Ruosteenestopinnoitteen levittäminen metalliosille kokoonpanotoleransseista tinkimättä

Pinnoitteet muuttavat osan lopullisia mittoja. Tarkkuusakselin osissa jopa näennäisesti ohut ruosteenestopinnoite-voi työntää muutoin toleranssin -oikean osan vaatimuksista, mikä tekee mahdottomaksi sovittaa liitosreikään. Tässä artikkelissa analysoidaan keskeisiä tekijöitä-pinnoitteen valintaa, prosessiparametreja, esikäsittelyä ja paljon muuta,-jotka auttavat sinua suojautumaan ruosteelta ja säilyttämään mittatoleranssit.

Useimmat pinnoitusoppaat kertovat sinulle, mitkä tuotteet tarjoavat parhaan korroosionkestävyyden. Ne eivät kerro sinulle, kuinka paljon materiaalia kyseiset pinnoitteet lisäävät - ja mitä se tarkoittaa osalle, jonka on sopia johonkin muuhun.

Toleranssipinon-ongelma

Otetaan φ50 mm:n akseli-ja-porausjärjestelmä, jossa on H7/h6 välys. H7-reiän toleranssi on 0 - +25μm. H6-akselin toleranssi on 0 - -16 μm. Suunniteltu kokonaisvälys: jossain 0 - 41 μm. Siinä koko työikkuna.

Levitä nyt perinteinen kuumasinkitty-pinnoite. Yhden sivun{2}vähimmäispaksuus: 20 μm. Tämä lisää 40 μm akselin halkaisijaan -, joka ylittää välyksen ylärajan ennen kuin olet ottanut huomioon muita muutoksia. Osat eivät kokoa, tai ne kootaan häiriöillä, joita ei ole koskaan suunniteltu.

Tämä ei ole työn epäonnistuminen. Se on ennustettavissa oleva tulos väärän pinnoitteen levittämisestä toleranssi{1}}kriittiselle pinnalle.

Missä se näkyy eniten

Kierrekiinnikkeet (M10 ja alle):Kun pinnoitteen paksuus ylittää noin 12 μm sivua kohden, kierteen kiinnitysmomentti nousee spesifikaatioiden ulkopuolelle. Rakenteellisissa kiinnikkeissä tämä tarkoittaa arvaamatonta esikuormitusta - ongelma, joka ei aina ilmoita itsestään ennen kuin jokin epäonnistuu kentällä.

Laakeripesät:Yli 10 μm:n pinnoitteen kertymä laakerin istukkaan muuttaa häiriösovitusta. Laakeri pyörii suunniteltua tiukemmin, mikä tuottaa lämpöä, nopeuttaa kulumista ja lyhentää käyttöikää tavalla, jota on vaikea jäljittää pinnoitteeseen.

Nämä eivät ole pahimpia{0}}tapauksia. Ne ovat kynnys, josta todelliset kokoonpanoongelmat alkavat.

Valitseminenruosteenestopinnoitemetallin tarkkuusosien osalta ei ole vain korroosiotekniikkapäätös. Pinnoitteen paksuuden säätö on yhtä kriittinen ominaisuus.

Kaikki metallin ruosteenestopinnoitteet eivät lisää samaa määrää materiaalia. Ero tarkkuusosissa toimivan pinnoitteen ja harvoin toimivan pinnoitteen välillä johtuu vain yhdestä -sivupaksuudesta.

Alla olevassa taulukossa on yleisimmät teollisuuspinnoitevaihtoehdot asennuksen kannalta tärkeiden mittojen vierekkäin.

Huomautus: yksityiskohtaisen yleiskatsauksen pinnoitetyypeistä, katso: "Ruosteenestopinnoite metallille: tyypit, menetelmät ja oikeanlaisen pinnoitteen valinta teollisuusosille."

Useimmissa tarkkuussovelluksissa taulukko kaventaa realistiset vaihtoehdot kahteen: fosfaattikonversio ja sinkki-alumiinikomposiittipinnoitus.

Fosfaatti voittaa mittaiskun -, mutta sen korroosionkestävyys ylittää muutaman sadan tunnin neutraalissa suolasumutestauksessa, mikä sulkee pois sen kaiken, mikä altistuu ulko-olosuhteille, kosteudelle{1}}rakkaille ympäristöille tai pitkille säilytysjaksoille. Sinkki-alumiinikomposiittipinnoite asettuu 8–15 μm:n yhdelle- puolelle, tyhjentää H7/h6-toleranssiikkunan ilman kompensointityöstöä ja tarjoaa 2000+ tuntia neutraalia suolasuojaa ASTM B117:lle. Tarkkuusteollisuuden osille, jotka tarvitsevat molempia, se on ainoa vaihtoehto, joka ei pakota{11}}vaihtoa.

