Tādās nozarēs kā mehāniskā ražošana, automobiļu inženierija, plaša patēriņa elektronika un kosmosa aviācija pamatmateriālu virsmas inženiertehniskā apstrāde tieši nosaka komponentu -darba veiktspēju un uzticamību.
Vienam un tam pašam pamatmateriālam dažādi virsmas apstrādes procesi var radīt lielas atšķirības attiecībā uz izturību pret koroziju, nodilumizturību, elektrovadītspēju un pat estētisko kvalitāti.
Tāpēc virsmas apstrādes būtība ir ne tikai uzlabot izskatu, bet arī izveidot funkcionālu virsmas slāni, lai panāktu mērķtiecīgu veiktspējas uzlabošanu, būtiski nemainot pamatnes mehāniskās īpašības.
Neviens process pēc būtības nav pārāks par citu; piemērotība ir pilnībā atkarīga no konkrētā substrāta, komponentu struktūras, paredzētās funkcijas un darbības vides. Patiesai izpratnei par virsmas apstrādi ir jāskatās tālāk par procesa nosaukumu, lai saprastu, kā veidojas pārklājums, ar to saistītās galvenās problēmas un visus iespējamos jaunos riskus, ko tas varētu radīt.
I. Galvanizācija: Metāla pārklājuma uzklāšana uz pamatnes virsmas
Galvanizācija ir process, kurā tiek izmantots ārējais līdzstrāvas (DC) elektriskais lauks, lai izraisītu metāla jonu reducēšanas reakciju no pārklājuma šķīduma uz katoda virsmu, kā rezultātā tiek nogulsnēts metāla vai sakausējuma pārklājums.
Pārklājamā apstrādājamā detaļa parasti kalpo kā katods, savukārt anods var būt vai nu šķīstošs metāla anods, vai nešķīstošs anods. Papildus metālu sāļiem pārklājuma šķīdums parasti satur piedevas, piemēram, kompleksveidotājus, buferus, vadošus sāļus un balinātājus.
[Attēls]
Izplatītākie pārklājumi ir: cinkošana, cinka-niķeļa sakausējuma pārklājums, niķeļa pārklājums, vara pārklājums, hromēšana, sudraba pārklājums, apzeltīšana un kompozītmateriālu sistēmas (piemēram, bezelektroniskais niķelis, kam seko galvanizācija).
Galvanizācijas procesi pilda dažādas funkcijas. Piemēram, cinkošana galvenokārt tiek izmantota tērauda un dzelzs detaļu aizsardzībai pret koroziju; niķeļa pārklājums piedāvā aizsardzības, nodilumizturības un dekoratīvas pievilcības kombināciju; vara apšuvums bieži tiek izmantots pamata slāņiem, vadītspējai vai kā starpslāni turpmākai pārklāšanai; apzeltīts un apsudrabots pārklājums bieži tiek izmantots elektriskajiem kontaktiem un augstākās klases dekoratīvās apdares apdarei; un cietā hromēšana parasti tiek izmantota nodilumizturībai un izmēru atjaunošanai.
1. Tipiska procesa plūsma
Galvanizācija parasti ietver trīs posmus.
Iepriekšēja-apstrāde: Attaukošana → Skalošana ar ūdeni → Rūsas noņemšana vai kodināšana → Skalošana ar ūdeni → Aktivizēšana → Iepriekšēja-pārklāšana vai pamatnes-pārklāšana (ja nepieciešams).
Iepriekšēja apstrāde{0}} tieši nosaka pārklājuma saķeri. Eļļas atlikumi, oksīda nogulsnes, rūsa vai pulēšanas maisījums uz pamatnes virsmas var radīt defektus, piemēram, pūšļu veidošanos, caurumus un lokālu pārklājuma lobīšanos. Jāņem vērā, ka pasivēšana parasti ir pēc-pārklāšanas, nevis standarta solis priekšapstrādes procesā parastajai galvanizācijai. Lai gan daži substrāti tiek pakļauti specifiskiem pārveidošanas vai aktivācijas procesiem, "pasivāciju pēc kodināšanas" nevar uzskatīt par universālu procedūru visām galvanizācijas darbībām.
Galvenā galvanizācija: pārklājums tiek uzklāts saskaņā ar specifikācijām, kontrolējot tādus parametrus kā strāvas blīvums, vannas temperatūra, pH vērtība, metāla jonu koncentrācija, piedevu saturs un maisīšana.
Pēc{0}}apstrāde: skalošana ar ūdeni → pasivēšana vai blīvēšana → žāvēšana → pārbaude → iepakošana.
