Anodavimas vs cheminėnis nikelio dengimas preciziniam aliuminio korpusui: matmenų, korozijos, dėvėjimosi ir kaštų kompromisai

Pradėkite nuo matmenų biudžeto: kiek dangos auga į išorę

Pirmiausia reikia išsiaiškinti, ar jūsų griežto leistino nuokrypio elementai apskritai gali sugertią į išorę augančią dangą. Anodavimas yra konversijos procesas: oksidas auga iš dalies į aliuminį, iš dalies iš jo, todėl tik maždaug pusė dangos storio pridedama prie paviršiaus^1,3,9.

Cheminėnis nikelio dengimas yra nusodinimo procesas, todėl iš esmės visas dangos storis slypi paviršiaus viršuje³. Šis skirtumas nustato išankstinio apdirbimo priemoką (nuolaidą).

25 µm III tipo anoduota danga prie paviršiaus prideda maždaug 12.5 µm, o tie patys 25 µm EN prideda pilnus 25 µm už kiekvieną paviršių^1,3,9.

Jei jūsų korpusas turi presavimo (press-fit) angą, guolio lizdą ar sujungiamąjį paviršių, laikomą griežto bendro leistino nuokrypio, EN priemoka yra dvigubai didesnė už anodavimo priemoką esant tam pačiam nominaliam stoiui, ir apdirbtas matmuo turi būti atitinkamai paslinktas. Storių diapazonai irgi skiriasi, ir jie riboja, kiek biudžeto jūs įsipareigojate.

II tipo anodavimas paprastai nurodomas 5-25 µm, III tipo – 25-75 µm, o EN svyruoja 5-75 µm, su 12-25 µm ten, kur matmenų tikslumas svarbus^3,18. Viršutinė III tipo diapazono riba tarp šaltinių ginčijama, todėl tikrąją lubas traktuokite kaip tai, ką reikia patvirtinti su dengėju, o ne kaip fiksuotą skaičių.

Angos ir srieginiai elementai paprastai apdorojami juos užmaskuojant anodavimo metu arba apdirbant juos po dengimo, kas visiškai pašalina prieaugį iš tų elementų¹. Jei jūsų korpusas turi kritinius vidinius sriegius, nuspręskite dabar, ar jie bus maskuoti, ar pjaunami po apdailos, nes tas pasirinkimas keičia brėžinį ir maršrutą.

Suderinkite apdailą su korozijos ir dėvėjimosi apkrova, kurią paviršius turi ištvarkyti

Kai matmenų biudžetas sutvarkytas, kitas klausimas – ką paviršius turi ištvarkyti. Anodavimas saugojo kurdamas oksidą, atveikiantį ir koroziją, ir dėvėjimąsi, tačiau šios dvi savybės traukia priešingomis kryptimis per sandarinimą.

Sandarinimas uždaro poras, kurios kitu atveju sugertų teršalus, ir būtent jis duoda korozijos apsaugą, kuriai danga nurodoma¹. Tas pats sandariklis III tipo kietumą nuleidžia nuo maždaug 500 HV nesandarinto iki apie 380 HV sandarinto ir sumažina atsparumą abrazijai apie 60 %^20,24.

Šis kompromisas įrašytas į privalomąją specifikaciją: MIL-PRF-8625F su 2 pataisos 3.8.2 punktu teigia, kad III tipo negalima sandarinti, kai didžiausias atsparumas dėvėjimuisi yra pagrindinė funkcija²⁴. Taigi nurodymas „III tipas, sandarintas“ slenkančiam dėvėjimosi paviršiui atitiks druskos dulksnos reikalavimą, bet nesugebės dėvėjimosi užduoties toje pačioje dalyje²⁴.

Jei slenkantis dėvėjimasis yra ribojantis veiksnys, sandariklis atmetamas arba vietoj jo pridedama sausos plėvelės tepalas²⁰. Abiejų apdailų kietumo skaičiai persidengia ir nurodomi skirtingomis skalėmis, todėl patys jie apdailų neireitinguoja.

