V sektorjih, kot so strojna proizvodnja, avtomobilski inženiring, potrošniška elektronika in vesoljski promet, obdelava površinskega inženirstva, ki se uporablja za osnovne materiale, neposredno določa-delovanje in zanesljivost komponent.
Pri istem osnovnem materialu lahko različni postopki površinske obdelave povzročijo velike razlike glede odpornosti proti koroziji, odpornosti proti obrabi, električne prevodnosti in celo estetske kakovosti.
Zato bistvo površinske obdelave ni le v izboljšanju videza, temveč v ustvarjanju funkcionalne površinske plasti za doseganje ciljnega izboljšanja zmogljivosti brez bistvenega spreminjanja mehanskih lastnosti substrata.
Noben posamezen proces ni sam po sebi boljši od drugega; primernost je v celoti odvisna od posebnega substrata, strukture komponent, predvidene funkcije in delovnega okolja. Za resnično razumevanje površinske obdelave je treba pogledati dlje od imena postopka, da bi razumeli, kako nastane premaz, glavne težave, ki jih obravnava, in morebitna nova tveganja, ki jih lahko povzroči.
I. Galvanizacija: nanos kovinske prevleke na površino podlage
Galvanizacija je postopek, ki uporablja zunanje električno polje enosmernega toka (DC), da sproži reakcijo redukcije kovinskih ionov iz raztopine za galvanizacijo na površino katode, kar ima za posledico nanos kovinske ali zlitine prevleke.
Obdelovanec, ki ga je treba prevleči, običajno služi kot katoda, medtem ko je anoda lahko bodisi topna kovinska anoda ali netopna anoda. Poleg kovinskih soli raztopina za nanos običajno vsebuje dodatke, kot so sredstva za kompleksiranje, pufri, prevodne soli in belila.
[Slika]
Običajni premazi vključujejo: cinkanje, cinkanje-nikljeve zlitine, nikljanje, bakrenje, kromiranje, posrebrenje, pozlačevanje in kompozitne sisteme (kot je neelektrični nikelj, ki mu sledi galvanizacija).
Postopki galvanizacije imajo različne funkcije. Na primer, cinkanje se uporablja predvsem za zaščito jeklenih in železnih delov pred korozijo; ponikljanje nudi kombinacijo zaščite, odpornosti proti obrabi in dekorativne privlačnosti; bakrenje se pogosto uporablja za osnovne plasti, prevodnost ali kot vmesna plast za naknadno prevleko; pozlačenje in posrebrenje se pogosto uporabljata za električne kontakte in visoko{1}}okrasne zaključke; in trdo kromiranje se običajno uporablja za odpornost proti obrabi in obnovo dimenzij.
1. Tipičen tok procesa
Galvanizacija na splošno vključuje tri stopnje.
Pred-obdelava: Razmaščevanje → Izpiranje z vodo → Odstranjevanje rje ali dekapiranje → Izpiranje z vodo → Aktivacija → Predhodna-prevleka ali nanos-osnovne plasti (če je potrebno).
Pred-obdelava neposredno določa oprijem premaza. Ostanki olja, oksidne obloge, rja ali polirna spojina na površini podlage lahko povzročijo napake, kot so mehurji, luknjice in lokalno luščenje prevleke. Upoštevati je treba, da je pasivacija običajno naknadna-obdelava in ne standardni korak v-postopku predhodne obdelave za običajno galvanizacijo. Medtem ko so nekateri substrati podvrženi posebnim postopkom pretvorbe ali aktivacije, "pasivacije po luženju" ni mogoče šteti za univerzalni postopek za vse postopke galvanizacije.
Glavna galvanizacija: prevleka se nanese v skladu s specifikacijami z nadzorovanjem parametrov, kot so gostota toka, temperatura kopeli, pH vrednost, koncentracija kovinskih ionov, vsebnost aditivov in mešanje.
Naknadna-obdelava: izpiranje z vodo → Pasivacija ali zapiranje → Sušenje → Pregled → Pakiranje.
Pocinkani-deli so pogosto podvrženi trivalentnemu kromiranju, pasiviranju brez-kroma ali tesnjenju za dodatno izboljšanje odpornosti proti koroziji.
