عملیات سطحی روشی برای ایجاد یک لایه سطحی با ویژگی‌های مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی متمایز از ماده پایه است.

هدف از عملیات سطحی، برآورده کردن الزامات عملکردی منحصر به فرد محصول برای مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر سایش، تزئینات و سایر عوامل است. سنگ زنی مکانیکی، عملیات شیمیایی، عملیات حرارتی سطح و اسپری کردن سطح، برخی از تکنیک‌های متداول عملیات سطحی ما هستند. هدف از عملیات سطحی، تمیز کردن، جارو کردن، پلیسه زدایی، چربی زدایی و رسوب زدایی سطح قطعه کار است. امروز روش عملیات سطحی را بررسی خواهیم کرد.

آبکاری الکتریکی در خلاء، آبکاری الکتریکی، آنودایزینگ، پرداخت الکترولیتی، چاپ پد، گالوانیزه کردن، پوشش پودری، چاپ انتقال آب، چاپ سیلک، الکتروفورز و سایر تکنیک‌های عملیات سطحی اغلب مورد استفاده قرار می‌گیرند.

1. آبکاری الکتریکی در خلاء

یک پدیده رسوب فیزیکی، آبکاری در خلاء است. ماده هدف به مولکول‌هایی تقسیم می‌شود که توسط مواد رسانا جذب می‌شوند تا یک لایه سطحی فلزی یکنواخت و صاف ایجاد کنند، زمانی که گاز آرگون در شرایط خلاء وارد شده و به ماده هدف برخورد می‌کند.

موادی که اعمال می‌شوند:

۱. طیف گسترده‌ای از مواد، از جمله فلزات، پلیمرهای نرم و سخت، مواد کامپوزیتی، سرامیک‌ها و شیشه، می‌توانند تحت خلاء آبکاری شوند. آلومینیوم ماده‌ای است که اغلب آبکاری الکتریکی می‌شود و پس از آن نقره و مس قرار دارند.

۲. از آنجا که رطوبت موجود در مواد طبیعی بر محیط خلاء تأثیر می‌گذارد، مواد طبیعی برای آبکاری خلاء مناسب نیستند.

هزینه فرآیند: هزینه نیروی کار برای آبکاری خلاء نسبتاً بالاست زیرا قطعه کار باید اسپری، بارگذاری، تخلیه و دوباره اسپری شود. با این حال، پیچیدگی و کمیت قطعه کار نیز در هزینه نیروی کار نقش دارند.

تأثیر زیست‌محیطی: آبکاری الکتریکی در خلاء تقریباً به اندازه پاشش به محیط زیست آسیب نمی‌رساند.

2. الکتروپولیش

با کمک جریان الکتریکی، اتم‌های قطعه کار غوطه‌ور در الکترولیت به یون تبدیل شده و در طی فرآیند الکتروشیمیایی «آبکاری الکتریکی» از سطح جدا می‌شوند، که باعث حذف پلیسه‌های کوچک و براق شدن سطح قطعه کار می‌شود.

موادی که اعمال می‌شوند:

۱. اکثر فلزات را می‌توان به صورت الکترولیتی صیقل داد، که صیقل دادن سطح فولاد ضد زنگ محبوب‌ترین کاربرد آن است (به‌ویژه برای فولاد ضد زنگ با گرید هسته‌ای آستنیتی).

۲. الکتروپولیش کردن همزمان بسیاری از مواد یا حتی در یک محلول الکترولیتی یکسان غیرممکن است.

هزینه عملیات: از آنجا که پولیش الکترولیتی اساساً یک عملیات کاملاً خودکار است، هزینه‌های نیروی کار نسبتاً کم است. تأثیر بر محیط زیست: پولیش الکترولیتی از مواد شیمیایی خطرناک کمتری استفاده می‌کند. استفاده از آن ساده است و برای تکمیل عملیات فقط به مقدار کمی آب نیاز دارد. علاوه بر این، می‌تواند از خوردگی فولاد ضد زنگ جلوگیری کرده و کیفیت فولاد ضد زنگ را افزایش دهد.