III tipo anodavimas nurodomas 400-500 HV, o EN – 500-620 HK100 po dengimo ir 850 HK100 ar aukščiau po terminio apdirbimo^3,18,20,29. Sandarintas III tipas stovi prie 380 HV²⁰.

Korozijos rezultatų atžvilgiu su įrodymais reikia būti atsargiam. Sandarintas II tipas nurodomas atitinkantis 336 h druskos dulksnos ribą pagal MIL-PRF-8625F, o III tipas viename palyginime nurodomas virš 2,000 h^3,21,28.

EN druskos dulksnos valandos ASTM B733-22 nefiksuojamos – jas nustato brėžinys – todėl nėra palyginamos EN vertės, kurias būtų galima sverti prieš anodavimo skaičius³. Paklauskite dengėjo, kokias druskos dulksnos valandas jis sertifikuos jūsų nurodytam EN stoiui, ir tą skaičių laikykite lyginamuoju.

Atmeskite apdailą, kurios nepalaiko lydinys arba geometrija

Prieš pakainuodami kurią nors apdailą, patikrinkite pagrindą ir geometriją, nes kai kurie deriniai visiškai nesuveikia arba neša lydinio specifinę riziką. Anodavimas ribojamas matymo linijos (line-of-sight) dėl srovės kelio ir „išbadėja“ giliose skersinėse angose, o EN vienodai dengia vidines angas ir akluosius kišeninius ertmius^3,21,22.

Didelio silicio lieti lydiniai nepavyksta anoduoti, o du kaltieji lydiniai turi savų apribojimų.

Patikrinkite, ar korpusas privalo laidinti

Jei korpusas neša įžeminimo kelią arba EMI/RFI ekraną, anodavimas atmestinas. Anoduotas sluoksnis yra izoliuojantis oksidas, ir jis nutraukia ekranavimo ir įžeminimo kelią^3,17,21,22.

Dielektrinis stipris nurodomas 250-400 V/mil II tipui ir 500-800 V/mil III tipui, kas naudinga, kai norima elektriškai izoliuoti, bet lemtinga, kai reikia tęstinumo²⁸. Cheminėnis nikelis laidus, o mažai fosforo turinti II tipo variacija (1-3% P) yra ta, kuri nurodoma ten, kur laidumas turi būti išsaugotas įžeminimo keliui^3,21.

Vienas tiekėjas rekomenduoja EN pagal ASTM B733-22 II tipą mažai fosforo turintį EMI ekranavimo korpusams būtent dėl šios priežasties²¹. Jei reikia laidumo, bet ne atsparumo dėvėjimuisi, plona laidži konversinė danga yra lengvesnė alternatyva – ji prideda 0.5-2 µm ir yra laidžioji, todėl matmenų biudžeto vos liečia¹⁷.

Tai kita apdaila nei abi šiame palyginime, bet tai variantas, kurio ieškoti, kai laidumas yra vienintelis griežtas reikalavimas.

Patikrinkite išvaizdos reikalavimą prieš pasirinktą apdailą

Spalva susiaurina pasirinkimą labiau, nei dauguma brėžinių pripažįsta. II tipo anodavimas priima platų dažų diapazoną, todėl skaidrios, juodos ir specialios spalvos visos prieinamos^3,21.

III tipas ribojamas tamsiais ir natūraliais atspalviais, nes jo tankios, mažos poros negali sugerti šviesių dažų^3,28. Cheminėnis nikelis yra natūralus nikelis, kuris patamsėja papildomai juodinant, bet nesuteikia dažytų spalvų diapazono³.

Jei jūsų korpusas dėvėjimosi paviršiuje reikalauja šviesios ar specialios spalvos, jūs renkatės tarp II tipo dangos, kuri gali neatlikti dėvėjimosi užduoties, ir III tipo dangos, kuri negali priimti spalvos. Tą konfliktą verta išspręsti prieš išleidžiant brėžinį, nes paprastai tai reiškia apdailos skaidymą tarp paviršių, o ne vienos apdailos visam korpusui.