Cinkotās{0}}detaļas bieži pakļauj pasivēšanai ar trīsvērtīgo hromu, bezhroma{1}}pasivāciju vai blīvēšanas apstrādi, lai vēl vairāk uzlabotu izturību pret koroziju.
Plastmasas pamatnes, piemēram, ABS, nevar tikt tieši pakļautas standarta galvanizācijai; tiem parasti ir nepieciešama raupināšana, sensibilizācija, aktivizēšana un ķīmiska nogulsnēšana, lai izveidotu vadošu virsmas slāni, pirms pāriet uz turpmākajām galvanizācijas darbībām.
2. Galvenie kvalitātes kontroles punkti
Galvanizācijas kvalitāti parasti ietekmē šādi parametri:
Strāvas blīvums;
Pārklāšanas ilgums;
Vannas temperatūra;
pH vērtība;
Metāla jonu un piedevu koncentrācijas;
Sagataves plauktu orientācija;
Attālums no anoda-līdz-katodam;
Vannas filtrēšana un maisīšana;
Pamatnes virsmas stāvoklis.
Detaļas ar sarežģītu ģeometriju, dziļiem caurumiem vai padziļinājumiem ir pakļautas problēmām, piemēram, pārmērīgs pārklājuma biezums malās un nepietiekams pārklājums dziļos caurumos nevienmērīga strāvas sadalījuma dēļ. Šīs problēmas prasa tādus risinājumus kā papildu anodu, aizsargplākšņu izmantošana, optimizēta plaukta konstrukcija vai apšuvuma vannas izmešanas jaudas uzlabojumi.
3. Galvenās priekšrocības un riski
Galvaniskās pārklājuma priekšrocības slēpjas plašajā pieejamo pārklājumu veidu klāstā, kas vienlaikus spēj izpildīt prasības attiecībā uz izturību pret koroziju, nodilumizturību, elektrovadītspēju, lodējamību un dekoratīvu pievilcību, ar regulējamu pārklājuma biezumu no dažiem mikrometriem līdz desmitiem mikrometru.
Galvenie riski ietver:
tulznu veidošanās un lobīšanās, ko izraisījusi slikta iepriekšēja{0}}apstrāde;
Nevienmērīgs pārklājuma biezums;
Porainība un caurumi;
Nepietiekams pārklājums uz sarežģītu konstrukciju iekšējām virsmām;
Ūdeņraža trauslums augstas -izturības tēraudā pēc kodināšanas un galvanizācijas;
Vides spiediens, kas saistīts ar smagajiem metāliem, notekūdeņiem un vannas apkopi.
Īpaši augstas -stiprības tērauda stiprinājumiem, atsperēm un slodzi-nesošajām sastāvdaļām ir jānovērtē ūdeņraža trausluma risks un nekavējoties jāveic apstrāde ar ūdeņradi saskaņā ar piemērojamajām prasībām. II. Anodēšana: oksīda plēves uzaudzēšana uz alumīnija substrāta
Anodēšana galvenokārt tiek izmantota alumīnijam un alumīnija sakausējumiem, lai gan to var izmantot arī konkrētiem metāliem, piemēram, titānam un magnijam.
Galvenā atšķirība starp anodēšanu un galvanizāciju ir tāda, ka galvanizācija ietver ārējā metāla nogulsnēšanos uz pamatnes virsmas, savukārt anodēšana izraisa paša parastā metāla elektroķīmisku oksidēšanos, veidojot oksīda plēvi, kas ir neatņemama substrāta sastāvdaļa.
[Attēls]
Anodētas plēves uz alumīnija sakausējumiem galvenokārt sastāv no alumīnija oksīda un piedāvā tādas īpašības kā izturība pret koroziju, nodilumizturība, elektriskā izolācija un dekoratīva pievilcība.
1. Tipiska procesa plūsma
Parastā procesa secība ietver: Plaukti → Attaukošana → Skalošana ar ūdeni → Kodināšana ar sārmu vai ķīmiskā pulēšana → Atslāņošanās (izgaismošana) → Skalošana ar ūdeni → Anodēšana → Skalošana ar ūdeni → Krāsošana vai elektrolītiskā krāsošana → Blīvēšana → Pārbaude.
Ne visiem produktiem ir nepieciešama kodināšana, krāsošana vai ķīmiska pulēšana; šīs darbības tiek izvēlētas, pamatojoties uz īpašām izskata un funkcionālajām prasībām.
Svaigi veidotām anodētām plēvēm ir poraina struktūra, kas viegli absorbē krāsvielas un piesārņotājus; tādēļ parasti ir nepieciešams blīvēšanas posms. Blīvējums samazina porainību, tādējādi uzlabojot izturību pret koroziju un krāsas stabilitāti.
