1. مقدمه
Electropolishing یک فرآیند تصفیه سطح الکتروشیمیایی پیشرفته است که به طور انتخابی یک لایه نازک از فلز را از یک قطعه کار برای تقویت صافی سطح خارج می کند, روشنایی, و عملکرد کلی.
برخلاف روشهای اتمام معمولی مانند جلا دادن مکانیکی و اچ اسید, Electropolishing دقت برتر را ارائه می دهد, قوام, و پاکیزگی.
امروز, الکتروپولیش یک روش مهم پایان در بخش هایی مانند تولید دستگاه پزشکی است, فرآوری مواد غذایی, مهندسی هوافضا, انرژی هسته ای, و ساخت نیمه هادی.
در این مقاله با بررسی اصول علمی آن ، یک دیدگاه چند رشته ای در مورد الکتروپلیشن ارائه می دهد, سازگاری مواد, پارامترهای پردازش, کاربردهای صنعتی, مزایا, محدودیت ها, و روندهای آینده.
2. برق چیست?
Electropolishing یک فرآیند الکتروشیمیایی بسیار تخصصی است که برای پالایش استفاده می شود, صاف, و با از بین بردن یک لایه ریز میکروسکوپی از مواد ، سطوح فلزی را سوار کنید.
اغلب به عنوان گفته می شود "الکتروپلینگ معکوس,” این فرایند شامل ساخت قطعه کار فلزی است آند در یک سلول الکترولیتی.
هنگامی که یک جریان الکتریکی کنترل شده اعمال می شود, یونهای فلزی از سطح حل می شوند و توسط محلول الکترولیت منتقل می شوند, که به طور معمول یک فرمولاسیون مبتنی بر اسید است.
برخلاف پولیش مکانیکی-که از ساینده ها برای خرد کردن جسمی یا ایجاد سطح آن استفاده می کند..
این باعث می شود تا از بین برود زبری سطح, فرز, آلاینده های تعبیه شده, و حتی میکرو تکه های بدون معرفی موارد جدید.
علاوه بر این, فرایند به صورت انتخابی حذف می شود نقاط بلند سطح (قله) با سرعت بیشتری از دره ها به دلیل تغییر در چگالی جریان, منجر به یک اثر تراز طبیعی.

ویژگی های اصلی الکتروپولیش:
- حذف مواد دقیق: به اندازه چند میکرومتر از مواد سطحی با کنترل استثنایی حذف می شود.
- صاف کردن سطح: برای تقویت عملکرد و ظاهر ، زبری و موج را کاهش می دهد.
- پاکیزنی شیمیایی: آلاینده ها را دور می کند, اجزاء, و تغییر شکل های ناشی از مکانیکی.
- تشکیل یک لایه منفعل: مقاومت در برابر خوردگی را با تشکیل تمیز ارتقا می بخشد, لایه اکسید غنی از کروم روی موادی مانند فولاد ضد زنگ.
3. اصول علمی و مکانیسم فرآیند
برق در تقاطع الکتروشیمی و مهندسی سطح کار می کند, مهار انحلال آندی کنترل شده برای به دست آوردن فوق العاده صاف, سطوح فلزی منفعل.
این بخش به واکنشهای اساسی الکتروشیمیایی می پردازد, مکانیسم های حذف انتخابی, و تعامل نیروهای فیزیکی و شیمیایی که روند را تعریف می کنند.
اصول الکتروشیمیایی
در قلب الکتروپولیش یک سری واکنشهای الکتروشیمیایی قرار دارد که سطح فلز را تغییر می دهد.
هنگامی که یک قطعه کار فلزی به عنوان آند در یک سلول الکترولیتی خدمت می کند, تحت انحلال آندی قرار می گیرد. در این فرآیند, اتم های فلزی الکترونها را از دست می دهند تا با توجه به واکنش ، کاتیونها را تشکیل دهند:
- M → Mⁿ⁺ + با
به عنوان مثال, ترکیبات فولاد ضد زنگ مانند آهن, کروم, و نیکل در شرایط کنترل شده اکسید می شود. همزمان, واکنشهای جانبی - مانند تکامل اکسیژن - در آند:
- 2H₂o → O₂ + 4حصار + 4عید
الکترولیت, به طور معمول ترکیبی از اسیدهای فسفر و سولفوریک غلیظ, نه تنها جریان را انجام می دهد بلکه یونهای فلزی تشکیل شده در طول واکنش را تثبیت می کند.