Biudžetą statykite ant reliatyvių kaštų ir klauskite dengėjo, kas juos lemia

Šaltiniai duoda tik reliatyvius kaštus, o ne vieneto kainą. II tipo anodavimas patalpinamas žemų reliatyvių kaštų zonoje, o III tipo anodavimas ir EN – abi vidutinių–auštų³.

Vienas palyginimas III tipą vertina 2-3× brangiau nei II tipą, tai siejant su žemesne vonios temperatūra ir ilgesniu ciklo laiku²⁸. EN kaštai dar auga 7075 lydiniui, nes tas lydinys reikalauja aktyvavimo, cinkatavimo, dengimo ir storio kontrolės³⁰.

Maskavimas ir stavinėjimas prideda kaštų virš bazinio proceso: vienas etapuotas anodavimo procesas turėjo 35 % priemoką prieš standartinį anodavimą, kompensuotą 50 % surinkimo darbo sumažėjimu²³.

Kadangi nė vienas šaltinis neskelbia vieneto kainos, įrankių, pakabų (racking), maskavimo ar mažiausių partijų įmokų, naudingas žingsnis – paklausti dengėjo, kurie iš tų eilučių taikomi jūsų korpusui ir kaip jūsų nurodytas storis juos keičia. Storį jūs kontroliuojate: jis nustato ir matmenų priemoką, ir apdorojimo laiką.

Ką rašyti brėžinyje ir ką prašyti dengėjo sertifikuoti

Šaltiniai nustato taikytinas specifikacijas, bet ne gamybos terminus, proceso prieinamumą ar NADCAP/MIL-C-26074 sertifikavimo detales, todėl tai turi būti patikrinta su tiekėju, o ne manyta. Naudokite žemiau esančius nurodymų formatus ir reikalaukite jiems atitinkančių sertifikatų.

Kur šaltiniai nesutaria ir ką patikrinti prieš išleidžiant brėžinį

Trys šio palyginimo skaičiai skirtinguose šaltiniuose nurodomi skirtingai. Nė vienas nekeičia aukščiau aprašytos sprendimų sekos, bet kiekvieną verta patvirtinti su dengėju prieš išleidžiant brėžinį, nes skaičius, kurį įrašysite į brėžinį, yra tas, pagal kurį dirbtuvė statys.

What the sources do not establish

• Nė vienas šaltinis neduoda leistino nuokrypio poveikio lentelės konkrečioms griežto leistino nuokrypio detalėms (angos diametro poslinkis, sriegio įsukimas) jokiai apdailai.
• Nė vienas šaltinis neduoda palyginamų ASTM B117 druskos dulksnos valandų cheminėniam nikelio dengimui ant aliuminio, todėl šių dviejų apdailų korozijos atžvilgiu pagal šiuos įrodymus palyginti negalima.
• Nė vienas šaltinis neduoda tiesioginių Taber abrazijos ar užsitraukimo (galling) bandymų duomenų, lyginančių III tipo anodavimą ir EN tame pačiame aliuminio pagrinde.
• Nė vienas šaltinis neduoda vieneto kainos, įrankių ar įtvirtinimo kaštų, pakabų (racking) kaštų, maskavimo kaštų ar mažiausių partijų įmokų jokiai apdailai.
• Nė vienas šaltinis neduoda tarpkristalinio pažeidimo ar pūslių duomenų jokiai apdailai konkrečiuose aliuminio lydiniuose.
• Nė vienas šaltinis neduoda šilumos laidumo verčių jokiai apdailai.
• Nė vienas šaltinis neaptaria partijų tarpusavio spalvų vienodumo jokiai apdailai.
• Nė vienas šaltinis neduoda gamybos terminų, proceso prieinamumo ar NADCAP/MIL-C-26074 sertifikavimo detalių jokiai apdailai.