روش های ارزیابی یک فرایند الکتروپولیش مطلوب

روش های ارزیابی یک فرایند الکتروپولیش مطلوب

فرایند الکتروپولیش

الکتروپولیش فرایندی برای افزایش صافی سطح، حذف عیوب سطحی و بهبود خواص است. در این مقاله با روش های ارزیابی این ویژگی ها آشنا می شویم.

1- ارزیابی صافی سطح

به منظور بررسی میزان زبری سطح و صیقلی بودن آن از آنالیز میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) استفاده می شود. در این آزمون با عبور یک پروب سوزنی از سطح نمونه  امکان تصویربرداری از پستی و بلندی های سطح (توپوگرافی سطحی در سه بعد) نمونه فراهم خواهند بود. به کمک آزمون AFM میانگین ارتفاعات زبری سطح (Ra) و میانگین بلندترین ارتفاع های زبری (Rz) قابل محاسبه هستند. هر چه میزان Ra و Rz کمتر باشد، بیانگر صافی سطح بیشتر و الکتروپولیش مطلوب تراست. به طور معمول در فرایند الکتروپولیش زبری سطح با توجه به کاربرد مورد نظر از چند میکرون تا حدود چند نانومتر قابل کاهش است. هر چه زبری سطح کمتر باشد، الکتروپولیش مطلوب تر بوده و سطح براق تر خواهد بود.

فرایند الکتروپولیش

شکل 1: زبری سطح نمونه فولادی a) قبل از الکتروپولیش ، b) بعد از الکتروپولیش

2- ارزیابی خوردگی

در فرایند الکتروپولیش با تشکیل یک لایه پسیو مقاومت به خوردگی نمونه بالا می رود. بررسی های خوردگی با توجه به شرایط کاربرد متفاوت هستند. عموماً آزمون خوردگی پلاریزاسیون تافل برای بررسی خوردگی انجام می شود. در صورتی که لایه پسیو روی سطح نمونه به طور کامل تشکیل نشده باشد، این آزمون ناموفق خواهد بود.

3- ارزیابی خستگی

عمر خستگی قطعات انعطاف پذیر و تحت بار در برخی مصارف و صنایع امری مهم است و باید مورد بررسی قرار گیرد. این آزمون با اعمال بار (به صورت خمشی) به نمونه‌ها در دستگاه ‌های آزمایش خستگی بلافاصله در سطح بالایی نمونه تنش کششی و در سطح زیری تنش فشاری ایجاد می‌شود. بعد از اینکه نمونه نیم دور (180 درجه) چرخید، موضعی که ابتدا تحت تأثیر تنش کششی قرار گرفته بود، اکنون تنش فشاری به آن اعمال می ‌شود. بنابراین تنش در هر نقطه ‌ای از نمونه به صورت دور تناوب سینوسی کامل، تغییر می‌کند. تنش متناوبی می‌تواند بین دو مقدار حداکثر و حداقل در حالت ‌های مختلفی از کشش یا فشار تغییر کند. بعد از تعداد دور معینی شکست در نمونه ظاهر می ‌شود. سپس مقادیر بدست آمده برای تنش و تعداد دور تا لحظه شکست در یک سیستم محورهای مختصات با محورهای ساده (تنش) و لگاریتمی (تعداد دور) مشخص می شود. طول عمر خستگی مشخص‌کننده مدت زمان سرویس دهی قطعه‌ای است که تنش تناوبی معینی به آن اعمال می ‌شود. با انجام فرایند الکتروپولیش و حذف ترک ها و شیارهای ماشین کاری روی قطعات، مراکز تمرکز تنش و تنش های پسماند به حداقل رسیده و عمر خستگی بیشتر می شود. برای مثال اگر تنش متناوبی به اندازه 620 مگاپاسکال به قطعه فولادی اعمال شود، طول عمر خستگی آن 105 دور (چرخه) خواهد بود که با انجام فرایند الکتروپولیش با افزایش میزان لایه برداری به 107 هم می رسد و بیانگر یک الکترولیش موفق است.

فرایند الکتروپولیش
افزایش عمر خستگی با انجام فرایند الکتروپولیش

شکل 2 : افزایش عمر خستگی با انجام فرایند الکتروپولیش



دیدگاهتان را بنویسید