L'anodizzazione è una delle opzioni più comuni del trattamento di superficie per l'alluminio di CNC. Occupa una grande proporzione nella quota di mercato delle parti anodizzate. Questo processo è molto adatto a parti di alluminio fatte tramite i vari processi di fabbricazione, quale CNC che lavora, formazione del piatto e della colata.
Questo articolo vi guiderà alle considerazioni di progettazione di anodizzazione.
Introduzione ad ossidazione anodica
L'ossidazione anodica è il processo della superficie di metallo di conversione nello strato dell'ossido con il processo elettrolitico. Con questo processo, lo spessore di questo strato naturale dell'ossido è aumentato per migliorare la durevolezza delle parti, dell'adesione della pittura, dell'aspetto componente e della resistenza della corrosione. La seguente figura mostra alcune parti che sono state anodizzate e poi si sono tinte nei colori differenti.
Il processo usa un bagno acido ed il corrente per formare uno strato dell'anodo sul metallo base. In breve, è di creare uno strato controllato e durevole dell'ossido sulla componente, invece di contare sullo strato sottile dell'ossido costituito dal materiale stesso. È simile a brunitura, alla fosfatizzazione, alla passività e ad altri trattamenti di superficie degli acciai usati per resistenza della corrosione e l'indurimento della superficie.
Tipo di anodizzazione
In questa carta, l'ossidazione anodica è divisa in tre categorie ed in due categorie. I tre tipi sono come segue:
Tipo I:
Tipo I e IB – anodizzazione acida cromica
Tipo IC – anodizzazione acida non cromica invece del tipo I e IB
Tipo II:
Tipo II - rivestimento convenzionale nel bagno acido solforico
Tipo IIB - non alternative del cromato per scrivere i rivestimenti a macchina di IB ed io
Categoria III:
Tipo III - anodizzazione dura
Ci sono ragioni specifiche per ogni tipo di anodizzazione. Alcune di queste ragioni sono:
1. tipo io, IB ed II sono usati per resistenza della corrosione e un determinato grado di resistenza all'usura. Per le applicazioni critiche di affaticamento, il tipo I ed il tipo Ib sono usati perché sono rivestimenti sottili. Un esempio è le componenti strutturali altamente affaticate degli aerei.
2. Quando io e IB hanno bisogno non delle alternative del cromato, il tipo IC e IIB sarà usato. Ciò è solitamente il risultato dei regolamenti o dei requisiti ambientali.
3. il tipo III pricipalmente è usato per aumentare la resistenza all'usura e la resistenza all'usura. Ciò è un rivestimento più spesso, in modo da sarà superiore ad altri tipi di usure. Ma il rivestimento può ridurre la vita di affaticamento. Il tipo III che anodizza è comunemente usato per le parti dell'arma da fuoco, ingranaggi, valvole e molto l'altro relativamente scivolamento delle parti.
Rispetto ad alluminio nudo, tutti i tipi di adesivi contribuiscono all'adesione di pittura e di altri adesivi. Oltre al processo d'anodizzazione, alcune parti possono avere bisogno di di tingersi, sigillato o trattato con altri materiali, quali i lubrificanti asciutti del film. Se una parte deve tingersi, è considerato come classe 2, mentre una parte non macchiata è classe.
Considerazioni di progettazione
Finora, potete essere spinto a considerare alcuni fattori chiave quando progetta le parti anodizzate. Questi sono trascurati facilmente (e spesso) nel mondo di progettazione.
1. Dimensione
Il primo fattore che dobbiamo considerare è i cambiamenti dimensionali connessi con le componenti anodizzate. Sui disegni, l'ingegnere o il progettista può specificare per applicare la dimensione dopo l'elaborazione per compensare questo cambiamento, ma per modello rapido, abbiamo raramente disegni, particolarmente se usiamo il servizio di giro veloce che conta sui modelli solidi.
Quando le parti sono anodizzate, la superficie «si svilupperà». Quando dico «la crescita», significo che il diametro esterno diventerà più grande ed il foro diventerà più piccolo. Ciò è perché lo strato dell'anodo si sviluppa interno ed esterno dalla superficie della parte quando l'ossido di alluminio è formato.
Può essere stimato che l'aumento di dimensione sia circa 50% dello spessore totale dello strato dell'anodo. I seguenti dettagli della tavola la gamma di spessore di tipi differenti di rivestimenti secondo Mil-A-8625.
Questi spessori possono variare secondo la lega specifica ed il controllo dei processi ha usato. La protezione può essere richiesta se il progettista si preoccupa del controllo della crescita delle caratteristiche di alta precisione. In alcuni casi, quale tipo più spesso rivestimento di III, le parti possono essere avvolte o lucidate alla dimensione finale, ma questa aumenterà il costo.
Un'altra considerazione dimensionale è il raggio dei bordi e degli angoli interni perché il rivestimento anodico non può essere formato sugli angoli taglienti. Ciò è particolarmente vera per tipo rivestimenti di III, in cui i seguenti raggi d'angolo per un tipo dato spessore di III sono raccomandati conformemente a Mil-A-8625:
Per i rivestimenti del diluente, la frattura del bordo nell'ordine di 0.01-0.02 è sufficiente, ma è migliore consultare l'ingegnere dei metodi di trasformazione di speedup per verificare questo.
