Rozsdamentes bevonat felhordása fém alkatrészekre az összeszerelési tűrések veszélyeztetése nélkül

A bevonatok megváltoztatják az alkatrész végső méreteit. A precíziós tengelyalkatrészek esetében még a látszólag vékony rozsdamentes-bevonat is kiszoríthat egy egyébként nem-tűrő részt a specifikációkon, és lehetetlenné teszi a beilleszthetőséget a csatlakozó furatba. Ez a cikk elemzi a legfontosabb tényezőket-a bevonat kiválasztását, a folyamatparamétereket, az előkezelést és egyebeket,-hogy segítsen megvédeni a rozsdásodástól, miközben megtartja a mérettűréseket.

A legtöbb bevonat útmutató megmondja, hogy mely termékek nyújtják a legjobb korrózióállóságot. Amit nem árulnak el, az az, hogy ezek a bevonatok mennyi anyagot adnak hozzá -, és ez mit jelent egy olyan alkatrész esetében, amelyhez máshoz kell illeszkednie.

A tűrés{0}}halmozási probléma

Vegyünk egy φ50 mm-es tengely-és-furatrendszert H7/h6 hézagillesztéssel. A H7 furattűrés 0-tól +25μm-ig terjed. A h6 tengelytűrés 0 és -16 μm között van. Teljes tervezett távolság: valahol 0 és 41 μm között van. Ez az egész munkaablak.

Most alkalmazzon egy hagyományos tűzihorganyzott{0}}bevonatot. Minimális oldal-vastagság: 20 μm. Ez 40 μm-rel növeli a tengely átmérőjét -, amely már meghaladja a felső hézaghatárt, mielőtt bármilyen más eltérést figyelembe vett volna. Az alkatrészek nem állnak össze, vagy olyan interferenciával állnak össze, amelyet soha nem terveztek.

Ez nem a kivitelezés hibája. Megjósolható következménye annak, ha nem megfelelő bevonatot viszünk fel a tűrés{1}}kritikus felületre.

Ahol leginkább megjelenik

Menetes rögzítők (M10 és alatta):Ha a bevonat vastagsága oldalanként meghaladja a nagyjából 12 μm-t, a menetcsatolási nyomaték a specifikáción kívülre emelkedik. A szerkezeti kötőelemeknél ez kiszámíthatatlan előterhelést jelent -, amely nem mindig jelenti be magát, amíg valami meghibásodik a területen.

Csapágyházak:A 10 μm-nél nagyobb bevonat felhalmozódása a csapágyfészek belsejében megváltoztatja az interferencia illeszkedést. A csapágy a tervezettnél szorosabban fut, ami hőt termel, felgyorsítja a kopást és lerövidíti az élettartamot oly módon, hogy nehezen vezethető vissza a bevonatra.

Ezek nem a legrosszabb{0}}számok. Ezek azok a küszöbök, ahol a valódi összeszerelési problémák kezdődnek.

Kiválasztásrozsdamentes bevonata fém precíziós alkatrészek esetében nem csak korróziós mérnöki döntés. A bevonat vastagságának szabályozása ugyanilyen kritikus követelmény.

Nem minden rozsdamentes fémbevonat ad hozzá ugyanannyi anyagot. A precíziós alkatrészekhez használható bevonat és a nem gyakran használt bevonat közötti különbség egyetlen számban rejlik: egyetlen-oldal vastagságban.

Az alábbi táblázat a legelterjedtebb ipari bevonatolási lehetőségeket mutatja egymás mellett az összeszerelés szempontjából fontos méreteknél.

Megjegyzés: a bevonattípusok részletes áttekintéséért lásd: "-Rozsdamentes bevonat fémekhez: típusok, módszerek és hogyan válasszuk ki a megfelelőt az ipari alkatrészekhez."

A legtöbb precíziós alkalmazáshoz a táblázat két reális lehetőséget szűkíti le: foszfát-átalakítás és cink-alumínium kompozit bevonat.

