Что такое анодирование на самом деле
Анодирование - это электрохимический процесс, при котором слой оксида алюминия вырастает из собственной поверхности детали. Это не краска и не покрытие. Деталь представляет собой анод в кислотной ванне, и ток превращает внешний металл в твердый пористый оксид. Поры могут поглощать краситель, а затем герметизируются для фиксации цвета и улучшения коррозионной стойкости.
Поскольку покрытие выращено из металла, примерно половина его толщины накапливается наружу, а примерно половина проникает внутрь. Это эмпирическое правило имеет значение для допусков и является корнем многих вопросов об анодированных размерах.
Два типа, с которыми сталкивается большинство покупателей
Военная спецификация США MIL-A-8625 является общей ссылкой для анодирования выносок, даже на коммерческих деталях. Он определяет несколько типов; Типы II и III охватывают большинство обработанных деталей.
| Тема | Тип II (серная кислота) | Тип III (твердое анодирование) |
|---|---|---|
| Типичная толщина | ~5–25 µm | ~25–75 мкм, часто ~50 мкм |
| Условия ванны | Диапазон температур | Почти замерзание, более высокая плотность тока |
| Предназначение | Коррозионная стойкость, внешний вид, цвет | Износостойкость и износостойкость, твердость |
| Настройка цвета | Широкий ассортимент красителей, яркие цвета | От натурального серого до бронзового; темные красители, такие как черный, работают лучше всего |
| Поверхностное ощущение | Гладкий, следует за обработанной отделкой | Немного грубее, тверже |
| Влияние на усталость | Небольшое сокращение | Большее сокращение, следует учитывать на циклических деталях |
| Относительная стоимость | Нижн. | Выше |
Тип I, анодирование хромовой кислотой, производит очень тонкую пленку и используется в основном в аэрокосмической промышленности, часто там, где усталость имеет решающее значение. Сегодня он встречается реже из-за ограничений на шестивалентный хром.
класс 1 и класс 2
MIL-A-8625 также использует классы. Класс 1 - неокрашенный, естественный цвет оксида. Класс 2 окрашен. Выноска, такая как «Анодирование в соответствии с MIL-A-8625, тип II, класс 2, черный», является четкой и полной для большинства коммерческих деталей.
Размерный рост
Правило роста - самый важный инженерный момент. Для покрытия типа II толщиной 12 мкм поверхность увеличивается примерно на 6 мкм. Диаметр отверстия уменьшается примерно в два раза, примерно на 12 мкм, потому что обе стенки растут внутрь. Диаметр вала увеличивается примерно на 12 мкм.
Для типа III при 50 мкм эффект в четыре раза больше: около 25 мкм на поверхность и около 50 мкм на диаметр. Этого достаточно, чтобы превратить скользящую посадку в интерференционную посадку.
Есть три способа борьбы с ростом:
- Критические особенности машины: недостаточный или избыточный размер, чтобы обеспечить покрытие
- Замаскируйте критически важные функции, чтобы они оставались открытыми
- Укажите на чертеже, применяются ли размеры до или после анодирования
Большинство коммерческих чертежей указывают размеры после отделки. Если ваш не говорит, спросите, как это будет интерпретировать магазин.
Резьба и анодирование
Потоки - частая проблема. Покрытие образуется на обеих сторонах, что может сделать резьбовые отверстия плотными, а внешние резьбы увеличенными, особенно с типом III. Распространенными решениями являются маскировка резьбы, нарезка резьбы большого размера для покрытия или погоня за резьбой после анодирования, которая удаляет покрытие из резьбы. Спиральные вставки часто устанавливаются после анодирования, поэтому сама вставка несет резьбу.
Маскирование
Маскировка защищает покрытие от выбранных областей. Причины включают электрический контакт заземления, отверстия подшипников с плотной посадкой, резьбу и уплотнительные поверхности.
Заглушки и колпачки
Силиконовые или виниловые пробки подходят для отверстий и резьбы. Они быстрые и повторяемые.
Ленты и лак
Используется для плоских граней и неправильной формы. Маскировка рук требует труда, поэтому большие или сложные замаскированные области увеличивают стоимость.
КОНТАКТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Каждая деталь нуждается в электрическом контакте со стойкой. Точка контакта оставлена голой или слегка обозначенной. Если некоторые поверхности являются косметическими, укажите, где допустимы метки стойки. Четко покажите замаскированные области на чертеже с заштрихованной областью и примечанием, таким как «Маска, без анодирования». Неоднозначные примечания о маскировке являются частой причиной переделки.