Plastični substrati, kot je ABS, ne morejo biti izpostavljeni standardni galvanizaciji neposredno; običajno zahtevajo hrapavost, senzibilizacijo, aktivacijo in kemično nanašanje, da tvorijo prevodno površinsko plast, preden nadaljujejo z naslednjimi koraki galvanizacije.
2. Ključne kontrolne točke kakovosti
Na kakovost galvanizacije na splošno vplivajo naslednji parametri:
Gostota toka;
Trajanje prevleke;
Temperatura kopeli;
pH vrednost;
Koncentracije kovinskih ionov in dodatkov;
Usmerjenost stojala za obdelovance;
Razdalja-od-katode;
Filtracija in mešanje kopeli;
Stanje površine podlage.
Deli s kompleksno geometrijo, globokimi luknjami ali vdolbinami so nagnjeni k težavam, kot sta pretirana debelina prevleke na robovih in nezadostna prevleka v globokih luknjah zaradi neenakomerne porazdelitve toka. Ta vprašanja zahtevajo rešitve, kot je uporaba pomožnih anod, zaščitnih plošč, optimizirana zasnova stojala ali izboljšave moči izmetavanja kopeli za galvanizacijo.
3. Glavne prednosti in tveganja
Prednosti galvanizacije so v široki paleti razpoložljivih tipov premazov, ki so sposobni istočasno izpolnjevati zahteve glede odpornosti proti koroziji, odpornosti proti obrabi, električne prevodnosti, spajkanja in dekorativne privlačnosti, z nastavljivo debelino premaza v razponu od nekaj mikrometrov do deset mikrometrov.
Ključna tveganja vključujejo:
mehurji in luščenje zaradi slabe-predobdelave;
Neenakomerna debelina prevleke;
Poroznost in luknjice;
Nezadostna pokritost notranjih površin kompleksnih struktur;
Vodikova krhkost v-jeklu visoke trdnosti po luženju in galvanizaciji;
Pritiski na okolje, povezani s težkimi kovinami, odpadno vodo in vzdrževanjem kopeli.
Zlasti za pritrdilne-jeklene pritrdilne elemente, vzmeti in nosilne-komponente je treba oceniti tveganje vodikove krhkosti in nemudoma opraviti razbremenilno obdelavo z vodikom v skladu z veljavnimi zahtevami. II. Anodiziranje: gojenje oksidnega filma na aluminijastem substratu
Anodizacija se uporablja predvsem za aluminij in aluminijeve zlitine, čeprav se lahko uporablja tudi za posebne kovine, kot sta titan in magnezij.
Ključna razlika med eloksiranjem in galvanizacijo je v tem, da galvanizacija vključuje nanašanje zunanje kovine na površino podlage, medtem ko eloksiranje povzroči, da je osnovna kovina sama podvržena elektrokemični oksidaciji, pri čemer nastane oksidni film, ki je sestavni del podlage.
[Slika]
Anodizirane folije na aluminijevih zlitinah so sestavljene predvsem iz aluminijevega oksida in nudijo lastnosti, kot so odpornost proti koroziji, odpornost proti obrabi, električna izolacija in dekorativna privlačnost.
1. Tipičen tok procesa
Običajno zaporedje postopkov vključuje: zlaganje → razmaščevanje → izpiranje z vodo → alkalno jedkanje ali kemično poliranje → odstranjevanje muta (svetlenje) → izpiranje z vodo → eloksiranje → izpiranje z vodo → barvanje ali elektrolitsko barvanje → tesnjenje → pregled.
Vsi izdelki ne zahtevajo alkalnega jedkanja, barvanja ali kemičnega poliranja; ti koraki so izbrani glede na posebne zahteve glede videza in funkcionalnosti.
Sveže oblikovani anodizirani filmi imajo porozno strukturo, ki zlahka absorbira barvila in onesnaževalce; zato je običajno potreben korak tesnjenja. Tesnjenje zmanjša poroznost in s tem poveča odpornost proti koroziji in barvno stabilnost.
