วิธีเลือกกระบวนการปรับสภาพพื้นผิวที่เหมาะสมสำหรับส่วนประกอบอะลูมิเนียมของคุณ

Hansheng Automation มุ่งเน้นการให้บริการด้านส่วนประกอบสำหรับเครื่องจักรที่มีความแม่นยำ เราได้เห็นหลายกรณีที่การรักษาพื้นผิวที่ไม่เหมาะสมส่งผลให้ชิ้นส่วนไม่เป็นไปตามมาตรฐานความคลาดเคลื่อน เช่น ช่องรับแสงที่เล็กลงทำให้การประกอบติดขัด ความแข็งแบบสุ่มสี่สุ่มห้าจนนำไปสู่การแตกหักของชิ้นส่วนที่มีผนังบาง- หรือชั้นอะโนไดซ์ที่สวยงามจางลงหลังจากสัมผัสกลางแจ้งเป็นเวลาสองสัปดาห์ เป็นต้น

การรักษาพื้นผิวไม่เพียงแต่เป็นขั้นตอนสุดท้ายในกระบวนการผลิตเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวข้องกับความแม่นยำและการทำงานของชิ้นส่วนอีกด้วย สำหรับส่วนประกอบอะลูมิเนียมที่มีความเที่ยงตรงสูง โดยเฉพาะชิ้นส่วนหลักที่ใช้ในการบิน การแพทย์ และข้อต่อหุ่นยนต์ การรักษาพื้นผิวก็มีความสำคัญมากเช่นกัน ต่อไป Hansheng จะพาคุณจากมุมมองอื่นเพื่ออธิบายการตัดสินใจ-ในการสร้างตรรกะของการเตรียมพื้นผิวอะลูมิเนียมและกับดักของการเตรียมพื้นผิวบางอย่าง

ไม่มีกระบวนการปรับสภาพพื้นผิวใดที่มีอำนาจทุกอย่าง เราจำเป็นต้องเลือกกระบวนการปรับสภาพพื้นผิวที่สามารถบรรลุประสิทธิภาพที่ดีที่สุดตามสถานการณ์จริง Hansheng ได้จัดทำรายการสี่หมวดหมู่ที่แตกต่างกันสำหรับคุณตามประสบการณ์การประมวลผลจริงของเขา

หมวดสมรรถนะทางกล

การจัดลำดับความสำคัญของประสิทธิภาพทางกลของชิ้นส่วนมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อให้ได้รับความต้านทานการสึกหรอ ความแข็งของพื้นผิว และค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีที่สูงมาก สถานการณ์ทั่วไป ได้แก่ ข้อต่อหุ่นยนต์ เกียร์ ตัวเลื่อน และลูกสูบ
คำแนะนำ:อโนไดซ์แบบแข็ง (ประเภท III), การชุบนิเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้า (ENP), การเคลือบ DLC

หมวดประสิทธิภาพทางเคมี/สิ่งแวดล้อม

When prioritizing the chemical/environmental performance of the parts, it is generally because the parts require extremely high corrosion resistance (salt spray test>1,000 ชม.) ทนต่อสภาพอากาศ และฉนวน สถานการณ์ทั่วไป ได้แก่ อุปกรณ์ทางทะเล สถานีฐานการสื่อสารกลางแจ้ง และอุปกรณ์ฆ่าเชื้อทางการแพทย์
คำแนะนำ:อโนไดซ์ เคลือบผง และไมโครอาร์กออกซิเดชัน (MAO) พร้อมการปิดผนึกรูที่ดี

ประเภทประสิทธิภาพทางกายภาพ/ความงาม

ส่วนประกอบที่ให้ความสำคัญกับประสิทธิภาพทางกายภาพ/สุนทรียศาสตร์มักต้องใช้สี พื้นผิว (ด้าน/มันวาวสูง) ที่เฉพาะเจาะจง และสัมผัสที่สัมผัสได้ สถานการณ์ทั่วไป ได้แก่ เคสอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและแผงหน้าปัด
คำแนะนำ:อโนไดซ์ตกแต่ง (ประเภท II), การพ่นของเหลว, การพ่นทราย+ออกซิเดชัน

