Iako kemijski sastav otopine i kontrola temperature postavljaju temelje za ujednačeno kemijsko poliranje legure titana, oni su daleko od jedinih čimbenika koji određuju konačnu kvalitetu površine. U mnogim proizvodnim scenarijima, čak ni dobro formulirane kupke i strogo kontrolirane temperature ne uspijevaju eliminirati neujednačenost, što ukazuje da su skrivene varijable povezane s dinamikom fluida, rukovanjem radnim komadima, statusom predtretmana i održavanjem kupke još uvijek u igri. Ovi elementi koji se često zanemaruju mogu izravno poremetiti konzistenciju jetkanja, izazvati lokalne gradijente koncentracije ili stvoriti neravnomjeran kontakt između površine izratka i otopine za poliranje. U nadolazećim odjeljcima ove serije dodatno ćemo istražiti ove sekundarne, ali kritične čimbenike utjecaja, pružiti detaljne metode za rješavanje problema i uspostaviti potpuni, proizvodno orijentirani optimizacijski okvir za postizanje istinski stabilnih i ponovljivih rezultata kemijskog poliranja.
4. Starenje kupke i nakupljanje titanovih iona
Kako se koristi kupka za poliranje, otopljeni titan nakuplja se u otopini. Ioni Ti³⁺ i Ti4⁺ povećavaju viskoznost i mijenjaju karakteristike difuzije kupke. Ovo nakupljanje je podmuklo jer sam pH ne pokazuje pouzdano stanje kupke.
Pri niskim koncentracijama titana kupka se ponaša predvidljivo. Kako se titan nakuplja, događa se nekoliko promjena: efektivna koncentracija HF smanjuje se zbog kompleksiranja, difuzijski granični sloj se zgušnjava, a brzina poliranja usporava ne-jednoliko. Pri visokim koncentracijama, otopljeni titan može se početi ponovno vraćati na površine izratka, sprječavajući ravnomjerno uklanjanje materijala i unoseći površinsku kontaminaciju.
Životni vijek kupke značajno varira s geometrijom izratka, temperaturom obrade i ukupnom tretiranom površinom. Za -veliku proizvodnju preporučuje se analiza koncentracije titana (putem titracije ili ICP), uz djelomičnu zamjenu kupke ili regeneraciju kada sadržaj titana prijeđe prag obično između 15-25 g/L. Metode regeneracije uključuju selektivnu precipitaciju titanovih soli putem hlađenja i filtracije ili dodavanje svježeg koncentrata HF/HNO₃ za rebalans aktivnih komponenti.
5. Dinamika fluida: miješanje, pozicioniranje obratka i prijenos mase
Ujednačeno poliranje zahtijeva ujednačen pristup svježe otopine svakoj točki na površini izratka. U ustajalim ili slabo uzburkanim kupkama, lokalizirano smanjenje reaktanata i nakupljanje produkata reakcije stvaraju gradijente koncentracije koji se izravno prevode u ne-jednolike rezultate poliranja.
Dostupno je nekoliko metoda miješanja, od kojih svaka ima različite karakteristike:
Za velike ili geometrijski složene dijelove kombinirani pristup često najbolje funkcionira: recirkulacijski tok za održavanje jednolikosti rasute otopine plus mehaničko miješanje obratka kako bi se razbili granični slojevi na površini. Orijentacija obratka također je važna. Ravne ploče treba postaviti okomito, a ne vodoravno kako bi se izbjeglo zadržavanje mjehurića plina na površini. Dijelovi sa slijepim otvorima ili unutarnjim šupljinama zahtijevaju posebno učvršćenje kako bi se osigurala izmjena otopine unutar tih značajki.
6. Učinci prethodne-obrade i stanja površine
Ne-jednoliko poliranje često nastaje prije nego što obradak uđe u kupku za poliranje. Površine od titana prirodno nose pasivni oksidni film koji varira u debljini i sastavu ovisno o prethodnoj toplinskoj i mehaničkoj povijesti. Ako se ovaj oksidni film ne ukloni ravnomjerno prije poliranja, početni napad će se odvijati različitim brzinama po površini, stvarajući ne-jednolik rezultat čak i ako je kasniji proces poliranja savršeno kontroliran.
Standardno rješenje je pristup u dva- koraka: prvi, korak deoksidacije pred-poliranje korištenjem blaže kisele smjese za jednolično uklanjanje izvornog oksida. Tek tada obradak ulazi u-kupku za kemijsko poliranje pune snage. Alkalno odmašćivanje nakon čega slijedi temeljito ispiranje također je bitno. Ostaci ulja, masti ili prljavštine iz trgovine lokalno blokiraju pristup kiseline, stvarajući karakteristične neurezane točke ili mrlje. Studije su pokazale da je kontaminacija tijekom obrade, skladištenja i transporta primarni uzrok lokalizirane promjene boje na površinama od titana.
Kvaliteta vode često je zanemarena varijabla. Deionizirana ili destilirana voda trebala bi se koristiti i za pripremu-kupke i za ispiranje. Voda iz slavine unosi kloride, sulfate i metalne ione koji mogu ometati kemiju kade ili ostaviti mrlje koje se suše na poliranim površinama.
Nastavljajući