Erillinen ongelma lujille{0}}osille: vetyhaurastuminen

Komponenteille, joiden kovuus on suurempi tai yhtä suuri kuin 390 HV tai vetolujuus Suurempi tai yhtä suuri kuin 1200 MPa - ajatella luokan 10.9/12.9 pultit, jousiteräsosat, laakerirenkaat - elektrolyyttiset pinnoitusprosessit aiheuttavat toissijaisen riskin, jota pinnoitteen paksuustaulukko ei ota huomioon.

Galvanoinnin aikana atomivetyä syntyy osan pinnalla ja se voi diffundoitua teräshilaan. Jatkuvassa vetokuormituksessa tämä aiheuttaa vetyhaurastumista: hauraita murtumia jännitystasoilla, jotka ovat selvästi materiaalin nimelliskapasiteetin alapuolella. ISO 9587 käsittelee tätä suoraan ja edellyttää herkkien osien jälkipaistamista-190 asteessa vähintään 4 tuntia.

Sinkki-alumiinikomposiittipinnoite levitetään ei--elektrolyyttisellä kasto{2}}linkousprosessilla. Ei sähkövirtaa, ei happopeittausta, ei atomivetyä synny missään vaiheessa.

Tarkkuusosien pinnoitteen vika johtuu harvoin itse pinnoitteesta. Se johtuu siitä, mitä tapahtuu - tai ei tapahdu - ennen ja jälkeen pinnoitteen levittämisen.

Vaihe 1 - Pinnan esikäsittely metallialustatyypin mukaan

Se, mikä toimii hiiliteräksellä, heikentää ruostumattoman teräksen tarttuvuutta, ja väärä lähestymistapa alumiinille kiihdyttää korroosiota, jota sen on tarkoitus estää.

Hiiliteräs / valurauta: sinkki- tai rauta-fosfaattikonversiokäsittely. Tämä muodostaa kiteisen kerroksen, joka parantaa tarttuvuutta ja estää kalvon hapettumisen. Jälkikäsittely edellyttää välitöntä huuhtelua, neutralointia ja kuivaamista. kaikki viiveet voivat aiheuttaa ruosteen leviämisen aktivoidulle pinnalle.

Ruostumaton teräs (304 / 316L): Hiomapuhallus 40–60 meshin alumiinioksidihiekalla murtaakseen mekaanisesti inertin passiivisen oksidikerroksen. Ohjaa puhalluspainetta huolellisesti välttääksesi vääristymiä ohuissa -seinämäisissä tai tiiviissä{6}}toleranssiosissa.

Alumiiniseos (6061 / 7075): Kolmiarvoinen kromaattikonversio tai anodisointi. Tämä passivoi pinnan estääkseen filiformisen/paikallisen korroosion rajapinnassa ja parantaa merkittävästi suolasuihkun suorituskykyä.

Hitsausalueet: Poista kaikki hitsausroiskeet, kuona- ja oksidihilse ja tasoita terävät hitsausprofiilit ennen esikäsittelyä. Nämä epäpuhtaudet estävät oikean tarttumisen ja luovat reittejä kosteudelle. Valmistelemattoman hitsin päällä oleva pinnoite pettää väistämättä alhaalta.

Asianmukainen esikäsittely on korkein{0}}vipuvaikutus koko prosessissa. Mikään pinnoitejärjestelmä ei täytä suorituskykyvaatimuksia huonosti esivalmistetulla pinnalla.

Vaihe 2 - Oikean sovellutustavan valinta monimutkaiselle geometrialle

Osageometria määrittää, kuinka pinnoitemateriaali pääsee minne sen täytyy mennä. Useimmat levitysmenetelmät toimivat yksinkertaisilla tasaisilla tai ulkopinnoilla.

Spray-pinnoite peittää hyvin suuret ulkopinnat ja antaa hyvän tasaisuuden avoimella geometrialla. Sisäiset ontelot, syvät umpireiät ja alaleikkaukset ovat ongelma - suihke ei pääse niihin luotettavasti, mikä tarkoittaa, että jotkut pinnat peittyvät ja toiset eivät. Korroosio alkaa tyypillisesti juuri niistä puuttuvista kohdista.