این تثبیت تضمین می کند که فرایند یکنواخت باقی بماند و میزان انحلال در سطح سطح سازگار است.

مکانیسم حذف مواد
الکتروپلیشن به صورت انتخابی قله های میکروسکوپی و بی نظمی سطح را از طریق پدیده ای که به عنوان انحلال دیفرانسیل شناخته می شود ، از بین می برد.
با توجه به تغییرات هندسی, قله ها چگالی جریان موضعی بالاتر از دره ها را تجربه می کنند.
این تفاوت به این دلیل بوجود می آید که میدان الکتریکی در نقاط بیرون زده متمرکز می شود, که باعث انحلال آندی در این مناطق می شود.
در اثر, قله ها با سرعت بیشتری حل می شوند, منتهی به یک سطح طبیعی و صاف.
پارامترهای کلیدی عملیاتی - مانند چگالی جریان الکتریکی, پتانسیل کاربردی, و ترکیب الکترولیت - نقش های اساسی در این مکانیسم بازی کنید:
- چگالی جریان: تراکم جریان بالاتر ، برداشتن سریعتر مواد در قله های سطح را تسهیل می کند.
با این حال, حفظ تعادل ضروری است; تراکم بیش از حد زیاد خطرناک و گودبرداری را به خطر می اندازد. - پتانسیل کاربردی: اختلاف بالقوه میزان واکنش اکسیداسیون را کنترل می کند. ولتاژ بهینه شده تضمین می کند که انحلال به طور یکنواخت و به تدریج اتفاق می افتد.
- ترکیب الکترولیت: غلظت اسیدی, PH, و وجود مواد افزودنی (اغلب اختصاصی) میزان حذف مواد و کیفیت تشکیل لایه منفعل را تعیین کنید.
تنظیم در ترکیب الکترولیت به خیاط فرایند فلزات خاص کمک می کند, مانند تیتانیوم در مقابل فولاد ضد زنگ.
فیزیک و شیمی پردازش
فیزیک و شیمی الکتروپولیش شامل یک تعامل پویا بین حمل و نقل انبوه است, سینتیک واکنش شیمیایی, و نیروهای مکانیکی موضعی.
همانطور که یونهای فلزی در آند شکل می گیرند, آنها در یک لایه مرزی درون الکترولیت پخش می شوند. این روند انتشار, اداره شده توسط قوانین فیک, تا حد زیادی بر یکنواختی انحلال تأثیر می گذارد.
چندین عامل مرتبط با هم روند کار را حاکم می کنند:
- حمل و نقل انبوه: حرکت یونها به دور از آند, با همزن الکترولیت و کنترل دما افزایش یافته است, مانع از ایجاد محصولات جانبی واکنشی می شود که می توانند پولیش یکنواخت را مختل کنند.
- سینتیک واکنش شیمیایی: میزان واکنش به هر دو خاصیت ذاتی فلز و شرایط تعیین شده در حمام الکترولیتی بستگی دارد.
کنترل دقیق بر دما و غلظت اسید واکنش های مورد نظر را تسریع می کند در حالی که واکنش های جانبی را مهار می کند. - تأثیرات مکانیکی: نیروهای آشفتگی و هیدرودینامیکی در الکترولیت به حفظ یک لایه مرزی پایدار کمک می کنند, اطمینان از توزیع فرایند انحلال به طور مساوی.
این عمل مکانیکی شیب غلظت محلی را به حداقل می رساند, کمک بیشتر به یک سطح همگن.
4. مواد و اتمام سطح
عملکرد الکتروپولیش به شدت به خصوصیات ذاتی بستر و سطح بعدی حاصل از آن بستگی دارد.
