Artikel dua bahagian ini meringkaskan perkara utama artikel mengenai penggilapan elektrik dan mempratonton pembentangan Tverberg di InterPhex akhir bulan ini. Hari ini, dalam Bahagian 1, kita akan membincangkan kepentingan penggilapan elektrik paip keluli tahan karat, teknik penggilapan elektrik dan kaedah analisis. Dalam bahagian kedua, kami membentangkan penyelidikan terkini mengenai paip keluli tahan karat yang digilap secara mekanikal pasif.
Bahagian 1: Tiub Keluli Tahan Karat Elektrogilap Industri farmaseutikal dan semikonduktor memerlukan sebilangan besar tiub keluli tahan karat elektrogilap. Dalam kedua-dua kes, keluli tahan karat 316L adalah aloi pilihan. Aloi keluli tahan karat dengan 6% molibdenum kadangkala digunakan; aloi C-22 dan C-276 adalah penting kepada pengeluar semikonduktor, terutamanya apabila asid hidroklorik gas digunakan sebagai pengetuk.
Cirikan kecacatan permukaan dengan mudah yang sebaliknya akan tersembunyi dalam labirin anomali permukaan yang terdapat dalam bahan yang lebih biasa.
Ketidakaktifan kimia lapisan pasif adalah disebabkan oleh fakta bahawa kedua-dua kromium dan besi berada dalam keadaan pengoksidaan 3+, dan bukan logam sifarvalen. Permukaan yang digilap secara mekanikal mengekalkan kandungan besi bebas yang tinggi dalam filem walaupun selepas pasifasi haba yang berpanjangan dengan asid nitrik. Faktor ini sahaja memberikan permukaan yang digilap elektro kelebihan yang besar dari segi kestabilan jangka panjang.
Satu lagi perbezaan penting antara kedua-dua permukaan ialah kehadiran (dalam permukaan yang digilap secara mekanikal) atau ketiadaan (dalam permukaan yang digilap secara elektro). Permukaan yang digilap secara mekanikal mengekalkan komposisi pengaloian utama dengan sedikit kehilangan unsur pengaloian lain, manakala permukaan yang digilap secara elektro kebanyakannya hanya mengandungi kromium dan besi.
Membuat paip elektropoles Untuk mendapatkan permukaan elektropoles yang licin, anda perlu bermula dengan permukaan yang licin. Ini bermakna kita mulakan dengan keluli berkualiti tinggi, yang dihasilkan untuk kebolehkimpalan optimum. Kawalan adalah perlu apabila mencairkan sulfur, silikon, mangan dan unsur penyahoksidaan seperti aluminium, titanium, kalsium, magnesium dan delta ferit. Jalur tersebut mesti dirawat haba untuk melarutkan sebarang fasa sekunder yang mungkin terbentuk semasa pemejalan leburan atau terbentuk semasa pemprosesan suhu tinggi.
Di samping itu, jenis kemasan jalur adalah yang paling penting. ASTM A-480 menyenaraikan tiga kemasan permukaan jalur sejuk yang tersedia secara komersial: 2D (penyepuh udara, penjerukan, dan gulungan tumpul), 2B (penyepuh udara, penjerukan gulungan, dan gulungan digilap), dan 2BA (penyepuh cerah dan penjerukan perisai). atmosfera). gulungan).
Pemprofilan, kimpalan dan pelarasan manik mesti dikawal dengan teliti untuk mendapatkan tiub bulat sebanyak mungkin. Selepas menggilap, walaupun sedikit potongan kimpalan atau garisan manik yang rata akan kelihatan. Di samping itu, selepas penggilapan elektrik, kesan gelungan, corak gelungan kimpalan dan sebarang kerosakan mekanikal pada permukaan akan menjadi jelas.
Selepas rawatan haba, diameter dalam paip mesti digilap secara mekanikal untuk menghapuskan kecacatan permukaan yang terbentuk semasa pembentukan jalur dan paip. Pada peringkat ini, pilihan kemasan jalur menjadi kritikal. Jika lipatan terlalu dalam, lebih banyak logam mesti dikeluarkan dari permukaan diameter dalam tiub untuk mendapatkan tiub yang licin. Jika kekasarannya cetek atau tiada, kurang logam perlu dikeluarkan. Kemasan elektropoles terbaik, biasanya dalam julat 5 mikro inci atau lebih licin, diperoleh melalui penggilapan jalur membujur tiub. Jenis penggilapan ini membuang sebahagian besar logam dari permukaan, biasanya dalam julat 0.001 inci, sekali gus membuang sempadan butiran, ketidaksempurnaan permukaan dan kecacatan yang terbentuk. Penggilapan berpusing membuang kurang bahan, menghasilkan permukaan "berawan" dan biasanya menghasilkan Ra (purata kekasaran permukaan) yang lebih tinggi dalam julat 10–15 mikro inci.