A foszfát nyeri a mérethatást -, de korrózióállósága néhány száz óra alatt eléri a tetőt a semleges sópermettel végzett vizsgálat során, ami kizárja a kültéri körülményeknek, a nedvességnek{1}}erős környezetnek vagy a hosszú tárolási ciklusoknak kitett dolgokat. A cink-alumínium kompozit bevonat 8–15 μm-es egy-oldalon helyezkedik el, megtisztítja a H7/h6 tűrésablakot kompenzációs megmunkálás nélkül, és 2000+ órányi semleges sópermet védelmet biztosít az ASTM B117 szabványnak. A mindkettőt igénylő precíziós ipari alkatrészek esetében ez az egyetlen lehetőség, amely nem kényszeríti ki a cserét{11}}.

Külön probléma a nagy szilárdságú{0}} alkatrészeknél: a hidrogén ridegség

390 HV vagy annál nagyobb keménységű vagy 1200 MPa-nál nagyobb szakítószilárdságú alkatrészek esetén - gondoljon a 10,9/12,9 osztályú csavarokra, rugóacél alkatrészekre, csapágygyűrűkre - az elektrolitikus bevonatolási eljárások másodlagos kockázatot jelentenek, amelyet a bevonatvastagság táblázat nem rögzít.

A galvanizálás során az alkatrész felületén atomos hidrogén képződik, amely bediffundálhat az acélrácsba. Tartós húzóterhelés alatt ez hidrogénridegséget okoz: rideg törést az anyag névleges kapacitása alatti feszültségszinteknél. Az ISO 9587 közvetlenül foglalkozik ezzel, és előírja a tányér utólagos-sütését 190 fokon legalább 4 órán keresztül az érzékeny összetevők esetében.

A cink-alumínium kompozit bevonatot nem-elektrolitikus bemerítés-centrifugálási eljárással hordják fel. Nincs elektromos áram, nincs savas pácolás, nem keletkezik atomi hidrogén egyik szakaszban sem.

A precíziós részeken lévő bevonat meghibásodása ritkán magától a bevonattól származik. Ez abból adódik, hogy mi történik - vagy nem történik meg - a bevonat felvitele előtt és után.

1 -. lépés Felületi előkezelés fémfelület-típus szerint

Ami a szénacélon működik, az rontja a tapadást a rozsdamentes acélon, és a helytelen megközelítés az alumíniumnál felgyorsítja a korróziót, amelyet meg kell akadályozni.

Szénacél/öntöttvas: Cink- vagy vas-foszfát átalakító kezelés. Ez kristályos réteget hoz létre, amely javítja a tapadást és megakadályozza a film alatti oxidációt. Az utókezeléshez azonnali öblítés, semlegesítés és szárítás szükséges; Bármilyen késleltetés kockázata az aktivált felületen rozsdásodás.

Rozsdamentes acél (304 / 316L): Csiszolószórás 40-60 mesh-es alumínium-oxid szemcsékkel az inert passzív oxidréteg mechanikai megtörésére. Gondosan szabályozza a robbanásnyomást, hogy elkerülje a torzulást a vékony -falú vagy a szűk -tűrésű részeken.

Alumíniumötvözet (6061 / 7075): Háromértékű kromát átalakítás vagy eloxálás. Ez passziválja a felületet, hogy megakadályozza a filiform/lokalizált korróziót a határfelületen, és drasztikusan javítja a sópermet teljesítményét.

Hegesztési zónák: Az előkezelés előtt távolítson el minden hegesztési fröccsenést, salakot és oxidréteget, és simítsa ki az éles hegesztési profilokat. Ezek a szennyeződések gátolják a megfelelő tapadást, és utakat hoznak létre a nedvesség számára. Az előkészítetlen hegesztés feletti bevonat elkerülhetetlenül alulról tönkremegy.

A megfelelő előkezelés a legmagasabb{0}}kiegyenlítő lépés a teljes folyamatban. Egyetlen bevonatrendszer sem felel meg a teljesítmény-előírásoknak rosszul előkészített felületen.

2 -. lépés: A megfelelő alkalmazási mód kiválasztása összetett geometriához

Az alkatrész geometriája határozza meg, hogy a bevonóanyag hogyan kerül oda, ahová kell. Egyszerű lapos vagy külső felületeknél a legtöbb alkalmazási mód működik.

A permetező bevonat jól fedi a nagy külső felületeket és jó egyenletességet biztosít nyitott geometrián. A belső üregek, a mély zsáklyukak és az alávágások problémát jelentenek - a permet nem éri el őket megbízhatóan, ami azt jelenti, hogy egyes felületek beborulnak, mások pedig nem. A korrózió jellemzően pontosan azokon a kihagyott helyeken kezdődik.