در این بخش, ما انواع موادی را که به صورت مطلوب پاسخ می دهند ، کشف می کنیم, بررسی کنید که چگونه این فرایند کیفیت سطح را افزایش می دهد,
و فواید زیبایی شناختی و عملکردی را که این درمان را در صنایع مختلف ضروری می کند ، جزئیات.

مواد سازگار
برق به ویژه در فلزات و آلیاژها که می توانند لایه های منفعل پایدار ایجاد کنند ، مؤثر است. از جمله رایج ترین بسترها:
- فولادهای ضد زنگ (به عنوان مثال, 304, 316L, 17-4PH)
این مواد برای مقاومت در برابر خوردگی ذاتی آنها مورد علاقه قرار می گیرند و به طور گسترده در پزشکی استفاده می شوند, غذا, و کاربردهای صنعتی.
برق بیشتر فیلم منفعل-معمولاً غنی از کروم-را تقویت می کند که به طور طبیعی در فولادهای ضد زنگ رخ می دهد, در نتیجه تقویت مقاومت در برابر خوردگی و به حداقل رساندن چسبندگی باکتریها. - تیتانیوم و آلیاژهای آن
آلیاژهای تیتانیوم, برای نسبت قدرت به وزن و زیست سازگاری آنها امتیاز داده شده است, از الکتروپولیش از طریق صافی سطح افزایش یافته و مقاومت در برابر مایعات بدن بهره مند شوید.
این امر باعث می شود تیتانیوم الکتروپول شده برای ایمپلنت ها و ابزارهای جراحی ایده آل باشد. - آلیاژهای مبتنی بر نیکل (به عنوان مثال, اینکونل, هاستلوی)
در محیط های درجه حرارت بالا و شیمیایی تهاجمی, آلیاژهای نیکل دوام بسیار خوبی دارند.
الکتروپولیش این مواد بی نظمی سطح را کاهش می دهد که در غیر این صورت می تواند به عنوان سایت های شروع برای خوردگی استرس یا خستگی عمل کند, به ویژه در صنایع هوافضا و شیمیایی.
سایر فلزات, مانند آلومینیوم و مس, همچنین می تواند در شرایط کنترل شده الکتروپول شود.
با این حال, خواص الکتروشیمیایی منحصر به فرد آنها خواستار فرمولاسیون تخصصی الکترولیت و تنظیمات فرآیند برای اطمینان از نتایج مداوم است.
پیشرفت های کیفیت سطح
الکتروپولیش با کاهش زبری و از بین بردن میکرو افزایش ، به پیشرفت های عمیقی در کیفیت سطح دست می یابد.
این فرآیند قله های میکروسکوپی را روی یک سطح هدف قرار می دهد, که منجر به چندین پیشرفت مهم می شود:
- کاهش زبری سطح (مقادیر R):
مطالعات کمی نشان می دهد که برق می تواند مقادیر RA را به طرز چشمگیری کاهش دهد.
به عنوان مثال, داده ها نشان می دهد که سطوح استیل ضدزنگ الکتروپول شده می توانند به مقادیر RA به اندازه کم برسند 0.05 میکرومتر از سطح زبری اولیه بیش از 0.4 میکرومتر.
این کاهش چشمگیر در بی نظمی های سطح نه تنها به بهبود جذابیت زیبایی شناسی بلکه به افزایش عملکرد عملکردی کمک می کند. - حذف آلاینده های جاسازی شده و آستانه:
جلا دادن مکانیکی ممکن است ذرات ساینده را پشت سر بگذارد یا باعث خراش های میکرو شود.
در مقابل, برق با از بین بردن این آلاینده ها بدون ایجاد آسیب اضافی سطح ، سطح را تمیز می کند.
این منجر به یکنواخت بسیار می شود, پایان بدون نقص که برای برنامه هایی که نیاز به پاکیزگی شدید دارند بسیار مهم است, مانند تولید نیمه هادی. - انفعال یکنواخت:
تشکیل یک لایه اکسید منفعل سازگار نه تنها مقاومت در برابر خوردگی را بهبود می بخشد بلکه به یکنواختی سطح نیز کمک می کند.
