Чому обробка поверхні так важлива для ваших точних компонентів?
Hansheng Automation зосереджується на наданні послуг із комплектування прецизійних машин. Ми бачили багато випадків, коли неналежна обробка поверхні призводила до того, що деталі не відповідали стандартам допуску. Як-от менший отвір, що спричиняє блокування збірки, сліпа гонитва за твердістю, що призводить до крихкого руйнування тонкостінних-деталей, або вицвітання красивого анодованого шару після двох тижнів перебування на відкритому повітрі тощо.
Обробка поверхні є не тільки останнім кроком у процесі виробництва, але й пов’язана з точністю та функціональністю деталей. Для прецизійних алюмінієвих компонентів, особливо основних частин, які використовуються в авіаційних, медичних і роботах, обробка поверхні також дуже важлива. Далі Hansheng переведе вас з іншої точки зору, щоб пояснити-логіку прийняття рішень щодо обробки поверхні алюмінію та деяких пасток обробки поверхні.
Виберіть різну обробку поверхні для різних ситуацій
Жоден процес обробки поверхні не є всемогутнім, нам потрібно вибрати процес обробки поверхні, який може досягти найкращої продуктивності відповідно до фактичної ситуації. Hansheng перерахував для вас чотири різні категорії на основі свого фактичного досвіду обробки.
Категорія механічних характеристик
Пріоритет механічних характеристик деталей насамперед спрямований на досягнення надзвичайно високої зносостійкості, поверхневої твердості та низького коефіцієнта тертя. Типові сценарії включають з’єднання роботів, шестерні, салазки та поршні.
Пропозиція:Жорстке анодування (Тип III), гальванічне нікелювання (ENP), DLC-покриття.
Категорія хімічної/екологічної ефективності
When prioritizing the chemical/environmental performance of the parts, it is generally because the parts require extremely high corrosion resistance (salt spray test>1000 год), атмосферостійкість та ізоляція. Типові сценарії включають морське обладнання, зовнішні базові станції зв’язку та медичне дезінфекційне обладнання.
Пропозиція:анодування, порошкове покриття та мікродугове оксидування (МАО) з гарною герметизацією отворів.
Категорія фізичної/естетичної ефективності
Компоненти, для яких пріоритетними є фізичні/естетичні властивості, зазвичай вимагають певних кольорів, текстур (матовий/глянцевий) і тактильних відчуттів. Типові сценарії включають корпуси побутової електроніки та приладові панелі.
Пропозиція:Декоративне анодування (Тип II), напилення рідиною, піскоструминна обробка+оксидування.
Спеціальна функціональна категорія
Пріоритет слід надавати компонентам зі спеціальними функціями, які, як правило, вимагають хорошої провідності, біосумісності та над-високої дійсної ефективності кондиціонування повітря.
Пропозиція:Хімічне конверсійне покриття (провідне), електролітичне полірування (чисте), просочення PTFE (проти прилипання).
Порівняння основних процесів обробки поверхні та аналіз пасток
Жорстке анодування/Тип III
Перевага цього процесу полягає в тому, що його твердість може досягати HV400-600, а його ізоляція чудова.
Але давайте проаналізуємо приховані пастки ризику:
Ризик крихкості: шар твердого оксиду складається з оксиду алюмінію з керамічними характеристиками, який є дуже крихким. Якщо нанести на тонкі -компоненти, які зазнають сильного удару або деформації згину, покриття трісне, як скло, і навіть спричинить втомне руйнування основи.
Чутливість до матеріалу: надзвичайно несприятливий до 7075 (з високим вмістом міді) або литого алюмінію (з високим вмістом кремнію). Мідь і кремній можуть перешкоджати зростанню оксидних плівок, що призводить до вигоряння або ослаблення шару плівки. Це вимагає особливого складу електроліту та контролю імпульсного струму.
Стандартне анодування та фарбування (Тип II)
Перевагами є низька вартість, багатий вибір кольорів, стійкість до корозії.
Пастка ризику:
Вицвітання: багато яскравих органічних барвників дуже крихкі під ультрафіолетовим (УФ) світлом. Якщо ви використовуєте його для зовнішнього обладнання, ви повинні вказати барвник неорганічної солі або електролітичний барвник, інакше «Deep Space Black» перетвориться на «Eggplant Purple» через три місяці.
Канал корозії: анодований шар по суті пористий. Якщо процес герметизації не відповідає стандартам (наприклад, недостатня температура або час), молекули соляного бризки будуть проходити крізь пори та потрапляти безпосередньо на субстрат.
Порошкове/рідке покриття
Перевагами є чудова атмосферостійкість, покриття дефектів основи та хороша стійкість кольору.
Пастка ризику:
Толерантність до впливу: товщина порошкового покриття зазвичай становить 60-120 мкм. Для допуску підгонки рівня H7/g6 ця товщина має значний вплив на допуск.
