Machining principle (nguyên lý gia công)
Chemical machining is a non-traditional method that removes material through a reaction with strong corrosive substances This innovative technique was first utilized in aircraft manufacturing technology following World War II.
Many chemicals are used to separate material from a work piece by various methods.
Gia công hóa là một phương pháp gia công không truyền thống, trong đó vật liệu được tách ra khi tiếp xúc với một chất khắc hóa mạnh Phương pháp này lần đầu tiên được áp dụng sau Chiến tranh Thế giới thứ hai trong ngành sản xuất máy bay Nhiều loại hóa chất khác nhau được sử dụng để tách vật liệu từ các chi tiết gia công thông qua nhiều phương pháp khác nhau.
Technology method and technology ability (Các phương pháp công nghệ và khả năng công nghệ)
Clean the workpiece (Làm sạch chi tiết gia công)
The first step is a part cleaning operation to ensure that material is evenly peeled from the work surface.
Bước đầu tiên là nguyên công làm sạch chi tiết để đảm bảo cho vật liệu được bóc đi đồng đều từ mặt gia công.
Create a layer of protection (Tạo một lớp bảo vệ)
A protective coating is applied to specific surfaces of a part to shield them from the corrosive effects of acid This durable layer is designed for areas that do not require machining, ensuring enhanced longevity and resistance The materials used for this protective layer are selected for their effectiveness in combating corrosion.
Neoprene, Polvinil, Chloride and some kind of Polyme Layer protection can be done in many ways like: Cut and peel, Optical resistantce, Grid capacity resistantce.
Một lớp phủ bảo vệ được áp dụng lên bề mặt của chi tiết để chống lại tác động ăn mòn của chất khắc axit Lớp bảo vệ này thường được sử dụng cho những bề mặt không cần gia công và được làm từ các vật liệu như Neoprene, Polivinil, Chloride và các Polymer khác Có nhiều phương pháp thực hiện lớp bảo vệ này, bao gồm cắt và bóc, kháng quang, và kháng dung lưới.
Peel the workpiece (bóc chi tiết gia công)
The material removal process involves immersing the workpiece in a corrosive liquid, which chemically affects areas lacking a protective layer This method typically transforms the workpiece material into a soluble salt within the corrosive solution, effectively removing it from the surface Once the desired amount of material has been eliminated, the part is taken out of the corrosive liquid and thoroughly washed.
The choice of corrosive chemicals depends on the material of the work piece, the desired depth and material removal rate, the surface roughness requirements
Corrosive chemicals must also be matched to the type of protectant to ensure that the coating material is not chemically affected by the crossive substance.
Lựa chọn chất khắc hóa cần dựa trên vật liệu của chi tiết gia công, chiều sâu mong muốn, tốc độ bóc vật liệu và yêu cầu về độ nhám bề mặt Ngoài ra, các chất khắc hóa cũng phải tương thích với loại chất bảo vệ để tránh ảnh hưởng hóa học đến vật liệu của lớp bảo vệ.
Remove the protective layer (Loại lớp bảo vệ)
The protective layer is separated from the part surface.
Lớp bảo vệ được tách ra khỏi bề mặt chi tiết.
The two steps in chemical machining have a significant influence on the material method, the machining parameters being the the protective layer
Hai bước quan trọng trong gia công hóa là tạo lớp bảo vệ và khắc hóa, có ảnh hưởng lớn đến phương pháp, vật liệu và các thông số gia công.
The material removal rate in chemical machining is typically measured in penetration rate (mm/min), which indicates the speed at which chemical action interacts with the workpiece material, as abrasives are applied directly to the surface Notably, the infiltration rate remains unaffected by the surface area Table 1.1 presents typical penetration rates for specific workpieces and corrosive liquids.
Tốc độ bóc vật liệu trong gia công hóa thường được đo bằng tốc độ thấm mm/phút, phản ánh tốc độ tác động hóa học vào vật liệu của chi tiết gia công qua chất khắc Tốc độ thấm này không phụ thuộc vào diện tích bề mặt và các giá trị điển hình cho vật liệu gia công cùng chất khắc đã được liệt kê trong bảng 1.1.
Processing material rate acids coefficient
Table 1.1: corrosive substances corresponding to the work material in machining.