2. Konvencionalno eloksiranje v primerjavi s trdim eloksiranjem
Konvencionalna anodizacija se uporablja predvsem za:
Splošna zaščita;
Dekorativno barvanje;
Ohišja za potrošniško elektroniko;
Arhitekturni aluminijasti profili;
Instrumenti in strukturne komponente.
Debelina filma se običajno giblje od nekaj mikronov do več kot dvajset mikronov, posebne zahteve pa določajo standardi za izdelke.
Trda anodizacija uporablja nižje temperature kopeli in višje gostote toka za izdelavo debelejše in trše plasti filma. Uporablja se predvsem za:
bati;
Vodilne tirnice;
Cilindri;
Hidravlične komponente;
Deli iz aluminijeve zlitine z visoko-odpornostjo- na obrabo.
Trde anodizirane folije so običajno zelo trde, a relativno krhke; ne morejo preprosto nadomestiti strukturne trdnosti samega osnovnega materiala.
3. Ključna tveganja kakovosti
Kritični dejavniki, ki jih je treba spremljati med eloksiranjem, vključujejo:
Stopnja in mikrostruktura aluminijeve zlitine;
Površinske napake na surovinah;
Enakomernost pred-obdelave;
Temperatura in koncentracija kopeli;
Gostota toka;
trajanje anodizacije;
Regalni kontakt;
Pogoji barvanja;
Kakovost tesnjenja. Različne aluminijeve zlitine vsebujejo različne ravni legirnih elementov, kot so baker, silicij in magnezij; posledično lahko pride do znatnih razlik v barvi, lesku in enakomernosti prevleke po oksidaciji. Zato doseganje posebne barvne zahteve ni odvisno samo od formule za barvilo, ampak tudi od nadzora serij materiala, hrapavosti površine in pogojev pred-obdelave.
Anodizirani filmi rastejo navznoter v substrat, hkrati pa se širijo navzven, kar povzroči povečanje dimenzij. Pri luknjah, parnih površinah in natančnih navojih je treba upoštevati vpliv debeline filma med stopnjami načrtovanja in obdelave.
III. Razpršilni premaz: Vzpostavitev zaščitne in dekorativne pregrade z organskimi premazi
Industrijski premaz z razprševanjem je postopek enakomernega nanašanja tekočih ali praškastih premazov na površino obdelovanca in tvorjenje neprekinjenega premaznega filma z izhlapevanjem topila, kemično reakcijo ali toplotnim utrjevanjem.
[Slika]
Spray premaz ima širok spekter uporabe, vključno z:
Jeklene konstrukcije;
Avtomobilske karoserije in komponente;
Mehanska oprema;
Ohišja gospodinjskih aparatov;
Izdelki iz aluminijevih zlitin;
Pohištvo in arhitekturne komponente.
Na nanašanje pršilnega premaza ne bi smeli gledati le kot na korak "barvanja". Dejavniki, ki resnično določajo življenjsko dobo premaza, so pogosto pred-obdelava, sistem temeljnega premaza, nadzor debeline filma in stopnja strjevanja.
1. Tekoči nanos v primerjavi s praškastim premazom
Tekoči premaz s pršenjem uporablja premaze, ki vsebujejo topila, vodo ali reaktivne smole, kar omogoča oblikovanje več-slojnih sistemov, ki obsegajo osnovni premaz, vmesni premaz in zaključni premaz.
Prednosti vključujejo:
Širok izbor vrst premazov;
Prilagodljiv nadzor nad videzom in barvo;
Sposobnost doseganja tanjših ali visoko dekorativnih premazov;
Nekateri sistemi se lahko strdijo pri sobni ali nizki temperaturi.
Pomanjkljivosti vključujejo potencialno nastajanje hlapnih organskih spojin (VOC) in stroge zahteve v zvezi z razpršilnimi kabinami, protieksplozijsko zaščito, prezračevanjem in obdelavo izpušnih plinov.
Prašno lakiranje uporablja elektrostatične sile za privabljanje prahu na površino obdelovanca, čemur sledi segrevanje, da se prah stopi, izravna in strdi v premaz.
Prednosti vključujejo:
Visoka stopnja izkoristka premaza;
Na splošno brez tradicionalnih topil;
Debelejši premazi;
Vrhunska odpornost na udarce in zaščita pred korozijo;
Primernost za avtomatizirano masovno proizvodnjo.