این لایه به عنوان مانعی برای آلاینده های محیطی عمل می کند و طول عمر کلی بستر را تقویت می کند.
5. پارامترهای فرآیند برق و بهینه سازی
دستیابی به یک سطح برقی بهینه بستگی به تعادل دقیق چندین پارامتر وابسته به هم دارد.

فرمولاسیون و ترکیب الکترولیت
انتخاب الکترولیت عمیقاً بر سرعت و یکنواختی حذف مواد تأثیر می گذارد.
به طور معمول, این فرایند به مخلوط های اسیدی مانند فسفریک غلیظ و اسیدهای سولفوریک متکی است. این فرمولاسیون ها برای کنترل pH و ترویج انحلال آندی سازگار با هم کار می کنند.
- مخلوط اسید و کنترل pH: حفظ سطح بهینه pH نه تنها واکنش را تثبیت می کند بلکه از گرمای بیش از حد یا گودال موضعی نیز جلوگیری می کند.
به عنوان مثال, یک فرمول مشترک ممکن است حاوی یک 85% مخلوط اسید فسفریک با غلظت مشخص اسید سولفوریک.
کنترل دقیق pH تضمین می کند که میزان حذف یکنواخت در سطح سطح است, کمک به کاهش زبری متوسط (Ra) تا 80% در مقایسه با سطوح درمان نشده. - مواد افزودنی و غلظت یون: مواد افزودنی مانند سورفاکتانتها یا مهار کننده های خوردگی به تعدیل ویسکوزیته و هدایت الکترولیت کمک می کنند.
این مواد افزودنی حمل و نقل انبوه را بهبود می بخشد - برای اطمینان از تشکیل یونهای فلزی در آند پراکنده به طور کارآمد.
در چندین مطالعه موردی, فرمولاسیون بهینه شده الکترولیت منجر به پیشرفت و افزایش شکل گیری لایه منفعل شده است.
پارامترهای برقی و عملیاتی
شرایط الکتریکی نقش مهمی در کنترل سینتیک فرآیند انحلال آندی دارد.
- ولتاژ و چگالی جریان: ولتاژهای استاندارد استاندارد به طور معمول بین 4 به 12 V, در حالی که تراکم فعلی بین 100 و 600 a/m² رایج است.
این مقادیر باید با دقت متعادل باشند; برای مثال, افزایش چگالی جریان می تواند باعث از بین رفتن قله های سطح شود, اما چگالی بیش از حد ممکن است باعث ایجاد بیش از حد یا گودال شود.
تنظیم ولتاژ می تواند به حفظ نرخ مداوم انحلال کمک کند, اطمینان از پایان صاف. - کنترل دما: دما به طور قابل توجهی بر ویسکوزیته الکترولیت و انتشار یونها تأثیر می گذارد.
دمای کار بین 40 درجه سانتیگراد و 90 درجه سانتیگراد اغلب ایده آل است.
افزایش دما تا 5 درجه سانتیگراد ممکن است میزان واکنش را 10-15 ٪ افزایش دهد, اما مهندسان فرآیند برای جلوگیری از شیب های حرارتی که می توانند منجر به اتمام ناهموار شوند باید سیستم را رصد کنند. - زمان درمان: مدت زمان فرآیند بسیار مهم است. زمان درمان کوتاه ممکن است باعث صافی کافی شود, در حالی که قرار گرفتن در معرض طولانی مدت خطر بیش از حد را به خطر می اندازد.
تعیین زمان بهینه چرخه نیاز به کالیبراسیون دقیق بر اساس نوع مواد دارد, وضعیت سطح, و پایان مطلوب, با چرخه های معمولی از چند ثانیه تا چند دقیقه به طول انجامید.
تجهیزات و کنترل فرآیند
سیستم های برق مدرن تجهیزات پیشرفته را برای اطمینان از کنترل دقیق و تکرارپذیری در خود جای می دهند:
- اتوماسیون و نظارت در زمان واقعی: سیستم های معاصر کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی را ادغام می کنند (PLC ها) و سنسورهای در محل
که به طور مداوم پارامترهایی مانند نوسانات فعلی را اندازه گیری می کند, دمای حمام, و غلظت اسید.
