ყავისფერი შედუღებული ალუმინის მიკროფხვნილის მასალის ზედაპირის უხეშობაზე გავლენის კვლევა
ჩვენს საქმიანობაში, განსაკუთრებით ზედაპირული დამუშავების ან მასალების დამუშავების სფეროში, თითქმის ყოველდღიურად ვაწყდებით „უხეშობის“ ინდიკატორს. ეს მასალის „თითის ანაბეჭდს“ ჰგავს, რომელიც პირდაპირ განსაზღვრავს, შეუძლია თუ არა შემდგომი საფარის მიკვრა, რამდენად მდგრადია ნაწილები ცვეთამედეგად და აწყობის დალუქვის ეფექტსაც კი. დღეს ნუ ვისაუბრებთ ამ მაღალი დონის თეორიებზე, არამედ დავსხდეთ და კოლეგებივით ვისაუბროთ ჩვენს ყველაზე ნაცნობ ძველ მეგობარზე - ყავისფერ გამდნარ ალუმინის მიკროფხვნილზე - და იმაზე, თუ როგორ „მართავს“ ის მასალების ზედაპირის უხეშობას.
I. პირველ რიგში, მოდით გავიგოთ: რა არის ზუსტად ყავისფერი შედუღებული ალუმინის მიკროფხვნილი?
ყავისფერი შედუღებული ალუმინის ოქსიდიმარტივად რომ ვთქვათ, ეს არის ის, რასაც ჩვენ ელექტრორკალურ ღუმელში „ვახდენთ“ ისეთი მასალების გამოყენებით, როგორიცაა ალუმინი და კოქსი. რადგან ის შეიცავს ტიტანისა და რკინის ოქსიდების გარკვეულ რაოდენობას, მას აქვს მოყავისფრო ფერი, აქედან მოდის სახელიც. მას აქვს მაღალი სიმტკიცე, კარგი სიმტკიცე და ხელმისაწვდომია, რაც მას ქვიშაქვისა და დაფქვის „ძირითად საყრდენად“ აქცევს.
ტერმინი „მიკროფხვნილი“ მთავარია. ის ეხება უკიდურესად წვრილ ფხვნილს, რომელიც მიიღება ყავისფერი გამდნარი ალუმინის ოქსიდის დაქუცმაცებითა და გაცრით სპეციალური პროცესის მეშვეობით, ნაწილაკების ზომით, როგორც წესი, რამდენიმე ასეულიდან რამდენიმე ათას ბადემდე მერყეობს. ნუ შეაფასებთ ამ ფხვნილს არასაკმარისად; ეს აღარ არის უხეში „ხის საჭრელი დანა“, არამედ ზუსტი „ძერწვის დანა“. მისმა გამოჩენამ ყავისფერი გამდნარი ალუმინის ოქსიდი მძიმე დავალებებიდან, როგორიცაა ჩამოსხმული მასალიდან სქელი ოქსიდის ნადების მოცილება, გადავიდა ზუსტი დამუშავების სფეროში, სადაც საჭიროა ზედაპირის უკიდურესად მაღალი ხარისხი.
II. როგორ „ძერწავს“ ის ზედაპირს? – დინამიური მიკროსკოპული სამყარო
ბევრი ფიქრობს, რომ ქვიშის აფეთქება უბრალოდ ზედაპირზე ქვიშის დარტყმაა და რაც უფრო ძლიერად ურტყამ, მით უფრო უხეში ხდება. ეს ნაწილობრივ სიმართლეა, მაგრამ ჩვენთვის, ვინც მიკროფხვნილებს სწავლობს, მეორე ნახევარი არსია. ყავისფერი გამდნარი ალუმინის მიკროფხვნილის გავლენა ზედაპირის უხეშობაზე რთული დინამიური პროცესია, რომელსაც სამ მთავარ ეფექტად ვაჯამებ:
„ბურღვის“ ეფექტი (მაკროჭრა): ეს ყველაზე ინტუიციურია. მაღალსიჩქარიანი მფრინავი მიკროფხვნილის ნაწილაკები, როგორიცაა უამრავი პაწაწინა ჩაქუჩი და საჭრელი, ზემოქმედებენ მასალის ზედაპირზე. უფრო მყარი ნაწილაკები პირდაპირ „კბენენ“ მასალას და ქმნიან პაწაწინა ორმოებს. ეს ეტაპი ზედაპირის უხეშობის სწრაფად მზარდი მამოძრავებელი ფაქტორია. წარმოიდგინეთ გლუვი ზედაპირი, რომელიც ამოჭრილია უამრავი პაწაწინა ორმოთი; მწვერვალებსა და ხეობებს შორის სხვაობა მკვეთრად იზრდება, რაც ბუნებრივად ზრდის უხეშობის მნიშვნელობებს (მაგ., Ra, Rz).