Незворотність: якщо напилення не вдається або є локальні подряпини, це надзвичайно важко відремонтувати. Для видалення покриттів зазвичай потрібна сильна луга або піскоструминна обробка, яка може ще більше пошкодити розміри точних підкладок.
Електрополірування/хімічне полірування
Перевагою є те, що він може зменшити мікронерівності (Ra), покращити чистоту та збільшити блиск.
Пастка ризику:
Це процес відновлення матеріалів. Це переважно роз’їдає межі зерен і домішки. Якщо кристалічна структура сировини (наприклад, алюмінієвого стрижня) нерівна, після полірування на поверхні може з’явитися апельсинова кірка або ямки. Він має надзвичайно високі вимоги до якості підкладки.
Хімічна конверсійна плівка (хромат/алодин)
Перевагами є провідність, стійкість до корозії, надзвичайно тонкий (<1 μ m), and do not affect size.
Пастка ризику:
Багато хто помилково вважає, що він дуже довговічний. Насправді він дуже м’який і не-зносостійкий. Під час складання кислий піт або легке тертя пальців може пошкодити його. Зазвичай його можна використовувати лише як грунтовку або для провідної поверхні всередині шасі, і не можна використовувати як кінцеву робочу поверхню для точних рухомих частин.
Як правильно вибрати обробку поверхні для точного виготовлення?
Якщо ви розробляєте високо{0}}точні фітинги, виходячи з нашого досвіду, ми пропонуємо вам дві пропозиції.
Розрахунок розміру для анодування
Фізичний механізм: зростання оксидної плівки відповідає емпіричному правилу «50% проникнення+50% зростання» (специфічний коефіцієнт може дещо змінюватися залежно від типу сплаву). Це означає, що якщо вам потрібно створити шар плівки товщиною 50 мкм, приблизно 25 мкм товщини буде ерозувати всередину підкладки, тоді як інші 25 мкм будуть рости назовні.
Інженерні пропозиції GD&T:
Для несполучених поверхонь це зазвичай можна ігнорувати. Але для точних отворів або валів класу H7/g6 це спричинить відхилення в системі розмірів.
Приклад розрахунку:Якщо конструкція вимагає кінцевого отвору ϕ 20,00 ± 0,01 мм і визначає тверде анодування 40 мкм. Таким чином, на етапі обробки з ЧПК цільовий розмір для точіння не повинен бути ϕ 20,00, а повинен бути приблизно ϕ 20,04 (розраховується з 20.00+0.02 × 2).
Стандарт анотації креслення:Настійно рекомендується чітко позначати на кресленні «Розміри перед нанесенням покриття» та «Розміри після нанесення покриття» для усунення будь-яких непорозумінь між сторонами обробки.
Окислення викликає крихкість і «ефект об’єму» тонкостінних-компонентів
Фізичний механізм: молярний об’єм оксиду алюмінію більший, ніж у алюмінію (Al). Коли алюміній перетворюється на глинозем, його об’єм збільшується. Це мікроскопічне розширення об’єму спричинить значну залишкову напругу стиску в мембранному шарі.
Ризик:Для тонкостінних деталей із товщиною стінки менше 1-2 мм, якщо не контролювати напругу стиску, це може спричинити макроскопічне викривлення або еліптичну деформацію заготовки. Крім того, подовження твердої оксидної плівки є надзвичайно низьким (<0.5%), and when the substrate undergoes elastic deformation, the film layer is prone to microcracks, significantly reducing the fatigue life of the parts.
рішення:Для таких деталей необхідно збалансувати «товщину плівки» та «деформацію» під час проектування процесу. Зазвичай рекомендується обмежити товщину плівки (наприклад, не більше 25-30 мкм) або використовувати спеціальні параметри процесу окислення з низьким напруженням, і, якщо необхідно, запровадити спеціалізовані внутрішні опорні пристосування, щоб протистояти силі деформації, викликаної розширенням об’єму.
Увага: розрахунок і дані наведені лише для ознайомлення. Рекомендується підтверджувати у постачальника обробки поверхні на фактичному виробництві.
резюме
Обробка поверхні охоплює такі складні дисципліни, як хімія, фізика та механіка. У Hansheng Automation ми адаптуємо обробку поверхні до нашого точного виробничого процесу, роблячи його важливою частиною нашого точного виробничого процесу. Якщо вас цікавлять наші рішення для обробки поверхні, натисніть тут –Послуги з обробки алюмінієвих поверхонь.
Список літератури
ASTM B117-19: Стандартна практика експлуатації апарату з сольовим спреєм (туманом).
ISO 10074:2017: Анодування алюмінію та його сплавів - Специфікація твердих анодних окисних покриттів на алюміній та його сплави.
Вернік, С., Піннер, Р., і Шеасбі, П. Г. (1987). Обробка поверхні та оздоблення алюмінію та його сплавів. ASM International.
Довідник ASM, том 5: Інженерія поверхні. ASM International.