2. Parastā anodēšana salīdzinājumā ar cieto anodēšanu
Tradicionālo anodēšanu galvenokārt izmanto:
Vispārējā aizsardzība;
Dekoratīvā krāsošana;
Sadzīves elektronikas korpusi;
Arhitektūras alumīnija profili;
Instrumenti un konstrukcijas sastāvdaļas.
Plēves biezums parasti svārstās no dažiem mikroniem līdz vairāk nekā divdesmit mikroniem, un īpašas prasības nosaka produktu standarti.
Cietā anodēšana izmanto zemāku vannas temperatūru un lielāku strāvas blīvumu, lai iegūtu biezāku, cietāku plēves slāni. To galvenokārt izmanto:
Virzuļi;
Vadošās sliedes;
Cilindri;
Hidrauliskie komponenti;
Augstas-nodilumizturības-alumīnija sakausējuma detaļas.
Cieti anodētas plēves parasti ir ļoti cietas, bet salīdzinoši trauslas; tie nevar vienkārši aizstāt paša pamatmateriāla strukturālo izturību.
3. Galvenie kvalitātes riski
Kritiskie faktori, kas jāuzrauga anodēšanas laikā, ir:
Alumīnija sakausējuma marka un mikrostruktūra;
Izejvielu virsmas defekti;
priekšapstrādes vienveidība;
Vannas temperatūra un koncentrācija;
Strāvas blīvums;
Anodēšanas ilgums;
Plauktu kontakts;
Krāsošanas apstākļi;
Blīvējuma kvalitāte. Dažādi alumīnija sakausējumi satur dažādu līmeņu leģējošus elementus, piemēram, varu, silīciju un magniju; līdz ar to pēc oksidēšanas var rasties būtiskas krāsas, spīduma un pārklājuma viendabīguma atšķirības. Tāpēc konkrētas krāsas prasības sasniegšana ir atkarīga ne tikai no krāsas formulas, bet arī no materiāla partiju, virsmas raupjuma un pirmapstrādes apstākļu kontroles.
Anodētas plēves aug uz iekšu substrātā, vienlaikus izplešas arī uz āru, kā rezultātā palielinās izmēri. Caurumiem, savienojošām virsmām un precīzijas vītnēm projektēšanas un apstrādes stadijā ir jāņem vērā plēves biezuma ietekme.
III. Izsmidzināms pārklājums: aizsargājošas un dekoratīvas barjeras izveidošana, izmantojot organiskos pārklājumus
Rūpnieciskais smidzināšanas pārklājums ir process, kurā vienmērīgi uzklāj šķidru vai pulvera pārklājumu uz sagataves virsmas un veido nepārtrauktu pārklājuma plēvi, iztvaicējot šķīdinātāju, ķīmisko reakciju vai termiski sacietējot.
[Attēls]
Izsmidzināmajam pārklājumam ir plašs pielietojumu klāsts, tostarp:
Tērauda konstrukcijas;
Automobiļu virsbūves un detaļas;
Mehāniskās iekārtas;
Sadzīves tehnikas korpusi;
Alumīnija sakausējuma izstrādājumi;
Mēbeles un arhitektūras sastāvdaļas.
Izsmidzināšanas pārklājumu nevajadzētu uzskatīt tikai par "krāsošanas" soli. Faktori, kas patiesi nosaka pārklājuma kalpošanas laiku, bieži ir priekšapstrāde, gruntēšanas sistēma, plēves biezuma kontrole un sacietēšanas pakāpe.
1. Šķidrais smidzināšanas pārklājums salīdzinājumā ar pulvera pārklājumu
Šķidrajam smidzināšanas pārklājumam tiek izmantoti pārklājumi, kas satur šķīdinātājus, ūdeni vai reaktīvos sveķus, ļaujot veidot daudzslāņu sistēmas, kas ietver grunti, starpkārtu un virskārtu.
Priekšrocības ietver:
Plašs pārklājuma veidu klāsts;
Elastīga kontrole pār izskatu un krāsu;
Spēja panākt plānākus vai ļoti dekoratīvus pārklājumus;
Dažas sistēmas var sacietēt apkārtējā vai zemā temperatūrā.
Trūkumi ietver iespējamu gaistošo organisko savienojumu (GOS) veidošanos un stingras prasības attiecībā uz smidzināšanas kabīnēm, aizsardzību pret sprādzieniem, ventilāciju un izplūdes gāzu apstrādi.
Pulverkrāsošana izmanto elektrostatiskos spēkus, lai piesaistītu pulveri sagataves virsmai, kam seko karsēšana, lai pulveris izkausētu, izlīdzinātu un sacietētu pārklājumā.