۳. تکنیک چاپ پد

امروزه یکی از مهم‌ترین تکنیک‌های چاپ ویژه، توانایی چاپ متن، گرافیک و تصاویر روی سطح اشیاء با اشکال نامنظم است.

تقریباً از همه مواد می‌توان برای چاپ پد استفاده کرد، به استثنای مواردی که از پدهای سیلیکونی نرم‌تر هستند، از جمله PTFE.

هزینه‌های پایین نیروی کار و قالب با این فرآیند مرتبط است.
تأثیر زیست‌محیطی: این روش تأثیر زیست‌محیطی بالایی دارد زیرا فقط با جوهرهای محلول کار می‌کند که از مواد شیمیایی خطرناک ساخته شده‌اند.

۴. روش آبکاری روی

روشی برای اصلاح سطح که مواد آلیاژی فولاد را با لایه‌ای از روی برای ایجاد خواص زیبایی‌شناختی و ضد زنگ می‌پوشاند. لایه روی، یک لایه محافظ الکتروشیمیایی روی سطح است که می‌تواند خوردگی فلز را متوقف کند. گالوانیزه کردن و گالوانیزه گرم دو تکنیک پرکاربرد هستند.

موادی که می‌توانند اعمال شوند: از آنجا که فرآیند گالوانیزه به فناوری پیوند متالورژیکی بستگی دارد، فقط می‌توان از آن برای تصفیه سطوح فولاد و آهن استفاده کرد.

هزینه فرآیند: چرخه کوتاه/هزینه نیروی کار متوسط، بدون هزینه قالب. دلیل این امر این است که کیفیت سطح قطعه کار به شدت به آماده‌سازی فیزیکی سطح قبل از گالوانیزه بستگی دارد.

تأثیر زیست‌محیطی: فرآیند گالوانیزه با افزایش عمر مفید قطعات فولادی به میزان ۴۰ تا ۱۰۰ سال و جلوگیری از زنگ‌زدگی و خوردگی قطعه کار، تأثیر مثبتی بر محیط زیست دارد. علاوه بر این، استفاده مکرر از روی مایع منجر به ضایعات شیمیایی یا فیزیکی نمی‌شود و قطعه کار گالوانیزه شده را می‌توان پس از گذشت عمر مفید آن، دوباره در مخزن گالوانیزه قرار داد.

5. روش آبکاری

فرآیند الکترولیتی اعمال پوششی از یک لایه فلزی روی سطوح قطعات به منظور بهبود مقاومت در برابر سایش، رسانایی، انعکاس نور، مقاومت در برابر خوردگی و زیبایی‌شناسی. بسیاری از سکه‌ها نیز روی لایه بیرونی خود آبکاری الکتریکی دارند.

موادی که اعمال می‌شوند:

۱. اکثر فلزات را می‌توان آبکاری الکتریکی کرد، با این حال خلوص و اثربخشی آبکاری در بین فلزات مختلف متفاوت است. در میان آنها، قلع، کروم، نیکل، نقره، طلا و رودیوم رایج‌ترین هستند.

۲. ABS ماده‌ای است که بیشترین میزان آبکاری الکتریکی را دارد.

۳. از آنجا که نیکل برای پوست خطرناک و تحریک‌کننده است، نمی‌توان از آن برای آبکاری هر چیزی که با پوست در تماس باشد استفاده کرد.

هزینه فرآیند: هزینه قالب ندارد، اما برای نصب قطعات به فیکسچر نیاز است؛ هزینه زمان بسته به دما و نوع فلز متفاوت است؛ هزینه نیروی کار (متوسط ​​تا زیاد)؛ بسته به نوع قطعات آبکاری شده؛ به عنوان مثال، آبکاری کارد و چنگال و جواهرات نیاز به هزینه نیروی کار بسیار بالایی دارد. به دلیل استانداردهای سختگیرانه آن برای دوام و زیبایی، توسط پرسنل بسیار ماهر اداره می‌شود.

تأثیر زیست‌محیطی: از آنجا که فرآیند آبکاری الکتریکی از مواد مضر زیادی استفاده می‌کند، انحراف و استخراج تخصصی برای اطمینان از حداقل آسیب زیست‌محیطی ضروری است.