1.0 esittely
Elektrolyyttinen kiillotus on metallin poistamista työkappaleen pinnalta sähkövirran avulla, joka johdetaan elektrolyyttiliuoksen kautta. Menetelmässä hyödynnetään sitä tosiasiaa, että työkappaleen pinnan koholla olevat alueet vetävät puoleensa enemmän energiaa kuin muut pinnat, kun olosuhteet ovat juuri oikeat. Tämän seurauksena näiltä alueilta poistetaan enemmän materiaalia. Työkappaleen pinnat ovat sileät ja kiiltävät elektrolyyttisen kiillotuksen jälkeen, mikä lisää prosessin vetovoimaa. Elektrolyyttinen kiillotus poistaa purseita ja aihiota kaikilta paljailta pinnoilta, ellei niitä ole eristetty tai peitetty.
Toisin kuin mekaaninen kiillotus, sähkökiillotus ei vaadi erityisiä työkaluja. Komponentit kiinnitetään piirin anodiseen puoleen, ja liuokseen ripustetut katoditangot viimeistelevät piirit.
Mekaaninen kiillotus, toisin kuin sähkökiillotus, on prosessi, jossa osan pinta tehdään mekaanisesti sileäksi ja kiiltäväksi. Mekaaninen kiillotus poistaa materiaalikerroksia metalliesineistä hiomahihnojen ja -pyörien avulla. Käytetty prosessi vaihtelee lähdemateriaalin kunnon ja halutun pinnan mukaan. Tämä on aikaa vievä ja epäjohdonmukainen metallin viimeistelyprosessi, joka vaatii käyttäjän hallintaa.
2.0 Mekaaninen kiillotusprosessi
Hionta, kiillotus ja karhennus ovat mekaanisen kiillotusprosessin kolme päävaihetta, ja ne tehdään yleensä tässä järjestyksessä. Hionta mahdollistaa yleensä huomattavasti voimakkaamman hionnan kuin kiillotus. Kiillotus on, kuten karhennuskin, paljon voimakkaampi hiontatoimenpide.
2.1 Hionta
Hiomista käytetään yleensä sellaisten kappaleiden viimeistelyyn, joiden geometria on aiemmin määritetty muilla prosesseilla. Hiomakoneita käytetään tasaisten pintojen, ulko- ja sisäsylintereiden sekä muotojen, kuten kierteiden, hiomiseen. Muotojen valmistukseen käytetään yleisesti erikoismuotoiltuja laikkoja, joiden muoto on vastakkainen halutulle projektille. Työkaluhuoneissa hiomista käytetään myös leikkaustyökalujen geometrioiden muotoiluun. Hiomisen sovellukset kasvavat ja sisältävät näiden klassisten prosessien lisäksi myös muita nopeita ja paljon materiaalia poistavia prosesseja.
Hionta tapahtuu hiomalaikan kehällä tai pinnalla. Reunahionta on huomattavasti harvinaisempaa kuin tasohionta. Materiaalin poistamiseen käytetään pyörivää hiomalaikkaa, jossa on hankaavia hiukkasia. Hiomalaikka koostuu hankaavista ja tahmeista hiukkasista. Laikan muodon ja rakenteen määrää sideaine, joka pitää hiukkaset yhdessä. Hiomalaikan olennaiset ominaisuudet määräytyvät näiden kahden osan sekä niiden muotoilun perusteella.
2.2 Kiillotus
Kiillotus poistaa naarmut ja purseet sekä tasoittaa epätasaisia pintoja käyttämällä hiomajyviä ja nopeaa pyörivää kiillotuslaikkaa. Laikat on valmistettu useista materiaaleista, kuten kankaasta, nahasta, huovasta ja jopa paperista, ja ne ovat siksi erittäin mukautuvia. Hiomahiukkaset tarttuvat laikan reunoihin.
Laikaan vaihdetaan uudet karkeudet, kun hioma-aineet ovat kuluneet loppuun. Karkea kiillotus tehdään karkeuksilla 20–80, viimeistelykiillotus karkeuksilla 90–120 ja viimeistely karkeuksilla yli 120.
2.3 Kiillotus
Kiillotus muistuttaa ulkonäöltään kiillotusta, mutta sillä on eri tarkoitus. Kiillotus on tekniikka kiiltävien pintojen luomiseksi. Kiillotuslaikat on valmistettu kiillotuslaikkoihin verrattavista materiaaleista, kuten nahasta, huovasta ja puuvillasta, mutta ne ovat tyypillisesti pehmeämpiä. Hioma-aineet ovat erittäin hienojakoisia ja sijaitsevat kiillotusaineessa, joka painetaan laikan ulkopintaan sen pyöriessä. Kiillotus puolestaan edellyttää, että hiomarakeet kiinnittyvät laikan pintaan. Hiomahiukkaset on täydennettävä säännöllisesti. Kiillotus on perinteisesti tehty käsin, mutta koneita on kehitetty prosessin automatisoimiseksi. Nopeus vaihtelee 2400–5200 metrin välillä minuutissa.
