זרימת התהליך של ליטוש אלקטרוליטי ותשובות ל-25 שאלות נפוצות

ליטוש אלקטרוליטי הוא תהליך שבו חומר העבודה המלוטש משמש כאנודה ומתכת בלתי מסיס משמשת כקתודה. שתי האלקטרודות טבולות בו-זמנית בתא האלקטרוליטי, והתמוססות אנודית סלקטיבית נוצרת באמצעות תגובת יינון זרם ישר, ובכך משיגה את האפקט של הסרת כתמים עדינים והגברת בהירות משטח העבודה.
היום, נשתף אתכם בשאלות ותשובות על הידע הבסיסי של פוליש אלקטרוליטי בעיבוד וייצור אלקטרוליטי יומיומי. להלן 25 סיכומי שאלות ותשובות של הידע הבסיסי של ליטוש אלקטרוליטי לפני ציפוי אלקטרוליטי. אנו מקווים לעזור למאסטרים בציפוי אלקטרוני סביבנו.
חומר העבודה משמש כאנודה לחיבור לקוטב החיובי של ספק הכוח DC. השתמש בחומרים מוליכים עמידים בפני קורוזיה אלקטרוליטים כגון עופרת ופלדת אל חלד כקתודות וחבר אותם לאלקטרודה השלילית של ספק כוח DC. השניים טבולים באלקטרוליט (בדרך כלל מורכב מחומצה גופרתית וחומצה זרחתית) במרחק מסוים זה מזה. בטמפרטורה, מתח וצפיפות זרם מסוימים (בדרך כלל פחות מ-1 אמפר/סמ"ר), הבליטות הקטנות על פני השטח של חומר העבודה מתמוססות תחילה והופכות בהדרגה למשטח חלק ובהיר לאחר שחושמלו במשך פרק זמן מסוים (בדרך כלל עשרות שניות עד כמה דקות).
מאפייני ליטוש אלקטרוליטי
① המשטח המלוטש לא יפיק שכבה מטמורפית, אין לו לחץ נוסף, והוא יכול להסיר או להפחית את שכבת הלחץ המקורית
② מסוגל לעבד חומרים קשים ורכים שקשה לליטוש במכונה, כמו גם חלקים ומוצרים בעלי קירות דקים, מורכבים וקטנים
③ זמן ליטוש קצר ויכולת ללטש מספר חלקים בו זמנית, וכתוצאה מכך יעילות ייצור גבוהה
④ חספוס פני השטח שהושג על ידי ליטוש אלקטרוליטי קשור לחספוס המשטח המקורי ובדרך כלל ניתן לשפר אותו בשתי רמות. עם זאת, בשל האוניברסליות הדלה, חיי השירות הקצרים והקורוזיביות החזקה של אלקטרוליטים, טווח היישום של ליטוש אלקטרוליטי מוגבל. ליטוש אלקטרוליטי משמש בעיקר למוצרי מתכת ולחלקים בעלי חספוס משטח נמוך, כגון מחזירי אור, כלי שולחן מנירוסטה, קישוטים, מחטי הזרקה, קפיצים, להבים וצינורות נירוסטה. ניתן להשתמש בו גם להברקת תבניות מסוימות (כגון תבניות עץ דבק ותבניות זכוכית) ודיסקיות השחזה מטאלוגרפיות.
זרימת תהליך ליטוש אלקטרוליטי
הסרת שמן - שטיפת מים - הסרת חלודה - שטיפת מים - פוליש אלקטרוליטי - שטיפת מים - ניטרול - שטיפת מים - פסיבציה - אריזה
בעיות נפוצות בליטוש אלקטרוליטי
מה הגורם לקורוזיה מוגזמת בקצוות ובקצות חומר העבודה לאחר הליטוש?
ניתוח סיבה: זרם מוגזם בקצוות ובקצוות, או טמפרטורת אלקטרוליט וזמן ליטוש גבוהים, וכתוצאה מכך להתמוססות מוגזמת.
פתרון: התאם את הצפיפות הנוכחית או טמפרטורת התמיסה, או קצר את הזמן. בדוק את מיקום האלקטרודות והגדר מיגון בקצוות ובפינות.
2. מדוע חומר העבודה אינו בהיר ונראה אפור וכהה לאחר הליטוש?
הסיבה לניתוח: אולי תמיסת הליטוש האלקטרוכימי כבר לא יעילה או שההשפעה אינה ברורה.