หมวดฟังก์ชั่นพิเศษ

ควรให้ความสำคัญกับส่วนประกอบที่มีฟังก์ชันพิเศษซึ่งโดยทั่วไปต้องการการนำไฟฟ้าที่ดี ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ และประสิทธิภาพการปรับอากาศที่แท้จริงสูงเป็นพิเศษ-
คำแนะนำ:การเคลือบแปลงสารเคมี (สื่อกระแสไฟฟ้า), การขัดด้วยไฟฟ้า (สะอาด), การชุบ PTFE (ป้องกันการเกาะติด)

 

ฮาร์ดอโนไดซ์/ประเภท III

ข้อดีของกระบวนการนี้คือมีความแข็งถึง HV400-600 และเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม

แต่มาวิเคราะห์กับดักความเสี่ยงที่ซ่อนอยู่:
ความเสี่ยงจากการเปราะ: ชั้นฮาร์ดออกไซด์คืออลูมินาที่มีลักษณะเป็นเซรามิกซึ่งเปราะมาก หากใช้กับส่วนประกอบที่มีผนังบาง-ซึ่งต้องรับแรงกระแทกสูงหรือการบิดงอ การเคลือบจะแตกเหมือนแก้วและอาจเป็นสาเหตุให้พื้นผิวแตกหักเมื่อยล้า
ความไวของวัสดุ: ไม่เป็นมิตรอย่างยิ่งกับ 7075 (ทองแดงสูง) หรืออลูมิเนียมหล่อ (ซิลิคอนสูง) ทองแดงและซิลิคอนสามารถขัดขวางการเจริญเติบโตของฟิล์มออกไซด์ ส่งผลให้ชั้นฟิล์มไหม้หรือหลุดออก ซึ่งต้องใช้สูตรอิเล็กโทรไลต์พิเศษอย่างยิ่งและการควบคุมกระแสพัลส์

อโนไดซ์และการย้อมสีมาตรฐาน (Type II)

ข้อดีคือต้นทุนต่ำ มีสีให้เลือกหลากหลาย และทนทานต่อการกัดกร่อน

กับดักความเสี่ยง:
การซีดจาง: สีย้อมออร์แกนิกที่สว่างหลายชนิดจะเปราะบางมากภายใต้แสงอัลตราไวโอเลต (UV) หากคุณใช้กับอุปกรณ์กลางแจ้ง คุณต้องระบุสีเกลืออนินทรีย์หรือสีอิเล็กโทรไลต์ ไม่เช่นนั้น "สีดำดีพสเปซ" จะเปลี่ยนเป็น "สีม่วงมะเขือยาว" หลังจากสามเดือน
ช่องการกัดกร่อน: ชั้นอะโนไดซ์นั้นมีรูพรุนเป็นหลัก หากกระบวนการปิดผนึกไม่เป็นไปตามมาตรฐาน (เช่น อุณหภูมิหรือเวลาไม่เพียงพอ) โมเลกุลสเปรย์เกลือจะผ่านรูพรุนและไปถึงพื้นผิวโดยตรง

การเคลือบผง/ของเหลว

ข้อดีคือทนต่อสภาพอากาศได้ดีเยี่ยม ครอบคลุมข้อบกพร่องของพื้นผิว และความสม่ำเสมอของสีที่ดี

กับดักความเสี่ยง:
ความทนทานต่ออิทธิพล: ความหนาของการเคลือบสีฝุ่นมักจะอยู่ระหว่าง 60-120 μm สำหรับพิกัดความเผื่อพอดีที่ระดับ H7/g6 ความหนานี้มีผลกระทบอย่างมากต่อพิกัดความเผื่อ
ไม่สามารถกลับคืนสภาพเดิมได้: เมื่อการพ่นล้มเหลวหรือมีรอยขีดข่วนเฉพาะที่ การซ่อมแซมจะเป็นเรื่องยากมาก โดยทั่วไปการลอกการเคลือบต้องใช้อัลคาไลหรือการพ่นทรายที่รุนแรง ซึ่งอาจสร้างความเสียหายให้กับขนาดของพื้นผิวที่มีความแม่นยำได้