Bảng 1.1: các chất khắc hóa tương ứng với vật liệu gia công trong gia công hóa
The machining depth of cut for aircraft metal part plates can reach up to 12.5mm, but many applications require a depth of only a few thousandths of a mm or less Additionally, corrosion can occur beneath the protective layer due to the seepage effect, a phenomenon known as undercut It is essential to calculate this effect during the design of the protection layer to ensure that the resulting cut maintains a precise size The corrosion coefficient, a constant ratio for materials, is used to determine these parameters.
Chiều sâu cắt trong gia công hóa có thể đạt tới 12.5mm cho các tấm kim loại máy bay, nhưng nhiều ứng dụng chỉ yêu cầu vài phần nghìn mm Quá trình khắc hóa không chỉ ảnh hưởng đến bề mặt mà còn có thể xảy ra bên dưới lớp bảo vệ, tạo ra hiện tượng cắt lẹm Hiện tượng này cần được tính toán khi thiết kế lớp bảo vệ để đảm bảo kích thước cắt phát sinh có thể xác định được Hệ số khắc là hằng số tỉ lệ cho vật liệu này và được xác định dựa trên các yếu tố cụ thể trong quá trình gia công.
Fe=U/d Fe: Corrosive coefficient (hệ số khắc) U: Lower cut length (mm) (độ dài cắt dưới) d: cutting depth (mm) (chiều sâu cắt)
Protective layer Edge of the protective layer
Workpiece cropping phenomenon in machining
Hình 1.1: Hiện tượng cắt lẹm trong gia công hóa
METHODS OF CHEMICAL PROCESSING (CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG HÓA HỌC)
Chemical Milling (Phay hóa)
Chemical milling (CHM) involves the precise chemical dissolution of a workpiece material through interaction with a strong reagent To safeguard specific areas from metal removal, special coatings known as maskants are applied This technique is particularly effective for creating pockets and contours, as well as for removing material from components with a high strength-to-weight ratio The CHM process encompasses several critical steps to achieve desired outcomes.
Phay hóa là quá trình hòa tan hóa học có kiểm soát của vật liệu phôi khi tiếp xúc với chất hóa học phản ứng mạnh Trong quá trình này, các lớp phủ đặc biệt được sử dụng để bảo vệ những khu vực mà kim loại không bị loại bỏ Quy trình này giúp tạo ra các rãnh, đường và loại bỏ những phần cần gia công trên phôi làm từ vật liệu bền vững Phay hóa (CHM) bao gồm nhiều bước quan trọng để đảm bảo hiệu quả và độ chính xác trong gia công.
1 Preparing and precleaning the workpiece surface This provides good adhesion of the masking material and assures the absence of contaminants that might interfere with the machining process.
Chuẩn bị và làm sạch bề mặt phôi là bước quan trọng, giúp tăng cường độ bám dính của lớp vật liệu bảo vệ Việc này cũng đảm bảo rằng không có tạp chất nào cản trở quá trình gia công.
2 Masking using readily strippable mask, which is chemically impregnable and adherent enough to stand chemical abrasion during etching.
Sử dụng lớp bảo vệ tách rời giúp ngăn chặn sự thấm hóa chất ăn mòn, đồng thời đảm bảo độ dính cần thiết để chống lại mài mòn hóa học trong quá trình khắc.
3 Scribing of the mask, which is guided by templates to expose the areas that receive CHM The type of mask selected depends on the size of the workpiece, the number of parts to be made, and the desired resolution of details Silk-screen masks are preferred for shallow cuts requiring close dimensional tolerances. Đánh dấu lên lớp bảo vệ để biểu diễn những phần cần được gia công phay hóa (CHM) Loại lớp bảo được chọn phụ thuộc vào kích thước của phôi, số lượng các bộ phận được chế tạo và độ ăn mòn mong muốn của các chi tiết Lớp bảo vệ được chọn ưu tiên cho các vết cắt yêu cầu dung sai kích thước gần nhau.
4 The workpiece is then etched and rinsed, and the mask is removed before the part is finished.
Phôi được khắc và rửa sạch và lớp bảo vệ được loại bỏ trước khi hoàn thành gia công.
During Chemical Machining (CHM), the etching depth is determined by the immersion time, necessitating the use of fresh chemicals to prevent uneven machining Due to the corrosive nature of these chemicals, proper safety precautions are essential Additionally, it is crucial to manage vapors and effluents to ensure environmental protection While agitation of the workpiece and fluid is standard practice, excessive solution flow can lead to undesirable channeling, grooves, or ridges.
