Miért olyan fontos a felületkezelés a precíziós alkatrészei számára?
A Hansheng Automation a precíziós gépek alkatrészszolgáltatására összpontosít. Sok olyan esetet láttunk, amikor a nem megfelelő felületkezelés következtében az alkatrészek nem feleltek meg a tűréshatároknak. Ilyen például a kisebb rekesznyílás, amely az összeszerelés elakadását okozza, a keménység vakon követése, ami a vékony falú részek rideg töréséhez vezet, vagy a gyönyörű eloxált réteg elhalványulása két hét szabadtéri expozíció után stb.
A felületkezelés nemcsak a gyártási folyamat utolsó lépése, hanem az alkatrészek pontosságához és funkcionalitásához is kapcsolódik. A precíziós alumínium alkatrészeknél, különösen a légi közlekedésben, az orvostudományban és a robotkötéseknél használt mag alkatrészeknél a felületkezelés is nagyon fontos. Ezután Hansheng egy másik szemszögből mutatja be az alumínium felületkezelésével és néhány felületkezelési csapdával kapcsolatos döntéshozatali logikát-.
Válasszon különböző felületkezeléseket a különböző helyzetekhez
Egyetlen felületkezelési eljárás sem mindenható, azt a felületkezelési eljárást kell kiválasztanunk, amely az aktuális helyzetnek megfelelően a legjobb teljesítményt tudja elérni. Hansheng négy különböző kategóriát sorolt fel Önnek a tényleges feldolgozási tapasztalata alapján.
Mechanikai teljesítmény kategória
Az alkatrészek mechanikai teljesítményének előtérbe helyezése elsősorban a rendkívül magas kopásállóság, felületi keménység és alacsony súrlódási együttható elérését célozza. A tipikus forgatókönyvek közé tartoznak a robotcsuklók, fogaskerekek, csúszdák és dugattyúk.
Javaslat:Kemény eloxálás (Type III), elektromos nikkelezés (ENP), DLC bevonat.
Vegyi/környezeti teljesítmény kategória
When prioritizing the chemical/environmental performance of the parts, it is generally because the parts require extremely high corrosion resistance (salt spray test>1000h), időjárásállóság és szigetelés. A tipikus forgatókönyvek közé tartoznak a tengeri felszerelések, a kültéri kommunikációs bázisállomások és az orvosi fertőtlenítő berendezések.
Javaslat:eloxálás, porbevonat és mikroívoxidáció (MAO) jó lyuktömítéssel.
Fizikai/esztétikai teljesítmény kategória
A fizikai/esztétikai teljesítményt előnyben részesítő alkatrészek általában meghatározott színeket, textúrákat (matt/magasfényű) és tapintási érzetet igényelnek. A tipikus forgatókönyvek közé tartoznak a szórakoztatóelektronikai burkolatok és a műszerfalak.
Javaslat:Dekoratív eloxálás (II. típus), folyadékszórás, homokfúvás+oxidáció.
Különleges funkció kategória
Előnyben kell részesíteni azokat a speciális funkciókkal rendelkező alkatrészeket, amelyek általában jó vezetőképességet, biokompatibilitást és ultra-magas légkondicionálási hatékonyságot igényelnek.
Javaslat:Kémiai konverziós bevonat (vezető), elektrolitikus polírozás (tiszta), PTFE impregnálás (ragadásgátló).
Fő felületkezelési eljárások és csapdaelemzés összehasonlítása
Kemény eloxálás/III
Ennek az eljárásnak az az előnye, hogy keménysége elérheti a HV400-600-at és a szigetelése kiváló.
De elemezzük a rejtett kockázati csapdákat:
Rideg kockázat: A kemény oxid réteg kerámia tulajdonságokkal rendelkező alumínium-oxid, amely nagyon törékeny. Ha nagy ütésnek vagy hajlításnak kitett vékony{1}}falú alkatrészekre alkalmazzák, a bevonat üvegszerűen megreped, és az aljzat kifáradási törését is okozhatja.
Anyagérzékenység: Rendkívül barátságtalan a 7075-höz (magas réztartalom) vagy az öntött alumíniumhoz (magas szilícium). A réz és a szilícium akadályozhatja az oxidfilmek növekedését, ami a filmréteg megégéséhez vagy meglazulásához vezethet. Ehhez rendkívül speciális elektrolitkészítményekre és impulzusáram-szabályozásra van szükség.
Szabványos eloxálás és festés (II. típus)
Az előnyök az alacsony költség, a gazdag színválaszték és a korrózióállóság.
Kockázati csapda:
Fakulás: Sok fényes szerves festék nagyon törékeny ultraibolya (UV) fényben. Ha kültéri felszereléshez használja, szervetlen sószínezést vagy elektrolitikus színezést kell megadnia, ellenkező esetben a "Deep Space Black" három hónap után "padlizsánlila" lesz.
Korróziós csatorna: Az eloxált réteg lényegében porózus. Ha a tömítési folyamat nem felel meg a szabványoknak (például elégtelen hőmérséklet vagy idő), a sópermet molekulák áthaladnak a pórusokon, és közvetlenül elérik az aljzatot.
Por/folyékony bevonat
Előnye a kiváló időjárásállóság, az aljzathibák fedése és a jó színkonzisztencia.
Kockázati csapda:
Befolyástűrés: A porbevonat vastagsága általában 60-120 μm között van. A H7/g6 szint illeszkedési tűrésénél ez a vastagság jelentős hatással van a tűrésre.