פתרון: בדוק אם נעשה שימוש בתמיסת הליטוש האלקטרוליטי זמן רב מדי, האיכות ירדה או ששיעור רכיבי התמיסה אינו מאוזן.
מה הסיבה לפסים לבנים על פני חומר העבודה לאחר הליטוש?
ניתוח סיבה: הצפיפות היחסית של התמיסה גבוהה מדי, הנוזל סמיך מדי והצפיפות היחסית גדולה מ-1.82.
פתרון: הגדל את מידת הערבול של התמיסה. אם הצפיפות היחסית של התמיסה גבוהה מדי, יש לדלל אותה במים ל-1.72. מחממים ב-90~100 מעלות למשך שעה.
4. מדוע יש משטחים שליליים וחיוביים על המשטח המלוטש, כמו גם קהות מקומית?
ניתוח סיבה: המיקום בו מוצב חומר העבודה אינו מיושר עם הקתודה, או שחומר העבודה מוגן אחד מהשני.
פתרון: התאם את חומר העבודה כראוי כדי להבטיח את המיקום המתאים בין חומר העבודה לקתודה, ולהבטיח חלוקת כוח סבירה.
5. לאחר הליטוש, פני השטח של חומר העבודה שטוחים וחלקים, אבל כמה נקודות או בלוקים אינם בהירים מספיק, או שיש פסים כהים אנכיים. מה הסיבה הכללית לכך?
ניתוח סיבה: יכול להיות שהבועות שנוצרו על פני חומר העבודה בשלב הליטוש המאוחר יותר לא התנתקו ונדבקו למשטח בזמן, או שהיו קווי זרימת אוויר על פני השטח.
פתרון: הגדל את צפיפות הזרם כדי להגדיל את כמות התפתחות הגז עבור ספיחה של בועות, או הגדל את מהירות הערבול של התמיסה כדי להגביר את זרימת התמיסה.
6. מה הסיבה לכך שנקודות המגע בין החלקים למתקן עמומות ובעלי כתמים חומים ושאר המשטח מבריק?
ניתוח סיבה: ייתכן שהדבר נובע ממגע לקוי בין החלקים למתקן, וכתוצאה מכך לפיזור זרם לא אחיד או נקודות מגע לא מספקות בין החלקים למתקן.
פתרון: ליטוש את נקודות המגע של המתקן כדי להבטיח מוליכות טובה, או הגדל את שטח המגע בין החלק למתקן.
7. חלקים מסוימים המלוטשים באותו חריץ הם בהירים, חלק אינם בהירים, או חלקים מסוימים אינם בהירים.
ניתוח סיבה: יש יותר מדי חלקי עבודה מלוטשים באותו חריץ, וכתוצאה מכך חלוקת זרם לא אחידה או חפיפה ומיגון בין חלקי עבודה.
פתרון: צמצם את מספר חלקי העבודה המלוטשים באותו חריץ, או שימו לב למיקום חלקי העבודה.
8. מדוע יש כתמים לבנים כסופים ליד החלק הקעור של החלק המלוטש ונקודת המגע בין החלק למתלה?
ניתוח סיבה: ייתכן שהחלק הקעור של החלק מוגן על ידי החלק עצמו או כלי התלייה.
פתרון: שנה את מיקום החלקים בצורה המתאימה כך שהחלקים השקועים יוכלו לקלוט קווי מתח, להקטין את המרחק בין האלקטרודות או להגדיל את צפיפות הזרם.
9. עקבנו בקפדנות אחר מפרטי התהליך להפעלה. מדוע יש קורוזיה מוגזמת יותר או פחות על פני החלקים המלוטשים?
ניתוח סיבה: האם טמפרטורת התמיסה גבוהה מדי או צפיפות הזרם גבוהה מדי? אם אין בעיות בהכנת התמיסה ובתפעול קפדני, ייתכן ומדובר בבעיה בטיפול לפני הפוליש.
פתרון: יש ליישם בקפדנות את פעולת הקדם-טיפול של ליטוש אלקטרוכימי כדי למנוע קורוזיה מוגזמת במהלך תהליך הכבישה. אל תשאיר מי ניקוי על פני החלקים והכנס אותם לחריץ הליטוש.
10. מדוע "אלקטרוליט אוניברסלי נירוסטה יונקינג" מופיע קצף לאחר שימוש במשך תקופה?
ניתוח סיבה: פני השטח של חומר העבודה לא הוסרו, וכמה כתמי שמן צפים על פני האלקטרוליט, מה שמביא קשיים בפעולה.