Цвет и внешний вид
Окрашенный тип II предлагает много цветов, но соответствие цветов между партиями и между сплавами не является точным. 6061 имеет тенденцию давать ровный, предсказуемый цвет. 7075 и 2024 могут выглядеть более темными или менее однородными. Литые сплавы с высоким содержанием кремния обычно плохо анодируются, давая серые или пятнистые результаты.
Обработанная отделка проходит через покрытие. Следы инструмента, царапины и линии потока от заготовки прутка остаются видимыми после анодирования. Если внешний вид имеет значение, рассмотрите возможность струйной очистки перед анодированием для равномерного матового вида или укажите тонкую механическую обработку и осторожное обращение.
Для деталей, критичных по цвету, согласуйте физический образец или цветовую гамму. Фотографии и цвета экрана не являются надежными ссылками.
Твердое анодирование на износ
Тип III используется для поршней, направляющих, ползунов, шестерен и любой поверхности, подверженной истиранию. Он намного тверже, чем алюминий под ним. Однако он хрупкий, а подложка остается мягкой, поэтому жесткое анодирование не выдерживает тяжелых точечных нагрузок, которые помяли алюминий.
Уплотнение слегка снижает стойкость к истиранию, поэтому износостойкие детали типа III иногда остаются незапечатанными. Твердое анодирование с пропиткой из ПТФЭ может снизить трение. Упомяните функцию поверхности, чтобы финишер мог предложить правильные варианты.
Электрическое поведение
Анодированный алюминий является электрическим изолятором. Пути заземления, прокладки для ЭМ-экранирования и электрические контакты требуют открытых участков, что обычно делается путем маскировки. В качестве альтернативы, химическое конверсионное покрытие для MIL-DTL-5541 сохраняет проводимость при добавлении защиты от коррозии, но оно гораздо менее износостойкое.
Острые края и углы
Оксид растет перпендикулярно поверхности, поэтому острые внешние углы могут оставлять тонкую или пустую область на краю. Небольшой разрыв края, например 0,2-0,5 мм, дает более однородное покрытие и меньше сколов. Это наиболее важно для более толстых покрытий типа III.
Выбор между типом II и типом III
- Нужен цвет, внешний вид и защита от коррозии: Тип II
- Требуется износостойкость на скользящих или абразивных поверхностях: Тип III
- Плотные посадки, которые не могут быть замаскированы: тип II или припуск на механообработку для типа III
- Усталостно-критические части: обсудите, прежде чем выбирать; более тонкие покрытия меньше влияют на усталость
- Электрический контакт: используйте маску или химическое конверсионное покрытие
Написание уточнения
Полная выноска включает спецификацию, тип, класс, цвет, толщину, если это важно, требования к уплотнению и маскировке. Пример: «Анодирование в соответствии с MIL-A-8625 Тип III, класс 1, 50 мкм ±10 мкм, негерметичные, маскирующие нити и отверстие A». Укажите, применяются ли размеры после отделки.
Контроль анодированных деталей
Толщина покрытия обычно измеряется вихретоковым датчиком на плоских участках. Внешний вид проверяется при согласованном освещении. Некоторые программы требуют проведения теста качества солевого тумана или уплотнения на образцах купонов. Если какие-либо из них необходимы для приемки, укажите их в заказе на поставку, чтобы они были указаны и запланированы.
Вопросы, на которые нужно ответить, прежде чем запрашивать ценовое предложение
- Какие поверхности являются косметическими, а какие только функциональными?
- Какие функции должны оставаться открытыми для электрического контакта или плотного прилегания?
- Применяются ли размеры на чертеже до или после нанесения покрытия?
- Определяется ли цвет физическим образцом, диапазоном или просто именем, таким как черный?
- Будут ли детали из разных сплавов соответствовать друг другу?
- Существуют ли требования к износу, коррозии или усталости, которые определяют тип покрытия?
Ответ на эти вопросы заранее удаляет большую часть возвратно-поступательных операций, которые замедляют анодированные заказы. Даже короткое примечание в запросе ценового предложения, такое как «нити маски, черный тип II, косметика только на верхней стороне», помогает проверяющему инженеру правильно спланировать работу.
Переработка и зачистка
Анодирование может быть химически зачищено и повторно нанесено, но зачистка также удаляет небольшое количество основного металла и может вытравить поверхность. Деталь, которая зачищается и повторно покрывается более одного раза, может потерять размеры или иметь другую отделку. Лучше установить цвет, маскировку и толщину на первом образце, чем полагаться на доработку.
Заключение
Тип II - выбор косметики и коррозии; Тип III - выбор износа. Оба изменяют размеры предсказуемым образом, и оба нуждаются в четких инструкциях по маскировке. Большинство проблем с анодированием возникают из-за чертежей, которые оставляют эти детали неуказанными, а не из-за самого процесса.