2. Resistenza all'usura
Tenendo conto dell'aumento nella durezza dello strato dell'anodo, sappiamo che gli aumenti di superficie di durezza. La durezza del rivestimento realmente specificato non è tipico dovuto l'interazione fra il metallo base più molle e lo strato duro dell'anodo. Mil-A-8625 specifica le prove di resistenza all'usura per incontrare queste sfide.
Come struttura di riferimento, la durezza di materiale di base di alluminio 2024 è nell'ordine di 60-70 Rockwell B, in cui la durezza di tipo III che anodizza è 60-70 Rockwell C. La seguente figura mostra uno del mio CNC che preme i morsetti, che è stato anodizzato e rosso tinto.
Sebbene il legno duro, costruendo la plastica ed i metalli non ferritici siano stati difficili da applicarsi nell'alto ambiente di vibrazione, la superficie appena ha durato.
3. Coloritura con la tintura
Come precedentemente descritto, il film anodizzato può essere macchiato. Ciò può essere fatta per varie ragioni, quali l'estetica, la riduzione di luce esterna del sistema ottico ed il contrasto della parte/identificazione nell'assemblea.
Quando si tratta dell'anodizzazione, alcune sfide da discutere con i vostri fornitori sono:
Corrispondenza di colore: è difficile da ottenere il colore vero che corrisponde con le parti anodizzate, particolarmente se non sono elaborati nello stesso lotto. Se un'assemblea consiste di parecchie parti anodizzate dello stesso colore, un dispositivo di controllo speciale è richiesto.
Sbiadirsi: il film anodizzato esposto a UV o a temperatura elevata può sbiadirsi. Le tinture organiche sono colpite delle tinture inorganiche, ma molti colori hanno bisogno delle tinture organiche.
Risposta della tintura: non tutti i tipi e rivestimenti d'anodizzazione possono usare bene le tinture. Il tipo I che anodizza sarà difficile da raggiungere il nero vero perché il rivestimento è molto sottile. In generale, sebbene le tinture nere siano usate, le parti ancora sembreranno grige, in modo dalle tinture di colore non possono essere pratiche senza trattamento speciale. Quando lo spessore ricoprente è alto, il tipo rivestimento duro di III può anche sembrare grigio scuro o nero su alcune leghe e la selezione di colore sarà limitata. Un certo tipo rivestimenti del diluente di III può accettare i colori multipli, ma se l'estetica è la forza motrice principale, il tipo rivestimenti di II è la migliore scelta per le opzioni di colore.
Questi non sono completi, ma vi daranno un buon inizio quando fa le parti richieste per la prima volta.
4. Conducibilità
Lo strato dell'anodo è un buon isolante, sebbene il metallo base abbia conducibilità. Di conseguenza, se i telai o le componenti devono essere collegati, può essere necessario da applicare un rivestimento di conversione chimico trasparente e da riguardare alcune aree.
Un metodo comune per determinare se le parti di alluminio sono state anodizzate è di usare un multimetro digitale per verificare la conducibilità di superficie. Se le parti non sono anodizzate, possono essere conduttive ed avere resistenza bassa stessa.
5. rivestimento composito
La parte anodizzata può anche essere sottoposta all'elaborazione secondaria per ricoprire o trattare la superficie anodizzata per migliorare la prestazione. Alcuni additivi comuni per le mani anodiche sono:
Pittura: la mano anodica può essere dipinta per ottenere un colore specifico che la tintura non può raggiungere, o più ulteriormente per migliorare la resistenza della corrosione.
Impregnazione del teflon: il tipo rivestimento duro di III può essere impregnato da teflon per ridurre il coefficiente di attrito di anodizzazione nuda. Ciò può essere fatta nella cavità di muffa come pure nelle parti contatto/di scivolamento.
Ci sono altri processi che possono essere usati per cambiare la prestazione del rivestimento dell'anodo, ma sono meno comuni e possono richiedere i fornitori specializzati.
Precauzioni principali:
1. Il rivestimento spesso dell'anodo può ridurre la durata di affaticamento delle componenti, particolarmente quando usano il tipo processo di III.
2. cambiamenti geometrici di qualsiasi parte da essere necessità anodizzata di essere considerato. Ciò è critica per tipi II ed III processi, ma non può essere richiesta per un certo tipo che elaboro.
3. Nell'elaborare i lotti multipli, la corrispondenza di colore può essere molto difficile. Nel cooperare con differenti fornitori, la corrispondenza di colore può essere molto difficile.
4. Per protezione contro la corrosione adeguata, può essere necessario da sigillare i fori dello strato dell'anodo.
5. Quando lo spessore si avvicina e supera ad a 0,003 pollici, la resistenza all'usura di tipo cappotto duro di III può diminuire.
Le leghe differenti possono rispondere al processo dell'ossidazione anodica nei modi diversi. Per esempio, rispetto ad altre leghe, leghe con il contenuto di rame più di 2% o più alto di generalmente per avere resistenza all'usura difficile una volta sottoposto alle prove di specificazione di mil per i rivestimenti della classe III. Cioè il tipo rivestimento duro di III sulle 2000 serie di alluminio e su circa 7000 serie dell'alluminio non sarà resistente all'uso quanto il rivestimento duro 6061.