Кое повърхностно покритие да се зададе на обработен детайл: базов метал, функция и изисквания по чертежа

Отстранете покритията, които базовият метал не може да приеме

Съвместимостта е филтър, а не компромис. Източниците подреждат покритията по семейства на субстрата, така че първият въпрос е кои процеси сплавта реално може да приеме, преди да се сравняват корозия, износване или цена¹.

Алуминият и титанът обикновено се съчетават с анодиране, Type III там, където е нужна устойчивост на износване^1,4,15. Неръждавелата стомана се съчетава с пасивиране или електролитно полиране за корозионна защита и чистота^1,18,25.

Въглеродната и легираната стомана се съчетават с черен оксид, цинково галванично покритие, никелово галванично покритие, химически никел или фосфатна конверсия^1,18. Медта и месингът приемат химически никел, никел, калай, сребро или златно галванично покритие, избирани за проводимост, залестваемост и устойчивост на затъмняване¹.

Само семейството на материала не потвърждава осъществимостта. Съставът на сплавта, твърдостта, термичната обработка, заварените зони, геометрията и задържаната химия в затворени елементи могат всички да повлияят дали процесът работи върху конкретен детайл, а две сплави от едно семейство могат да реагират различно на същото химично третиране¹.

Потвърдете точната сплав, преди покритието да бъде записано на чертежа¹.

Корозия, износване или и двете: избор на семейството процеси

Когато субстратът позволява процеса, функционалното изискване решава между типовете анодиране и бариерните покрития. Type II анодиране е позиционирано за корозионна защита и козметичен цвят при алуминий, а Type III твърдо анодиране — за устойчивост на износване и повърхностна твърдост, където по-дебелият оксиден слой може да бъде съобразен в толерансния план^3,4,15.

Двете не са взаимозаменяеми: Type III дава по-висока устойчивост на износване и по-дебел оксиден слой от Type II, с по-голям размерен ефект и ограничения по цвят^3,15,35.

За алуминиеви детайли, които се нуждаят едновременно от корозионна защита и устойчивост на износване, Type III твърдо анодиране е опцията, към която източниците последователно сочат, при условие че по-дебелият оксиден слой се съобрази с прилягането и толерансния план^4,15,35.

Нито един източник в този набор не установява задължителна дебелина на покритието, стойност на твърдостта или продължителност на солевата мъгла, която да направи Type III задължителен, така че те остават въпроси към фирмата за покрития^3,15,35.

Праховото боядисване е алтернативата, когато анодирането не е подходящо: то е трайно бариерно покритие с разнообразни цветове, приложимо към повечето метали, и често се съчетава със стъкленоструйна обработка за равномерен външен вид^4,11,36.

Работната среда определя колко устойчиво трябва да е покритието — външно излагане, солена мъгла, висока температура и ултравиолетова светлина може да изискват повече от вътрешна употреба^2,10.

Проводимост, заземяване и устойчивост на удар

Когато детайлът трябва да пренася ток или да се заземява, изборът на покритие се стеснява. Праховото боядисване изгражда полимерен бариерен слой, който влошава електрическата проводимост, затова трябва да се избягва по проводимите пътища или те да се маскират^8,35.

Анодирането също изолира, а източниците посочват електрическата изолация като едно от неговите конструктивни последствия³⁵. Устойчивостта на удар и размерният контрол дърпат в противоположни посоки.

Праховото боядисване предлага по-висока устойчивост на удар от анодирането, но по-малък размерен контрол¹¹. Именно този компромис е причината детайл, който в експлоатация ще бъде удрян, отчупван или драскан, все пак да бъде прахово боядисан, макар покритието да надгражда дебелина, докато детайл с тесни прилягания и без ударно натоварване е по-добре да бъде анодиран^11,35.

Праховото боядисване е трудно за нанасяне по вътрешни повърхности, което има значение за отвори и вдлъбнати елементи¹¹. Източниците не установяват праг на проводимост или задължителна ширина на маскирането, затова купувачът трябва да потвърди с фирмата за покрития кои повърхности трябва да останат неизолирани^8,35.

