Mikä pintakäsittely koneistetulle osalle kannattaa määrätä: perusmetalli, toiminta ja piirustusvaatimukset

Sulje pois käsittelyt, joita perusmetalli ei siedä

Yhteensopivuus on suodatin, ei kompromissi. Lähteet luettelevat käsittelyt substraattiperheittäin, joten ensimmäinen kysymys on, mitkä prosessit seos oikeasti sietää, ennen kuin korroosiota, kulumista tai kustannuksia verrataan¹.

Alumiini ja titaani yhdistetään yleisesti anodisointiin, ja Type III:een silloin, kun kulumiskestoa tarvitaan^1,4,15. Ruostumaton teräs yhdistetään passivointiin tai sähkökiillotukseen korroosionkeston ja puhtauden vuoksi^1,18,25.

Hiiliteräs ja seosteräs yhdistetään mustaukseen (mustaoksidi), sinkitykseen, nikkelitykseen, kemialliseen nikkelipinnoitukseen tai fosfaattikonversioon^1,18. Kupari ja messinki ottavat kemiallisen nikkelipinnoituksen, nikkelityksen, tinapinnoituksen, hopea- tai kultapinnoituksen, jotka valitaan sähkönjohtavuuden, juotettavuuden ja tummumiskeston perusteella¹.

Materiaaliperhe yksin ei todenna toteutettavuutta. Seoskoostumus, kovuus, lämpökäsittely, hitsatut alueet, geometria ja sokeisiin piirteisiin jäänyt kemikaali voivat kaikki vaikuttaa siihen, toimiiko prosessi tietyllä osalla, ja kaksi samasta perheestä olevaa seosta voi reagoida samaan kemialliseen käsittelyyn eri tavoin¹.

Vahvista tarkka seos ennen kuin käsittely kirjataan piirustukseen¹.

Korroosio, kuluma vai molemmat: prosessiperheen valinta

Kun substraatti sallii prosessin, toiminnallinen vaatimus ratkaisee anodisointityyppien ja esteripinnoitteiden välillä. Type II -anodisointi sijoittuu korroosionkeston ja kosmeettisen värin ratkaisuksi alumiinille, ja Type III -kovaanodisointi kulumiskeston ja pinnan kovuuden ratkaisuksi silloin, kun paksumpi oksidikerros voidaan huomioida toleranssisuunnitelmassa^3,4,15.

Nämä kaksi eivät ole vaihdettavissa keskenään: Type III antaa suuremman kulumiskeston ja paksumman oksidikerroksen kuin Type II, mutta suuremman ulottuvuusseuraamuksen ja rajoitetumman värivalikoiman^3,15,35. Alumiiniosille, jotka tarvitsevat korroosionkeston ja kulumiskeston yhdessä, Type III -kovaanodisointi on se vaihtoehto, johon lähteet johdonmukaisesti osoittavat, edellyttäen että paksumpi oksidikerros mahtuu liitokseen ja toleranssisuunnitelmaan^4,15,35.

Mikään lähde tässä aineistossa ei vahvista vaadittavaa pinnoitepaksuutta, kovuusarvoa eikä suolasumukestoa, joka tekisi Type III:sta pakollisen, joten nämä jäävät pinnoittajan kysymyksiksi^3,15,35. Jauhemaalaus on vaihtoehto silloin, kun anodisointi ei sovi: se on kestävä ja värivaihtoehtoiltaan laaja esteriviimeistely, joka sopii useimmille metalleille, ja se yhdistetään usein hiomapyyhkimiseen tasaisen ulkonäön tuottamiseksi^4,11,36.

Käyttöympäristö määrää, kuinka kestävän viimeistelyn osa vaatii — ulkoilma, suolasumu, korkea lämpötila ja UV-valo voivat edellyttää enemmän kuin sisäkäyttö^2,10.

Sähkönjohtavuus, maadoitus ja iskunkesto

Siellä, missä osan on vietävä virtaa tai toimitettava maadoitus, viimeistelyvalinta kapenee. Jauhemaalaus muodostaa polymeeriesteen, joka heikentää sähkönjohtavuutta, joten se on vältettävä johtavilla poluilla tai suojattava niiltä (masking)^8,35.

Myös anodisointi eristää, ja lähteet luettelevat sähköisen eristämisen yhtenä sen suunnitteluseuraamuksena³⁵. Iskunkesto ja ulottuvuuksien hallinta vetävät eri suuntiin.

Jauhemaalaus tarjoaa suuremman iskunkeston kuin anodisointi mutta vähemmän hallintaa ulottuvuuksiin¹¹. Tämä kompromissi on syy siihen, että osa, jota lyödään, kolhitaan tai hiotaan käytössä, voidaan silti jauhemaalata vaikka pinnoite kasvattaa paksuutta, kun taas osa, jossa on kireät liitokset eikä iskukuormitusta, hyötyy enemmän anodisoinnista^11,35.

Jauhemaalauksen suorittaminen sisäpinnalle on vaikeaa, mikä on merkityksellistä rei'ille ja syvennyksille¹¹. Lähteet eivät vahvista johtavuuskynnystä eikä vaadittavaa suojauksen (masking) leveyttä, joten ostajan on vahvistettava pinnoittajan kanssa, mitkä pinnan on jäätävä käsittelemättömiksi^8,35.