פתרון: אם מצב זה כבר התרחש, מומלץ להסיר את כתמי השמן המשטחים. אם זה לא קורה, מומלץ להסיר את השמן לפני ההברקה.
מה הקשר בין חומצה גופרתית לחומצה זרחתית בתמיסת ליטוש אלקטרוכימי?
ניתוח סיבה: עקב עודף חומצה גופרתית, מהירות הליטוש מהירה מדי, מה שעלול להאיץ קורוזיה של מצע המתכת. בשל עודף חומצה זרחתית, סוג של קרום רירי יכול להיספג על פני השטח של חומר העבודה, וכתוצאה מכך ירידה בבהירות ומהירות ליטוש איטית יותר. כמובן שלא ניתן לשלול גורמים אחרים.
פתרון: התאם את היחס המתאים של חומצה גופרתית וחומצה זרחתית.
12. לאחר הליטוש, פני היצירה חסרים ברק ויש כתמים לבנים על מצע צהוב בהיר. מה הסיבה הכללית לכך?
ניתוח הסיבות: ייתכן שתכולת האנהידריד כרום בתמיסת הליטוש האלקטרוליטי גבוהה מדי, אפילו עולה על 1.5 אחוזים.
פתרון: יוני כרום הם יוני מתכת כבדים בעלי השפעות מסרטנות על גוף האדם ומזהמים את הסביבה. לכן, ניתן להשתמש בתמיסת ליטוש ללא כרום.
13. מהן השיטות העיקריות לחשבונאות עלויות לאלקטרוליטים?
כולל בעיקר חשבונות חשמל, אלקטרוליטים, מיישרים, תאים אלקטרוליטים, צלחות, מוטות נחושת, צינורות חימום וכו'.
14. מהי צפיפות הזרם של חומרי נירוסטה שונים במהלך ליטוש אלקטרוליטי? מה המתאם עם עלות האלקטרוליזה?
ניתוח סיבה: בתנאי שוק רגילים, הצפיפות של חומרי נירוסטה שונים באלקטרוליט היא: צפיפות הזרם של חומר הנירוסטה מסדרת 200 היא בין 25-50 אמפר, צפיפות הזרם של חומר הנירוסטה מסדרת 300 היא בין 15-30 אמפר, וצפיפות הזרם של חומר הנירוסטה מסדרת 400 היא בין 30-55 אמפר.
פתרון: ככל שצפיפות הזרם גבוהה יותר, כך צריכת החשמל גדולה יותר. בחשבונאות העלויות של אלקטרוליזה, החשמל מהווה חלק גדול.
15. לאחר ההברקה יש לנגב ולזרוק ללא ברק. מה הסיבה לצללית התכלת?
ניתוח סיבה: יכול להיות שתמיסת הליטוש האלקטרוכימי לא הייתה מחוממת או מופעלת לאחר ההכנה, או שטמפרטורת הפעולה של התמיסה הייתה נמוכה מדי.
פתרון: מחממים את תמיסת הליטוש החשמלי ב-120 מעלות למשך שעה אחת או מחממים את האלקטרוליט לטמפרטורה שצוינה.
16. מה הסיבה להיעדר כתמים בהירים וצהובים לאחר ליטוש?
ניתוח סיבה: ייתכן שהצפיפות היחסית של התמיסה האלקטרוכימית נמוכה מדי, שהיא פחות מ-1.70.
פתרון: התאם את הצפיפות היחסית של ליטוש חשמלי או חום והתרכז ב-80-100 מעלות כדי להגדיל את הצפיפות היחסית. או להחליף בנוזל חדש.
מדוע מופיעים כתמים חומים כאשר מוציאים את חומר העבודה מהחריץ לאחר הליטוש?
ניתוח סיבה: ייתכן שזה נובע מליטוש חשמלי לא מספיק או זמן קצר.
פתרון: ראשית, הארך את זמן הליטוש כראוי. אם זה לא יעיל, זה יכול להיות בגלל טמפרטורה לא מספקת או צפיפות זרם.
18. מדוע קל לחוות ניצוץ בזמן אלקטרוליזה?
ניתוח סיבה: ישנם שלושה גורמים שמובילים לתופעה זו: ראשית, נקודת המגע בין המתקן לחומר העבודה אינה יציבה, שנית, צפיפות האלקטרוליטים נמוכה מדי, ושלישית, צפיפות הזרם גבוהה מדי.