چنین ادغام دیجیتالی امکان تنظیم در زمان واقعی را فراهم می کند, اطمینان از اینکه هر یک از مؤلفه ها درمان مداوم را دریافت می کنند. - تحریک و مدیریت جریان: تحریک مؤثر ، تشکیل مناطق راکد در الکترولیت را به حداقل می رساند, تضمین حمل و نقل انبوه یکنواخت.
در بسیاری از مجموعه های خودکار, آشفتگی مکانیکی یا اولتراسونیک نقش مهمی در توزیع گونه های یونی به طور مساوی در سطح قطعه کار دارد. - استراتژی های کنترل کیفیت: کنترل فرآیند نه تنها شامل تنظیمات پارامتر در زمان واقعی بلکه بازرسی های پس از فرآیند است.
تکنیک هایی مانند پروفیلومتری سطح و میکروسکوپ الکترونی اسکن (سازمان بهداشت جهانی) تأیید کنید که مقادیر RA هدف و کیفیت انفعال به طور مداوم حاصل می شود.
مطالعات موردی و بهترین شیوه ها
داده های تجربی از اهمیت بهینه سازی پارامترهای فرآیند پشتیبانی می کنند.
به عنوان مثال, یک مطالعه شامل ابزارهای جراحی فولاد ضد زنگ 316L نشان داد که تنظیم چگالی جریان از 150 a/m² به 200 A/m² با کاهش RA از صافی سطح بهبود یافته است 0.35 μm به 0.1 میکرومتر.
به همین ترتیب, در برنامه های هوافضا, بهینه سازی ترکیب الکترولیت و دما به افزایش عمر خستگی اجزای توربین تا حداکثر کمک کرد 25%.
6. کاربردهای برق
برق به مراتب بیشتر از یک تکنیک سطح زمین است-این یک راه حل مهندسی دقیق است که هم ویژگی های عملکردی و هم زیبایی شناسی اجزای فلزی را تقویت می کند.
صنایع پزشکی و دارویی
زمینه های پزشکی و دارویی برخی از دقیق ترین کیفیت سطح و نیازهای عقیم سازی را تحمیل می کنند.
الکتروپلیش نقش اساسی در برآورده کردن این خواسته ها با تولید فوق العاده تمیز دارد, عاری, و سطوح اکسید منفعل.
ابزار جراحی, ایمپلنت های ارتوپدی, استنت, و اجزای کاتتر معمولاً برای کاهش زبری سطح و از بین بردن شکافهای میکروسکوپی که می توانند باکتری ها را از بین ببرند ، از بین می روند.
مطالعات نشان داده اند که برق می تواند زبری سطح را کاهش دهد (Ra) ارزشها 0.8 μm به زیر 0.2 میکرومتر, سطحی که به طور قابل توجهی چسبندگی میکروبی را به حداقل می رساند.
علاوه بر این, نسبت کروم به آهن بهبود یافته در لایه منفعل مقاومت خوردگی را تقویت می کند, برای ایمپلنت ها و ابزارهای در معرض مایعات بدن یا چرخه استریلیزاسیون مکرر بسیار مهم است.
اجزای الکتروپول شده مطابق با چارچوبهای نظارتی مانند ISO 13485 و ASTM F86, اطمینان از سازگاری زیستی و طول عمر گسترده دستگاه.
فرآوری مواد غذایی و تجهیزات بهداشتی
در صنعت غذا و آشامیدنی, حفظ شرایط بهداشتی غیر قابل مذاکره است.
الکتروپلیشن قابلیت پاکسازی سطوح از جنس استنلس استیل مورد استفاده در لوله کشی را افزایش می دهد, تانک ها, دریچه ها, و نوار نقاله.

با صاف کردن درزهای جوش و از بین بردن آلاینده های تعبیه شده, الکتروپولیش خطر ساخت باکتریایی را کاهش می دهد.
تحقیقات نشان می دهد که سطوح تماس غذایی با مواد غذایی تا 50-70 ٪ کمتر مستعمرات باکتریایی نسبت به معادل های مکانیکی جلا نشان داده شده است.