Dip{0}}spin upottaa osat kokonaan pinnoitemateriaaliin ja pyörittää sitten ylimääräisen pois kontrolloidulla keskipakovoimalla. Jokainen pinta - ulkoinen, sisäinen, kierteitetty - peittyy yhdellä kertaa. Pinnoitteen paksuus on tasaisin kaikista menetelmistä, millä on merkitystä, kun yrität pysyä 8–15 μm:n ikkunan sisällä. Kierrekiinnittimille, pienille tarkkuusosille ja komponenteille, joissa on sisäisiä ominaisuuksia, kierre on luotettavin valinta.

Elektroforeettinen pinnoite (e{0}}coat) antaa suurimman peittoasteen erittäin monimutkaisen geometrian - kapeissa rakoissa, syvissa onteloissa ja sisäkäytävissä. Sähkökenttä ohjaa pinnoitemateriaalia alueille, joihin ruiskutus- tai uppo{3}}pyöritys ei pääse tasaisesti. Kompromissi-on pääomasijoitus prosessilinjaan, mikä tekee siitä käytännöllisen pääasiassa monimutkaisten rakenneosien suurimääräiseen-tuotantoon.

Useimpien tarkkuusmekaanisten osien - laakeripesät, nokkamekanismit, hammaspyöräkokoonpanot - dip-spin löytää oikean tasapainon peittävyyden ja paksuuden hallinnan välillä.

Vaihe 3 - Pinnoitteen paksuuden säätäminen toleranssilla-kriittisillä pinnoilla

Tässä piirustus- ja päällystysprosessin on puhuttava suoraan toistensa kanssa.

Ennen pinnoituksen aloittamista jokainen osan toleranssi{0}}kriittinen pinta on luokiteltava johonkin kolmesta kategoriasta ja merkittävä selvästi prosessin kulkuun:

Pinnoite-ja-puhtaat vyöhykkeet: Vakiopinnat ilman kokoonpanoliitäntöjä. Levitä pinnoite normaalisti.

Peitetyt vyöhykkeet: Pinnat, joille pinnoitteen kertymistä ei voida hyväksyä - tarkkuuslaakerien reiät, maadoitettuja akselitappeja, kriittisiä tiivistyspintoja. Naamio lämmönkestävällä-teipillä tai tarkoituksella-valmistetuilla tulpilla ennen pinnoittamista, poista kovettumisen jälkeen.

Esikompensoidut vyöhykkeet: Pinnat, joilla pinnoitus on hyväksyttävää, mutta sovitus on riittävän tiukka, jotta mittojen kasvu on otettava huomioon työstövaiheessa. Sinkki-alumiinikomposiitilla 8–15 μm yksi{5}}sivulla tämä tarkoittaa, että piirre työstetään halkaisijaltaan 16–30 μm (akselit) tai ylimitat (poraukset) ennen pinnoitusta.

Vaihe 4 - Kovettaminen ja pinnoituksen jälkeinen-mittojen vahvistaminen

Sinkki-alumiinikomposiittipinnoitteet (sinkkihiutale) kovettuvat tyypillisesti 200-300 asteessa. Verrattuna 450 asteen kuumasinkitykseen- tämä lämpökuorma on mitätön - ilman lämpökierron aiheuttaman mittavääntymän riskiä eikä huolta esikoneistettujen ominaisuuksien tai maapintojen jännityksen vähentämisestä.

Kovettumisen jälkeen kriittisten ominaisuuksien toleranssi{0}}mittatarkistus on pakollinen, ja se kattaa:

• Akselin ja porauksen halkaisijat kaikissa kokoonpanoliitännöissä
• Langan kiinnittyminen kiinnitysominaisuuksiin (käyttämällä go/no{0}}go-toimintamittareita)
• Laakerin istukan halkaisijat, joissa häiriösovitukset on määritelty

CMM-mittaus tai pneumaattinen mittaus suurilla{0}}volyymiajoilla tuottaa luotettavimmat tiedot. Jos pinnoitettu ominaisuus on toleranssin ulkopuolella, korjaava toimenpide on selvä:

• Peitetyt pinnat, joissa pinnoite on suoritettu{0}}: Tarkista ja päivitä peittoprosessi.
• Pinnoitetut pinnat ylittävät toleranssirajat: Älä hio pehmeää, ohutta suojapinnoitetta. Kuori sen sijaan osat kemiallisesti ja-pinnoita ne uudelleen ja kalibroi joko esi-pinnoitustyöstövara (esikompensointi) tai pinnoiteparametrit seuraavaa ajoa varten.

