Eloksiranje ali kemično nikljevo pokalivanje za natančna aluminijasta ohišja: kompromisi pri dimenzijah, koroziji, obrabi in ceni

Začnite z dimenzijskim proračunom: koliko prevleke raste navzven

Najprej je treba urediti, ali vaše značilnosti z ozkimi tolerancami sploh prenesejo prevleko, ki raste navzven. Eloksiranje je pretvorbni postopek: oksid raste delno v aluminij in delno iz njega, zato ploskvi doda le približno polovico debeline prevleke^1,3,9.

Kemično nikljevo pokalivanje je postopek nanosa, zato praktično celotna debelina prevleke leži na vrhu površine³. Ta razlika določa dodatek pred obdelavo.

Eloksirana prevleka Type III debeline 25 µm doda približno 12.5 µm na ploskev, enaka 25 µm EN pa dodata celotnih 25 µm na ploskev^1,3,9.

Če ohišje nosi prilegajočo izvrtino za spoj s pritiskom, sedež ležaja ali stično ploskev z ozko skupno toleranco, je dodatek pri EN dvakrat večji kot pri eloksiranju pri isti nominalni prevleki, obdelana dimenzija pa mora biti ustrezno zamaknjena. Razponi debeline so različni in omejujejo, koliko proračuna zavežete.

Type II eloksiranje se običajno navaja pri 5-25 µm in Type III pri 25-75 µm, EN pa sega od 5-75 µm, kjer je pri dimenzijski natančnosti citirano 12-25 µm^3,18. Zgornji rob razpona Type III je med viri sporen, zato točno zgornjo mejo obravnavajte kot nekaj, kar potrdite s pokalivcem, in ne kot fiksno številko.

Izvrtine in navozne značilnosti se običajno rešijo z maskiranjem med eloksiranjem ali z obdelavo po prevlečenju, kar rast na teh značilnostih popolnoma odstrani¹. Če ima vaše ohišje kritične notranje navoje, se zdaj odločite, ali bodo maskirani ali rezani po zaključni obdelavi, ker ta izbira spremeni risbo in tehnološko pot.

Zaključno obdelavo uskladite s korozijo in obrabo, ki ju mora površina prenesti

Ko je dimenzijski proračun urejen, je naslednje vprašanje, česa mora površina preživeti. Eloksiranje ščiti z oksidom, ki se upira tako koroziji kot obrabi, a si ti dve lastnosti pri tesnjenju nasprotujeta.

Tesnjenje zapre pore, ki bi sicer vpile onesnaževala, in je tisto, ki daje korozijsko zaščito, za katero je prevleka predpisana¹. Isti impregnat zniža trdoto Type III s približno 500 HV v netesnjenem stanju na približno 380 HV v tesnjenem in zmanjša odpornost proti abrasiji za približno 60%^20,24.

Ta kompromis je zapisan v vladajoči specifikaciji: MIL-PRF-8625F z določilom 3.8.2 dopolnila 2 pomeni, da se Type III ne sme tesniti, kadar je glavna funkcija največja odpornost proti obrabi²⁴. Navedba "Type III, impregnirano" na drsni obrabni površini torej izpolnjuje zahtevo slanega pršca in na istem kosu odpade pri obrabi²⁴.

Če je ozko grlo drsna obraba, se tesnjenje opusti ali namesto njega doda suhi filmski mazivo²⁰. Trdote obeh zaključnih obdelav se prekrivajo in so poročane na različnih lestvicah, zato same ne razvrstijo obdelav.

Type III eloksiranje je poročano pri 400-500 HV, EN pa pri 500-620 HK100 v stanju po pokalivanju ter pri 850 HK100 ali več po toplotni obdelavi^3,18,20,29. Impregnirano Type III leži pri približno 380 HV²⁰.

Pri korozijski uspešnosti bodite pri dokazih previdni. Za impregnirano eloksiranje Type II je poročano, da izpolnjuje spodnjo mejo 336 h slanega pršca po MIL-PRF-8625F, za Type III pa v eni primerjavi nad 2,000 h^3,21,28.

Ure slanega pršca za EN ASTM B733-22 ne določa — določa jih risba — zato primerljive številke za EN ni, s katero bi istosmočili eloksirane podatke³. Vprašajte pokalivca, koliko ur slanega pršca bo certificiral za debelino EN, ki jo predpišete, in to obravnavajte kot številko za primerjavo.

Izključite zaključno obdelavo, ki je zlitina ali geometrija ne prenese

Preden katero koli zaključno obdelavo ponudite, preverite podlago in geometrijo, ker nekateri kombinaciji odpadejo popolnoma ali nosijo tveganje, specifično za zlitino. Eloksiranje omejuje vidljivost v smeri toka in strada v globokih prečnih izvrtinah, EN pa notranje izvrtine in slepe žepke pokrije enakomerno^3,21,22.

Litine z visoko vsebnostjo silicija odpadejo pri eloksiranju, dve kovinski zlitini pa imata svoje omejitve.

Preverite, ali mora ohišje prevajati

Če ohišje nosi pot uzemljenja ali EMI/RFI zaslon, je eloksiranje izključeno. Eloksirana plast je izolacijski oksid in prekine pot zaščite in uzemljenja^3,17,21,22.