این فرایند همچنین مقاومت در برابر پاک کننده های سوزاننده و اسیدهای مورد استفاده در طول CIP را تقویت می کند (در محل تمیز کردن) روش.
رعایت استانداردهای بهداشتی 3-A و الزامات FDA دلیل دیگری است که تولید کنندگان به طور فزاینده ای در ساخت تجهیزات برق را اتخاذ می کنند.
برنامه های هوافضا و دفاعی
در محیط های با استرس بالا و درجه حرارت بالا-مانند سیستم های پیشرانه هوافضا یا راکتورهای هسته ای-یکپارچگی مؤلفه و مقاومت در برابر خوردگی مهم است. آدرس های برق هر دو را آدرس می دهد.
قطعات بحرانی مانند تیغه های توربین, خطوط سوخت, و اتصالات هیدرولیک از یک سطح نرم تر که باعث کاهش نقاط غلظت استرس می شود ، سود می برد.
در آزمایش خستگی, قطعات استیل ضدزنگ الکتروپل شده تا نشان داده شده است 30% زندگی خستگی طولانی تر. سطح منفعل همچنین مقاومت بهتری در برابر اکسیداسیون و خوردگی بین دانه ای ارائه می دهد.
در برنامه های نظامی و هسته ای, جایی که قابلیت اطمینان یک موضوع ایمنی و ماموریت است, برق از استانداردهای سخت مواد مانند AMS پشتیبانی می کند 2700 و مشخصات MIL.

سیستم های نیمه هادی و با خلوص بالا
تعداد کمی از صنایع به حدی که بخش نیمه هادی انجام می دهد ، دقت و پاکیزگی سطح را طلب می کنند.
حتی آلودگی میکروسکوپی می تواند عملکرد یا عملکرد تجهیزات تولید نیمه هادی را به خطر بیندازد.
الکتروپولیش فوق العاده صاف تولید می کند, غیر هموار, و سطوح بی اثر شیمیایی ایده آل برای سیستم های آب فوق العاده, خطوط گاز, و اتاق های خلاء.
سطح با مقادیر RA به همان اندازه کم است 0.1 میکرومتر قابل دستیابی است.
علاوه بر این, اجزای الکتروپول شده باعث کاهش تولید ذرات و مقاومت در برابر شستشوی یون می شوند, اطمینان از زمان طولانی تر و کنترل بیشتر فرآیند در محیط های اتاق تمیز.
لوازم الکترونیکی مصرفی و محصولات تزئینی
فراتر از کاربردهای صنعتی و علمی, برق در بخش های مصرفی و بخش های سبک زندگی اهمیت فزاینده ای پیدا می کند.
در تلفن های هوشمند, پوشیدنی, و لوازم رده بالا, قطعات فولادی ضد زنگ برس خورده یا آینه ای برای بهبود مقاومت در برابر خراش و ایجاد براقیت بالا، تحت پوشش الکتروپولیش قرار می گیرند., زیبایی شناسی مدرن.
در معماری تزئینی و اقلام لوکس مانند ساعت, فریم های عینک, و لوازم حمام, پولیش الکتریکی بافت ثابت را تضمین می کند, درخشندگی برتر, و مقاومت طولانی مدت در برابر کدر شدن یا سوراخ شدن.
برنامه های خودرو و Motorsport
خودروهای برقی و با کارایی بالا به طور فزاینده ای از قطعات برقی در سیستم های سوخت استفاده می کنند, محفظه های باتری, و مجموعه های اگزوز.
سطوح صاف اصطکاک و تلاطم را در سیستم های سیال کاهش می دهد و در عین حال مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهد, به ویژه در شرایط عملیاتی تهاجمی.
تیمهای ورزش موتوری همچنین از پولیش الکتریکی برای کاهش کشش و افزایش دوام قطعات تحت بارهای شدید استفاده میکنند, کمک به عملکرد و طول عمر.
