Kako odabrati pravi postupak površinske obrade za vaše aluminijske komponente

Hansheng Automation fokusiran je na pružanje usluga komponenti za precizne strojeve. Vidjeli smo mnoge slučajeve u kojima je nepravilna površinska obrada rezultirala dijelovima koji nisu udovoljavali standardima tolerancije. Kao što je manji otvor blende koji uzrokuje zaglavljivanje sklopa, slijepa potraga za tvrdoćom koja dovodi do krhkog loma dijelova s ​​tankim-stjenkama ili prekrasno blijeđenje anodiziranog sloja nakon dva tjedna izlaganja na otvorenom itd.

Površinska obrada nije samo posljednji korak u proizvodnom procesu, već je povezana i s točnošću i funkcionalnošću dijelova. Za precizne aluminijske komponente, posebno dijelove jezgre koji se koriste u zrakoplovstvu, medicini i spojevima robota, površinska obrada također je vrlo važna. Zatim će vas Hansheng odvesti iz druge perspektive kako bi vam objasnio-logiku donošenja odluka o obradi površine aluminija i neke zamke za obradu površine.

Nijedan proces površinske obrade nije svemoćan, potrebno je odabrati postupak površinske obrade koji može postići najbolju izvedbu u skladu sa stvarnom situacijom. Hansheng je za vas naveo četiri različite kategorije na temelju svog stvarnog iskustva u obradi.

Kategorija mehaničke izvedbe

Davanje prioriteta mehaničkim svojstvima dijelova prvenstveno je usmjereno na postizanje iznimno visoke otpornosti na trošenje, površinske tvrdoće i niskog koeficijenta trenja. Tipični scenariji uključuju zglobove, zupčanike, klipove i klipove robota.
Prijedlog:Tvrdo eloksiranje (Tip III), elektroličko poniklavanje (ENP), DLC premaz.

Kategorija kemijske/ekološke učinkovitosti

When prioritizing the chemical/environmental performance of the parts, it is generally because the parts require extremely high corrosion resistance (salt spray test>1000h), otpornost na vremenske uvjete i izolacija. Tipični scenariji uključuju pomorsku opremu, vanjske komunikacijske bazne stanice i opremu za medicinsku dezinfekciju.
Prijedlog:eloksiranje, premazivanje prahom i mikrolučna oksidacija (MAO) s dobrim brtvljenjem rupa.

Kategorija fizičke/estetske izvedbe

Komponente kojima je prioritet fizička/estetska izvedba obično zahtijevaju specifične boje, teksture (mat/visoki sjaj) i taktilne osjećaje. Tipični scenariji uključuju kućišta potrošačke elektronike i ploče s instrumentima.
Prijedlog:Dekorativna anodizacija (Tip II), raspršivanje tekućinom, pjeskarenje+oksidacija.

Kategorija posebne funkcije

Prioritet treba dati komponentama s posebnim funkcijama koje općenito zahtijevaju dobru vodljivost, biokompatibilnost i ultra{0}}visoku stvarnu učinkovitost klimatizacije.
Prijedlog:Kemijski pretvorbeni premaz (vodljivi), elektrolitičko poliranje (čisto), PTFE impregnacija (protiv lijepljenja).

 

Tvrda anodizacija/Tip III

Prednost ovog procesa je u tome što njegova tvrdoća može doseći HV400-600 i njegova je izolacija izvrsna.

Ali analizirajmo skrivene zamke rizika:
Rizik od lomljivosti: Sloj tvrdog oksida je glinica s keramičkim karakteristikama, koja je vrlo lomljiva. Ako se nanese na tanko{1}}komponente izložene velikom udaru ili deformaciji savijanja, premaz će popucati poput stakla i čak uzrokovati lom podloge uslijed zamora.
Osjetljivost materijala: Izuzetno nepoželjan prema 7075 (visoki sadržaj bakra) ili lijevani aluminij (visoki sadržaj silicija). Bakar i silicij mogu spriječiti rast oksidnih filmova, što dovodi do spaljivanja ili labavljenja sloja filma. To zahtijeva iznimno posebne formulacije elektrolita i kontrolu pulsne struje.

Standardna anodizacija i bojenje (Tip II)

Prednosti su niska cijena, bogat izbor boja i otpornost na koroziju.

Zamka rizika:
Blijeđenje: mnoge svijetle organske boje su vrlo krhke pod ultraljubičastim (UV) svjetlom. Ako ga koristite za vanjsku opremu, morate navesti anorgansku solnu boju ili elektrolitičku boju, inače će se "Deep Space Black" pretvoriti u "Eggplant Purple" nakon tri mjeseca.
Kanal korozije: anodizirani sloj je u biti porozan. Ako proces brtvljenja ne zadovoljava standarde (kao što je nedovoljna temperatura ili vrijeme), molekule slanog spreja proći će kroz pore i izravno doći do podloge.

Praškasti/tekući premaz

Prednosti su izvrsna otpornost na vremenske uvjete, pokrivanje nedostataka podloge i dobra postojanost boje.

