معالجة وتلميع أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الدقيقة ذات الأقطار الصغيرة

تُستخدم أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الدقيقة ذات الأقطار الصغيرة على نطاق واسع نظرًا لمقاومتها العالية للتآكل وجدواها الاقتصادية، لا سيما في المعدات الطبية، والأجزاء الميكانيكية، والمعدات التجريبية، وغيرها. يجب أن تتميز هذه الأنابيب بمقاومتها للتآكل، ومظهرها اللامع، ونظافتها، وأن يكون سطحها خاليًا من أي مواد سامة لجسم الإنسان. لذا، تتطلب معالجة سطحها إزالة جميع المواد الضارة تمامًا. وتُعدّ تقنية التلميع من أساليب المعالجة السطحية المتقدمة، حيث تُحسّن مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ للتآكل ولمعانه بشكل ملحوظ.

توجد سبع طرق شائعة الاستخدام للتلميع حاليًا. دعونا نلقي نظرة على عملية معالجة وتلميع أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الدقيقة ذات الأقطار الصغيرة.

1. التلميع الميكانيكي: هو أسلوب تلميع يعتمد على تشكيل سطح المادة المراد تلميعها لإزالة الأجزاء المحدبة والحصول على سطح أملس. يُستخدم عادةً شرائط حجر الزيت، وعجلات الصوف، وورق الصنفرة، وغيرها، ويعتمد بشكل أساسي على التشغيل اليدوي. أما في حال تطلب الأمر جودة سطح عالية، فيمكن استخدام الطحن والتلميع فائق الدقة. يستخدم هذا الأسلوب أداة طحن خاصة تُضغط بإحكام على سطح قطعة العمل في سائل طحن وتلميع يحتوي على مواد كاشطة، وتدور بسرعة عالية. تُحقق هذه التقنية خشونة سطح تصل إلى Ra0.008 ميكرومتر، وهي أعلى قيمة بين مختلف أساليب التلميع.

٢. التلميع الكيميائي: يهدف التلميع الكيميائي إلى إذابة الأجزاء البارزة المجهرية من سطح أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الدقيقة ذات الأقطار الصغيرة في وسط كيميائي، بحيث تذوب الأجزاء المقعرة بشكل تفضيلي، للحصول على سطح أملس. تتمثل الميزة الرئيسية لهذه الطريقة في أنها لا تتطلب معدات معقدة، ويمكنها تلميع قطع العمل ذات الأشكال المعقدة، كما يمكن تلميع العديد من قطع العمل في الوقت نفسه، وتتميز بكفاءة عالية. تكمن المشكلة الأساسية في التلميع الكيميائي في تحضير سائل التلميع. يبلغ متوسط ​​خشونة السطح الناتج عن التلميع الكيميائي عادةً بضع عشرات من الميكرومترات.

3. التلميع الإلكتروليتي: يعتمد مبدأ التلميع الإلكتروليتي على نفس مبدأ التلميع الكيميائي، أي على الذوبان الانتقائي للأجزاء الصغيرة البارزة على سطح المادة لجعل السطح أملسًا. وبالمقارنة مع التلميع الكيميائي، فإنه يُلغي تأثير تفاعل الكاثود ويُحقق نتائج أفضل.

٤. التلميع بالموجات فوق الصوتية: ضع أنبوبًا دقيقًا صغير القطر من الفولاذ المقاوم للصدأ في معلق المواد الكاشطة، ثم ضعه في مجال الموجات فوق الصوتية. بالاعتماد على اهتزاز الموجات فوق الصوتية، تُصقل المواد الكاشطة على سطح قطعة العمل. تتميز المعالجة بالموجات فوق الصوتية بقوة كلية صغيرة، ولا تُسبب تشوهًا في قطعة العمل. يمكن دمج المعالجة بالموجات فوق الصوتية مع الطرق الكيميائية أو الكهروكيميائية. بالاعتماد على التآكل الناتج عن المحلول والتحليل الكهربائي، يُستخدم الاهتزاز فوق الصوتي لتحريك المحلول وفصل المنتجات المذابة على سطح قطعة العمل، مما يجعل التآكل أو الإلكتروليت بالقرب من السطح متجانسًا؛ كما أن تأثير التجويف الناتج عن الموجات فوق الصوتية في السائل يُثبط عملية التآكل ويُسهل تلميع السطح.

٥. التلميع بالسوائل: يعتمد التلميع بالسوائل على تدفق سائل عالي السرعة وجزيئات كاشطة يحملها لتنظيف سطح قطعة العمل وتلميعها. تشمل الطرق الشائعة معالجة النفث الكاشط، ومعالجة النفث السائل، والطحن الديناميكي للسوائل، وغيرها. يعتمد الطحن الديناميكي للسوائل على الضغط الهيدروليكي لجعل الوسط السائل الحامل للجزيئات الكاشطة يتدفق ذهابًا وإيابًا بسرعة عالية على سطح قطعة العمل. يتكون هذا الوسط بشكل أساسي من مركبات خاصة (مواد شبيهة بالبوليمر) ذات سيولة جيدة تحت ضغط منخفض، ومخلوطة بمواد كاشطة. يمكن أن تكون المادة الكاشطة مصنوعة من مسحوق كربيد السيليكون.

٦. الطحن والتلميع المغناطيسي: يستخدم الطحن والتلميع المغناطيسي مواد كاشطة مغناطيسية لتشكيل فرش كاشطة تحت تأثير مجال مغناطيسي لطحن أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الدقيقة ذات الأقطار الصغيرة. تتميز هذه الطريقة بكفاءة معالجة عالية، وجودة ممتازة، وسهولة التحكم في ظروف المعالجة، وظروف عمل مثالية. وباستخدام مواد كاشطة مناسبة، يمكن أن تصل خشونة السطح إلى Ra0.1 ميكرومتر.

٧. التلميع الكيميائي الميكانيكي: تجمع تقنية التلميع الكيميائي الميكانيكي بين مزايا التلميع الكيميائي والميكانيكي، وهي الطريقة الأكثر شيوعًا في عمليات التلميع. فمع ضمان كفاءة إزالة المواد، يُمكن الحصول على سطح أكثر مثالية. وتكون درجة استواء السطح المُحققة أعلى بمقدار ١٠ إلى ٢ رتبة من تلك المُحققة باستخدام هاتين الطريقتين منفردتين، كما يُمكن الوصول إلى خشونة سطح تتراوح من مستوى النانومتر إلى المستوى الذري. علاوة على ذلك، يتميز تأثير التلميع ببريق شديد، وخلوه من العيوب، واستواء سطحه.

ما سبق هو سبع طرق لتلميع أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الدقيقة ذات الأقطار الصغيرة. لا يقتصر التلميع على متطلباته العالية فحسب، بل يتطلب أيضًا معايير دقيقة لسطح الأنابيب من حيث استوائها ونعومتها ودقتها الهندسية. عادةً ما يكفي تلميع السطح للحصول على سطح لامع. ومع ذلك، نظرًا لصعوبة التحكم بدقة في الدقة الهندسية لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الدقيقة ذات الأقطار الصغيرة باستخدام طرق مثل التلميع الإلكتروليتي والتلميع السائل، ولأن جودة سطح التلميع الكيميائي والتلميع بالموجات فوق الصوتية والتلميع المغناطيسي وغيرها من الطرق لا تفي بالمتطلبات، فإن التلميع الميكانيكي هو الخيار الرئيسي في هذه العملية.