การขัดด้วยไฟฟ้า/การขัดด้วยสารเคมี

ข้อดีคือสามารถลดความหยาบระดับไมโคร (Ra) ปรับปรุงความสะอาด และเพิ่มความเงางามได้

กับดักความเสี่ยง:
นี่เป็นกระบวนการลดปริมาณวัสดุ มันจะกัดกร่อนขอบเขตของเมล็ดพืชและสิ่งสกปรกเป็นพิเศษ หากโครงสร้างผลึกของวัตถุดิบ (เช่น แท่งอะลูมิเนียม) ไม่เรียบ อาจเกิดเปลือกส้มหรือรูพรุนบนพื้นผิวหลังการขัดเงา มีข้อกำหนดด้านคุณภาพของพื้นผิวที่สูงมาก

ฟิล์มแปลงสารเคมี (โครเมต/อะโลดีน)

ข้อดี คือ การนำไฟฟ้า ทนต่อการกัดกร่อน บางมาก (<1 μ m), and do not affect size.

กับดักความเสี่ยง:
หลายคนเข้าใจผิดว่าทนทานมาก อันที่จริง มันนิ่มมากและไม่-ทนทานต่อการสึกหรอ ในระหว่างขั้นตอนการประกอบ เหงื่อที่เป็นกรดหรือการเสียดสีเล็กน้อยจากนิ้วอาจทำให้เสียหายได้ โดยปกติจะสามารถใช้เป็นสีรองพื้นหรือพื้นผิวนำไฟฟ้าภายในแชสซีได้เท่านั้น และไม่สามารถใช้เป็นพื้นผิวการทำงานขั้นสุดท้ายสำหรับชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้อย่างแม่นยำ

หากคุณกำลังออกแบบอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูง-จากประสบการณ์ของเรา เรามีข้อเสนอแนะสองประการสำหรับคุณ

การคำนวณขนาดสำหรับการอโนไดซ์

กลไกทางกายภาพ: การเติบโตของฟิล์มออกไซด์เป็นไปตามกฎเชิงประจักษ์ของ "การเติบโต 50% ของการเจาะทะลุ+50%" (อัตราส่วนจำเพาะอาจแตกต่างกันเล็กน้อยขึ้นอยู่กับประเภทของโลหะผสม) ซึ่งหมายความว่า หากคุณต้องการสร้างชั้นฟิล์มขนาด 50 μm ความหนาประมาณ 25 μm จะถูกกัดกร่อนไปทางด้านในของวัสดุพิมพ์ ในขณะที่อีก 25 μm ที่เหลือจะงอกออกไปด้านนอก

คำแนะนำทางวิศวกรรมของ GD&T:
สำหรับพื้นผิวที่ไม่ผสมพันธุ์ มักจะมองข้ามสิ่งนี้ไปได้ แต่สำหรับรูหรือเพลาที่มีความแม่นยำเกรด H7/g6 จะทำให้เกิดความเบี่ยงเบนในระบบขนาด

ตัวอย่างการคำนวณ:หากการออกแบบต้องใช้รูรับแสงสุดท้าย ϕ 20.00 ± 0.01 มม. และระบุการชุบอโนไดซ์แบบแข็ง 40 μm ดังนั้นในขั้นตอนการกลึง CNC ขนาดเป้าหมายสำหรับการกลึงไม่ควรเท่ากับ ϕ 20.00 แต่ควรอยู่ที่ประมาณ ϕ 20.04 (คำนวณจาก 20.00+0.02 × 2)