„გახვნის“ ეფექტი (პლასტიკური დეფორმაცია): ეს საინტერესოა. როდესაც ნაწილაკები ზედაპირს პირისპირ პერპენდიკულარულად არ ეჯახებიან, არამედ კუთხით „აფხეკენ“, შესაძლოა, ისინი პირდაპირ არ ჭრიან მასალას. ამის ნაცვლად, გახვნის მსგავსად, ისინი ზედაპირის მასალას გვერდებზე „აჭერენ“ და ქმნიან ამობურცულ „ღარს“. ეს პროცესი პირდაპირ არ აშორებს მასალას, მაგრამ პლასტიკური დეფორმაციის გზით ცვლის ზედაპირის მორფოლოგიას, რაც ზრდის მწვერვალებსა და ხეობებს შორის სხვაობას.
„დატკეპნის“ და „დაღლილობის“ ეფექტები: მიკრონაწილაკების უწყვეტი ზემოქმედების ქვეშ, მასალის ზედაპირი განიცდის „დახვეწის“ პროცესს განმეორებითი დარტყმების გზით. ადრეულმა დარტყმებმა შეიძლება ზედაპირი მოადუნოს, მაგრამ უწყვეტმა დარტყმებმა სინამდვილეში „დატკეპნა“ ზედაპირის ფენა, რაც ქმნის მკვრივ, გამაგრებულ ფენას. ამავდროულად, განმეორებითი დარტყმები იწვევს დაღლილობას მასალის ზედაპირის მიკროსტრუქტურაში, რაც აადვილებს შემდგომი ნაწილაკების მოცილებას.
როგორც ხედავთ, ქვიშაქვის მარტივი დამუშავების პროცესიც კი ერთდროულად სამ ეფექტს მოიცავს და მიკროსკოპულ სამყაროში ერთმანეთთან ურთიერთქმედებს: „თხრა“, „ხვნა“ და „დატკეპნა“.
III. შედეგებზე მოქმედი სამი ძირითადი ფაქტორი: ნაწილაკების ზომა, წნევა და კუთხე
ახლა, როდესაც პრინციპი გვესმის, როგორ „ვმართავთ“ყავისფერი შედუღებული ალუმინის მიკროფხვნილისასურველი ზედაპირის უხეშობის მისაღწევად რეალურ ექსპლუატაციაში? ეს ძირითადად ამ სამ ძირითად ფაქტორზეა დამოკიდებული:
პირველი ფაქტორი: ნაწილაკების ზომა (რამდენად უხეში უნდა იყოს ფხვნილი?)
ეს ყველაზე მნიშვნელოვანი პარამეტრია. მარტივად რომ ვთქვათ, იმავე პირობებში, რაც უფრო უხეშია ნაწილაკები, მით უფრო მაღალია ზედაპირის უხეშობის მნიშვნელობა. 80-მეშიანი უხეშად დაფქული ფხვნილის გამოყენებით რამდენიმე შტრიხში ძალიან უხეშ ზედაპირს მიიღებთ; მაგრამ თუ W40-ს ან თუნდაც უფრო წვრილ მიკროფხვნილს გამოიყენებთ, შედეგად მიღებული ზედაპირი ძალიან გლუვი და ნაზი იქნება. ეს ხის გახეხვის მსგავსია უხეში და წვრილი სახეხი ქაღალდით - შედეგები ძალიან განსხვავებულია. ამიტომ, ზედაპირის დაბალი უხეშობის მისაღებად, წვრილი მიკროფხვნილის შერჩევა პირველი ნაბიჯია.
მეორე ძირითადი ელემენტი: შესხურების წნევა (რამდენი ძალაა?)
წნევა ნაწილაკებს ენიჭებათ ენერგია. რაც უფრო დიდია წნევა, მით უფრო სწრაფად დაფრინავენ ნაწილაკები, მით უფრო მეტი კინეტიკური ენერგია აქვთ მათ და მით უფრო აგრესიულია „თხრისა“ და „ხვნის“ ეფექტი, რაც ბუნებრივად იწვევს უფრო მეტ უხეშობას. თუმცა, არსებობს ერთი ნაკლი: უფრო მაღალი წნევა ყოველთვის უკეთესი არ არის. ჭარბმა წნევამ შეიძლება გამოიწვიოს ზედმეტი ჭრა, თუნდაც სამუშაო ნაწილის განზომილებიანი სიზუსტის დაზიანება ან თუნდაც მყიფე მასალების გატეხვა. ჩვენი გამოცდილებით, გაწმენდისა და უხეშობის მოთხოვნების დაკმაყოფილებისას, უმჯობესია გამოიყენოთ ყველაზე დაბალი შესაძლო წნევა - „გამოიყენეთ საუკეთესო ფოლადი იქ, სადაც ეს მნიშვნელოვანია“.
