Kako odabrati pravi proces površinske obrade za vaše aluminijske komponente

Hansheng Automation se fokusira na pružanje usluga komponenti za precizne mašine. Vidjeli smo mnogo slučajeva gdje je nepravilna obrada površine rezultirala da dijelovi ne ispunjavaju standarde tolerancije. Kao što je manji otvor blende koji uzrokuje zaglavljivanje sklopa, slijepo traženje tvrdoće što dovodi do krhkog loma dijelova sa tankim-zidovima, ili lijep anodizirani sloj koji izblijedi nakon dvije sedmice izlaganja na otvorenom, itd.

Površinska obrada nije samo posljednji korak u procesu proizvodnje, već se odnosi i na preciznost i funkcionalnost dijelova. Za precizne aluminijumske komponente, posebno delove jezgra koji se koriste u avio, medicinskim i robotskim spojevima, površinska obrada je takođe veoma važna. Zatim, Hansheng će vas odvesti iz druge perspektive da objasni logiku-donošenja odluka o površinskoj obradi aluminijuma i nekih zamki za površinsku obradu.

Nijedan proces površinske obrade nije svemoćan, moramo odabrati proces površinske obrade koji može postići najbolje performanse u skladu sa stvarnom situacijom. Hansheng je za vas naveo četiri različite kategorije na osnovu svog stvarnog iskustva obrade.

Kategorija mehaničkih performansi

Davanje prioriteta mehaničkim performansama dijelova prvenstveno je usmjereno na postizanje izuzetno visoke otpornosti na habanje, površinske tvrdoće i niskog koeficijenta trenja. Tipični scenariji uključuju zglobove robota, zupčanike, klizače i klipove.
prijedlog:Tvrdo eloksiranje (Tip III), bezelektroniklovanje (ENP), DLC premaz.

Kategorija hemijskih/ekoloških performansi

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 uslove i izolaciju. Tipični scenariji uključuju pomorsku opremu, vanjske komunikacijske bazne stanice i opremu za medicinsku dezinfekciju.
prijedlog:eloksiranje, praškasto premazivanje i mikrolučna oksidacija (MAO) sa dobrim zaptivanje rupa.

Kategorija fizičke/estetske izvedbe

Komponente koje daju prednost fizičkim/estetskim performansama obično zahtijevaju specifične boje, teksture (mat/visoki sjaj) i taktilne senzacije. Tipični scenariji uključuju kućišta potrošačke elektronike i instrument table.
prijedlog:Dekorativno eloksiranje (Tip II), tečno prskanje, pjeskarenje+oksidacija.

Kategorija posebne funkcije

Prioritet treba dati komponentama sa posebnim funkcijama koje općenito zahtijevaju dobru provodljivost, biokompatibilnost i ultra{0}}visoku istinsku efikasnost klimatizacije.
prijedlog:Premaz za hemijsku konverziju (provodljiv), elektrolitičko poliranje (čišćenje), PTFE impregnacija (protiv lepljenja).

 

Tvrda anodizacija/Tip III

Prednost ovog procesa je što njegova tvrdoća može dostići HV400-600 i odlična je izolacija.

Ali hajde da analiziramo skrivene zamke rizika:
Rizik od krhkosti: Tvrdi oksidni sloj je glinica sa keramičkim karakteristikama, koja je vrlo krhka. Ako se nanese na komponente sa tankim{1}}stinama koje su podvrgnute velikom udaru ili deformaciji savijanja, premaz će pucati poput stakla i čak uzrokovati lom podloge zbog zamora.
Osetljivost materijala: Izuzetno neprijatan prema 7075 (visoka količina bakra) ili livenog aluminijuma (visoka količina silicijuma). Bakar i silicij mogu spriječiti rast oksidnih filmova, što dovodi do spaljivanja ili labavljenja sloja filma. To zahtijeva izuzetno posebne formulacije elektrolita i kontrolu impulsne struje.

Standardno eloksiranje 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 opremu na otvorenom, morate navesti anorgansku solnu boju ili elektrolitičku boju, inače će se "Deep Space Black" nakon tri mjeseca pretvoriti u "Eggplant Purple".
Kanal korozije: Anodizirani sloj je u suštini porozan. Ako proces zaptivanja ne zadovoljava standarde (kao što je nedovoljna temperatura ili vrijeme), molekuli slanog spreja će proći kroz pore i direktno doći do podloge.

