داده شده اند نیز معمولاً راحت تر تمیز می‌شوند. با این حال، پرداخت مکانیکی بسیار کار بر است، نمی‌توان آن را با قطعات شکننده یا پیچیده استفاده کرد و در صورت عدم اجرای صحیح ممکن است براقیت ناسازگار یا کوتاه مدت ایجاد کند. قطعات صیقلی مکانیکی نیز در برابر خوردگی مستعدتر هستند.

از طرف دیگر می‌توان از مواد شیمیایی براق کننده برای صیقل دادن قطعات کار و اجزای با اشکال پیچیده استفاده کرد. این یک فرآیند بسیار کارآمد است که به چندین قطعه کار اجازه می‌دهد تا به طور همزمان پرداخت شوند و معمولاً به سرمایه گذاری کمتری در تجهیزات تخصصی نیاز دارد.

استفاده از مواد شیمیایی براق کننده مقاومت خوبی در برابر خوردگی ایجاد می‌کند اما می‌تواند منجر به روشنایی ناسازگار در سراسر سطح قطعه کار شود. محلول مواد شیمیایی براق کننده همچنین می‌تواند به سختی تا دمای مناسب گرم شود، تنظیم و بازسازی آن دشوار است و ممکن است مواد مضر را به عنوان بخشی از فرآیند منتشر کند.

پولیش الکتروشیمیایی درخششی صاف، روشن و بادوام ایجاد می‌کند که در برابر خوردگی و سایش مقاوم است و دارای رنگ ثابت در سراسر قطعه است. پرداخت الکتروشیمیایی آلودگی کم و کم هزینه است اما معمولاً شامل سرمایه گذاری تجهیزات بزرگ و مراحل اضافی و پیچیده قبل از انجام فرآیند می‌شود.

اگر می‌خواهید مزایا و معایب پولیش الکتریکی را در مقابل پولیش مکانیکی بسنجید، چند نکته وجود دارد که باید در نظر داشته باشید. با توجه به سرعت و مقرون به صرفه بودن، الکترو پولیش بیشتر برای نمونه سازی سریع استفاده می‌شود. فلز صیقلی که از طریق فرآیند پولیش الکتریکی انجام می‌شود بسیار براق است که تشخیص بصری هرگونه نقص سطح باقی مانده را آسان تر می‌کند. در حالی که پرداخت مکانیکی می‌تواند به پرداخت‌های سطحی با وضوح بسیار بالا دست یابد، انجام این کار؛ فعالیت فشرده‌ای است و به اپراتورهای بسیار ماهر نیاز دارد.

علاوه بر این، قطعات صیقلی شده مکانیکی ممکن است در کاربردهای با خلوص بالا قابل استفاده نباشند، زیرا ممکن است مواد ساینده و سایر ترکیبات در داخل ماده قطعه جاسازی شوند، که می‌تواند بر استحکام مکانیکی قطعه کار نیز تأثیر منفی بگذارد. روش‌های فیزیکی و شیمیایی پولیش می‌تواند منجر به آغشته شدن ذرات یا سایر آلاینده‌ها در سطح شود که تمیزی را محدود می‌کند. معیار تمیزی بستگی به کاربرد دارد، اما این می‌تواند یک اشکال مهم برای پرداخت مکانیکی و مواد شیمیایی براق کننده باشد. در کاربردهایی که پاکیزگی بسیار مهم است، مانند دستگاه‌های پزشکی، به همین دلیل اغلب پولیش الکتریکی ترجیح داده می‌شود. در ادامه به معرفی دقیق روش استفاده از مواد شیمیایی براق کننده و کاربردهای ان می‌پردازیم.

مواد شیمیایی براق کننده
مواد شیمیایی براق کننده

کاربردهای مواد شیمیایی براق کننده

استفاده از مواد شیمیایی براق کننده معمولاً به‌عنوان روشی سریع برای به دست آوردن یک نتیجه قابل قبول، به جای روشی برای آماده‌سازی یک سطح عالی استفاده می‌شود. با این حال، در جایی که آماده‌سازی سطحی بدون تغییر شکل با روش‌های دیگر دشوار است، مانند برخی فلزات بسیار نرم یا در جاهایی که با مشکلات دیگری مواجه می‌شوید، ممکن است بهترین روش آماده‌سازی اولیه یا نهایی را ارائه دهد. پرداخت شیمیایی فلزات نسوز اغلب پس از پرداخت مکانیکی برای بهبود پاسخ نور قطبی شده (به عنوان مثال، برای Zr، Hf)، یا برای حذف تغییر شکل جزئی (به عنوان مثال، Nb، Ta، V) انجام می‌شود.

به طور کلی، یک نمونه آسیاب شده را در ماده پولیش غوطه ور می‌کنند یا با محلول سواب می‌زنند تا زمانی که پولیش به دست آید، سپس حک می‌شود یا در صورت لزوم شسته و خشک می‌شود. نمونه‌های از مواد شیمیایی براق کننده در جدول زیر اورده شده‌اند.