A bemártás -centrifugálása teljesen elmeríti az alkatrészeket a bevonóanyagban, majd szabályozott centrifugális erő hatására kipörgeti a felesleget. Minden felület - külső, belső, menetes - egy menetben lefed. A bevonat vastagsága minden módszer közül a legegyenletesebb, ami akkor számít, ha egy 8–15 μm-es ablakon belül próbál maradni. Menetes kötőelemek, kis precíziós alkatrészek és belső jellemzőkkel rendelkező alkatrészek esetében a bemerítés{8}}a legmegbízhatóbb választás.

Az elektroforetikus bevonat (e{0}}coat) biztosítja a legmagasabb fedési arányt a rendkívül összetett geometriájú - keskeny réseken, mély üregeken, belső járatokon. Az elektromos tér olyan területekre tereli a bevonóanyagot, amelyeket sem a permet, sem a mártós{3}}pörgés nem ér el folyamatosan. A kompromisszum a folyamatsorba történő tőkebefektetés, ami főként összetett szerkezeti részek{6}}nagy volumenű gyártásához teszi praktikussá.

A legtöbb precíziós mechanikai alkatrésznél - csapágyházak, bütykös mechanizmusok, fogaskerekes szerelvények - dip-spin megfelelő egyensúlyt teremt a fedőképesség és a vastagságszabályozás között.

3 -. lépés A bevonat vastagságának szabályozása a tűréshatáron-kritikus felületeken

Itt kell a rajznak és a bevonatnak közvetlenül beszélnie egymással.

A bevonat megkezdése előtt az alkatrész minden tűrés{0}}kritikus felületét a három kategória egyikébe kell besorolni, és egyértelműen meg kell jelölni a folyamatutazón:

Bevonat-és-tiszta zónák: Szabványos felületek összeszerelési interfészek nélkül. A bevonatot szokásos módon alkalmazza.

Maszkolt zónák: Olyan felületek, ahol a bevonat felhalmozódása elfogadhatatlan - precíziós csapágyfuratok, köszörült tengelycsapok, kritikus tömítőfelületek. A maszkot hőálló-szalaggal vagy rendeltetési-dugóval a bevonás előtt, kikeményedés után távolítsa el.

Előre-kompenzált zónák: Olyan felületek, ahol a bevonat elfogadható, de az illeszkedés elég szoros ahhoz, hogy a megmunkálási szakaszban figyelembe kell venni a méretnövekedést. Cink-alumínium kompozit esetén 8–15 μm-es egyoldalon- ez azt jelenti, hogy a bevonat bevonása előtt 16–30 μm-rel kisebb átmérőjű (tengelyeknél) vagy túlméretes (furatoknál) megmunkálását jelenti.

Lépés 4 - Kikeményedés és utólagos-Bevonat méretellenőrzése

A cink-alumínium kompozit (cinkpehely) bevonatok jellemzően 200-300 fokon keményednek ki. A 450 fokos tűzi-horganyzáshoz képest ez a termikus terhelés elhanyagolható -, nincs kockázata a termikus ciklus miatti mérettorzulásnak, és nem kell aggódni az előmegmunkált elemek és a talajfelületek feszültségcsökkentése miatt.

A gyógyulás után a tolerancia{0}}kritikus jellemzőinek méretellenőrzése kötelező, amely kiterjed:

• Tengely- és furatátmérők az összes szerelési felületen
• A szálak összekapcsolódása a rögzítőelemeken (go/no{0}}go funkciómérőkkel)
• Meg van adva a csapágyülés átmérője, ahol az interferencia illeszkedik

A legmegbízhatóbb adatokat a CMM-mérés vagy a pneumatikus mérés nagy{0}}volumen esetén adja. Ha egy bevont jellemző tűréshatáron kívül esik, a korrekciós lépés egyértelmű:

• Maszkolt felületek bevonattal{0}}: Vizsgálja meg és frissítse a maszkolási folyamatot.
• Tűrési határokat meghaladó bevonatos felületek: Ne csiszolja le a puha, vékony védőbevonatot. Ehelyett vegyi úton csíkozza le és{1}}bevonja be az alkatrészeket, és kalibrálja újra az elő-bevonat megmunkálási ráhagyását (elő-kompenzáció), vagy a bevonat paramétereit a következő futtatáshoz.