Zamka rizika:
Tolerancija utjecaja: Debljina praškastog premaza je obično između 60-120 μm. Za toleranciju pristajanja razine H7/g6, ova debljina ima značajan utjecaj na toleranciju.
Nepovratnost: Jednom kada prskanje ne uspije ili se pojave lokalne ogrebotine, vrlo je teško popraviti. Premazi za skidanje obično zahtijevaju jaku lužinu ili pjeskarenje, što može dodatno oštetiti dimenzije preciznih podloga.

Elektropoliranje/kemijsko poliranje

Prednost je u tome što može smanjiti mikrohrapavost (Ra), poboljšati čistoću i povećati sjaj.

Zamka rizika:
Ovo je proces redukcije materijala. Prvenstveno će nagrizati granice zrna i nečistoće. Ako je kristalna struktura sirovog materijala (kao što je aluminijska šipka) nejednaka, na površini se nakon poliranja može pojaviti narančina kora ili rupičasta kora. Ima izrazito visoke zahtjeve za kvalitetom podloge.

Film za kemijsku konverziju (kromat/alodin)

Prednosti su vodljivost, otpornost na koroziju, izuzetno tanak (<1 μ m), and do not affect size.

Zamka rizika:
Mnogi ljudi pogrešno vjeruju da je vrlo izdržljiv. Zapravo, vrlo je mekan i nije -otporan na habanje. Tijekom procesa sastavljanja, kiseli znoj ili lagano trenje prstiju mogu ga oštetiti. Obično se može koristiti samo kao temeljni premaz ili za vodljivu površinu unutar šasije, a ne može se koristiti kao konačna radna površina za precizne pokretne dijelove.

Ako dizajnirate visoko{0}}precizne armature, na temelju našeg iskustva, nudimo vam dva prijedloga.

Proračun veličine za eloksiranje

Fizički mehanizam: Rast oksidnog filma slijedi empirijsko pravilo "50% prodiranja+50% rasta" (specifičan omjer može malo varirati ovisno o vrsti legure). To znači da ako trebate generirati sloj filma od 50 μm, otprilike 25 μm debljine će erodirati prema unutrašnjosti podloge, dok će ostalih 25 μm rasti prema van.

GD&T inženjerski prijedlozi:
Za površine koje se ne spajaju, ovo se obično može zanemariti. Ali za precizne rupe ili osovine kvalitete H7/g6, to će uzrokovati odstupanje u sustavu veličina.

Primjer izračuna:Ako dizajn zahtijeva konačni otvor od ϕ 20,00 ± 0,01 mm i specificira 40 μm tvrdu anodizaciju. Dakle, u fazi CNC strojne obrade, ciljana veličina za tokarenje ne bi trebala biti ϕ 20,00, već bi trebala biti približno ϕ 20,04 (izračunato iz 20.00+0.02 × 2).

Standard za označavanje crteža:Strogo se preporučuje jasno označiti "Dimenzije prije presvlačenja" i "Dimenzije nakon oplata" na crtežu kako bi se uklonili svi nesporazumi između obrađivača.

Lomljivost izazvana oksidacijom i "učinak volumena" komponenti tankih-stjenki

Fizikalni mehanizam: Molarni volumen aluminijevog oksida veći je od volumena aluminija (Al). Kada se aluminij pretvara u glinicu, njegov volumen se povećava. Ovo mikroskopsko širenje volumena stvorit će značajno zaostalo tlačno naprezanje unutar sloja membrane.

Rizik:Za tanko{0}}dijelove s debljinom stijenke manjom od 1-2 mm, ako se ovo tlačno naprezanje ne kontrolira, može uzrokovati makroskopsko savijanje ili eliptičnu deformaciju izratka. Osim toga, produljenje tvrdog oksidnog filma je izuzetno malo (<0.5%), and when the substrate undergoes elastic deformation, the film layer is prone to microcracks, significantly reducing the fatigue life of the parts.

Otopina:Za takve dijelove potrebno je uravnotežiti "debljinu filma" i "deformaciju" tijekom projektiranja procesa. Obično se preporuča ograničiti debljinu filma (na primjer da ne prelazi 25-30 μm) ili koristiti specifične parametre procesa oksidacije s niskim naprezanjem, i ako je potrebno, uvesti specijalizirane unutarnje potporne elemente za otpornost na silu deformacije uzrokovanu ekspanzijom volumena.

Pažnja: Izračun i podaci služe samo za referencu. Preporuča se potvrditi kod dobavljača površinske obrade u stvarnoj proizvodnji.

Površinska obrada pokriva složene discipline kao što su kemija, fizika i mehanika. U tvrtki Hansheng Automation prilagođavamo površinsku obradu našem procesu precizne proizvodnje, čineći je važnim dijelom našeg preciznog proizvodnog procesa. Ako ste zainteresirani za naša rješenja za površinsku obradu, kliknite ovdje –Usluge obrade aluminijskih površina.

ASTM B117-19: Standardna praksa za rad aparata za slani sprej (maglu).

ISO 10074:2017: Anodizacija aluminija i njegovih legura - Specifikacija za tvrde anodne oksidacijske prevlake na aluminiju i njegovim legurama.

Wernick, S., Pinner, R. i Sheasby, PG (1987). Površinska obrada i završna obrada aluminija i njegovih legura. ASM International.

ASM priručnik, svezak 5: Inženjerstvo površina. ASM International.