Priekšrocības ietver:
Augsts pārklājuma izmantošanas līmenis;
Parasti nesatur tradicionālos šķīdinātājus;
Biezāki pārklājumi;
Izcila triecienizturība un aizsardzība pret koroziju;
Piemērots automatizētai masveida ražošanai.
Tomēr pulverkrāsošanai parasti nepieciešama augstāka cietēšanas temperatūra; tādēļ ir svarīgi pārbaudīt, vai substrāts un saliktās sastāvdaļas var izturēt termisko procesu. 2. Tipiskā procesa plūsma
Metāla detaļu pārklājums parasti ietver: attaukošanu → atrūsēšanu vai smilšu strūklu → konversijas apstrādi → skalošanu ar ūdeni → žāvēšanu → grunts uzklāšanu → izlīdzināšanu vai{0}}noņemšanu → virskārtas vai pulvera pārklājuma uzklāšanu → sacietēšanu → pārbaudi.
Tērauda konstrukcijām var būt nepieciešama tīrība ar smilšu strūklu, lai sasniegtu Sa 2.5 standartu, lai gan tā nav universāla prasība visiem pārklātajiem izstrādājumiem. Plānas lokšņu metāla, cinkotās detaļas un alumīnija sakausējuma sastāvdaļas var tikt fosfatētas, apstrādātas ar cirkoniju, silāns vai cita veida ķīmiska pirmapstrāde.
3. Galvenie kvalitātes kontroles punkti
Pārklāšanas procesiem nepieciešama stingra kontrole pār:
Virsmas tīrība;
Virsmas raupjums;
Konversijas pārklājuma kvalitāte;
Pārklājuma viskozitāte un cietvielu saturs;
Smidzināšanas pistoles attālums un leņķis;
Izsmidzināšanas spiediens;
Elektrostatiskais spriegums;
Mitrās un sausās plēves biezums;
Izlīdzināšanas laiks;
Faktiskā sagataves temperatūra un sacietēšanas laiks.
Sacietēšanas kontrolei nevajadzētu paļauties tikai uz cepeškrāsns iestatīto temperatūru; ir jāpārbauda apstrādājamās detaļas faktiskā metāla temperatūra, lai nodrošinātu, ka tā atbilst pārklājuma noteiktajam sacietēšanas logam.
Bieži sastopamie defekti ietver:
krāteri;
Apelsīna miza;
Sagging/skrien;
Daļiņu/netīrumu ieslēgumi;
Pinholes;
Pamatnes iedarbība (brīvdienas);
Nepietiekama saķere;
Krāsas un spīduma neatbilstība;
Nepietiekama-sacietēšana vai pār-cietēšana.
IV. Elektroforētiskais pārklājums: vienotas gruntēšanas plēves veidošana, izmantojot elektriskos laukus
Elektroforētiskā pārklāšana ir process, kurā vadoša sagatave tiek iegremdēta ūdens elektroforēzes vannā; līdzstrāvas (DC) elektriskais lauks izraisa lādētu sveķu un pigmenta daļiņu migrāciju un nogulsnēšanos, veidojot pārklājuma plēvi.
Automobiļu rūpniecībā plaši tiek izmantota katoda elektroforēze, galvenokārt, lai nodrošinātu vienmērīgu, nepārtrauktu un pret koroziju izturīgu{0}} grunts slāni transportlīdzekļu virsbūvēm un metāla detaļām.
Attēls
Salīdzinājumā ar parasto izsmidzināšanu, elektroforēzes galvenā priekšrocība ir tās izcilā "izmešanas jauda", kas ļauj pārklāt spraugas, iekšējos dobumus un sarežģītas ģeometrijas, kuras ir grūti sasniegt smidzināšanas pistolēm.
1. Plēves veidošanās process katoda elektroforēzē
Katodiskās elektroforēzes process ietver šādas vienlaicīgas darbības:
Uzlādētu pārklājuma daļiņu virziena migrācija;
Elektroķīmiskās reakcijas uz sagataves virsmas;
Ūdens šķīdības zudums un sveķu nogulsnēšanās;
Mitrās plēves dehidratācija un blīvēšana. Pakāpeniski veidojoties pārklājuma slānim, palielinās elektriskā pretestība un samazinās nogulsnēšanās ātrums; līdz ar to elektroforētiskais pārklājums uzrāda zināmā mērā pašierobežojošu darbību, kas atvieglo vienmērīga pārklājuma biezuma veidošanos.
2. Tipiska procesa plūsma
Izplatīta procesa plūsma ir: attaukošana → skalošana ar ūdeni → virsmas kondicionēšana vai pārveidošana → dejonizēta ūdens skalošana → elektroforēze → ultrafiltrāta reģenerācijas skalošana → dejonizēta ūdens skalošana → cepšana/cietēšana → pārbaude.