Pinnoitettu osa, joka läpäisee mitat tässä vaiheessa, on valmis lähetettäväksi ja koottavaksi täsmälleen suunnitellulla tavalla - ilman yllätyksiä lopullisen kokoonpanon aikana.

Yllä kuvatut pinnoituspäätökset toimivat eri tavalla riippuen siitä, mitä osa tekee ja mihin se on koottu. Neljä alla olevaa skenaariota osoittavat, missä toleranssi-pinnoitusristiriita on seurauksellisin - ja miltä oikea ratkaisu näyttää kussakin tapauksessa.

Laakerit ja nokka-indeksaattorit

Laakeriliitännät näissä mekanismeissa vaativat tarkat häiriösovitukset -, jotka saavutetaan tyypillisesti koneistamalla kotelo M7-, N7- tai P7-muotoon, jotta se puristaa-standardin laakerin ulkorenkaan. Lisää odottamaton pinnoitteen kertymä tähän poraukseen ja häiriö muuttuu. Liian vähän, ja ulkorengas hiipii syklisen kuormituksen alla; liikaa, ja kotelo vääntyy asennuksen aikana.

Koska sinkki-alumiinikomposiittipinnoitteita levitetään 8–15 μm:llä (reiän halkaisija pienenee 16–30 μm), nämä toleranssi{5}}kriittiset laakerin istukat on peitettävä pinnoitusprosessin aikana. Jos yrität päällystää ne ilman mittojen-korjausta tai peittämistä, tarkkuussovitus vaarantuu väistämättä.

Vahvat{0}}kiinnikkeet

Luokkien 10.9 ja 12.9 kiinnikkeitä käytetään, kun liitoksen eheys ei ole kiistanalainen, mutta niiden korkea vetolujuus (yleensä suurempi tai yhtä suuri kuin 1000–1200 MPa) tekee niistä erittäin herkkiä tavanomaisen galvanoinnin aiheuttamalle vetyhaurastumiselle. Lujakuormitustestauksen läpäisevä pultti voi murtua viikkoja myöhemmin jatkuvassa käyttökuormituksessa ilman varoitusta. ISO 9588 edellyttää jälki-leivonnalla tämän lieventämiseksi, mutta paistaminen vain vähentää riskiä - se ei poista sitä.

Ei--elektrolyyttiset sinkki-alumiinikomposiittipinnoitteet (sinkkihiutaleet) levitetään kasto-linkousprosessilla käyttämällä mekaanista kalkinpoistoa happopeittauksen sijaan. Koska vetyä ei koskaan lisätä, tämä menetelmä eliminoi vedyn haurastumisen vikatilan kokonaan sen sijaan, että se hallittaisiin jälkikäteen. Tämä järjestelmä tarjoaa 720–2000 tunnin suolasuojan ja täyttää täysin ei--elektrolyyttisille sinkkihiutalepinnoitteille ISO 10683 -standardit.

CNC{0}}Koneistetut komponentit tupakkapakkauksiin Koneet

Tupakkapakkausympäristöissä yhdistyvät korkea ympäristön kosteus, ilmassa olevat hiukkaset ja jatkuva konekierto. Osat, joita ei ole suojattu riittävästi, syöpyvät nopeasti -, mutta yli-pinnoitetut komponentit menettävät mittatarkkuuden, joka pitää koneen käynnissä sen toimintaparametrien rajoissa.

Näiden koneiden nokkakäyttöisillä mekanismeilla, ohjauskiskon tuilla ja hitsatuilla rakennekehyksillä on kullakin erilaiset pinnan valmisteluvaatimukset ja erilaiset toleranssiherkkyydet. Hiiliteräksiset rakenneosat tarvitsevat fosfaattiesikäsittelyn ennen pinnoitusta. Tarkkuusnokka- ja voimansiirtokomponentit tarvitsevat saman tiukan paksuuden säädön, joka on kuvattu yllä olevassa laakerointiskenaariossa. Kehyksien hitsausalueet on hiottava ja käsiteltävä erikseen ennen pinnoitusta.