Vendar praškasto lakiranje običajno zahteva višje temperature strjevanja; zato je bistveno preveriti, ali lahko substrat in sestavljene komponente prenesejo toplotni proces. 2. Tipičen tok procesa
Prevleka kovinskih delov običajno vključuje: razmaščevanje → odstranjevanje rje ali peskanje → predelovalno obdelavo → izpiranje z vodo → sušenje → nanos temeljnega premaza → izravnavo ali odstranjevanje → nanos končnega ali praškastega premaza → utrjevanje → pregled.
Za jeklene konstrukcije je morda potrebna čistoča peskanja, da se doseže standard Sa 2,5, čeprav to ni univerzalna zahteva za vse prevlečene izdelke. Tanka pločevina, pocinkani deli in komponente iz aluminijevih zlitin so lahko podvržene fosfatiranju, obdelavi s cirkonijem, silanom ali drugi kemični pred-obdelavi.
3. Ključne kontrolne točke kakovosti
Postopki premazovanja zahtevajo strog nadzor nad:
Čistost površine;
Hrapavost površine;
Kakovost pretvorbenega premaza;
Viskoznost premaza in vsebnost trdnih delcev;
Razdalja in kot brizgalne pištole;
Atomizacijski tlak;
elektrostatična napetost;
Debelina mokrega in suhega filma;
čas izravnave;
Dejanska temperatura obdelovanca in čas sušenja.
Nadzor sušenja se ne sme zanašati samo na nastavljeno temperaturo v pečici; dejansko temperaturo kovine obdelovanca je treba preveriti, da se zagotovi, da se ujema z določenim oknom utrjevanja prevleke.
Pogoste okvare vključujejo:
kraterji;
Pomarančna lupina;
Povešanje/teče;
vključki delcev/umazanije;
luknjice;
Izpostavljenost substrata (počitnice);
Nezadostna oprijemljivost;
Neskladnost barve in sijaja;
Premalo ali preveč utrjeno-.
IV. Elektroforetska prevleka: Oblikovanje enotnega temeljnega filma s pomočjo električnih polj
Elektroforetska prevleka je postopek, pri katerem se prevodni obdelovanec potopi v vodno elektroforetično kopel; električno polje enosmernega toka (DC) povzroči, da se nabiti delci smole in pigmenta selijo in odlagajo ter tvorijo premazni film.
Avtomobilska industrija široko uporablja katodno elektroforezo predvsem za zagotavljanje enakomerne, neprekinjene in -korozijsko odporne temeljne plasti za karoserije vozil in kovinske komponente.
Slika
V primerjavi z običajnim razprševanjem je glavna prednost elektroforeze njena vrhunska "moč metanja", ki ji omogoča prekrivanje razpok, notranjih votlin in kompleksnih geometrij, ki jih brizgalne pištole težko dosežejo.
1. Postopek nastajanja filma pri katodni elektroforezi
Postopek katodne elektroforeze vključuje naslednje sočasne ukrepe:
Usmerjena migracija nabitih delcev prevleke;
Elektrokemične reakcije na površini obdelovanca;
Izguba topnosti v vodi in odlaganje smole;
Dehidracija in zgostitev mokrega filma. Ko se prevlečna plast postopoma oblikuje, se električni upor poveča in stopnja nanašanja se zmanjša; posledično kaže elektroforetska prevleka določeno stopnjo samo-omejevalnega obnašanja, kar olajša oblikovanje enakomerne debeline prevleke.
2. Tipičen tok procesa
Običajni potek postopka je: razmaščevanje → izpiranje z vodo → kondicioniranje ali pretvorba površine → izpiranje z deionizirano vodo → elektroforeza → izpiranje z ultrafiltratom → izpiranje z deionizirano vodo → pečenje/sušenje → pregled.
Pred-zdravljenje pred elektroforezo je ključnega pomena. Če ima površina obdelovanca olje, rjo, škarje ali napake v pretvorbenem premazu, se lahko pojavijo naknadne težave, kot so kraterji, luknjice, slab oprijem in prezgodnja korozija.