Pirms{0}}elektroforēzes ir svarīga pirmapstrāde. Ja sagataves virsmai ir eļļa, rūsa, dzirnavas vai pārklāšanas pārklājuma defekti, var rasties turpmākas problēmas, piemēram, krāteri, caurumi, slikta adhēzija un priekšlaicīga korozija.
3. Galvenie parametri un riski
Galvenie faktori, kuriem nepieciešama kontrole, ir šādi:
Vannas cietvielu saturs;
pH vērtība;
Vadītspēja;
Vannas temperatūra;
Spriegums un barošanas laiks;
Sagataves ievadīšanas metode;
Anoda sistēmas stāvoklis;
Ultrafiltrācijas sistēma;
Cepšanas temperatūra un laiks;
Krāsas plēves biezums.
Elektroforēze galvenokārt ir piemērota sagatavēm, kas ir elektriski vadošas un var izturēt cepšanas temperatūru. Ne-vadošas plastmasas nevar apstrādāt tieši, izmantojot standarta elektroforēzes metodes.
Biežas problēmas ietver:
Nepietiekams vai pārmērīgs plēves biezums;
Nepietiekama pārklājuma iekļūšana iekšējos dobumos;
Caurumi un krāteri;
Daļiņu ieslēgumi;
Elektroforēzes zīmes;
Jig kontaktu zīmes;
zem-cietēšanas;
Korozija, kas rodas malās, metināšanas šuvēs un jutīgās vietās iekšējos dobumos.
V. Mikro-loka oksidēšana: keramikas pārklājuma veidošana uz vieglo sakausējumu virsmām
Mikro-loka oksidēšana, kas pazīstama arī kā plazmas elektrolītiskā oksidēšana, ir process, kurā tiek izmantoti augsta-sprieguma apstākļi, lai izraisītu mikro-izlādi uz vārstu metālu (piemēram, alumīnija, magnija un titāna) virsmām. Elektroķīmisko, termoķīmisko un plazmas reakciju rezultātā tas veido keramikai{4}}līdzīgu oksīda pārklājumu.
Attēls
Salīdzinot ar parasto anodēšanu, mikro-loka oksidēšana ietver mikro-loka izlādi, kā rezultātā tiek iegūts pārklājums ar izteiktākām keramikas īpašībām; tas parasti nodrošina izcilu cietību, nodilumizturību un karstumizturību. 1. Tipiska procesa plūsma
Parasti ietver: attaukošanu un tīrīšanu → plauktu iegremdēšanu elektrolītā → sprieguma palielināšanu vai impulsu barošanu → mikro-loka oksidēšanu → ūdens skalošanu → blīvējumu vai kompozītmateriālu apstrādi → pārbaudi
Pamatprocess ietver:
Plānas oksīda plēves veidošanās uz pamatnes virsmas;
Lokalizēts plēves dielektriskais sadalījums, pieaugot spriegumam;
Momentālas augstas temperatūras un augsta spiediena radīšana ar mikro{0}}izlādi;
Pamatnes metāla oksidēšana un reakcija ar elektrolīta komponentiem;
Pārklājuma slāņa nepārtraukta sadalīšanās, kušana, dzesēšana un augšana.
2. Pārklājuma struktūra un īpašības
Mikro-loka oksidācijas pārklājumi parasti sastāv no:
Blīvs slānis blakus substrātam;
Starpposma funkcionālais slānis;
Ārējais slānis, kas ir salīdzinoši irdens un porains.
Mikroporas ārējā slānī var ietekmēt izturību pret koroziju; tādēļ lietojumiem, kuriem nepieciešama augsta izturība pret koroziju, bieži ir nepieciešama blīvēšana, elektroforēze, krāsošana vai cita kompozītmateriāla apstrāde.
Procedūra ir piemērota:
Vieglā sakausējuma komponenti kosmosa vajadzībām;
Automobiļu dzinēju un transmisijas daļas;
Nodilumizturīgi- alumīnija un magnija sakausējuma komponenti;
Strukturālās daļas elektroniskām iekārtām;
Dažas medicīnas ierīces un specializētas funkcionālās sastāvdaļas.
3. Galvenie ierobežojumi
Galvenie mikro-loka oksidācijas ierobežojumi ietver:
Augsts spriegums un enerģijas patēriņš;
Augstas aprīkojuma investīciju izmaksas;
Salīdzinoši ilgs apstrādes laiks;
Virsmas raupjums parasti ir augstāks nekā parastajai anodēšanai;
Ierobežotas krāsu iespējas;
Jutība pret ablāciju asos stūros un elektriskā lauka koncentrācijas zonās;
Biezu pārklājumu iespējamā ietekme uz izmēriem un noguruma veiktspēju.