Penggilapan Elektro Penggilapan elektro hanyalah salutan terbalik. Larutan penggilapan elektro dipam ke atas diameter dalam tiub sementara katod ditarik melalui tiub. Logam sebaiknya dikeluarkan dari titik tertinggi di permukaan. Proses ini "berharap" untuk menggembleng katod dengan logam yang larut dari dalam tiub (iaitu, anod). Adalah penting untuk mengawal elektrokimia bagi mengelakkan salutan katodik dan mengekalkan valensi yang betul untuk setiap ion.
Semasa penggilapan elektro, oksigen terbentuk pada permukaan anod atau keluli tahan karat, dan hidrogen terbentuk pada permukaan katod. Oksigen merupakan bahan utama dalam mencipta sifat khas permukaan yang digilap elektro, untuk meningkatkan kedalaman lapisan pasifasi dan untuk mencipta lapisan pasifasi yang sebenar.
Penggilapan elektro berlaku di bawah lapisan yang dipanggil "Jacquet", iaitu nikel sulfit terpolimerisasi. Apa-apa sahaja yang mengganggu pembentukan lapisan Jacquet akan mengakibatkan permukaan elektropolish yang rosak. Ini biasanya merupakan ion, seperti klorida atau nitrat, yang menghalang pembentukan nikel sulfit. Bahan pengganggu lain ialah minyak silikon, gris, lilin dan hidrokarbon rantai panjang yang lain.
Selepas penggilapan elektrik, tiub-tiub tersebut dibasuh dengan air dan dipasivasi tambahan dalam asid nitrik panas. Pasivasi tambahan ini diperlukan untuk membuang sebarang sisa nikel sulfit dan untuk meningkatkan nisbah kromium kepada besi permukaan. Tiub-tiub pasif seterusnya dibasuh dengan air proses, diletakkan di dalam air ternyahion panas, dikeringkan dan dibungkus. Jika pembungkusan bilik bersih diperlukan, tiub tersebut dibilas juga dalam air ternyahion sehingga kekonduksian yang ditentukan dicapai, kemudian dikeringkan dengan nitrogen panas sebelum pembungkusan.
Kaedah yang paling biasa untuk menganalisis permukaan yang dielektropolish ialah spektroskopi elektron Auger (AES) dan spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS) (juga dikenali sebagai spektroskopi elektron analisis kimia). AES menggunakan elektron yang dijana berhampiran permukaan untuk menjana isyarat khusus untuk setiap unsur, yang memberikan taburan unsur dengan kedalaman. XPS menggunakan sinar-X lembut yang mencipta spektrum pengikat, membolehkan spesies molekul dibezakan mengikut keadaan pengoksidaan.
Nilai kekasaran permukaan dengan profil permukaan yang serupa dengan rupa permukaan tidak bermakna rupa permukaan yang sama. Kebanyakan pengprofil moden boleh melaporkan pelbagai nilai kekasaran permukaan yang berbeza, termasuk Rq (juga dikenali sebagai RMS), Ra, Rt (perbezaan maksimum antara palung minimum dan puncak maksimum), Rz (purata ketinggian profil maksimum), dan beberapa nilai lain. Ungkapan ini diperoleh hasil daripada pelbagai pengiraan menggunakan satu laluan di sekitar permukaan dengan pen berlian. Dalam pintasan ini, bahagian yang dipanggil "potongan" dipilih secara elektronik dan pengiraan adalah berdasarkan bahagian ini.
Permukaan boleh digambarkan dengan lebih baik menggunakan kombinasi nilai reka bentuk yang berbeza seperti Ra dan Rt, tetapi tiada fungsi tunggal yang boleh membezakan antara dua permukaan berbeza dengan nilai Ra yang sama. ASME menerbitkan piawaian ASME B46.1, yang mentakrifkan maksud setiap fungsi pengiraan.
Untuk maklumat lanjut, hubungi: John Tverberg, Trent Tube, 2015 Energy Dr., PO Box 77, East Troy, WI 53120. Telefon: 262-642-8210.