3. Ključni parametri in tveganja
Ključni dejavniki, ki zahtevajo nadzor, vključujejo:
Vsebnost trdnih snovi v kopeli;
pH vrednost;
Prevodnost;
Temperatura kopeli;
Napetost in čas napajanja;
Način vnosa obdelovanca;
stanje anodnega sistema;
Ultrafiltracijski sistem;
Temperatura in čas pečenja;
Debelina sloja barve.
Elektroforeza je primerna predvsem za obdelovance, ki so električno prevodni in prenesejo temperature pečenja. Ne-prevodne plastike ni mogoče obdelati neposredno s standardnimi metodami elektroforeze.
Pogoste težave vključujejo:
Nezadostna ali pretirana debelina filma;
Nezadostno prodiranje premaza v notranje votline;
Luknje in kraterji;
vključki delcev;
Oznake elektroforeze;
kontaktne oznake vboda;
Premalo utrjevanje-;
Korozija, ki izvira iz robov, zvarnih šivov in ranljivih območij znotraj notranjih votlin.
V. Oksidacija z mikro{1}}oblokom: oblikovanje keramične prevleke na površinah iz lahkih zlitin
Oksidacija z mikro-oblokom, znana tudi kot plazemska elektrolitska oksidacija, je postopek, ki uporablja visoko{1}}napetostne pogoje za induciranje mikro-razelektritev na površinah kovinskih ventilov (kot so aluminij, magnezij in titan). S kombinacijo elektrokemičnih, termokemičnih in plazemskih reakcij tvori keramični-podoben oksidni premaz.
Slika
V primerjavi z običajnim eloksiranjem vključuje mikro-olok oksidacija mikro-razelektritve, kar ima za posledico prevleko z bolj izrazitimi keramičnimi lastnostmi; to običajno zagotavlja vrhunsko trdoto, odpornost proti obrabi in toplotno odpornost. 1. Tipičen potek postopka
Običajno vključuje: razmaščevanje in čiščenje → regale → potopitev v elektrolit → povečanje napetosti ali impulzno napajanje → mikro-olok oksidacijo → izpiranje z vodo → tesnjenje ali kompozitno obdelavo → pregled
Osnovni postopek vključuje:
Tvorba tankega oksidnega filma na površini substrata;
Lokaliziran dielektrični razpad filma, ko napetost narašča;
Ustvarjanje trenutne visoke temperature in visokega tlaka z mikro-razelektritvami;
Oksidacija kovine substrata in reakcija s komponentami elektrolita;
Nenehna razgradnja, taljenje, ohlajanje in rast sloja prevleke.
2. Struktura in lastnosti prevleke
Oksidacijski premazi z mikro{0}}oblokom so običajno sestavljeni iz:
Gosta plast, ki meji na podlago;
Vmesna funkcionalna plast;
Zunanja plast, ki je relativno ohlapna in porozna.
Mikropore v zunanji plasti lahko vplivajo na odpornost proti koroziji; zato je pri aplikacijah, ki zahtevajo visoko odpornost proti koroziji, pogosto potrebno tesnjenje, elektroforeza, barvanje ali druge kompozitne obdelave.
Postopek je primeren za:
Komponente iz lahkih zlitin za letalstvo;
Deli avtomobilskih motorjev in menjalnikov;
Komponente-iz aluminija in magnezijeve zlitine, odporne proti obrabi;
Strukturni deli za elektronsko opremo;
Določene medicinske naprave in specializirane funkcionalne komponente.
3. Ključne omejitve
Glavne omejitve mikro{0}}oksidacije vključujejo:
Visoka napetost in poraba energije;
Visoki stroški naložbe v opremo;
Relativno dolg čas obdelave;
Površinska hrapavost je običajno višja kot pri običajni anodizaciji;
Omejene barvne možnosti;
Dovzetnost za ablacijo na ostrih kotih in območjih koncentracije električnega polja;
Potencialni vpliv debelih prevlek na dimenzije in odpornost proti utrujenosti.
