कैसे रासायनिक रूप से पोलिश टाइटेनियम मिश्र धातु

टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग एयरोस्पेस, चिकित्सा उपकरणों और उनकी उच्च शक्ति, संक्षारण प्रतिरोध और जैव-रासायनिकता के कारण उच्च अंत विनिर्माण में व्यापक रूप से किया जाता है। हालांकि, सतह ऑक्साइड परतें और प्रसंस्करण दोष अक्सर एक खराब खत्म हो जाते हैं, जो प्रदर्शन और सौंदर्यशास्त्र दोनों से समझौता करते हैं। रासायनिक पॉलिशिंग चुनिंदा रूप से सूक्ष्म सतह प्रोट्रूशियंस को भंग कर देती है, जटिल उपकरणों की आवश्यकता के बिना कमरे के तापमान पर एक दर्पण की तरह खत्म हो जाती है, जिससे यह टाइटेनियम मिश्र धातु सतह उपचार के लिए एक महत्वपूर्ण तकनीक बन जाता है।

रासायनिक पॉलिशिंग के मुख्य सिद्धांत: चयनात्मक विघटन और सतह समतलन

रासायनिक चमकाने का सार टाइटेनियम मिश्र धातु की सतह पर सूक्ष्म प्रोट्रूशियंस को भंग करने के लिए एक रेडॉक्स प्रतिक्रिया का उपयोग करना है, जो कि recessed क्षेत्रों की तुलना में बहुत तेजी से है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोफ्लोरिक एसिड (HF) और नाइट्रिक एसिड (HNO₃) के मिश्रण में, HF सतह ऑक्साइड फिल्म (Tio₂) को भंग कर देता है, जबकि नाइट्रिक एसिड ऑक्सीकरण के माध्यम से समाधान स्थिरता को बनाए रखता है, अत्यधिक जंग को रोकता है। इस प्रतिक्रिया के दौरान, एक चिपचिपा पास होने वाली फिल्म सतह पर बनती है। इसकी असमान मोटाई के परिणामस्वरूप वर्तमान घनत्व भिन्न होता है: फिल्म प्रोट्रूशियंस पर पतली होती है और तेजी से घुल जाती है, जबकि फिल्म recessed क्षेत्रों में मोटी होती है और अधिक धीरे -धीरे घुल जाती है। यह "स्व-विनियमन" तंत्र धीरे-धीरे सतह को चिकना कर देता है, अंततः एक दर्पण जैसा खत्म हो जाता है। प्रायोगिक आंकड़ों से पता चलता है कि 20-35 डिग्री पर, शुद्ध टाइटेनियम (TA1) को हाइड्रोजन उत्सर्जन के जोखिम के बिना, आरए 3.2μm से आरए 0.2μm से नीचे इसकी सतह खुरदरापन को कम करने के लिए 20-60 सेकंड के लिए एक एचएफ-एचएनओएन मिश्रण के साथ इलाज किया जा सकता है। इसके विपरीत, जबकि मैकेनिकल पॉलिशिंग जल्दी से ऑक्साइड की परत को हटा सकती है, यह खरोंच और तनाव सांद्रता के लिए प्रवण है। दूसरी ओर, रासायनिक पॉलिशिंग, गैर-विनाशकारी प्रसंस्करण प्राप्त करती है और विशेष रूप से जटिल संरचनात्मक भागों के लिए उपयुक्त है।

रासायनिक पॉलिशिंग प्रक्रिया: प्रीट्रीटमेंट से लेकर पोस्ट-ट्रीटमेंट तक

Pretreatment: degreasing और सफाई

टाइटेनियम मिश्र धातु की सतह अक्सर द्रव और उंगलियों के निशान को काटने जैसे दूषित पदार्थों को बनाए रखती है। इसलिए, उन्हें 10 मिनट के लिए एक कार्बनिक विलायक (जैसे एसीटोन) के साथ अल्ट्रासोनिक रूप से साफ किया जाना चाहिए, इसके बाद एक विआयनीकृत पानी कुल्ला।

रासायनिक पॉलिशिंग समाधान तैयारी

एक सामान्य सूत्र HF (40%) है: hno₃ (65%): H₂o=1: 3: 6 (वॉल्यूम अनुपात), या एक विशेष टाइटेनियम मिश्र धातु पॉलिशिंग एजेंट (जैसे q/ys.406) का उपयोग किया जा सकता है। तैयारी के दौरान नोट्स:

तापमान नियंत्रण: पॉलिशिंग समाधान तापमान को 20-45 डिग्री के बीच बनाए रखा जाना चाहिए। बहुत अधिक तापमान नाइट्रिक एसिड के अपघटन को तेज करेगा और पीले धुएं का उत्पादन करेगा; एक तापमान बहुत कम एक अपर्याप्त प्रतिक्रिया दर में परिणाम होगा।

कंटेनर चयन: पीई, पीपी, या पीवीसी को प्राथमिकता दी जाती है। धातु के कंटेनरों से बचें जो साइड रिएक्शन का कारण बन सकते हैं।

सरगर्मी विधि: समाधान एकरूपता सुनिश्चित करने और स्थानीयकृत अत्यधिक एकाग्रता को रोकने के लिए चुंबकीय सरगर्मी या हवा सरगर्मी का उपयोग करें।

पॉलिश प्रक्रिया नियंत्रण

ऑक्साइड परत की मोटाई (पतली परतों के लिए 10-20 सेकंड, मोटी परतों के लिए 30-90 सेकंड) के अनुसार समायोजित समय के लिए पॉलिशिंग समाधान में वर्कपीस को विसर्जित करें। मुख्य परिचालन बिंदुओं में शामिल हैं:

डायनेमिक मॉनिटरिंग: प्रोसेस किए गए प्रत्येक 5-10 वर्कपीस में समाधान एकाग्रता की जांच करें। स्टॉक समाधान को फिर से भरें यदि एचएफ की खपत बहुत तेजी से है।

वर्कपीस की रिक्ति: स्थानीयकृत ओवरहीटिंग को रोकने के लिए करीब स्टैकिंग से बचें जो समाधान को उबालने का कारण बन सकती है।

आपातकालीन उपाय: यदि वर्कपीस की सतह पर काले धब्बे दिखाई देते हैं, तो वर्कपीस को तुरंत हटा दें और पॉलिशिंग समाधान को फिर से तैयार करें।

पोस्ट-ट्रीटमेंट: सफाई और पासेशन

चमकाने के बाद, 3 मिनट के लिए विआयनीकृत पानी चलाने के साथ कुल्ला और फिर एक घने ऑक्साइड फिल्म बनाने और संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए 3-5 मिनट के लिए एक टाइटेनियम पासिंग एजेंट (जैसे फॉस्फेट समाधान) में विसर्जित करें।

इन चरणों के माध्यम से, हम रासायनिक रूप से टाइटेनियम मिश्र धातुओं को पोलिश कर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक चिकनी और उज्जवल सतह होती है। व्यवहार में, अत्यधिक एकाग्रता या कम तापमान से बचने के लिए पॉलिशिंग समाधान की एकाग्रता और तापमान को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करना महत्वपूर्ण है, जो पॉलिशिंग प्रभाव को प्रभावित कर सकता है। इसके अलावा, पॉलिशिंग समय टाइटेनियम मिश्र धातु की सतह की सामग्री और स्थिति पर निर्भर करता है। आम तौर पर पॉलिशिंग समय की सटीक समझ हासिल करने के लिए कम संख्या में परीक्षण करने की सिफारिश की जाती है।