واکنشگرها برای پرداخت شیمیایی
فلز محلول مواد شیمیایی براق کننده* ملاحظات
آلومینیوم و آلیاژها اسید سولفوریک (1.84) بسیار مفید برای مطالعه آلیاژهای حاوی ترکیبات بین فلزی، به عنوان مثال، آلیاژهای Al-Cu، Al-Fe و Al-Si
اسید اورتوفسفریک
اسید نیتریک
بریلیم اسید سولفوریک (1.84) سرعت حذف فلز تقریبا 1μm min−1. فیلم غیرفعال تشکیل شده را می توان با غوطه وری 15–30 s در اسید سولفوریک 10% حذف کرد.
اسید اورتوفسفریک (1.75)
اسید کرومیک
 آب
کادمیوم اسید نیتریک (1.4) چرخه‌های غوطه ور شدن برای چند ثانیه و به دنبال آن بلافاصله شستشو در جریان سریع آب تا زمانی که سطحی روشن به دست آید استفاده می‌شود.
 آب
مس اسید نیتریک هنگامی که اکسید مس وجود نداشته باشد، پایان بهتر است
اسید اورتوفسفریک
اسید استیک گلاسیال
آلیاژهای مس اسید نیتریک نمونه باید هم زده شود.
اسید هیدروکلریک
اسید اورتوفسفریک
اسید استیک گلاسیال
آلیاژهای مس – روی اسید نیتریک (1.40) از دوره‌های غوطه وری 5 ثانیه‌ای استفاده کنید و بلافاصله پس از شستشو در جریان سریع آب بشویید. تغییرات جزئی در ترکیب برای برنج‌های α-β و β-γ برای جلوگیری از حمله دیفرانسیل مورد نیاز است. با آلیاژهای β-γ، یک لایه مات تشکیل می‌شود و می‌توان آن را با غوطه ور کردن در محلول اشباع کرومیک اسید در اسید نیتریک دوددار به مدت چند ثانیه و سپس شستشو پاک کرد.
 آب
ژرمانیوم اسید هیدروفلوریک‡
اسید نیتریک
اسید استیک گلاسیال
هافنیوم اسید نیتریک در مورد زیرکونیوم
 آب
اسید هیدروفلوریک‡
اهن اسید نیتریک لایه چسبناک قهوه‌ای متراکم روی سطح تشکیل می‌شود. لایه قابل انحلال در محلول است. فولادهای کم کربن را نیز می‌توان جلا داد، اما سمنتیت ترجیحا مورد حمله قرار می‌گیرد.
اسید هیدروفلوئوریک (40%) ‡
 آب
آهن و فولاد  آب  مقطر محلول قبل از استفاده باید تازه تهیه شود. شستشوی دقیق قبل از درمان ضروری است. ریزساختاری مشابه آنچه که با پرداخت مکانیکی تولید می‌شود و به دنبال آن حکاکی با نیتال به دست می‌آید
اسید اگزالیک (100 گرم در لیتر)
پراکسید هیدروژن (30%)
سرب پراکسید هیدروژن (30%) از معرف راسل استفاده کنید تا بررسی کنید که آیا هر لایه جریان یافته قبل از پرداخت نهایی در این معرف حذف شده است.
اسید استیک گلاسیال
منیزیم اسید نیتریک گازدار واکنش پس از حدود یک دقیقه به حالت تقریباً انفجاری می‌رسد، اما اگر اجازه داده شود ادامه یابد پس از چند دقیقه متوقف می‌شود و سطح صیقلی را برای بررسی آماده می‌کند. نمونه باید بلافاصله پس از خروج از محلول شسته شود
 آب
نیکل اسید نیتریک (1.40) این محلول پولیش بسیار خوبی می‌دهد
اسید سولفوریک (1.84)
اسید اورتوفسفریک (1.70)
اسید استیک گلاسیال
سیلیکون اسید نیتریک (1.40) مخلوط 1:1 نیز استفاده می‌شود
اسید هیدروفلوئوریک (40%) ‡
تانتالیوم اسید سولفوریک (1.84) محلول برای آماده سازی سطوح قبل از آنودایز مفید است
اسید نیتریک (1.40)
اسید هیدروفلوئوریک (40%) ‡
تیتانیوم اسید هیدروفلوئوریک (40%) ‡ سواب بزنید تا رضایت بخش شود
پراکسید هیدروژن (30%)
 آب
اسید هیدروفلوئوریک (40%) ‡ چند ثانیه تا چند دقیقه با توجه به آلیاژ
اسید نیتریک (1.40)
اسید لاکتیک (90%)
فلز روی اسید نیتریک گازدار در مورد کادمیوم هم قابل استفاده است.
 آب
تری اکسید کروم محلول باید به طور مکرر جایگزین شود
سولفات سدیم
اسید نیتریک (1.40)
 آب  تا 100 میلی لیتر
زیرکونیوم (همچنین هافنیوم) اسید آمونیوم فلوراید سرعت انحلال به طور قابل توجهی با دما متفاوت است و حدود 20-60 میکرومتر در دقیقه در محدوده داده شده است.
اسید نیتریک (1.40)
فلووسیلیک اسید
 آب
اسید نیتریک (1.40) واکنش در فصل مشترک هوا/محلول شدید است و بنابراین نمونه در نزدیکی سطح مایع نگه داشته می‌شود. به جای آب می‌توان از پراکسید هیدروژن (30%) استفاده کرد.
 آب
اسید هیدروفلوئوریک (40%) ‡

*اسیدها غلیظ می‌شوند، مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.

‡اسید هیدروفلوئوریک باعث آسیب غیرقابل برگشت استخوان می‌شود و طیف وسیعی از خطرات دیگر را به همراه دارد. حتی محلول‌های اسید هیدروفلوئوریک رقیق نیز باید با احتیاط زیاد مورد استفاده قرار گیرند. توجه داشته باشید که اسید هیدروفلوریک به ظروف شیشه‌ای آزمایشگاهی حمله می‌کند. (برای کسب اطلاعات بیشتر د رمورد پرداخت سطوح فلزی به این لینک مراجعه کنید.)

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.
برای ادامه، شما باید با قوانین موافقت کنید

جستجو در پیشگامان شیمی
فهرست