7. مزایا و مضرات الکتروپلیشن
برق به دلیل قابلیت های منحصر به فرد افزایش سطح خود ، در صنایع با دقت بالا و با کارایی بالا به رسمیت شناخته شده است.
با این حال, مانند همه فرآیندهای تولید, همچنین محدودیت های خاصی را ارائه می دهد.
در این بخش ارزیابی متعادل از مزایای اصلی آن و اشکالاتی بالقوه ارائه شده است, توسط ملاحظات دنیای واقعی و داده های فنی پشتیبانی می شود.
مزایای اصلی برق
پایان سطح برتر و میکرو صاف
یکی از قانع کننده ترین فواید برق ، توانایی آن در دستیابی به فوق العاده صاف است, سطوح بدون آرو.
این فرآیند ترجیحاً نقاط بالایی را حل می کند (قله), در نتیجه یکنواخت, پایان سطح میکرو.
به عنوان مثال, زبری سطح فولاد ضد زنگ 316L را می توان از Ra 0.35 میکرومتر به RA 0.05 میکرومتر, پاکیزگی بخشی و کاهش اصطکاک را به شدت تقویت می کند.
مقاومت در برابر خوردگی افزایش یافته است
برق نه تنها آلاینده ها و اجزاء تعبیه شده را از بین می برد بلکه باعث شکل گیری متراکم می شود, لایه اکسید منفعل غنی از کروم.
این لایه منفعل مقاومت خوردگی را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد, به خصوص در محیط های تهاجمی.
در تست های تطبیقی اسپری نمکی, فولاد ضد زنگ الکتروپل شده نشان داد 5x مقاومت در برابر خوردگی طولانی تر از سطوح درمان نشده.
پاکسازی و عقیم پذیری
با تشکر از فوق العاده صاف آن, سطحی, فلز برقی تمیز و استریل بسیار ساده تر است.
این باعث می شود در دستگاه های پزشکی, بیولوژیکی, و فرآوری مواد غذایی, جایی که آلودگی میکروبی یک نگرانی اساسی است.
پاکسازی بهبود یافته منجر به کاهش زمان چرخه تمیز کردن و پایین آمدن استفاده از شیمیایی می شود.
پایان زیبایی و بازتاب
الکتروپولیش روشن می کند, پایان آینه مانند بدون ایجاد مکانیکی.
این مزیت زیبایی شناختی در آن بسیار مهم است معماری, تزئینی, و محصول مصرفی برنامه های کاربردی.
علاوه بر این, سطوح بازتابنده اغلب در محیط های نوری و با خلوص مورد علاقه هستند, مانند اتاق های خلاء یا ساخت نیمه هادی.
عملکرد مکانیکی و خستگی بهبود یافته
با از بین بردن میکرو تکه های, اجزاء, و کنسانتره استرس, برق باعث افزایش عمر خستگی و عملکرد مکانیکی می شود.
مطالعات نشان می دهد که قدرت خستگی می تواند افزایش یابد تا 30% در اجزای درجه یک هوافضا به دنبال برق.
یکنواختی در هندسه های پیچیده
زیرا این یک فرآیند غیر تماس است, الکتروپولیش به طور یکنواخت با حفره های داخلی رفتار می کند, شکاف, و هندسه های پیچیده ای که دسترسی از طریق پولیش مکانیکی دشوار یا غیرممکن است.
راندمان فرآیند و پتانسیل اتوماسیون
با کنترل پارامتر مناسب, الکتروپولیش زمان چرخه کوتاه را ارائه می دهد (غالباً 5 دقایقی) و بسیار خودکار است.
نظارت بر فرآیند در زمان واقعی و ادغام خط خودکار در حال حاضر در برنامه های دارویی و نیمه هادی استاندارد است.
معایب و محدودیت های برق
رسیدگی به شیمیایی و نگرانی های ایمنی
الکتروپولیش به اسیدهای قوی مانند متکی است مخلوط اسید فسفریک و سولفوریک, که خطرات بهداشتی و زیست محیطی را ایجاد می کند.
تهویه دقیق, PPE, و پروتکل های دفع زباله برای اطمینان از عملکرد ایمن لازم است.