Egy olyan bevonatos alkatrész, amely ebben a szakaszban átmegy a méretellenőrzésen, készen áll a szállításra és az összeszerelésre pontosan a tervezettnek megfelelően -, a végső összeszerelés során nem érhet meglepetés.

A fent leírt bevonatolási döntések eltérően játszódnak le attól függően, hogy az alkatrész mit csinál, és mibe van összeszerelve. Az alábbi négy forgatókönyv bemutatja, hogy a tolerancia-bevonat-ütközés hol a legkövetkezményesebb -, és hogyan néz ki minden esetben a helyes megoldás.

Csapágyak és bütyökmutatók

Ezekben a mechanizmusokban a csapágyfelületek precíz interferencia illesztéseket igényelnek -, amelyeket általában úgy érnek el, hogy a házat M7, N7 vagy P7 megmunkálásával -nyomják a szabványos csapágy külső gyűrűhöz. Adjon hozzá váratlan bevonatfelhalmozódást ehhez a furathoz, és az interferencia megváltozik. Túl kevés, és a külső gyűrű ciklikus terhelés alatt kúszik; túl sok, és a ház összeszerelés közben eltorzul.

Mivel a cink-alumínium kompozit bevonatokat 8–15 μm vastagságban hordják fel (a furat átmérője 16–30 μm-rel csökken), ezeket a tűrés{5}}kritikus csapágyfészkeket el kell takarni a bevonási folyamat során. Ha megpróbáljuk bevonni őket méretbeli elő-kompenzáció vagy maszkolás nélkül, az elkerülhetetlenül veszélyezteti a pontos illeszkedést.

Nagy szilárdságú{0}} kötőelemek

A 10.9-es és 12.9-es fokozatú kötőelemeket ott használják, ahol az ízületek integritása nem megkérdőjelezhető, de nagy szakítószilárdságuk (általában 1000–1200 MPa vagy annál nagyobb) rendkívül érzékeny a hagyományos galvanizálásból eredő hidrogén ridegségre. Az a csavar, amely átmegy a próbaterhelési teszten, hetekkel később, folyamatos üzemi igénybevétel esetén figyelmeztetés nélkül eltörhet. Az ISO 9588 ennek mérséklése érdekében utólagos-sütést ír elő, de a sütés csak csökkenti a kockázatot, - nem szünteti meg.

A nem-elektrolitikus cink-alumínium kompozit bevonatokat (cinkpehely) merítési-centrifugálási eljárással hordják fel, savas pácolás helyett mechanikus vízkőmentesítéssel. Mivel a hidrogént soha nem vezetik be, ez a módszer teljesen kiküszöböli a hidrogén ridegség meghibásodását, nem pedig utólag kezeli. Ez a rendszer 720-2000 órányi sópermet elleni védelmet biztosít, és teljes mértékben megfelel a nem-elektrolitikus cinkpehelybevonatokra vonatkozó ISO 10683 szabványnak.

CNC{0}}Gépileg megmunkált alkatrészek dohánytermékek csomagolásához Gépek

A dohánycsomagoló környezet a magas páratartalmat, a levegőben szálló részecskéket és a folyamatos gépi ciklust egyesíti. A nem megfelelően védett alkatrészek gyorsan korrodálnak -, de a túl-bevonatú alkatrészek elveszítik azt a méretpontosságot, amely a gépet a működési paraméterein belül tartja.

Ezekben a gépekben a bütykös-mechanizmusok, vezetősín-támaszok és hegesztett szerkezeti keretek eltérő felület-előkészítési követelményekkel és eltérő tűrésérzékenységgel rendelkeznek. A szénacél szerkezeti részek bevonása előtt foszfátos előkezelést igényelnek. A precíziós bütyök- és sebességváltó-alkatrészeknek a fenti csapágyforgatókönyvben leírt szigorú vastagságszabályozásra van szükségük. A keretek hegesztési zónáit le kell köszörülni és külön kell kezelni a bevonat felvitele előtt.