Tāpēc mikroloka oksidācijas izvēlei nevajadzētu būt balstītai tikai uz "augstu cietību"; jāņem vērā arī tādi faktori kā virsmas raupjums, blīvējuma prasības, izmēru izmaiņas un turpmākā montāža.
VI. PVD vakuuma pārklājums: mikronu{1}}nogulsnēšana funkcionālās plānās plēvēs vakuumā
PVD ir vispārīgs termins fiziskai tvaiku pārklāšanai. Tas ietver atomu vai jonu nogulsnēšanos no mērķa materiāla uz sagataves virsmas, lai vakuuma vidē izveidotu plānu plēvi, izmantojot tādas metodes kā iztvaicēšana, izsmidzināšana vai loka jonu pārklājums.
Parastie PVD pārklājumi ietver:
TiN;
TiCN;
TiAlN;
CrN;
AlCrN;
DLC;
Dekoratīvie metāla vai sakausējumu pārklājumi.
PVD galvenokārt tiek izmantots divās galvenajās jomās. Funkcionāli cietie pārklājumi: izmanto griešanas instrumentiem, veidnēm un nodilumizturīgām detaļām; primārie mērķi ir palielināt virsmas cietību, samazināt berzi un pagarināt kalpošanas laiku.
Dekoratīvie pārklājumi: izmanto pulksteņiem, aparatūrai, vannas istabas iekārtām, mobilajiem tālruņiem un augstākās klases patēriņa precēm;{0}} primārie mērķi ir panākt metālisku tekstūru, īpašas krāsas un nodilumizturīgu apdari.
1. Tipiska procesa plūsma
Precīza tīrīšana → Fiksācija → Vakuuma evakuācija → Apkure un degazēšana → Jonu tīrīšana vai kodināšana → Uzklāšana → Dzesēšana → Pārbaude
Apstrādājamā priekšmeta tīrība būtiski ietekmē pārklājuma saķeri. Eļļas atlikumi, pulēšanas pasta, oksīda slāņi vai mitrums uz virsmas var izraisīt lokālu pārklājuma atslāņošanos.
2. PVD procesa raksturojums
PVD pārklājumu biezums parasti ir no mikrona frakcijas līdz vairākiem mikroniem, un tiem ir šādas īpašības:
Plāni pārklājuma slāņi;
Augsta cietība;
Minimāla ietekme uz izmēriem;
Lieliska virsmas tekstūra;
Iespēja izmantot daudzslāņu vai gradienta pārklājumus;
Salīdzinoši tīrs process.
Tomēr PVD ir atšķirīgs "redzes līnijas--efekts". Pārklājuma biezums var būt ievērojami nepietiekams sarežģītos iekšējos caurumos, dziļās rievās un ekranētās vietās. Lai uzlabotu pārklājuma viendabīgumu, apstrādājamajām detaļām krāsnī parasti ir nepieciešama planētu rotācijas (apgriezienu un rotācijas) kombinācija un specializētas armatūras konstrukcijas.
Dekoratīvā PVD uz plastmasas detaļām parasti ir nepieciešami zemas -temperatūras procesi un pamata-pārklājuma/virs{2}}pārklājuma sistēmas; Šeit nevar vienkārši pielietot metāla griešanas instrumentiem izmantotos augstas temperatūras{3}}pārklāšanas apstākļus.
3. Galvenie kvalitātes riski
Delaminācija neatbilstošas tīrīšanas dēļ;
Nepietiekama pamatnes cietība, atstājot cieto pārklājumu bez atbilstoša atbalsta;
Pārmērīgs iekšējais spriegums pārklājuma iekšienē;
Pārklājuma defekti asos stūros;
Ekranēšanas efekti sarežģītu ģeometriju dēļ;
Krāsu un biezuma izmaiņas, ko izraisa novietojums krāsnī;
Pamatnes rūdīšana vai deformācija nogulsnēšanās temperatūru dēļ;
Virsmas raupjuma atkārtošana ar pārklājumu.
Lai gan PVD pārklājumi ir ļoti cieti, tas negarantē vispārēju daļas nodilumizturības pieaugumu. Ja pamatne ir pārāk mīksta, virsma ir raupja vai adhēzija ir slikta, cietais pārklājums joprojām var saplaisāt vai priekšlaicīgi lobīties.
VII. Ķīmiskās konversijas pārklājumi: substrāta virsmas modificēšana ķīmiskās reakcijas ceļā
Ķīmiskās konversijas pārklājumi ne tikai pārklāj substrātu ar ārēju materiālu; tā vietā starp substrāta virsmu un apstrādes šķīdumu notiek ķīmiska reakcija, veidojot saliktu plēvi, kas ir ķīmiski saistīta ar substrātu. Attēls
Kopējie procesi ietver:
Tērauda fosfatēšana;
Sistēmas uz cinka-, mangāna-un dzelzs- bāzes.