2.4 Mekaanisen kiillotuksen huomioitavaa
Mekaaninen kiillotus antaa sekä matalan että korkean puhtausasteen sovelluksille erinomaisen pintaprofiilin. Mekaaninen kiillotus taas ei ainoastaan poista sulkeumia, vaan se myös pyrkii työntämään ne syvemmälle pintaan ja jopa ärsyttää niitä pyrkimällä poimimaan lisää hankaavia hiukkasia. Lisäksi mekaaninen viimeistelyprosessi poistaa epäpuhtauksia komponenteista ja antaa kiiltävät pinnat. Elektrolyyttinen kiillotus puolestaan johtaa täysin piirteettömään pintaan. Se paljastaa metallin todellisen kiderakenteen ilman kylmämuokkauksen aiheuttamaa muodonmuutosta, joka on yleensä näkyvissä mekaanisia viimeistelymenetelmiä käytettäessä.
3.0 Elektrolyyttinen kiillotusprosessi
Elektrolyyttiseen kiillotukseen liittyvät prosessitekijät ovat seuraavat:
- Elektrolyyttiliuos.
- Liuoksen lämpötila.
- Syklin aika.
- sähköinen kosketin
- Virrantiheys.
- Purun sijainti.
- Purseiden paksuus.
Metalliosa toimii prosessissa anodina, kun taas toinen metalliosa toimii katodina. Tasavirtalähde yhdistää katodin ja anodin toisiinsa. Metallisen työkappaleen pinnalle muodostuu polarisoitu kerros, kun siihen kohdistetaan sähkövirta. Metalliosan pinnalle muodostuu metalli-ioneja, joiden on diffundoitava kerroksen läpi muodostaen metallisuoloja. Prosessin kirkastaviin ja tasoittaviin vaikutuksiin vaikuttavat polarisoidun kalvon lujuus ja viskositeetti.
Ulokkeet ovat alttiimpia elektrolyyttiselle vaikutukselle ja niiden sähköinen vastus on pienempi kuin painaumien, koska pinnoite on niiden päällä ohuempi ja metallipainumien päällä paksumpi. Pintamateriaali liukenee nopeammin siellä, missä kalvo on ohuempi, kuten ulokkeiden päällä, kuin siellä, missä se on paksumpi, kuten painaumissa. Metallisuolat virtaavat polymeroituneen anodisen levyn läpi elektrolyyttiliuokseen, jossa ne joko liukenevat, kerrostuvat katodille tai saostuvat lietteeksi.
Tämän seurauksena elektrolyyttikiillotusratkaisut voidaan luokitella täydellisesti lietetyiksi, puolilietetyiksi tai ei-lietetyiksi.
Syvissä rei'issä olevat tai työkappaleen rakenteen peittämät purseet eivät välttämättä saa elektrolyytistä tai sähköisestä toiminnasta yhtä paljon "heittovoimaa" kuin paljaat purseet, joten niitä ei poisteta, ellei käytetä lisäkatodeja lisäenergian toimittamiseksi näihin kohtiin. Pistekorroosiota voi tapahtua, kun käytetään vääriä olosuhteita.
3.1 Elektrolyyttisen kiillotuksen huomioitavaa
- Työkappaleen pinnan kunto
Elektrolyyttisen kiillotuksen tulokset eivät välttämättä ole ihanteellisia useiden pintaongelmien vuoksi. Näihin ongelmiin kuuluvat metallin pinta-ainepitoisuus, virheellinen hehkutus, karkearakeinen pinta, riittämätön kylmämuokkaus tai liiallinen kylmämuokkaus.
- Prosessinhallinta
Optimaalisten tulosten saavuttamiseksi elektrolyyttisen kiillotusprosessin tulisi olla säännelty ja standardoitu. Riittämättömät ja epävakaat tuotteet johtuvat prosessinohjauksen puutteesta. Muita tärkeitä parametreja, kuten happopitoisuutta, metallipitoisuutta ja puhtaan, aaltoilemattoman tasavirran syöttöä, tulisi tarkistaa jatkuvasti prosessin aikana.
3.2 Elektrolyyttisen kiillotuksen edut
- Korroosionkestävyys paranee.