Trong quá trình phay hóa, độ sâu khắc phụ thuộc vào thời gian ngâm của chi tiết gia công, do đó cần kiểm soát cẩn thận Để đảm bảo gia công đồng đều, hóa chất bề mặt phải được sử dụng mới Các chất hóa học này rất dễ ăn mòn, vì vậy cần thực hiện các biện pháp an toàn nghiêm ngặt Cả hơi và nước thải từ quá trình cần được quản lý hợp lý để bảo vệ môi trường Mặc dù sự kích động của phôi và chất lỏng là điều bình thường, nhưng dòng dung dịch quá mức có thể gây ra hiện tượng tạo rãnh hoặc gờ.
Figure 2.1: CHM setup Hình 2.1: lắp đặt cho quá trình phay hóa
Workpiece: chi tiết gia công.
Mask: Mặt nạ (lớp bảo vệ).
Hanger: Móc treo (giữ chi tiết tiết gia công) Undercut: Phần cắt xén
Stirrter: Máy khuấy Heating: Dây làm nóng Cooling: Dây làm mát Chemical reagent: Dung dịch hóa học
When using the mask, machining occurs both inwardly from the mask opening and laterally underneath it, resulting in the etch factor illustrated in Fig 3.2 The etch factor is defined as the ratio of the undercut distance (d) to the total etch depth (T).
Dù đã có lớp mặt nạ bảo vệ, sự ăn mòn trong quá trình gia công vẫn có thể xảy ra ở các mặt bên của phần cần gia công, dẫn đến hệ số ăn mòn như thể hiện trong Hình 2.2 Hệ số ăn mòn được xác định bằng tỷ lệ giữa độ cắt xén d và độ sâu khắc T.
Figure 2.2: Etch factor after CHM Hình 2.2: Hệ số ăn mòn sau khi Phay Hóa.
CHM will not eliminate surface irregularities, dents, scratches, or waviness Successive steps of mask removal and immersion as shown in Fig 3.3 can achieve stepped cuts.
Quá trình gia công phay hóa (CHM) không thể loại bỏ các khuyết điểm bề mặt như vết lõm, vết xước hoặc đường vân Để khắc phục, cần thực hiện các bước tiếp theo để loại bỏ và ngâm phần mặt nạ bảo vệ, như được minh họa trong Hình 2.3.
Khắc lần đầu Đánh dấu mặt nạ bảo vệ nhắc lại
Khắc lần đầu và lần 2 Khắc lần 2
Figure 2.3: Contour cuts by CHM Hình 2.3: đường cắt rãnh tạo bởi phay hóa
2 Tooling for CHM (Công cụ cho phay hóa)
Tooling for CHM is relatively inexpensive and simple to modify Four different types of tools are required: maskants, etchants, scribing templates, and accessories.
Công cụ cho phay hóa (CHM) có giá thành phải chăng và dễ dàng thay đổi Để thực hiện phay hóa hiệu quả, cần sử dụng 4 loại công cụ chính: lớp phủ bảo vệ, vật liệu khắc, mẫu vẽ và các phụ kiện cần thiết.
Maskants are essential for safeguarding areas of a workpiece that do not require CD action, typically made from synthetic or rubber-based materials Table 3.1 outlines various maskants and etchants for different materials, including their etch rates and factors It is crucial for maskants to have specific properties to ensure effective performance.
1 Be tough enough to withstand handling
2 Adhere well to the workpiece surface
4 Be inert to the chemical reagent used
5 Be able to withstand the heat generated by etching
6 Be removed easily and inexpensively after etching
Mặt nạ được sử dụng để bảo vệ các bộ phận của phôi trong quá trình gia công phay hóa, thường được làm từ đế tổng hợp hoặc cao su Bảng 2.1 trình bày các loại mặt nạ khác nhau tương ứng với một số vật liệu, kèm theo tỷ lệ ăn mòn và hệ số ăn mòn Để đảm bảo hiệu quả, mặt nạ cần có những đặc tính nhất định.
1 Đủ cứng rắn, bền vững để chịu được việc xử lý.
2 Kết dính tốt với bề mặt phôi.
3 Viết, đánh dấu một cách dễ dang.
4 Trơ với chất hóa học ăn mòn được sử dụng.
5 Có thể chịu được nhiệt sinh ra do ăn mòn.
6 Được loại bỏ dễ dàng sau khi khắc.
Table 2.1: Markants and Etchants for Different Workpiece Materials. Bảng 2.1: Các loại lớp bảo vệ và các chất ăn mòn với các vật liệu khác nhau.