Visszafordíthatatlanság: Ha a permetezés meghiúsul, vagy helyi karcok vannak, rendkívül nehéz megjavítani. A bevonatok lehúzásához általában erős lúg vagy homokfúvás szükséges, ami tovább károsíthatja a precíziós aljzat méreteit.
Elektropolírozás/kémiai polírozás
Előnye, hogy csökkentheti a mikro érdességet (Ra), javítja a tisztaságot és növeli a fényességet.
Kockázati csapda:
Ez az anyagok redukciójának folyamata. Előnyösen korrodálja a szemcsehatárokat és a szennyeződéseket. Ha a nyersanyag (például alumínium rúd) kristályszerkezete egyenetlen, akkor a polírozás után narancsbőr vagy gödrösödés jelenhet meg a felületen. Rendkívül magas követelményeket támaszt az aljzatminőséggel szemben.
Kémiai konverziós film (kromát/alodin)
Az előnyök a vezetőképesség, a korrózióállóság, a rendkívül vékony (<1 μ m), and do not affect size.
Kockázati csapda:
Sokan tévesen azt hiszik, hogy nagyon tartós. Valójában nagyon puha és nem kopásálló-. Az összeszerelés során a savas izzadság vagy az ujjak enyhe súrlódása károsíthatja. Általában csak alapozóként vagy az alvázon belüli vezető felületként használható, precíziós mozgó alkatrészek végső munkafelületeként nem használható.
Hogyan válasszunk megfelelő felületkezelést a precíziós gyártáshoz?
Ha nagy{0}}precíziós szerelvényeket tervez, tapasztalataink alapján két javaslattal állunk rendelkezésére.
Méret számítása eloxáláshoz
Fizikai mechanizmus: Az oxidfilm növekedése az „50%-os penetráció+50%-os növekedés” tapasztalati szabályát követi (a fajlagos arány az ötvözet típusától függően kissé változhat). Ez azt jelenti, hogy ha egy 50 μm-es filmréteget kell létrehozni, akkor körülbelül 25 μm vastagság erodálódik az aljzat belseje felé, míg a többi 25 μm kifelé nő.
GD&T mérnöki javaslatok:
A nem illeszkedő felületek esetében ez általában figyelmen kívül hagyható. De H7/g6 minőségű precíziós furatok vagy tengelyek esetén ez eltérést okoz a méretrendszerben.
Számítási példa:Ha a kialakítás ϕ 20,00 ± 0,01 mm végső nyílást igényel, és 40 μm kemény eloxálást ír elő. Tehát a CNC megmunkálási szakaszban az esztergálás célmérete nem lehet ϕ 20,00, hanem körülbelül ϕ 20,04 (a 20.00+0.02 × 2-ből számítva).
Rajz megjegyzés szabvány:Erősen ajánlott a „Méretek bevonatolás előtt” és „Méretek a bevonatolás után” feliratok egyértelműen feltüntetése a rajzon, hogy elkerüljük a feldolgozó felek közötti félreértéseket.
Az oxidáció által kiváltott ridegség és a vékony{0}}falú alkatrészek „térfogat hatása”
Fizikai mechanizmus: Az alumínium-oxid moláris térfogata nagyobb, mint az alumíniumé (Al). Amikor az alumíniumot alumínium-oxiddá alakítják, térfogata megnő. Ez a mikroszkopikus térfogat-tágulás jelentős maradék nyomófeszültséget generál a membránrétegben.
Kockázat:1-2 mm-nél kisebb falvastagságú vékony falú-részeknél, ha ezt a nyomófeszültséget nem szabályozzuk, az makroszkopikus vetemedést vagy elliptikus deformációt okozhat a munkadarabban. Ezenkívül a kemény oxidfilm nyúlása rendkívül alacsony (<0.5%), and when the substrate undergoes elastic deformation, the film layer is prone to microcracks, significantly reducing the fatigue life of the parts.
Megoldás:Az ilyen alkatrészeknél a folyamattervezés során egyensúlyba kell hozni a "filmvastagságot" és a "deformációt". Általában ajánlott korlátozni a filmvastagságot (például nem haladja meg a 25-30 μm-t), vagy speciális alacsony feszültségű oxidációs folyamatparamétereket használni, és szükség esetén speciális belső tartóelemeket alkalmazni, amelyek ellenállnak a térfogattágulás okozta deformációs erőnek.
Figyelem: A számítások és adatok csak tájékoztató jellegűek. A tényleges gyártás során ajánlatos egyeztetni a felületkezelő szállítóval.
összefoglaló
A felületkezelés olyan összetett tudományterületekre terjed ki, mint a kémia, a fizika és a mechanika. A Hansheng Automationnál a felületkezelést a precíziós gyártási folyamatunkhoz igazítjuk, így a precíziós gyártási folyamatunk fontos részévé válik. Ha felkeltette érdeklődését felületkezelési megoldásaink, kattintson ide –Alumínium felületkezelési szolgáltatások.
Hivatkozások
ASTM B117-19: Szabványos gyakorlat a sópermetező (köd) készülék üzemeltetéséhez.
ISO 10074:2017: Alumínium és ötvözeteinek eloxálása - Alumínium és ötvözetei kemény anódos oxidációs bevonatainak specifikációja.
Wernick, S., Pinner, R. és Sheasby, PG (1987). Alumínium és ötvözeteinek felületkezelése és kikészítése. ASM International.
ASM kézikönyv, 5. kötet: Felületi tervezés. ASM International.