פתרון: שנה מספר שיטות לחיבור המתקן לחומר העבודה, ונסו להגדיל את נקודות המגע בין המתקן לחומר העבודה ככל האפשר. אם צפיפות האלקטרוליטים נמוכה מדי, ניתן להחליף את האלקטרוליט,
מהי ההשפעה של טמפרטורת הפעולה של אלקטרוליט נירוסטה על ליטוש אלקטרוליטי? מהי הטמפרטורה האופטימלית?
ניתוח סיבה: בדרך כלל, טמפרטורת השימוש באלקטרוליטים היא בין 50-90 מעלות, עם טמפרטורה נמוכה יותר, מהירות ליטוש איטית יותר וירידה בבהירות. אם הטמפרטורה גבוהה מדי, הנוזל יאיץ את הקורוזיה של חומר העבודה, מה שעלול בקלות לגרום לקורוזיה מוגזמת של חומר העבודה, וקלים לפירוק המרכיבים היעילים של האלקטרוליט.
פתרון: כאשר הטמפרטורה נמוכה, יש לחמם אותו לטמפרטורה שצוינה. ניתן להשתמש בצינורות חימום שונים (כגון צינורות חימום מחומר קוורץ או טיטניום) לחימום. הטמפרטורה תעלה לאחר פעולה ממושכת. כאשר הטמפרטורה עולה על 90 מעלות, יש להפסיק את העבודה. ניתן להשתמש בסירקולציה של ערבוב או קירור לפיזור חום. הטמפרטורה האופטימלית לשימוש היא 50-90 מעלות
20. פני השטח של חלקי עבודה מנירוסטה אינם אחידים והבורות קמורים. מה הסיבה לכך?
ניתוח סיבה: יש הרבה קורוזיה פני השטח, והאלקטרוליט עובר רק פילוס מיקרו קורוזיה. לא ניתן להסיר לחלוטין את האלקטרוליט הפגוע יותר. אם זמן הליטוש מתארך, כמות גדולה של יוני ברזל תשקע בתחתית האלקטרוליט, ותקצר את חיי השירות שלו.
פתרון: נקה את החלודה על פני השטח של חומר העבודה.
מהם הגורמים העיקריים המשפיעים על ליטוש אלקטרוכימי?
טמפרטורה, זמן, חומר עבודה, אלקטרוליט, מתח, זרם ומיקום חלקי העבודה.
22. בעת ביצוע ליטוש אלקטרוליטי מנירוסטה, נספגת שכבה של חומר אדום בהיר על פני השטח, ויהיה זמן תגובה קצר כאשר שוב מוסיפים את האלקטרוליט. מה הסיבה?
ניתוח סיבה: בעזרת כלי תליית נחושת, יוני נחושת נכנסים לאלקטרוליט ונספגים על פני האנודה, ומשפיעים על איכות הליטוש. אם מניחים אותם שוב, יהיה זמן תגובה קצר מכיוון שהאלקטרוליט ממיס את יוני הנחושת על פני חומר העבודה.
פתרון: השתמש במתלה טיטניום, אופה סרט עם שרף פוליוויניל כלוריד באזור החשוף של המתקן, וגרד את סרט הבידוד בנקודת המגע כדי לדלוף מתכת כדי להקל על המוליכות.
23. מהו יחס השטח האופטימלי עבור האנודה והקתודה?
האנודה היא בין 1:2 ל-3.5 בהשוואה לקתודה.
24. מהו המרחק הקוטבי האופטימלי בין שני הקטבים?
המרחק האופטימלי בין הקתודה לאנודה הוא 10-30 סנטימטרים.
25. בעת ביצוע ליטוש אלקטרוליטי בפעם הראשונה, לא רק שהוא לא פלט בהירות, אלא גם כל פני השטח של חומר העבודה הפכו לשחורים או אפורים. מה הסיבה לכך?
ניתוח סיבה: תופעה זו מתרחשת בדרך כלל כאשר שני הקטבים מחוברים הפוך. לאחר היפוך החיבור, לוח העופרת מתמוסס לתוך האלקטרודה החיובית, וחומר העבודה נספג אל הקתודה. יוני הברזל, הניקל והכרום המומסים בתמיסה נספגים על פני השטח של חומר העבודה, ויוצרים שכבת סרט עם הידבקות לקויה.
פתרון: חברו מחדש את האלקטרודות החיוביות והשליליות, חברו את האנודה לאלקטרודה החיובית וחברו את הקתודה לאלקטרודה השלילית.