Korroosio alkaa kaikentyyppisissä pinnoissa tai niiden lähellä. Pinnan kunto ja ominaisuudet heikkenevät aina kaikkien valmistus- ja käsittelyprosessien aikana. Pinnan epäpuhtaudet, kuten rasva, lika, rauta ja muut metallihiukkaset, ovat yleisiä koneistuksen, hitsauksen ja valmistuksen aikana. Leikkaus, koneistus, käsittely ja kiillotus jättävät rauta- ja hiomahiukkasia materiaalin pintaan. Pinnan epäpuhtaudet häiritsevät ruostumattoman teräksen luonnollisen korroosionkestävän oksidikerroksen muodostumista ja ovat usein korroosion lähde. Pintamateriaali ja epäpuhtaudet poistetaan sähkökiillotuksella. Elektrokiillotusta käytetään vapaan raudan, sulkeumien ja upotettujen hiukkasten poistamiseen materiaalin pinnalta.
- Pinnan viimeistelyn parantaminen
Elektrolyyttinen kiillotus poistaa työkappaleen pinnalta homogeenisen kerroksen, jolloin se on puhdas ja vapaa liasta ja muista epäpuhtauksista. Ihmisen kättä käytetään usein mekaanisten osien kiillottamiseen. Tämän seurauksena se ei pystynyt poistamaan tasaista kerrosta työkappaleesta myöhemmin.
- Tuotteen tarttuvuus on heikentynyt,
Elektrolyyttinen kiillotus voi minimoida tuotteen tarttumisen ja epäpuhtauksien kertymisen parantamalla mikroviimeistelyä. Liian vähäinen tarttuvuus voi auttaa vähentämään tuotteen kertymistä ja pidentämään käyttöjaksoja huomattavasti. Puhdistus voidaan tehdä nopeammin ja vähemmällä vaivalla tarvittaessa.
- jäysteenpoisto
Elektrolyysikiillotusta käytetään yleisesti purseenpoistoon. Pintaprofiilin sisällä oleva virrantiheys on suurempi korkeissa kohdissa ja pienempi matalissa kohdissa koko elektrolyysikiillotusprosessin ajan. Sähkökemiallisen reaktion nopeus on täsmälleen verrannollinen virrantiheyteen. Materiaali liukenee nopeammin korkeammissa kohdissa suuremman virrantiheyden ansiosta, mikä pyrkii tasoittamaan pintaa. Elektrolyysikiillotus poistaa purseenpoiston ja kiillottaa pinnan samanaikaisesti.
- Esiintyminen
Tuloksena oleva kiiltävä pinta on sähkökiillotuksen ilmeisin etu. Sähkökiillotusmenetelmä ei ole mekaaninen. Kappaleeseen ei kosketeta instrumentteja, joten ei synny suunnattuja kiillotuslinjoja. Sähkökemiallisen käsittelyn jälkeen materiaalilla on mikroskooppisen sileä ja erittäin kiiltävä pinta.
4.0 Sähkökiillotuksen ja mekaanisen kiillotuksen välillä valitseminen
Mekaaninen kiillotus parantaa metallipintojen tai metallikomponenttien sileyttä poistamalla pinnan karheutta. Lisäksi mekaaninen kiillotus parantaa käytännössä kaikenlaisten materiaalien, kuten ruostumattomien terässeosten, alumiinin, metallipintojen ja jopa peilien, ominaisuuksia. Mekaaniset kiillotusmenetelmät parantavat hitsattujen metallikomponenttien ominaisuuksia.
Elektrolyyttinen kiillotus on puolestaan loistava vaihtoehto purseiden poistoon, naarmujen puhdistukseen ja kiillotukseen. Elektrolyyttinen kiillotus voi myös auttaa parantamaan tuotantoprosessia, jos suuri määrä metalliesineitä vaatii erinomaista pinnanlaatua.
Lisäksi, jos prototyyppejä on vähemmän, mekaaninen kiillotus on parempi vaihtoehto kuin sähkökiillotus, koska prototyypin sähkökiillotuksen kustannukset ovat paljon korkeammat.
4.1-päätelmä
Jokainen metallityyppi hyötyy sekä sähkökiillotuksesta että mekaanisesta kiillotuksesta.
Molemmat menetelmät auttavat peittämään naarmuja.
Lopuksi, mekaaninen kiillotus ei aiheuta vaarallisia kemiallisia reaktioita ja toimii sekä metalleilla että polymeereillä.
Elektrolyyttinen kiillotus parantaa korroosionkestävyyttä ja helpottaa samalla useiden metalliosien kiillotusta.
Elektrolyysikiillotuksen ja mekaanisen kiillotuksen erojen ymmärtäminen voi auttaa sinua tekemään parempia vaihtoehtoja tarpeidesi ja budjettisi mukaan.