Zato izbira oksidacije z mikro{0}}oblokom ne bi smela temeljiti zgolj na "visoki trdoti"; Upoštevati je treba tudi dejavnike, kot so hrapavost površine, zahteve glede tesnjenja, spremembe dimenzij in naknadno sestavljanje.
VI. Vakuumska prevleka PVD: nanašanje funkcionalnih tankih filmov v mikronskem- obsegu v vakuumu
PVD je splošni izraz za fizično naparjanje. Vključuje odlaganje atomov ali ionov iz ciljnega materiala na površino obdelovanca, da se tvori tanek film v vakuumskem okolju, z uporabo metod, kot so izhlapevanje, razprševanje ali obločno ionsko nanašanje.
Pogosti PVD premazi vključujejo:
TiN;
TiCN;
TiAlN;
CrN;
AlCrN;
DLC;
Dekorativni premazi iz kovine ali zlitine.
PVD se uporablja predvsem na dveh glavnih področjih. Funkcionalni trdi premazi: uporabljajo se za rezalna orodja, kalupe in-odporne dele; primarni cilji so povečati trdoto površine, zmanjšati trenje in podaljšati življenjsko dobo.
Okrasni premazi: uporabljajo se za ure, strojno opremo, kopalniško opremo, mobilne telefone in visoko{0}}razredne potrošniške izdelke; glavni cilji so doseči kovinsko teksturo, posebne barve in -obrabno odporen zaključek.
1. Tipičen tok procesa
Natančno čiščenje → Pritrjevanje → Vakuumsko praznjenje → Ogrevanje in razplinjevanje → Ionsko čiščenje ali jedkanje → Odlaganje → Hlajenje → Pregled
Čistoča obdelovanca pomembno vpliva na oprijem premaza. Ostanki olja, polirna pasta, oksidne plasti ali vlaga na površini lahko povzročijo lokalno razslojevanje premaza.
2. Značilnosti postopka PVD
Debelina PVD premazov se običajno giblje od delčka mikrona do nekaj mikronov in ima naslednje značilnosti:
tanke plasti premaza;
Visoka trdota;
Minimalni vpliv na dimenzije;
Odlična tekstura površine;
Zmožnost za več{0}}plastne ali gradientne premaze;
Relativno čist postopek.
Vendar ima PVD izrazit učinek »--vidnega polja«. Debelina prevleke je lahko bistveno nezadostna v kompleksnih notranjih luknjah, globokih utorih in zaščitenih območjih. Za izboljšanje enakomernosti pokritosti obdelovanci v peči običajno zahtevajo kombinacijo planetarne rotacije (vrtenje in rotacija) in posebne zasnove vpenjal.
Dekorativni PVD na plastičnih delih običajno zahteva nizko-temperaturne postopke in sisteme osnovnega-prevleke/zgornjega{2}}prevleke; visokotemperaturnih pogojev-prevleke, ki se uporabljajo za orodja za rezanje kovine, tukaj ni mogoče preprosto uporabiti.
3. Ključna tveganja kakovosti
Razslojevanje zaradi neustreznega čiščenja;
Nezadostna trdota podlage, zaradi česar trdi premaz ostane brez ustrezne podpore;
Prekomerna notranja napetost znotraj prevleke;
Napake premaza na ostrih vogalih;
Zaščitni učinki zaradi zapletenih geometrij;
Spremembe barve in debeline zaradi položaja v peči;
Kaljenje podlage ali deformacija zaradi temperatur nanašanja;
Replikacija površinske hrapavosti s premazom.
Čeprav so PVD premazi zelo trdi, to ne zagotavlja splošnega povečanja odpornosti dela proti obrabi. Če je podlaga premehka, površina hrapava ali je oprijem slab, lahko trda prevleka vseeno poči ali se predčasno lušči.
VII. Kemični pretvorbeni premazi: spreminjanje površine substrata s kemično reakcijo
Kemični pretvorbeni premazi ne le prekrijejo podlage z zunanjim materialom; namesto tega pride do kemične reakcije med površino substrata in raztopino za obdelavo, ki tvori sestavljen film, ki je kemično vezan na substrat. Slika
Pogosti postopki vključujejo:
Fosfatiranje jekla;
Sistemi na osnovi-cinka, mangana-in železa-.
fosfatiranje;
Kemična pretvorba aluminijevih zlitin;
Črnenje ali modrovanje železa in jekla;
Chromium-pretvorbena obdelava itd.