มาตรฐานคำอธิบายประกอบการวาดภาพ:ขอแนะนำอย่างยิ่งให้ติดป้ายกำกับ "ขนาดก่อนการชุบ" และ "ขนาดหลังการชุบ" อย่างชัดเจนบนแบบร่าง เพื่อขจัดความเข้าใจผิดระหว่างฝ่ายแปรรูป

ออกซิเดชั่นทำให้เกิดความเปราะบางและ "ผลกระทบจากปริมาตร" ของส่วนประกอบที่มีผนังบาง-

กลไกทางกายภาพ: ปริมาตรโมลของอลูมินามากกว่าอะลูมิเนียม (Al) เมื่ออลูมิเนียมถูกแปลงเป็นอลูมินา ปริมาตรจะขยายใหญ่ขึ้น การขยายตัวของปริมาตรระดับจุลภาคนี้จะสร้างความเค้นอัดตกค้างที่สำคัญภายในชั้นเมมเบรน

เสี่ยง:สำหรับชิ้นส่วนผนังบาง-ที่มีความหนาของผนังน้อยกว่า 1-2 มม. หากไม่ได้ควบคุมความเค้นอัดนี้ อาจทำให้เกิดการบิดเบี้ยวด้วยตาเปล่าหรือความผิดปกติของรูปทรงวงรีของชิ้นงานได้ นอกจากนี้การยืดตัวของฟิล์มฮาร์ดออกไซด์ยังต่ำมาก (<0.5%), and when the substrate undergoes elastic deformation, the film layer is prone to microcracks, significantly reducing the fatigue life of the parts.

สารละลาย:สำหรับชิ้นส่วนดังกล่าว จำเป็นต้องปรับสมดุล "ความหนาของฟิล์ม" และ "การเสียรูป" ในระหว่างการออกแบบกระบวนการ โดยปกติจะแนะนำให้จำกัดความหนาของฟิล์ม (เช่น ไม่เกิน 25-30 μm) หรือใช้พารามิเตอร์กระบวนการออกซิเดชันความเค้นต่ำเฉพาะ และหากจำเป็น ให้แนะนำฟิกซ์เจอร์รองรับภายในแบบพิเศษเพื่อต้านทานแรงเสียรูปที่เกิดจากการขยายตัวของปริมาตร

ข้อควรสนใจ: การคำนวณและข้อมูลมีไว้เพื่อการอ้างอิงเท่านั้น ขอแนะนำให้ยืนยันกับซัพพลายเออร์การรักษาพื้นผิวในการผลิตจริง

การรักษาพื้นผิวครอบคลุมสาขาวิชาที่ซับซ้อน เช่น เคมี ฟิสิกส์ และกลศาสตร์ ที่ Hansheng Automation เราปรับการรักษาพื้นผิวให้เข้ากับกระบวนการผลิตที่มีความแม่นยำ ทำให้เป็นส่วนสำคัญของกระบวนการผลิตที่มีความแม่นยำของเรา หากคุณสนใจโซลูชันการรักษาพื้นผิวของเรา โปรดคลิกที่นี่ –บริการรักษาพื้นผิวอลูมิเนียม.

ASTM B117-19: แนวปฏิบัติมาตรฐานสำหรับการใช้งานเครื่องพ่นเกลือ (หมอก)

ISO 10074:2017: การอโนไดซ์อะลูมิเนียมและอัลลอยด์ - ข้อกำหนดสำหรับการเคลือบออกซิเดชันแบบฮาร์ดแอโนดิกบนอะลูมิเนียมและอัลลอยด์

เวอร์นิค, เอส., พินเนอร์, อาร์. และเชียสบี, พีจี (1987) การรักษาพื้นผิวและการตกแต่งอลูมิเนียมและโลหะผสม เอเอสเอ็ม อินเตอร์เนชั่นแนล

คู่มือ ASM เล่มที่ 5: วิศวกรรมพื้นผิว เอเอสเอ็ม อินเตอร์เนชั่นแนล