سازگاری مواد
همه فلزات به خوبی به الکتروپلیشن پاسخ نمی دهند. در حالی که فولادهای ضد زنگ, تیتانیوم, و آلیاژهای نیکل ایده آل هستند, فلزات نرمتر (به عنوان مثال, آلومینیوم, مس) ممکن است حذف یا گودال ناهموار را تجربه کند مگر اینکه با دقت کنترل شود.
خطرات بیش از حد کشنده
بدون کنترل دقیق ولتاژ, چگالی جریان, و زمان قرار گرفتن در معرض, پلاستیک بیش از حد می تواند منجر به از بین رفتن ابعادی شود, لبه گرد, یا گودال موضعی, به خصوص در مورد اجزای دیواره نازک یا ویژگی های خوب.
سرمایه گذاری و نگهداری اولیه
اگرچه هزینه های عملیاتی می تواند کم باشد, را هزینه راه اندازی اولیه برای تجهیزات الکتروپلیش صنعتی (از جمله یکسو کننده, کنترل دما, و سیستم های تصفیه) می تواند قابل توجه باشد.
نگهداری منظم حمام های الکترولیت و وسایل مقاوم در برابر خوردگی نیز لازم است.
حذف مواد فله محدود
برق برای حذف قابل توجه مواد مناسب نیست. به طور معمول بین آن حذف می شود 5 به 50 میکرون در هر چرخه, که برای اتمام ایده آل است اما نه برای تغییر شکل یا اصلاح نقص.
الزام برای مراحل پیش از کار
برای نتایج بهینه, سطوح اغلب نیاز دارند از قبل تمیز کردن, چربی زدایی, یا از بین بردن مکانیکی قبل از برق. این باعث افزایش پیچیدگی فرآیند در برخی از خطوط تولید می شود.
8. تحلیل تطبیقی: برق در مقابل. سایر تکنیک های پایان
| متریک | الکترو پولیش | پولیش مکانیکی | حکاکی شیمیایی | منفعل شدن |
|---|---|---|---|---|
| زبری سطح (Ra) | ≤ 0.1 میکرومتر | 0.3 میکرومتر | ≥ 0.5 میکرومتر | بدون تغییر |
| خطر آلودگی | حداقل (فرآیند تمیز) | بالا (ساینده ها, ذرات) | متوسط (باقیمانده شیمیایی) | کم |
| مقاومت در برابر خوردگی | عالی (انفعال پیشرفته) | متغیر | کم تا متوسط | خوب |
| پایان زیبایی | روشن, بازتابنده | کسل کننده به نیمه براق | مات یا ناهموار | مات |
| هندسه دست زدن | عالی برای قطعات پیچیده/داخلی | فقیر برای مناطق داخلی | خوب, اما متناقض | قابل اجرا نیست |
| تاثیر زیست محیطی | متوسط (با تصفیه زباله) | بالا (زباله های ساینده, سر و صدا) | بالا (زباله اسیدی, دود) | کم تا متوسط |
| امکان سنجی اتوماسیون | بالا | متوسط | متوسط | بالا |
| صنایع رایج | پزشکی, هوافضا, غذا, نیمه هادی ها | ابزار سازی, خودرو, فلزات عمومی | PCB, علامت گذاری, فلزات تزئینی | داروخانه, هوافضا, صنعتی |
9. نتیجه گیری
الکتروپولیش به عنوان یک سنگ بنای مهندسی سطح مدرن قرار دارد, ارائه صافی بی نظیر, مقاومت در برابر خوردگی, و ارزش زیبایی شناختی.
استحکام علمی و سازگاری آن در صنایع بحرانی ، آن را برای برنامه های با کارایی بالا و با خلوص بالا ضروری می کند.
به عنوان پایداری و دیجیتالی سازی فرآیندهای صنعتی, الکتروپولیش همچنان تکامل می یابد, قول دهنده باهوش تر, پاک کننده, و راه حل های دقیق تر درمان سطح برای آینده.
این در صورت نیاز به خدمات برق با کیفیت بالا ، انتخاب مناسبی برای نیازهای تولیدی شما است.