Fosfatēšana;
Alumīnija sakausējuma ķīmiskā konversija;
Dzelzs un tērauda melnēšana vai zilēšana;
Chromium{0}}bezmaksas reklāmguvumu apstrāde utt.
Lai gan gan fosfatēšana, gan melnināšana ir ķīmiskās konversijas apstrādes veidi, tie atšķiras pēc funkcijas un pielietojuma.
1. Fosfatēšana
Fosfatēšana ietver fosfāta konversijas pārklājuma veidošanos uz metāla virsmas.
Galvenās lietojumprogrammas ietver:
Priekšapstrāde izsmidzināšanai un elektroforēzei;
Organiskā pārklājuma adhēzijas uzlabošana;
Uzlabot izturību pret koroziju zem pārklājuma;
Berzes samazināšana un eļļas saglabāšana;
Eļļošana aukstajai formēšanai.
Fosfatēšanas kvalitāti parasti novērtē pēc pārklājuma svara, nevis tikai pārklājuma biezuma.
Galvenie faktori, kas ietekmē fosfatēšanas kvalitāti, ir:
Attaukošanas un atrūsēšanas kvalitāte;
Virsmas kondicionēšanas statuss;
Vannas parametri (kopējais skābums, brīvais skābums un paātrinātāji);
Apstrādes temperatūra un ilgums;
Pamatnes sastāvs;
Skalošana un žāvēšana.
2. Melnēšana vai zilēšana
Dzelzs un tērauda melnēšana augstā-temperatūras sārmainā veidā parasti veido plēvi, kas galvenokārt sastāv no dzelzs (II, III) oksīda (Fe₃O₄). Telpas-temperatūras aptumšošanā var izmantot dažādas ķīmiskās sistēmas; iegūto pārklājumu sastāvs un īpašības nav identiskas tiem pārklājumiem, kas iegūti, izmantojot tradicionālo augstas{3}temperatūras melnināšanu.
Melnojošie pārklājumi ir īpaši plāni un minimāli ietekmē detaļu izmērus; tos galvenokārt izmanto:
Stiprinājumi;
Instrumenti;
Šaujamieroči un mehāniskās sastāvdaļas;
Zemas-dekoratīvās apdares un īslaicīga-rūsas novēršana.
Tomēr pats melnējošais pārklājums piedāvā ierobežotu izturību pret koroziju, un tam parasti ir nepieciešama papildu apstrāde, piemēram, eļļošana, vaskošana vai blīvēšana.
3. Ķīmiskās konversijas pārklājumu raksturojums
Priekšrocības ietver:
Salīdzinoši vienkāršs process;
Zemas izmaksas;
Plāns pārklājuma slānis;
Minimāla ietekme uz izmēriem;
Piemērots masveida ražošanai;
Kalpo kā pamatslānis turpmākai krāsošanai vai pārklāšanai.
Galvenie ierobežojumi ietver:
Ierobežota izturība pret koroziju, ja to lieto atsevišķi;
Jutība pret pirmapstrādes kvalitāti;
Pārklājuma veiktspēju būtiski ietekmē vannas šķīduma stāvoklis;
Vides noteikumi veicina tradicionālo hromu vai niķeli saturošu sistēmu nomaiņu un modernizāciju.
VIII. Kā izvēlēties starp septiņiem procesiem?
Katrs no septiņiem procesiem risina dažādus jautājumus; izvēle nedrīkst būt balstīta tikai uz cenu vai izskatu. Process
Tipisks substrāts
Primārā funkcija
Pārklājuma īpašības
Tipiski riski
Galvanizācija
Tērauds, varš, apstrādāta plastmasa
Korozijas izturība, vadītspēja, nodilumizturība, apdare
Metāla vai sakausējuma pārklājums
Ūdeņraža trauslums, nevienmērīgs biezums, vides atbilstības spiediens
Anodēšana
Alumīnijs un alumīnija sakausējumi
Aizsardzība, izolācija, apdare, nodilumizturība
In-oksīda plēves augšana uz substrāta
Krāsu variācijas, trauslums, izmēru izmaiņas
Izsmidzināšana
Metāli un daži nem{0}}metāli
Izturība pret koroziju, apdare, izturība pret laikapstākļiem
Organiskais pārklājums (salīdzinoši biezs)
Adhēzija, sacietēšana, virsmas defekti
Elektroforēze
Vadītspējīgi metāli
Vienveidīgs pretkorozijas{0}}grunts
Labs iekšējo dobumu pārklājums
Problēmas ar iepriekšēju-apstrādi, caurumi, nepietiekama pārklājuma iespiešanās
Mikro-loka oksidēšana
Vieglie sakausējumi (Al, Mg, Ti utt.)