მესამე ძირითადი ელემენტი: შესხურების კუთხე (რომელი მიმართულებით?)
ბევრი ადამიანი ამ პარამეტრს უგულებელყოფს. კვლევები აჩვენებს, რომ როდესაც შესხურების კუთხე 70°-დან 90°-მდეა (თითქმის პერპენდიკულარული), უხეშობის ზრდა ყველაზე მნიშვნელოვანია, რადგან „თხრის“ ეფექტი დომინირებს. როდესაც კუთხე მცირდება (მაგ., 30°-45°), „ხნვის“ ეფექტი უფრო გამოხატული ხდება, რაც იწვევს უხეშობის განსხვავებულ პროფილს. თუ გვინდა ზედაპირის გაწმენდა, მაგრამ არ გვინდა, რომ ის ძალიან უხეშად იქცეს, ზოგჯერ უფრო მცირე კუთხეს ვიყენებთ გაწმენდასა და უხეშობას შორის ბალანსის მისაღწევად.
IV. „საიდუმლოებები“ და პრაქტიკულ გამოყენებაში არსებული რეფლექსიები
მხოლოდ თეორია საკმარისი არ არის; რეალურ სამუშაოში ბევრი „საიდუმლოა“ ნაპოვნი.
მაგალითად, სამუშაო ნაწილის „ტემპერამენტი“ (მასალის თანდაყოლილი თვისებები) გადამწყვეტია. მაღალი სიმტკიცის, გამაგრებული ფოლადისა და რბილი ალუმინის დასამუშავებლად ერთი და იგივე პარამეტრების გამოყენება სრულიად განსხვავებულ შედეგებს იძლევა. რბილი მასალები უფრო მეტად მიდრეკილია პლასტიკური დეფორმაციისკენ, ქმნის ღრმა და ფართო „ღარებს“ და ადვილად იჭედება; მყარი მასალები უფრო მეტად იშლება მყიფედ, რაც მეტ ორმოებს წარმოქმნის.
კიდევ ერთი მაგალითია მიკროფხვნილის „სიცოცხლის ხანგრძლივობა“.ყავისფერი შედუღებული ალუმინის მიკროფხვნილიდროთა განმავლობაში ცვდება და დაიმსხვრევა. ფხვნილის ახალ პარტიას აქვს ნაწილაკების ერთგვაროვანი ზომა, ბასრი კიდეები და ძლიერი ჭრის ძალა, რაც ქმნის ერთგვაროვან და შედარებით დიდ უხეშობას. თუმცა, გამოყენებული ფხვნილი, მომრგვალებული კიდეებით და უფრო პატარა ნაწილაკების ზომით, „ძველდება და ცვდება“ ჭრის ძალის შემცირებით, რაც პოტენციურად იწვევს უფრო მცირე და უფრო ერთგვაროვან უხეშობას, რაც შესაფერისია ზედაპირის ერთგვაროვანი „ატლასის“ დასასრულებლად. ეს ყველაფერი დამოკიდებულია თქვენი პროცესის მოთხოვნებზე.
ამიტომ, ეფექტის შესწავლაყავისფერი შედუღებული ალუმინის მიკრო ფხვნილიზედაპირის უხეშობის დადგენა მხოლოდ მასალის დათვალიერებისა და შესაბამისად მუშაობის საკითხი არ არის. ეს მიკროსკოპულ სამყაროში ზუსტი კონტროლის ხელოვნებაა. ჩვენ უნდა ვიყოთ გამოცდილი ჩინური ტრადიციული მედიცინის ექიმის მსგავსად, ოსტატურად დავეუფლოთ „სამკურნალო მცენარეების“ თვისებებსა და მოქმედების გზებს, როგორიცაა „ნაწილაკები, წნევა და კუთხე“, შემდეგ კი ეს შევათავსოთ სამუშაო ნაწილის მასალის „შედგენილობასთან“, რათა დავნიშნოთ ყველაზე ეფექტური „საშუალება“ და მივაღწიოთ ზედაპირის იდეალურ უხეშობას.