Etchants (see Table 3.1) are acid or alkaline solutions maintained within a controlled range of chemical composition and temperature Their main technical goals are to achieve the following:
Chất ăn mòn, được định nghĩa là dung dịch axit hoặc kiềm, cần được duy trì trong một phạm vi thành phần hóa học và nhiệt độ được kiểm soát Mục tiêu kỹ thuật của chúng bao gồm việc đạt được các yêu cầu cụ thể liên quan đến hiệu suất và an toàn trong quá trình sử dụng.
3 Control of selective and intergranular attack
4 Control of hydrogen absorption in the case of titanium alloys
6 Best price and reliability for the materials to be used in the construction of the process tank
7 Maintainance of air quality and avoidance of possible environmental problems.
8 Low cost per unit weight dissolved
9 Ability to regenerate the etchant solution and/or readily neutralize and dispose of its waste products
1 Hoàn thiện bề mặt tốt.
2 Có tính chất đồng nhất của việc loại bỏ kim loại.
3 Kiểm soát tốt việc phản ứng có chọn lọc giữa các hạt.
4 Kiểm soát sự hấp thu Hydro trong trường hợp dùng với hợp kim titan
5 Bảo đảm an toàn sử dụng.
6 Giá thành và độ tin cậy tốt cho các vật liệu được sử dụng trong việc xây dựng bể xử lý
7 Duy trì chất lượng không khí và tránh các vấn đề về môi trường có thể xảy ra trong quá trình phản ứng hóa học.
8 Chi phí thấp cho mỗi đơn vị trọng lượng hòa tan.
9 Khả năng tái tạo của chất hòa tan và/hoặc sẵn cho việc trung hòa cũng như xử lý các chất thải của nó.
Sribing templates (Mẫu vẽ/kẻ):
Scribing templates are essential for accurately defining exposure areas on chemical masks, utilizing a sharp knife for precise cutting and careful peeling of the mask from designated sections Layout lines or basic templates made from metal or fiberglass assist in guiding the scribing process An example of this technique is illustrated in Figure 3.5, which depicts numerical control (NC) laser scribing of masks designed for chemical handling on large surface areas.
Photochemical Machining (Gia công quang hóa)
Photochemical milling (PCM) is a specialized form of chemical milling (CHM) that utilizes photographic techniques to apply a chemically resistant mask to the workpiece Both processes involve the use of chemicals to remove metal, but PCM is distinct in that it creates new parts from thin materials rather than modifying existing ones CHM is typically employed for three-dimensional parts produced through methods like forging and casting PCM, often referred to as photochemical blanking (PCB), enables the machining of flat, complex parts with high precision, ranging from thicknesses of 0.013 to 1.5 mm Additionally, photochemical machining can be used for surface etching, allowing for the application of lettering or graphics with controlled etch depth based on immersion time in the etchant It is essential to differentiate PCM and CHM from photo forming (PF), which involves electroplating metals over a mandrel to create components.
Gia công quang hóa (PCM) là một biến thể của gia công phay hóa (CHM), trong đó lớp mặt nạ chống hóa chất được áp dụng cho phôi bằng kỹ thuật chụp ảnh Cả hai quy trình đều sử dụng hóa chất để loại bỏ kim loại thông qua tác động của chất ăn mòn (CD) và có nhiều bước tiến hành tương tự Gia công phay hóa thường được áp dụng cho các bộ phận có hình dạng bất thường, được hình thành từ các quy trình như rèn và đúc Ngược lại, gia công quang hóa cho phép tạo ra các bộ phận từ vật liệu mỏng, với khả năng gia công chính xác cao từ 0.013 đến 1.5mm Quá trình này đôi khi còn được gọi là tẩy trắng quang hóa (PCB) và có thể tạo ra bề mặt với chữ hoặc đồ họa bằng cách kiểm soát độ sâu của chất ăn mòn Cần phân biệt gia công quang hóa (PCB) và phay hóa (CHM) với quá trình tạo ảnh (PF), là quá trình mạ điện kim loại trên một trục gá.
2 Process description (Miêu tả quá trình gia công)
The PCM process begins with the creation of a photo-tool, which is a photographic film or glass plate designed using computer-aided design (CAD) to achieve the desired part shape The metal sheet is then chemically cleaned and coated with a light-sensitive photoresist film that acts as a stencil, protecting the surface during the etching process In some instances, a liquid photoresist is used, requiring dip coating and drying of the part Typically, photo-tools are utilized in pairs—one on the top and one on the bottom—sandwiching the material to be machined, allowing for etching from both sides This technique reduces undercutting of the photoresist and results in straighter sidewalls.