Толерансна резервата и маскиране по чертежа

Покритията променят размерите, а размерът на промяната зависи от семейството процеси. Конверсионните покрития са почти пренебрежими: пасивирането на неръждавела стомана отстранява свободното желязо и поддържа корозионна защита с пренебрежим размерен ефект, а черният оксид дава контролиран черен вид с минимална размерна промяна²⁵.

Електролитното полиране отстранява материал по контролиран начин²⁵. Галваничното покритие надгражда измеримо — химическият никел дава измеримо натрупване — и междинният размер за покритие трябва да бъде изваден от обработения размер при елементи с тесни толеранси като отвори, резби и призони за пресови сглобки^25,38.

Праховото боядисване надгражда най-много и изисква маскиране. Двама издатели дават различни типични диапазони на дебелина, затова купувачът не трябва да допуска нито едното число в чертеж без водещ стандарт^11,36.

Резбите и прецизните прилягания трябва да се маскират, а няколкото слоя увеличават дебелината допълнително^11,36. Анодирането расте едновременно навън и навътре от първоначалната повърхност, така че резервата не е просто дебелината на покритието¹¹.

Източниците не публикуват стойност за полу-проникване, затова купувачът трябва да попита фирмата за покрития колко от оксида стои над първоначалната повърхност, преди да зададе размера преди обработката¹¹.

Топлинна обработка след галванично покритие при високоякостна стомана

Галваничното покритие на високоякостна стомана носи риск от водородно охрупчване, а източниците посочват топлинна обработка след покритието като мерка за смекчаване. Водородното охрупчване се причинява от водород в металната решетка, често внесен при галванизиране или заваряване, и се различава от корозионното напукване под напрежение³⁹.

Изискването лесно се пропуска в неконтолирана верига на доставки, затова принадлежи на поръчката, а не на устна инструкция³⁸.

Прави ли серийността покритието икономическо?

Цената на повърхностната обработка се определя по-скоро от обема, отколкото от вида на третирането. В типично средносерийно производство последващата обработка — анодиране, термична обработка, галванизиране — е малък дял от общата цена, докато при много малки серии зарядите за настройка доминират в единичната цена на детайла^5,30.

Едно и също настройване за анодиране, разпределено върху шепа прототипи, дава много по-висок разход на брой, отколкото същата настройка разпределена върху по-голяма поръчка³⁰. Маскирането е другият скрит разход.

Времето за покритие нараства съществено при детайли, които се нуждаят от защита на резби, прецизни линии на маскиране или сложна екипировка, а сложните геометрии с вътрешни елементи могат да умножат разхода за покритие над базовата цена на третирането³⁰.

Праховото боядисване следва подобен модел на настройка, но изисква специализирано маскиране за резбови или прецизни повърхности³⁰. Източниците не публикуват проверен ценови индекс, минимален заряд за партида или тарифа за настройки, затова купувачът трябва да поиска зарядът за настройка и трудът за маскиране да бъдат обособени отделно от ставката за третиране на брой^5,30.

Какво да се изиска от фирмата за покрития

Няколко стойности, които купувачът нормално би очаквал в спецификация за покритие, липсват в този набор от източници. Те трябва да бъдат изискани като сертификати или изпитвателни протоколи, а не приемани от името на процеса.

Къде източниците дават различни стойности, които може да ви бъдат оферирани

Двама издатели дават различни типични диапазони на дебелина при прахово боядисване.

What the sources do not establish

• Нито един източник не разглежда ограниченията RoHS, REACH, ELV или шестовалентния хром, затова съответствието трябва да бъде изискано като декларация.
• Не са предоставени условия за изпитване по ASTM B117 или изисквани часове солева мъгла по среда.
• Не е дадена стойност за полу-проникване при анодиране.
• Не са предоставени стойности за твърдост HV или HRC от стандартен или авторитетен източник.
• Не е предоставен проверен ценови индекс, минимален заряд за партида или тарифа за настройки.
• Не е налично съдържание от ASTM B850; за облекчаване чрез топлинна обработка е цитиран само ASTM F1941.
• Извлечените страници на ASTM и NIST не съдържат уместно съдържание за повърхностни покрития.