Ami az alkatrészosztályt különösen jól-alkalmassá teszi az integrált gyártáshoz, az a geometriai típusok egyetlen gépben való kombinációja: szerkezeti gyártások, precíziós köszörülési tengelyek és fogaskerék-meghajtású indexelő mechanizmusok gyakran egy részegységként{2}}szállítanak. A bevonat kezelése három különböző felületkezelési protokollon keresztül - egy fedél alatt, megosztott méretellenőrzéssel - csökkenti a koordinációs kockázatot, amely a munka több szállító közötti felosztásával jár.

1. szituáció: Lokalizált utó-bevonatmegmunkálás (fúrás, menetfúrás, pontszerű-borítás)

Néha egy alkatrész további megmunkálást igényel - a tervezési ciklus késői szakaszában hozzáadott menetes furat bevonása, a zavaró alkatrész hézagolási funkciója, a rögzítőelem-ülék helyének-pontos felülete. A megmunkálási művelet lokálisan vágja át a bevonatot, így a csupasz fém pontosan azokon a tulajdonságokon marad szabadon, amelyeknél a legvalószínűbb a mechanikai érintkezés és a nedvesség.

A helyes válasz a lokalizált{0}}feljavítás, nem pedig a teljes újrafestés. Egy kompatibilis cink-alumínium javító vegyület, amelyet ecsettel viszünk fel a szabaddá tett területre, és 80 fokon 2 órán át kikeményítjük, visszaállítja a megmunkált zóna korrózióvédelmét az eredeti bevonathoz közeli szintre. A tapintás-felület vizuálisan nem lesz azonos a környező felülettel, de funkcionálisan bezárja a rést. Amit nem tesz meg, az az, hogy agresszív megmunkálás után nagy területen helyreállítja a bevonatot -, ami elvezet minket a második helyzethez.

2. helyzet: Utó-bevonat precíziós csiszolása az összeszerelési felületeken

Ez a forgatókönyv inkább következmény. Egy alkatrészt bevontak, és egy vagy több tűrés-kritikus felület - tengelycsap, csapágyfészek, precíziós furat - az előzetes-kompenzáció ellenére valamivel visszajön a mérethatár fölé. Vagy a tervezési szándék mindig az volt, hogy a bevonat után az illeszkedő felületeket a végső méretig csiszolják, a bevonatot minden más védelmére használva, miközben a felületek csupasz maradnak.

A kompromisszum-egyszerű, de kifejezetten meg kell tenni:

A bevonat utáni precíziós köszörülés eltávolítja a bevonatot a talaj felületéről. Ez a felület csupasz fém lesz az összeszerelési felületen -, amelyet csak olajfólia vagy bármi más, amit az illeszkedő alkatrész véd.

Minden nem{0}}talajozott felület megtartja a teljes bevonatot. Három csapágycsappal és 200 mm-es szabad szárral rendelkező tengely esetén ésszerű eredmény a csapágyak köszörülése és a szár bevonattal való ellátása.

A döntést dokumentálni kell a rajz- vagy folyamatutazón. A „Csiszolás a bevonat után - csapok csupasz, szár bevonattal” egy teljes specifikáció. "Vissza fel a bevonatot" további utasítások nélkül nem.

Ez bonyolulttá válik azokon az alkatrészeken, amelyeken sok tűrés-kritikus jellemzők vannak elosztva a felületen - egy összetett bütykös tengely, egy több-hajtómű tengely, egy ház több csapágyfurattal. Mindegyik bevonat után-csiszolható, de időigényes{5}. A jobb út, ha a geometria lehetővé teszi, a felületek maszkolása a bevonatolás előtt, és a megmunkálási szakasztól kezdve a végső méretre tartandó. Kevesebb utólagos-bevonási művelet, tisztább folyamatvezérlés, és nincsenek csupasz-fémfoltok, amelyeket figyelembe kell venni a korrózióvédelem értékelésénél.

Ezért fontosabb, hogy olyan gyártót válasszunk, amely integrált CNC-megmunkálást és rozsdamentes bevonatot kínál a fémszolgáltatásokhoz -, és minden lépésben házon belüli folyamatvezérléssel - jár, mint amilyennek elsőre tűnik. Amikor az elő-kiegyenlítési méreteket megadó, a csiszolást, a bevonatot felhordó és a végső méretellenőrzést végző csapat ugyanabból a folyamattervből dolgozik, ezek a döntések az elején, egyszer, helyesen születnek meg.