Čeprav sta fosfatiranje in črnjenje vrsti obdelav s kemično pretvorbo, se razlikujeta po funkciji in uporabi.
1. Fosfatiranje
Fosfatiranje vključuje tvorbo fosfatne prevleke na kovinski površini.
Ključne aplikacije vključujejo:
Pred-priprava za pršenje in elektroforezo;
Izboljšanje oprijema organskega premaza;
Izboljšanje odpornosti proti koroziji pod premazom;
Zmanjšanje trenja in zadrževanje olja;
Mazanje za hladno preoblikovanje.
Kakovost fosfatiranja se običajno ocenjuje glede na težo nanosa in ne le na debelino nanosa.
Ključni dejavniki, ki vplivajo na kakovost fosfatiranja, vključujejo:
Kakovost razmaščevanja in odstranjevanja rje;
stanje kondicioniranja površine;
Parametri kopeli (skupna kislost, prosta kislost in pospeševalci);
Temperatura in trajanje obdelave;
Sestava substrata;
Izpiranje in sušenje.
2. Črnenje ali pomodrenje
Visoko{0}}alkalno črnjenje železa in jekla običajno tvori film, sestavljen predvsem iz železovega(II,III) oksida (Fe₃O₄). Pri sobni{2}}temperaturi se lahko uporabijo različni kemični sistemi; sestava in lastnosti nastalih premazov niso enake tistim, ki nastanejo s tradicionalnim visoko{3}}temperaturnim črnenjem.
Premazi za črnjenje so izjemno tanki in imajo minimalen vpliv na dimenzije delov; uporabljajo se predvsem za:
Pritrdilni elementi;
orodja;
Strelno orožje in mehanske komponente;
Poceni-okrasni zaključki in kratkoročno{1}}preprečevanje rje.
Vendar sam premaz za črnjenje ponuja omejeno odpornost proti koroziji in običajno zahteva dodatno obdelavo, kot je oljenje, voskanje ali tesnjenje.
3. Značilnosti kemičnih pretvorbnih premazov
Prednosti vključujejo:
Relativno preprost postopek;
nizki stroški;
Tanek premazni sloj;
Minimalni vpliv na dimenzije;
Primerno za množično proizvodnjo;
Služi kot osnovni sloj za kasnejše barvanje ali premazovanje.
Glavne omejitve vključujejo:
Omejena odpornost proti koroziji pri samostojni uporabi;
Občutljivost na-kakovost pred obdelavo;
Na učinkovitost premaza pomembno vpliva stanje raztopine kopeli;
Okoljski predpisi spodbujajo zamenjavo in nadgradnjo tradicionalnih sistemov, ki vsebujejo krom ali nikelj.
VIII. Kako izbrati med sedmimi procesi?
Vsak od sedmih procesov obravnava drugačna vprašanja; izbira ne sme temeljiti samo na ceni ali videzu. Proces
Tipičen substrat
Primarna funkcija
Značilnosti premaza
Tipična tveganja
Galvanizacija
Jeklo, baker, obdelana plastika
Odpornost proti koroziji, prevodnost, odpornost proti obrabi, dekoracija
Prevleka iz kovine ali zlitine
Vodikova krhkost, neenakomerna debelina, pritisk okoljske skladnosti
Anodiziranje
Aluminij in aluminijeve zlitine
Zaščita, izolacija, dekoracija, odpornost proti obrabi
In-rast oksidnega filma na substratu
Barvne razlike, krhkost, spremembe dimenzij
Škropljenje
Kovine in nekatere-nekovine
Odpornost proti koroziji, dekoracija, odpornost na vremenske vplive
Organski premaz (razmeroma debel)
Adhezija, strjevanje, površinske napake
elektroforeza
Prevodne kovine
Enoten proti{0}}korozijski premaz
Dobra pokritost notranjih votlin
-Težave s predhodno obdelavo, luknjice, nezadostna penetracija premaza
Mikro{0}}oksidacija
Lahke zlitine (Al, Mg, Ti itd.)
