Lai gan šķīduma ķīmija un temperatūras kontrole veido pamatu vienveidīgai titāna sakausējuma ķīmiskajai pulēšanai, tie nebūt nav vienīgie faktori, kas nosaka galīgo virsmas kvalitāti. Daudzos ražošanas scenārijos pat labi formulētas vannas un stingri kontrolētas temperatūras nespēj novērst nevienmērīgumu, norādot, ka joprojām ir spēkā slēptie mainīgie, kas saistīti ar šķidruma dinamiku, apstrādājamo priekšmetu apstrādi, pirmapstrādes statusu un vannas apkopi. Šie bieži aizmirstie elementi var tieši izjaukt kodināšanas konsistenci, izraisīt lokālus koncentrācijas gradientus vai radīt nevienmērīgu kontaktu starp sagataves virsmu un pulēšanas šķīdumu. Nākamajās šīs sērijas sadaļās mēs sīkāk izpētīsim šos sekundāros, bet kritiskos ietekmējošos faktorus, sniegsim detalizētas problēmu novēršanas metodes un izveidosim pilnīgu, uz ražošanu orientētu optimizācijas sistēmu, lai sasniegtu patiesi stabilus un atkārtojamus ķīmiskās pulēšanas rezultātus.
4. Vannas novecošana un titāna jonu uzkrāšanās
Izmantojot pulēšanas vannu, šķīdumā uzkrājas izšķīdis titāns. Ti³⁺ un Ti⁴⁺ joni palielina vannas viskozitāti un maina difūzijas īpašības. Šī uzkrāšanās ir mānīga, jo pH vien nevar ticami norādīt vannas stāvokli.
Pie zemas titāna koncentrācijas vanna darbojas paredzami. Titānam uzkrājoties, notiek vairākas izmaiņas: efektīvā HF koncentrācija samazinās kompleksu veidošanās dēļ, difūzijas robežslānis sabiezē un pulēšanas ātrums palēninās nevienmērīgi. Augstās koncentrācijās izšķīdinātais titāns var sākt atkārtoti uzklāt uz sagataves virsmām, kavējot vienmērīgu materiāla noņemšanu un ieviešot virsmas piesārņojumu.
Vannas kalpošanas laiks ievērojami atšķiras atkarībā no sagataves ģeometrijas, apstrādes temperatūras un kopējās apstrādātās virsmas. Liela apjoma ražošanai ir ieteicama titāna koncentrācijas analīze (izmantojot titrēšanu vai ICP) ar daļēju vannas nomaiņu vai reģenerāciju, ja titāna saturs pārsniedz slieksni, kas parasti pārsniedz 15–25 g/l. Reģenerācijas metodes ietver selektīvu titāna sāļu izgulsnēšanu ar dzesēšanu un filtrēšanu vai svaiga HF/HNO₃ koncentrāta pievienošanu, lai līdzsvarotu aktīvās sastāvdaļas.
5. Šķidruma dinamika: maisīšana, sagataves pozicionēšana un masveida transportēšana
Vienmērīgai pulēšanai nepieciešama vienmērīga svaiga šķīduma piekļuve katram sagataves virsmas punktam. Stagnējošās vai vāji maisītās vannās lokāla reaģentu samazināšanās un reakcijas produktu uzkrāšanās rada koncentrācijas gradientus, kas tieši pārvēršas nevienādos pulēšanas rezultātos.
Ir pieejamas vairākas maisīšanas metodes, katrai no tām ir atšķirīgas īpašības:
Lielām vai ģeometriski sarežģītām detaļām bieži vien vislabāk darbojas kombinētā pieeja: plūsmas recirkulācija, lai saglabātu šķīduma masas viendabīgumu, kā arī apstrādājamā priekšmeta mehāniskā maisīšana, lai pārrautu robežslāņus uz virsmas. Svarīga ir arī sagataves orientācija. Plakanās plāksnes jānovieto vertikāli, nevis horizontāli, lai izvairītos no gāzes burbuļu iespiešanas pret virsmu. Detaļām ar akliem caurumiem vai iekšējiem dobumiem ir nepieciešams īpašs stiprinājums, lai nodrošinātu šķīduma apmaiņu šo elementu ietvaros.
6. Pirms-apstrāde un virsmas stāvokļa efekti
Nevienmērīga pulēšana bieži notiek pirms apstrādājamā priekšmeta nonākšanas pulēšanas vannā. Titāna virsmām dabiski ir pasīvā oksīda plēve, kuras biezums un sastāvs mainās atkarībā no iepriekšējās termiskās un mehāniskās vēstures. Ja šī oksīda plēve pirms pulēšanas netiek vienmērīgi noņemta, sākotnējais uzbrukums visā virsmā notiks dažādos ātrumos, radot nevienmērīgu rezultātu pat tad, ja turpmākais pulēšanas process tiek pilnībā kontrolēts.
Standarta risinājums ir divpakāpju{0}}pieeja: pirmkārt, pirms-pulēšanas deoksidēšanas posms, izmantojot maigāku skābo maisījumu, lai vienmērīgi atdalītu dabisko oksīdu. Tikai pēc tam apstrādājamā detaļa nonāk pilnas -izturības ķīmiskās pulēšanas vannā. Būtiska ir arī sārmaina attaukošana, kam seko rūpīga skalošana. Jebkādas eļļas, taukvielu vai veikala augsnes paliekas lokāli bloķē skābes piekļuvi, radot raksturīgus neiegravētus plankumus vai traipus. Pētījumi ir parādījuši, ka piesārņojums apstrādes, uzglabāšanas un transportēšanas laikā ir galvenais iemesls lokālai krāsas maiņai uz titāna virsmām.
Ūdens kvalitāte bieži tiek ignorēta. Dejonizēts vai destilēts ūdens ir jāizmanto gan vannas-uzklāšanai, gan skalošanai. Krāna ūdens ievada hlorīdus, sulfātus un metāla jonus, kas var traucēt vannas ķīmiju vai atstāt žūšanas traipus uz pulētām virsmām.
Turpinot
