Bagaimana memilih proses perawatan permukaan yang tepat untuk komponen aluminium Anda

Hansheng Automation berfokus pada penyediaan layanan komponen untuk mesin presisi. Kita telah melihat banyak kasus dimana perlakuan permukaan yang tidak tepat mengakibatkan komponen tidak memenuhi standar toleransi. Seperti bukaan yang lebih kecil yang menyebabkan kemacetan perakitan, mengejar kekerasan secara membabi buta yang menyebabkan patahnya bagian-bagian berdinding tipis-yang rapuh, atau lapisan anodisasi yang indah memudar setelah dua minggu terpapar di luar ruangan, dll.

Perawatan permukaan bukan hanya langkah terakhir dalam proses pembuatan, tetapi juga terkait dengan keakuratan dan fungsionalitas bagian-bagiannya. Untuk komponen aluminium presisi, terutama bagian inti yang digunakan pada sambungan penerbangan, medis, dan robot, perawatan permukaan juga sangat penting. Selanjutnya, Hansheng akan membawa Anda dari perspektif lain untuk menjelaskan logika-pengambilan keputusan perawatan permukaan aluminium dan beberapa perangkap perawatan permukaan.

Tidak ada proses perawatan permukaan yang mahakuasa, kita perlu memilih proses perawatan permukaan yang dapat mencapai kinerja terbaik sesuai dengan situasi sebenarnya. Hansheng telah membuat daftar empat kategori berbeda untuk Anda berdasarkan pengalaman pemrosesan aktualnya.

Kategori kinerja mekanis

Memprioritaskan kinerja mekanis suku cadang terutama ditujukan untuk mencapai ketahanan aus yang sangat tinggi, kekerasan permukaan, dan koefisien gesekan yang rendah. Skenario yang umum mencakup sambungan robot, roda gigi, perosotan, dan piston.
Saran:Anodisasi keras (Tipe III), pelapisan nikel tanpa listrik (ENP), pelapisan DLC.

Kategori Kinerja Kimia/Lingkungan

When prioritizing the chemical/environmental performance of the parts, it is generally because the parts require extremely high corrosion resistance (salt spray test>1000 jam), tahan cuaca, dan isolasi. Skenario umum mencakup peralatan kelautan, stasiun pangkalan komunikasi luar ruangan, dan peralatan desinfeksi medis.
Saran:anodisasi, pelapisan bubuk, dan oksidasi busur mikro (MAO) dengan penyegelan lubang yang baik.

Kategori kinerja fisik/estetika

Komponen yang mengutamakan performa fisik/estetika biasanya memerlukan warna, tekstur (matte/high gloss), dan sensasi sentuhan tertentu. Skenario umum mencakup casing elektronik konsumen dan panel instrumen.
Saran:Anodisasi dekoratif (Tipe II), penyemprotan cairan, sandblasting+oksidasi.

Kategori fungsi khusus

Prioritas harus diberikan pada komponen dengan fungsi khusus yang umumnya memerlukan konduktivitas yang baik, biokompatibilitas, dan efisiensi pengkondisian udara yang sangat-tinggi.
Saran:Lapisan konversi kimia (konduktif), pemolesan elektrolitik (bersih), impregnasi PTFE (anti lengket).

 

Anodisasi Keras/Tipe III

Keuntungan dari proses ini adalah kekerasannya bisa mencapai HV400-600 dan insulasinya sangat baik.

Namun mari kita analisis jebakan risiko yang tersembunyi:
Risiko getas: Lapisan oksida keras merupakan alumina dengan karakteristik keramik yang sangat rapuh. Jika diterapkan pada-komponen berdinding tipis yang mengalami benturan keras atau deformasi tekukan, lapisan akan retak seperti kaca dan bahkan menyebabkan patah lelah pada media.
Sensitivitas bahan: Sangat tidak ramah terhadap 7075 (tembaga tinggi) atau aluminium cor (silikon tinggi). Tembaga dan silikon dapat menghambat pertumbuhan lapisan oksida, menyebabkan lapisan film terbakar atau kendor. Hal ini memerlukan formulasi elektrolit yang sangat khusus dan kontrol arus pulsa.

Anodisasi dan pewarnaan standar (Tipe II)

Keuntungannya adalah biaya rendah, pemilihan warna yang kaya, dan ketahanan terhadap korosi.

Perangkap Resiko:
Memudar: Banyak pewarna organik cerah menjadi sangat rapuh di bawah sinar ultraviolet (UV). Jika Anda menggunakannya untuk perlengkapan luar ruangan, Anda harus menentukan pewarna garam anorganik atau pewarna elektrolitik, jika tidak, "Deep Space Black" akan berubah menjadi "Terong Ungu" setelah tiga bulan.
Saluran korosi: Lapisan anodisasi pada dasarnya berpori. Jika proses penyegelan tidak memenuhi standar (seperti suhu atau waktu yang tidak mencukupi), molekul semprotan garam akan melewati pori-pori dan langsung mencapai substrat.

Lapisan Serbuk/Cair

Keunggulannya adalah ketahanan cuaca yang sangat baik, cakupan cacat substrat, dan konsistensi warna yang baik.

Perangkap Resiko:
Toleransi pengaruh: Ketebalan lapisan bubuk biasanya antara 60-120 μm. Untuk toleransi kesesuaian tingkat H7/g6, ketebalan ini mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap toleransi.
Sifat tidak dapat diubah: Jika penyemprotan gagal atau terdapat goresan lokal, maka sangat sulit untuk memperbaikinya. Pengupasan lapisan biasanya memerlukan alkali atau sandblasting yang kuat, yang selanjutnya dapat merusak dimensi substrat presisi.