Augsta cietība, nodilumizturība, karstumizturība
Keramikas -oksīda plēve
Nelīdzenums, porainība, liels enerģijas patēriņš
PVD
Metāli, keramika, apstrādāta plastmasa
Augsta cietība, zema berze, apdare
Mikronu{0}}mēroga plānā plēve
Ēnošanas efekts, adhēzijas stiprība, pamatnes atbalsts
Ķīmiskās konversijas pārklājums
Tērauds, cinks, alumīnijs utt.
Krāsas bāzes slānis, berzes samazināšana, zemu{0}}maksas rūsas novēršana
Plāna konversijas plēve
Ierobežota autonoma izturība pret koroziju, vannas jutība
Izvēloties procesu, jāatbild vismaz uz šādiem jautājumiem:
Kas ir substrāts un vai tas ir piemērots šim procesam?
Vai izstrādājumam ir nepieciešama izturība pret koroziju, nodilumizturība, izolācija, vadītspēja vai apdare?
Vai lietošanas laikā produkts tiks pakļauts sāls izsmidzināšanai, karstumam un mitrumam, ķīmiskām vielām vai augstām temperatūrām?
Vai produkta izmēri un piemērotība pieļauj pārklājuma biezuma palielināšanos?
Vai sagatavei ir dziļi caurumi, iekšējie dobumi, neredzamie punkti vai asi stūri?
Vai substrāts var izturēt kodināšanu, augstu spriegumu, vakuumu vai cepšanas temperatūru?
Vai ražošanas apjoms un izmaksas atbalsta partijas apstrādi?
Vai klientu, normatīvo aktu un vides prasības atļauj izmantot konkrēto ķīmisko sistēmu?
Vai ir nepieciešami turpmāki procesi, piemēram, metināšana, līmēšana, krāsošana vai precīza montāža?
Vai atteices seku dēļ ir nepieciešami kompozītmateriālu pārklājumi vai vairāku -slāņu aizsardzība?
Attēls
IX. Virsmas apstrādes kvalitāti nevar spriest tikai ar sāls aerosola testu
Ražošanas vietās bieži tiek izmantots sāls izsmidzināšanas testa ilgums, lai tieši novērtētu virsmas apstrādes kvalitāti, taču tas ir pārāk vienkāršots. Sāls aerosola pārbaude ir piemērota:
Procesa konsekvences salīdzināšana līdzīgos pārklājumos;
Piegādātāja procesa kontrole;
Produkta standartu atbilstības pārbaude;
Atklājiet tādas problēmas kā porainība, blīvējuma defekti un pirmapstrādes problēmas.
Tomēr sāls izsmidzināšanas testa ilgumu nevar vienkārši pielīdzināt produkta faktiskajam kalpošanas laikam.
Attēls
Reālo -kodīgo vidi ietekmē arī tādi faktori kā temperatūras un mitruma cikliskums, kondensācija, UV starojums, ķīmiskie līdzekļi, temperatūras svārstības, mehāniskais nodilums, instalācijas spraugas, galvaniskā korozija un lietošanas/apkopes apstākļi.
Vispusīgs virsmas apstrādes novērtējums parasti ietver: izskatu un krāsu atšķirības, pārklājuma biezumu vai svaru, adhēziju, cietību, nodilumizturību, porainību, raupjumu, ķīmisko izturību, mitruma{0}}karstumizturību, izmēru izmaiņas un funkcionālo pārbaudi.
Pārbaudes kritēriji ir jānosaka, ņemot vērā produkta funkciju, bojājumu risku un klienta specifikācijas, nevis katram procesam jāpiemēro standartizēta pārbaudes metode.
Nobeigumā
Galvanizācija, anodēšana, izsmidzināšana, elektroforēze, mikro-loka oksidēšana, PVD un ķīmiskās konversijas pārklājumi pārveido produktu virsmas, izmantojot dažādus mehānismus,-piemēram, metālu nogulsnēšanu, substrāta oksidēšanu, organisko pārklājumu, elektriskā lauka nogulsnēšanos, plazmas reakciju, vakuuma tvaiku pārklāšanu un ķīmisko pārveidi.
Efektīva virsmas apstrāde nav biezākā vai sarežģītākā pārklājuma izveide; drīzāk tas ietver vispiemērotākā procesa izmantošanu, lai izveidotu stabilas, pārbaudāmas un masveidā{0}}reproducējamas virsmas īpašības, vienlaikus ievērojot produkta funkcionālās prasības.