Visoka trdota, odpornost proti obrabi, toplotna odpornost
Keramični-kot oksidni film
Hrapavost, poroznost, velika poraba energije
PVD
Kovine, keramika, obdelana plastika
Visoka trdota, nizko trenje, dekoracija
Tanek film-v mikronskem merilu
Učinek senčenja, moč oprijema, podpora za substrat
Kemični pretvorbeni premaz
Jeklo, cink, aluminij itd.
Osnovni sloj barve, zmanjšanje trenja, poceni{0}}preprečevanje rje
Tanek film za pretvorbo
Omejena samostojna odpornost proti koroziji, občutljivost kopeli
Pri izbiri postopka je treba odgovoriti vsaj na naslednja vprašanja:
Kaj je substrat in ali je primeren za postopek?
Ali izdelek zahteva odpornost proti koroziji, odpornost proti obrabi, izolacijo, prevodnost ali dekoracijo?
Ali bo izdelek med uporabo izpostavljen solnemu pršilu, vročini in vlagi, kemičnim medijem ali visokim temperaturam?
Ali mere in prileganje izdelka omogočajo povečanje debeline premaza?
Ali ima obdelovanec globoke luknje, notranje votline, slepe lise ali ostre vogale?
Ali lahko substrat prenese dekapiranje, visoko napetost, vakuum ali temperature pečenja?
Ali obseg in stroški proizvodnje podpirajo serijsko obdelavo?
Ali zahteve strank, regulativne in okoljske zahteve dovoljujejo uporabo določenega kemičnega sistema?
Ali so potrebni naknadni postopki, kot so varjenje, lepljenje, barvanje ali natančna montaža?
Ali so zaradi posledic okvare potrebni kompozitni premazi ali več{0}}plastna zaščita?
Slika
IX. Kakovosti površinske obdelave ni mogoče presojati le na podlagi testiranja s slanim pršenjem
Proizvodna mesta pogosto uporabljajo trajanje preskusa s solnim pršenjem, da neposredno ocenijo kakovost površinske obdelave, vendar je to pretirana poenostavitev. Testiranje s slanim pršilom je primerno za:
Primerjava doslednosti postopka pri podobnih premazih;
Nadzor procesa dobavitelja;
Preverjanje skladnosti s standardi izdelkov;
Odkrivanje težav, kot so poroznost, napake tesnjenja in težave s predobdelavo.
Vendar trajanja preskusa s slanim pršenjem ni mogoče enostavno enačiti z dejansko življenjsko dobo izdelka.
Slika
Na -jedka okolja v realnem svetu vplivajo tudi dejavniki, kot so nihanje temperature in vlažnosti, kondenzacija, UV-sevanje, kemični mediji, temperaturna nihanja, mehanska obraba, vrzeli pri vgradnji, galvanska korozija in pogoji uporabe/vzdrževanja.
Celovita ocena površinske obdelave običajno vključuje: videz in barvno razliko, debelino ali težo premaza, oprijem, trdoto, odpornost proti obrabi, poroznost, hrapavost, kemično odpornost, odpornost na vlago-toploto, spremembe dimenzij in funkcionalno testiranje.
Inšpekcijska merila bi morala biti določena glede na funkcijo izdelka, tveganja okvare in specifikacije strank, namesto da bi za vsak proces uporabili standardizirano inšpekcijsko metodo.
V zaključku
Galvanska obdelava, eloksiranje, pršenje, elektroforeza, mikro{0}}olok oksidacija, PVD in kemični pretvorbeni premazi spreminjajo površine izdelkov z različnimi mehanizmi-, kot so nanašanje kovin, oksidacija podlage, organski premaz, nanašanje z električnim poljem, plazemska reakcija, nanašanje z vakuumsko paro in kemična pretvorba.
Pri učinkoviti površinski obdelavi ne gre za ustvarjanje najdebelejšega ali najbolj kompleksnega premaza; namesto tega vključuje uporabo najprimernejšega postopka za vzpostavitev stabilnih, preverljivih in masovno-ponovljivih površinskih lastnosti ob izpolnjevanju funkcionalnih zahtev izdelka.