Praškasto/tečno premazivanje

Prednosti su odlična otpornost na vremenske prilike, pokrivanje nedostataka podloge i dobra postojanost boje.

Zamka rizika:
Tolerancija uticaja: Debljina praškastog premaza je obično između 60-120 μm. Za toleranciju naleganja na nivou H7/g6, ova debljina ima značajan uticaj na toleranciju.
Nepovratnost: Jednom kada prskanje ne uspije ili postoje lokalne ogrebotine, izuzetno je teško popraviti. Skidanje premaza obično zahtijeva jako alkalno ili pjeskarenje, što može dodatno oštetiti dimenzije preciznih podloga.

Elektropoliranje/hemijsko poliranje

Prednost je što može smanjiti mikro hrapavost (Ra), poboljšati čistoću i povećati sjaj.

Zamka rizika:
Ovo je proces smanjenja materijala. Poželjno će korodirati granice zrna i nečistoće. Ako je kristalna struktura sirovog materijala (kao što je aluminijska šipka) neravnomjerna, na površini se nakon poliranja mogu pojaviti narandžina kora ili udubljenja. Ima izuzetno visoke zahtjeve za kvalitetom podloge.

Film za hemijsku konverziju (hromat/alodin)

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

Zamka rizika:
Mnogi ljudi pogrešno vjeruju da je vrlo izdržljiv. U stvari, veoma je mekana i nije-otporna na habanje. Tokom procesa montaže, kiseli znoj ili blago trenje od prstiju mogu ga oštetiti. Obično se može koristiti samo kao prajmer ili za provodnu površinu unutar šasije, a ne može se koristiti kao završna radna površina za precizne pokretne dijelove.

Ako dizajnirate visoko{0}}okove, na osnovu našeg iskustva, nudimo vam dva prijedloga.

Proračun veličine za eloksiranje

Fizički mehanizam: Rast oksidnog filma slijedi empirijsko pravilo "50% penetracije+50% rasta" (specifični omjer može neznatno varirati ovisno o vrsti legure). To znači da ako trebate stvoriti sloj filma od 50 μm, otprilike 25 μm debljine će erodirati prema unutrašnjosti supstrata, 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 razreda H7/g6, to će uzrokovati odstupanje u sistemu veličina.

Primjer izračuna:Ako dizajn zahtijeva konačni otvor od ϕ 20,00 ± 0,01 mm i specificira 40 μm tvrdo anodiziranje. Dakle, u fazi CNC obrade, ciljna 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 napomene crteža:Izričito se preporučuje da se na crtežu jasno označe "Dimenzije prije oblaganja" i "Dimenzije nakon oblaganja" kako bi se eliminirali nesporazumi između strana koje obrađuju.

Oksidacija je izazvala lomljivost i "efekat volumena" komponenti sa tankim{0}}stinama

Fizički mehanizam: Molarna zapremina glinice je veća od zapremine aluminijuma (Al). Kada se aluminijum pretvori u glinicu, njegov volumen se širi. Ovo mikroskopsko proširenje volumena će stvoriti značajan rezidualni tlačni napon unutar membranskog sloja.

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

Rješenje:Za takve dijelove potrebno je balansirati "debljinu filma" i "deformaciju" tokom projektovanja procesa. Obično se preporučuje da se ograniči debljina filma (na primjer da ne prelazi 25-30 μm) ili da se koriste specifični parametri procesa oksidacije niskog naprezanja, te ako je potrebno uvesti specijalizirana unutarnja potporna učvršćenja kako bi se oduprla sili deformacije uzrokovanoj proširenjem volumena.

Pažnja: Izračun i podaci su samo za referencu. Preporučljivo je potvrditi kod dobavljača površinske obrade u stvarnoj proizvodnji.

Površinska obrada pokriva složene discipline kao što su hemija, fizika i mehanika. U Hansheng Automationu prilagođavamo površinsku obradu našem preciznom proizvodnom procesu, čineći ga važnim dijelom našeg procesa precizne proizvodnje. Ako ste zainteresirani za naša rješenja za površinsku obradu, kliknite ovdje –Usluge obrade površine aluminijuma.

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

ISO 10074:2017: Anodizacija aluminijuma i njegovih legura - Specifikacija za tvrde anodne oksidacione prevlake na aluminijumu i njegovim legurama.

Wernick, S., Pinner, R., & Sheasby, PG (1987). Površinska obrada i dorada aluminijuma i njegovih legura. ASM International.

ASM priručnik, svezak 5: Površinsko inženjerstvo. ASM International.