Dielektrična trdnost je poročana pri 250-400 V/mil za Type II in 500-800 V/mil za Type III, kar je uporabno, kadar želite električno izolacijo, in usodno, kadar potrebujete prevodnost²⁸. Kemično nikljevo pokalivanje prevaja, in nizkofosforna različica Type II (1-3% P) je tista, ki se predpiše, kadar mora pot uzemljenja ostati prevodna^3,21.

Eden dobavitelj priporoča EN po ASTM B733-22 Type II low-phos za EMI zaslonjene šasije ravno iz tega razloga²¹. Če potrebujete prevodnost, a ne odpornost proti obrabi, je lažja alternativa tanka prevodna konverzijska prevleka — doda 0.5-2 µm in prevaja, zato dimenzijski proračun komaj dotakne¹⁷.

To je druga zaključna obdelava od obeh v tej primerjavi, a je opcija, po kateri sežete, kadar je prevodnost edina trda zahteva.

Zahtevo po videzu preverite proti izbrani zaključni obdelavi

Barva zoži izbiro bolj, kot večina risb priznava. Eloksiranje Type II sprejme širok nabor barvil, zato so na voljo prozorno, črno in barve po meri^3,21.

Type III je omejen na temne in naravne tone, ker njegove goste, drobne pore ne morejo vpijeti svetlih barvil^3,28. Kemično nikljevo pokalivanje je naravni nikelj, ki potemni s črnenjem po postopku, a ne ponuja razpona barvnih odtenkov³.

Če ohišje potrebuje svetlo ali barvo po meri na obrabni površini, izbirate med prevleko Type II, ki morda ne prenese obrabe, in prevleko Type III, ki barve ne more prevzeti.

Ta konflikt vredno razrešiti, preden se risba izda, ker običajno pomeni, da se zaključna obdelava razdeli po površinah, namesto da se za celotno ohišje izbere ena.

Proračun naredite z relativnim stroškom in pokalivca vprašajte, kaj ga določa

Viri podajo le relativni strošek, ne cene na kos. Eloksiranje Type II je uvrščeno med nizke relativne stroške, Type III eloksiranje in EN pa oba med srednje visoke do visoke³.

Ena primerjava postavi Type III na 2-3× ceno Type II in to pripisuje nižji temperaturi kopeli in daljšemu času cikla²⁸. Strošek EN pri 7075 še narašča, ker ta zlitina zahteva aktivacijo, cinkatno obdelavo, pokalivanje in kontrolo debeline³⁰.

Maskiranje in vpenjanje dodata strošek k osnovnemu postopku: en stopnjevan postopek eloksiranja je nosil 35-odstotni dodatek glede na standardno eloksiranje, kar je nadomestila 50-odstotna prihranitev montažnega dela²³.

Ker noben vir ne objavlja cene na kos, stroškov orodij, vpenjanja, maskiranja ali minimalne velikosti serije, je uporabna poteza, da pokalivca vprašate, katera od teh postavk velja za vaše ohišje in kako jih spremeni predpisana debelina. Debelina je vzvod, ki ga imate v rokah: določa tako dimenzijski dodatek kot čas obdelave.

Kaj zapisati na risbo in kaj zahtevati od pokalivca

Viri utemeljijo veljavne specifikacije, ne pa proizvodnih dobavnih rokov, razpoložljivosti postopkov ali podrobnosti certificiranja NADCAP/MIL-C-26074, zato je to treba preveriti pri dobavitelju in ne privzeti. Uporabite spodnje formate navedb in zahtevajte potrdila, ki se jim ujemajo.

Kje se viri razhajajo in kaj preveriti, preden se risba izda

Tri številke v tej primerjavi so med viri poročane različno. Nobena ne spremeni zgornjega vrstnega reda odločanja, a vsako vredno potrditi s pokalivcem, preden se risba izda, ker je številka, ki jo zapišete na risbo, tista, po kateri bo delavnica gradila.

What the sources do not establish

• Noben vir ne podaja tabele vpliva toleranc na določene značilnosti z ozkimi tolerancami (premik premera izvrtine, zajem navoja) za katero koli zaključno obdelavo.
• Noben vir ne podaja primerljivih ur slanega pršca po ASTM B117 za kemično nikljevo pokalivanje na aluminiju, zato obeh zaključnih obdelav na podlagi teh dokazov ni mogoče razvrstiti po koroziji.
• Noben vir ne podaja neposrednih podatkov preskusa abrasije po Taberju ali ugriznega oksidov, ki primerjata Type III eloksiranje in EN na isti aluminijasti podlagi.
• Noben vir ne podaja cene na kos, stroška orodij ali vpenjanja, stroška vpenjalnih priprav, stroška maskiranja ali minimalnih stroškov serije za katero koli zaključno obdelavo.
• Noben vir ne podaja podatkov o medzrnatem napadu ali mehurčkih za katero koli zaključno obdelavo na določenih aluminijastih zlitinah.
• Noben vir ne podaja vrednosti toplotne prevodnosti za katero koli zaključno obdelavo.
• Noben vir ne obravnava doslednosti barve od serije do serije za katero koli zaključno obdelavo.
• Noben vir ne podaja proizvodnih dobavnih rokov, razpoložljivosti postopkov ali podrobnosti certificiranja NADCAP/MIL-C-26074 za katero koli zaključno obdelavo.