Tämä osaluokka sopii erityisen hyvin-integroituun valmistukseen, koska geometriatyyppien yhdistelmä yhdessä koneessa: rakenteelliset valmisteet, tarkkuushiotut akselit ja hammaspyörä{1}}käyttöiset indeksointimekanismit toimitetaan usein yhdessä osakokoonpanona. Päällystyksen käsitteleminen kolmella eri pintakäsittelyprotokollalla - saman katon alla ja jaetun mittavarmuuden avulla - vähentää koordinointiriskiä, ​​joka liittyy työn jakamiseen useiden toimittajien kesken.

Tilanne 1: Paikallinen pylväs-päällystys (poraus, kierteitys, piste{2}}päällystys)

Joskus osa tarvitsee lisätyöstöä sen jälkeen, kun on päällystetty - suunnitteluvaiheen loppuvaiheessa lisätty kierrereikä, välysominaisuus häiritsevää komponenttia varten, pistepinta-kiinnitinpesälle. Koneistus leikkaa pinnoitteen paikallisesti läpi, jolloin paljas metalli jää paljaaksi juuri niihin ominaisuuksiin, jotka todennäköisimmin näkevät mekaanisen kosketuksen ja kosteuden.

Oikea vastaus on lokalisoitu{0}}korjaus, ei täydellinen uudelleenpinnoitus. Yhteensopiva sinkki-alumiinikorjausseos, joka levitetään siveltimellä paljaalle alueelle ja kovetetaan 80 asteessa 2 tunnin ajan, palauttaa koneistetun alueen korroosiosuojan tasolle, joka on lähellä alkuperäistä pinnoitetta. Kosketusalue-ei ole visuaalisesti identtinen ympäröivän pinnan kanssa, mutta toiminnallisesti se sulkee aukon. Se ei tee pinnoitteen palauttamista suurelle alueelle aggressiivisen koneistuksen jälkeen -, mikä vie meidät toiseen tilanteeseen.

Tilanne 2: Jälki-pinnoitteen tarkkuushionta kokoonpanoliitännöissä

Tämä skenaario on johdonmukaisempi. Osa on pinnoitettu, ja yksi tai useampi toleranssi-kriittinen pinta - akselitappi, laakerin istukka, tarkkuusreikä - palaa hieman yli mittarajan esi-kompensoinnista huolimatta. Tai suunnittelun tarkoituksena oli aina hioa yhteensovituspinnat lopulliseen mittaan pinnoituksen jälkeen, käyttämällä pinnoitetta suojana kaikelle muulle jättäen rajapinnat paljaiksi.

Vaihto{0}}on suoraviivainen, mutta se on tehtävä selkeästi:

Päällystyksen jälkeinen tarkkuushionta poistaa pinnoitteen maapinnasta. Tämä pinta on paljas metalli kokoonpanorajapinnassa -, joka on suojattu vain öljykalvolla tai millä tahansa yhteensopivalla komponentilla.

Kaikki ei--maapinnat säilyttävät täyden pinnoitteen peiton. Akseleissa, jossa on kolme laakeritappia ja 200 mm paljas varsi, tappien hiominen ja varren pinnoittaminen on järkevä tulos.

Päätös on dokumentoitava piirustukseen tai prosessimatkailijaan. "Hionta toisensa jälkeen - laakerit paljaiksi, varsi päällystetty" on täydellinen erittely. "Käytä pinnoitetta" ilman lisäohjeita ei ole.

Tämä tulee monimutkaiseksi osissa, joissa on monia toleranssia{0}}kriittisiä piirteitä, jotka on jakautunut pinnalle - monimutkainen nokka-akseli, moni-vaihdelaatikon akseli, kotelo, jossa on useita laakerien reikiä. Kaikkien jälki-hionta on mahdollista, mutta{5}} aikaa vievää. Parempi reitti, jos geometria sallii, on peittää nämä pinnat ennen pinnoitusta ja pitää ne lopullisessa mitassa koneistusvaiheesta lähtien. Vähemmän jälki-pinnoitustoimenpiteitä, puhtaampi prosessinhallinta ja ei paljaita-metallilappuja korroosiosuojausarvioinnissa.

Tästä syystä sellaisen valmistajan valitseminen, joka tarjoaa integroitua CNC-työstöä ja ruosteenestopinnoitetta metallipalveluille - sekä sisäistä prosessinhallintaa jokaisessa vaiheessa -, on tärkeämpää kuin aluksi näyttää. Kun esi-kompensointimitat määrittävä, hionnan suorittaminen, pinnoitteen levittäminen ja lopullisen mittatarkistuksen suorittava tiimi työskentelee saman prosessisuunnitelman mukaan, nämä päätökset tehdään kerran, oikein, heti alussa.