Quy trình gia công quang hóa (PCM) bắt đầu bằng việc sản xuất hình dạng cần thiết trên phim ảnh hoặc tấm kính, được gọi là công cụ chụp ảnh Tác phẩm nghệ thuật được thiết kế bằng máy tính (CAD) tạo ra hình dạng bộ phận, và hình ảnh chính được tạo cho công cụ ảnh Tấm kim loại được làm sạch bằng hóa chất và phủ một lớp phim cảm quang nhạy sáng Chất cản quang được thêm lên bề mặt bộ phận, hoạt động như một lớp bảo vệ trong quá trình khắc Trong một số trường hợp, chất cản quang là chất lỏng, yêu cầu phần chi tiết gia công phải được nhúng, tráng và làm khô Các công cụ ảnh thường được sử dụng theo cặp, với một ở trên cùng và một ở dưới cùng, kẹp vật liệu ở giữa, cho phép khắc từ cả hai mặt, giảm thiểu việc cắt xén chất cản quang và tạo ra các thành bên thẳng hơn.
Phần bảng vẽ/dữ liệu CAD Kim loại đã được chọn và làm sạch
Phủ mặt nạ khắc quang
Xử lý hình ảnh lên kim lọai Lớp phủ quang học
Công cụ ảnh Nền nhạy sáng Ăn mòn
Hoàn thành gia công chi tiết
Figure 2.8: PCM flow diagram Hình 2.8: Sơ đồ quy trình gia công quang hóa (PCM)
The metal undergoes a selective dissolution process through acid etching, either by spray or immersion, utilizing various etchants tailored for specific materials The selection of the appropriate etchant hinges on factors like cost, quality, etch depth, and material removal rate Following the application of the etchants, the components are thoroughly rinsed and dried Finally, the protective resist is stripped from the machined parts using either chemical methods or mechanical techniques.
Kim loại được xử lý qua quá trình phun axit ăn mòn hoặc ngâm để hòa tan có chọn lọc Việc lựa chọn chất liệu và chất ăn mòn phù hợp phụ thuộc vào chi phí, chất lượng, độ sâu khắc và tỷ lệ loại bỏ vật liệu Hình 2.9 minh họa các bước chính trong gia công quang hóa Sau khi áp dụng phương pháp phun hoặc ngâm, các bộ phận sẽ được rửa sạch và làm khô, đồng thời chất phản vệ được loại bỏ bằng hóa chất hoặc kỹ thuật cơ khí.
Kim loại được làm sạch
Kim loại được phủ lớp cản quang cả hai mặt Ánh sáng Ảnh âm bản
Chống ánh sáng tiếp xúc qua âm bản (2 mặt)
Lớp cản phát triển Được khắc 1 phần Được khắc toàn phần
Figure 2.9: PCM steps Hình 2.9: Các bước chính gia công quang hóa (PCM)
Photochemical machining (PCM) is an effective process for shaping materials such as aluminum, copper, zinc, steel, lead, nickel, titanium, molybdenum, zirconium, glass, ceramics, and certain plastics This technique is particularly advantageous for very high tempered or brittle materials, as it minimizes breakage and stress-concentration points that traditional machining methods can cause PCM is also suitable for springy materials that are challenging to punch, making it ideal for decorative and graphic applications, including signs and labels The materials used in PCM must be thin, typically ranging from 0.013 to 1.5 mm in thickness, and flat, allowing for easy bending and assembly into various components Common applications include etching fold lines for boxes and enclosures Products created through PCM are prevalent in industries such as electronics, automotive, aerospace, telecommunications, computers, and medical fields, with typical components including filters, screens, gaskets, lead frames, contacts, connectors, probes, and flat springs.
Gia công quang hóa (PCM) là một phương pháp hiệu quả cho các vật liệu như nhôm, đồng, kẽm, thép, chì, niken, titan, molypden, zirconium, thủy tinh, gốm sứ và các vật liệu có độ giòn cao, giúp giảm điểm tập trung ứng suất so với gia công truyền thống Phương pháp này cũng thích hợp cho vật liệu dẻo dai và khó đục lỗ, thường được ứng dụng trong ngành trang trí và đồ họa để sản xuất bảng hiệu và nhãn mác Vật liệu cần có độ dày từ 0.013 đến 1.5mm và phải phẳng để dễ dàng uốn cong và lắp ráp Một ứng dụng điển hình của PCM là khắc các thành phần phẳng để chế tạo hộp và vỏ Sản phẩm từ gia công quang hóa thường xuất hiện trong các lĩnh vực như điện tử, ô tô, hàng không vũ trụ, viễn thông, máy tính và y tế.