Toleranssivara ja suojaus (masking) piirustuksessa

Pinnoitteet muuttavat ulottuvuuksia, ja muutoksen suuruus riippuu prosessiperheestä. Konversiopinnoitteet ovat lähes merkityksettömiä mitoiltaan: passivointi ruostumattomalla teräksellä poistaa vapaan raudan ja tukee korroosionkestoa merkityksettömällä ulottuvuusvaikutuksella, ja mustaus (mustaoksidi) antaa hallitun mustan ulkonäön pienellä ulottuvuusmuutoksella²⁵.

Sähkökiillotus poistaa materiaalia hallitusti²⁵. Pinnoitus kasvattaa mitattavasti — kemiallinen nikkelipinnoitus tuottaa mitattavan kerroksen — ja pinnoitusvara on vähennettävä koneistetusta mitasta kireän toleranssin piirteillä, kuten rei'issä, kierteissä ja puristusliitosten istukoissa^25,38.

Jauhemaalaus kasvattaa eniten ja vaatii suojauksen (masking). Kaksi julkaisijaa antaa erilaiset tyypilliset paksuusvälit, joten ostajan ei pidä päästää kumpaakaan lukua piirustukseen ilman määräävää standardia^11,36.

Kierteet ja tarkat liitokset on suojattava, ja useat kerrokset kasvattavat paksuutta entisestään^11,36. Anodisointi kasvaa sekä ulospäin että sisäänpäin alkuperäisestä pinnasta, joten vara ei yksinkertaisesti ole pinnoitepaksuus¹¹.

Lähteet eivät julkaise puoliläpäisyarvoa, joten ostajan on kysyttävä pinnoittajalta, kuinka paljon oksidia nousee alkuperäisen pinnan yläpuolelle, ennen kuin esikoneistettu mitta asetetaan¹¹.

Pinnoituksen jälkeinen paistokäsittely (bake) lujalla teräksellä

Pinnoitus lujalla teräksellä kantaa vetyhaurastumisriskiä, ja lähteet osoittavat pinnoituksen jälkeisen paistokäsittelyn lievennyskeinoksi. Vetyhaurastumisen aiheuttaa vetys metallin hilassa, usein pinnoituksen tai hitsauksen yhteydessä, ja se eroaa jännityskorroosiomurtumasta³⁹.

Vaatimus on helppo ohittaa hallitsemattomassa toimitusketjussa, joten se kuuluu ostotilaukseen, ei suulliseen ohjeeseen³⁸.

Tekeekö eräkoko viimeistelystä taloudellisen?

Viimeistelun kustannusta määrää ennen kaikkea määrä, ei käsittelytyyppi. Tyypillisessä keskikokoisessa erässä jälkikäsittely — anodisointi, lämpökäsittely, pinnoitus — on pieni osa kokonaiskustannuksesta, kun taas hyvin pienissä määrissä asennusmaksut hallitsevat kappalehintaa^5,30.

Sama anodisointiasennus, joka jaetaan kourallisen prototyyppien kesken, tuottaa paljon suuremman kappalekohtaisen yleiskustannuksen kuin sama asennus suuremman tilauksen kesken³⁰. Suojaus (masking) on toinen piilokustannus.

Viimeistelyaika kasvaa olennaisesti osilla, jotka vaativat kierresuojaa, tarkkoja suojauslinjoja tai monimutkaista kiinnitystä, ja sisäpiirteitä sisältävät monimutkaiset geometriat voivat moninkertaistaa viimeistelykustannuksen peruskäsittelyn hinnan yli³⁰. Jauhemaalaus noudattaa vastaavaa asennusmallia mutta vaatii erikoissuojauksen kierrettyille tai tarkoille pinnoille³⁰.

Lähteet eivät julkaise todennettua hintaindeksiä, vähimmäiserämaksua eikä asennusmaksutaulukkoa, joten ostajan on pyydettävä asennusmaksu ja suojauksen työkustannus eriteltyinä erillään kappalekohtaisesta käsittelyhinnasta^5,30.

Mitä pinnoittajalta on saatava

Useita lukuja, joita ostaja normaalisti odottaisi viimeistelymäärittelylle, ei ole tässä lähteistössä. Ne on pyydettävä todistuksina tai testiraporteina sen sijaan, että ne oletettaisiin prosessin nimen perusteella.

Missä lähteet ovat eri mieltä sinulle tarjottavasta luvusta

Kaksi julkaisijaa antaa erilaiset tyypilliset jauhemalauspaksuusvälit.

What the sources do not establish

• Mikään lähde ei käsittele RoHS-, REACH-, ELV- tai kuusiarvoisen kromin rajoituksia, joten vaatimustenmukaisuus on pyydettävä ilmoituksena.
• ASTM B117 -testiolosuhteita eikä vaadittavia suolasumutunteja ympäristöittäin anneta.
• Anodisoinnin puoliläpäisyarvoa ei anneta.
• HV- tai HRC-kovuusarvoja standardista tai auktoritatiivisesta lähteestä ei anneta.
• Todennettua hintaindeksiä, vähimmäiserämaksua tai asennusmaksutaulukkoa ei anneta.
• ASTM B850 -sisältöä ei ole; vain ASTM F1941 on viitattu paistokäsittelyn lievennyksenä.
• Noudetut ASTM- ja NIST-sivut eivät sisällä relevanttia pintakäsittelysisältöä.