Pemolesan Elektro/Pemolesan Kimia

Keunggulannya adalah dapat mengurangi kekasaran mikro (Ra), meningkatkan kebersihan, dan meningkatkan kilap.

Perangkap Resiko:
Ini adalah proses pengurangan bahan. Ini terutama akan menimbulkan korosi pada batas butir dan kotoran. Jika struktur kristal bahan mentah (seperti batang aluminium) tidak rata, kulit jeruk atau lubang mungkin muncul di permukaan setelah pemolesan. Ini memiliki persyaratan yang sangat tinggi untuk kualitas media.

Film konversi kimia (Kromat/Alodin)

Keuntungannya adalah konduktivitas, ketahanan terhadap korosi, sangat tipis (<1 μ m), and do not affect size.

Perangkap Resiko:
Banyak orang yang salah mengira bahwa ini sangat tahan lama. Faktanya, bahan ini sangat lembut dan tidak-tahan aus. Selama proses perakitan, keringat asam atau sedikit gesekan dari jari dapat merusaknya. Biasanya hanya dapat digunakan sebagai primer atau untuk permukaan konduktif di dalam sasis, dan tidak dapat digunakan sebagai permukaan kerja akhir untuk bagian bergerak yang presisi.

Jika Anda merancang perlengkapan{0}}dengan presisi tinggi, berdasarkan pengalaman kami, kami memberikan dua saran untuk Anda.

Perhitungan ukuran untuk anodisasi

Mekanisme fisik: Pertumbuhan lapisan oksida mengikuti aturan empiris "penetrasi 50%+50% pertumbuhan" (rasio spesifik mungkin sedikit berbeda tergantung pada jenis paduannya). Artinya, jika Anda perlu membuat lapisan film berukuran 50 μm, ketebalan sekitar 25 μm akan terkikis ke arah bagian dalam substrat, sedangkan 25 μm lainnya akan tumbuh ke arah luar.

Saran Teknik GD&T:
Untuk permukaan yang tidak menyatu, hal ini biasanya dapat diabaikan. Namun untuk lubang atau poros presisi grade H7/g6, hal ini akan menyebabkan penyimpangan pada sistem ukuran.

Contoh perhitungan:Jika desain memerlukan bukaan akhir ϕ 20,00 ± 0,01 mm dan menentukan anodisasi keras 40 μm. Jadi pada tahap pemesinan CNC, ukuran target pembubutan tidak boleh ϕ 20,00, tetapi harus kira-kira ϕ 20,04 (dihitung dari 20.00+0.02 × 2).

Standar anotasi gambar:Sangat disarankan untuk memberi label dengan jelas pada "Dimensi sebelum pelapisan" dan "Dimensi setelah pelapisan" pada gambar untuk menghilangkan kesalahpahaman antara pihak pemrosesan.

Oksidasi menyebabkan kerapuhan dan "efek volume" komponen-berdinding tipis

Mekanisme fisik: Volume molar alumina lebih besar dibandingkan volume molar aluminium (Al). Ketika aluminium diubah menjadi alumina, volumenya mengembang. Ekspansi volume mikroskopis ini akan menghasilkan tegangan tekan sisa yang signifikan di dalam lapisan membran.

Mempertaruhkan:Untuk bagian-berdinding tipis dengan ketebalan dinding kurang dari 1-2 mm, jika tegangan tekan ini tidak dikontrol, hal ini dapat menyebabkan lengkungan makroskopis atau deformasi elips pada benda kerja. Selain itu, perpanjangan film oksida keras sangat rendah (<0.5%), and when the substrate undergoes elastic deformation, the film layer is prone to microcracks, significantly reducing the fatigue life of the parts.

Larutan:Untuk bagian seperti itu, penting untuk menyeimbangkan "ketebalan film" dan "deformasi" selama desain proses. Biasanya disarankan untuk membatasi ketebalan film (seperti tidak melebihi 25-30 μm) atau menggunakan parameter proses oksidasi tegangan rendah tertentu, dan jika perlu, memperkenalkan perlengkapan pendukung internal khusus untuk menahan gaya deformasi yang disebabkan oleh ekspansi volume.

Perhatian: Perhitungan dan data hanya untuk referensi. Disarankan untuk mengonfirmasi dengan pemasok perawatan permukaan dalam produksi sebenarnya.

Perawatan permukaan mencakup disiplin ilmu yang kompleks seperti kimia, fisika, dan mekanika. Di Hansheng Automation, kami mengadaptasi perawatan permukaan dengan proses manufaktur presisi kami, menjadikannya bagian penting dari proses manufaktur presisi kami. Jika Anda tertarik dengan solusi perawatan permukaan kami, silakan klik di sini –Jasa Perawatan Permukaan Aluminium.

ASTM B117-19: Praktik Standar untuk Mengoperasikan Peralatan Semprotan Garam (Kabut).

ISO 10074:2017: Anodisasi aluminium dan paduannya - Spesifikasi lapisan oksidasi anodik keras pada aluminium dan paduannya.

Wernick, S., Pinner, R., & Sheasby, PG (1987). Perawatan Permukaan dan Penyelesaian Aluminium dan Paduannya. ASM Internasional.

Buku Pegangan ASM, Volume 5: Teknik Permukaan. ASM Internasional.