Bài viết đề cập đến các thành phần quan trọng như bộ lọc, màn hình, vòng đệm, khung dẫn, tiếp điểm, đầu nối, đầu dò và lò xo phẳng Hình 2.12 minh họa các mấu được gia công quang hóa khác nhau, thể hiện sự đa dạng trong thiết kế và ứng dụng của các bộ phận này.
Figure 2.10: PCM of decorative and artistic designs
Hình 2.10: Thiết kế đồ trang trí và tác phẩm nghệ thuật dùng gia công quang hóa (PCM)
Figure 2.11: Typical PCM blanks Hình 2.11: Những thành phẩm thông thường của phương pháp quang hóa (PCM)
Figure 2.12: Samples of PCM machined patterns Hình 2.12: Các mẫu hoa văn gia công bởi phương pháp quang hóa (PCM)
In addition to the general advantages of CHM, PCM ensures the following merits:
A relatively low cost per unit, especially at low production volumes of complex designs because the tooling used is very inexpensive compared to shearing punches and dies.
Lead times are often small compared to that required by processes that require hard tooling.
Certain design modifications necessitate straightforward adjustments to the photochemical machining process, including variations in etching time or the selection of etchants, ultimately affecting features like hole size and etch depth.
Final parts are produced in the same manner as the prototypes The process is burr-free.
It does not change the hardness, grain structure, or ductility of metals, while metal shearing imparts stresses in the components and laser machining creates a heat-affected zone.
Because tooling is made by photographic techniques, patterns can be reproduced easily
Ngoài những ưu điểm chung với gia công phay hóa (CHM), PCM đảm bảo những ưu điểm sau:
Chi phí sản xuất mỗi đơn vị sản phẩm tương đối thấp, đặc biệt trong trường hợp khối lượng sản xuất nhỏ và thiết kế phức tạp Điều này chủ yếu nhờ vào việc sử dụng dụng cụ có giá thành rẻ hơn so với các phương pháp cắt đột dập và khuôn dập.
Thời gian thực hiện thường nhỏ so với yêu cầu của các quy trình dùng dụng cụ cứng.
Yêu cầu thay đổi thiết kế trong quá trình gia công quang hóa đã được đơn giản hóa, bao gồm các yếu tố như thời gian khắc và chế độ khắc, ảnh hưởng đến các tính năng quan trọng như kích thước lỗ và độ sâu của khắc.
Các bộ phận cuối cùng được sản xuất tương tự như nguyên mẫu.
Quá trình cắt kim loại bằng tia laser không làm thay đổi độ cứng, cấu trúc hạt hay độ dẻo của kim loại Trong khi cắt, ứng suất được truyền tải trong các thành phần, và vùng ảnh hưởng nhiệt được tạo ra bởi tia laser gia công.
Bởi vì dụng cụ được tạo ra bằng kỹ thuật chụp ảnh, các mẫu có thể được sao chép dễ dàng.
III Electropolishing (Đánh bóng điện hóa)
Mechanical polishing utilizes abrasive particles on resilient wheels made of materials like wood, felt, leather, canvas, or fabric to create smooth surfaces, enhancing their appearance However, this method disrupts the surface structure, leading to a layer with different properties than the bulk metal, resulting in scratches, strains, metal debris, and embedded abrasives that compromise mechanical strength While further finishing techniques like lapping or buffing can reduce surface roughness, they do not entirely eliminate the debris and damage from prior mechanical polishing These limitations can be addressed by nonconventional electropolishing (EP), a process where the workpiece serves as the anode, effectively reversing the electroplating method Electropolishing has been in practice since 1935, initially applied to copper and zinc by German engineers.
Electropolishing is a diffusion-controlled process that occurs at the limiting current of metal anodic dissolution, as illustrated in the relationship between current density and anode potential A matte surface is formed between points A and B, while effective polishing takes place between points B and C However, along segment CD, the polishing process often leads to surface pitting due to the breakdown of the anodic layer caused by gas evolution.
