Kuigi lahuse keemia ja temperatuuri reguleerimine panevad aluse ühtlasele titaanisulami keemilisele poleerimisele, pole need kaugeltki ainsad tegurid, mis määravad lõpliku pinnakvaliteedi. Paljude tootmisstsenaariumide puhul ei suuda isegi hästi formuleeritud vannid ja rangelt kontrollitud temperatuurid ebaühtlust kõrvaldada, mis näitab, et vedeliku dünaamika, tooriku käsitsemise, eeltöötluse oleku ja vanni hooldusega seotud peidetud muutujad on endiselt mängus. Need sageli tähelepanuta jäetud elemendid võivad otseselt häirida söövituse konsistentsi, tekitada kohalikke kontsentratsioonigradiente või luua ebaühtlase kontakti tooriku pinna ja poleerimislahuse vahel. Selle seeria eelseisvates osades uurime täiendavalt neid teiseseid, kuid kriitilisi mõjutegureid, pakume üksikasjalikke tõrkeotsingu meetodeid ja loome täieliku tootmisele orienteeritud optimeerimisraamistiku, et saavutada tõeliselt stabiilsed ja korratavad keemilise poleerimise tulemused.
4. Vanni vananemine ja titaanioonide kogunemine
Poleerimisvanni kasutamisel koguneb lahusesse lahustunud titaan. Ti³⁺ ja Ti⁴⁺ ioonid suurendavad viskoossust ja muudavad vanni difusiooniomadusi. See kogunemine on salakaval, sest pH üksi ei näita usaldusväärselt vanni seisundit.
Madala titaani kontsentratsiooni korral käitub vann etteaimatavalt. Titaani kogunemisel toimuvad mitmed muutused: efektiivne HF kontsentratsioon väheneb kompleksi moodustumise tõttu, difusiooni piirkiht pakseneb ja poleerimiskiirus aeglustub ebaühtlaselt. Kõrgete kontsentratsioonide korral võib lahustunud titaan hakata töödeldava detaili pindadele tagasi plaatima, takistades materjali ühtlast eemaldamist ja põhjustades pinna saastumist.
Vanni eluiga varieerub oluliselt sõltuvalt töödeldava detaili geomeetriast, töötlemistemperatuurist ja kogu töödeldud pinnast. Suuremahulise tootmise korral on soovitatav titaani kontsentratsiooni analüüs (tiitrimise või ICP abil) osalise vanni asendamise või regenereerimisega, kui titaanisisaldus ületab tavaliselt 15–25 g/l. Regenereerimismeetodid hõlmavad titaanisoolade selektiivset sadestamist jahutamise ja filtreerimise teel või värske HF/HNO₃ kontsentraadi lisamist aktiivsete komponentide tasakaalustamiseks.
5. Vedeliku dünaamika: segamine, tooriku positsioneerimine ja massitransport
Ühtlane poleerimine nõuab värske lahuse ühtlast ligipääsu tooriku pinna igale punktile. Seiskunud või halvasti segatud vannides tekitab reagentide lokaalne kahanemine ja reaktsioonisaaduste kuhjumine kontsentratsioonigradiente, mis väljenduvad otseselt ebaühtlastes poleerimistulemustes.
Saadaval on mitu segamismeetodit, millest igaühel on erinevad omadused:
Suurte või geomeetriliselt keerukate osade puhul toimib sageli kõige paremini kombineeritud lähenemine: voolu ringlussevõtt, et säilitada kogulahuse ühtlus, pluss töödeldava detaili mehaaniline segamine, et purustada pinna piirkihid. Samuti on oluline tooriku orientatsioon. Lamedad plaadid tuleks asetada pigem vertikaalselt kui horisontaalselt, et vältida gaasimullide kinnijäämist vastu pinda. Pimedate aukude või sisemiste õõnsustega osad vajavad spetsiaalset kinnitust, et tagada lahuse vahetamine nende funktsioonide piires.
6. Eel-töötlus ja pinnaseisundi mõjud
Ebaühtlane poleerimine toimub sageli enne, kui töödeldav detail poleerimisvanni jõuab. Titaanpindadel on loomulikult passiivne oksiidkile, mille paksus ja koostis varieerub sõltuvalt eelnevast termilisest ja mehaanilisest ajaloost. Kui seda oksiidkilet ei eemaldata enne poleerimist ühtlaselt, toimub esialgne rünnak kogu pinna ulatuses erineva kiirusega, mis annab ebaühtlase tulemuse isegi siis, kui järgnev poleerimisprotsess on suurepäraselt juhitud.
Standardlahus on kaheetapiline{0}}lähenemine: esiteks on desoksüdeerimiseelne -poleerimine, kasutades loodusliku oksiidi ühtlaseks eemaldamiseks leebemat happelist segu. Alles seejärel siseneb toorik täieliku -tugevusega keemilise poleerimisvanni. Samuti on oluline leeliseline rasvaärastus, millele järgneb põhjalik loputamine. Kõik õli-, rasva- või tööpinnase jäägid blokeerivad kohapeal happe juurdepääsu, tekitades iseloomulikke söövitamata laike või plekke. Uuringud on näidanud, et saastumine töötlemise, ladustamise ja transpordi ajal on titaanpindade lokaalse värvimuutuse peamine põhjus.
Vee kvaliteet on sageli tähelepanuta jäetud muutuja. Deioniseeritud või destilleeritud vett tuleks kasutada nii vanni valmistamise-kui loputamise etapis. Kraanivesi toob kaasa kloriide, sulfaate ja metalliioone, mis võivad segada vanni keemiat või jätta poleeritud pindadele kuivamisplekke.
Jätkub
