V odvětvích, jako je strojírenská výroba, automobilový průmysl, spotřební elektronika a letecký průmysl, povrchové inženýrské úpravy aplikované na základní materiály přímo určují-výkonnost a spolehlivost součástí v provozu.
U stejného základního materiálu mohou různé procesy povrchové úpravy vést k řádovým rozdílům, pokud jde o odolnost proti korozi, odolnost proti opotřebení, elektrickou vodivost a dokonce i estetickou kvalitu.
Podstata povrchové úpravy tedy nespočívá pouze ve zlepšení vzhledu, ale ve vytvoření funkční povrchové vrstvy pro dosažení cíleného zvýšení výkonu bez výrazné změny objemových mechanických vlastností substrátu.
Žádný jednotlivý proces není ve své podstatě nadřazen jinému; vhodnost zcela závisí na konkrétním podkladu, struktuře součásti, zamýšlené funkci a provozním prostředí. Skutečné porozumění povrchové úpravě vyžaduje pohled za název procesu, abyste pochopili, jak se povlak tvoří, primární problémy, které řeší, a všechna potenciální nová rizika, která může přinést.
I. Galvanické pokovování: Nanášení kovového povlaku na povrch substrátu
Galvanické pokovování je proces, který využívá vnější stejnosměrné elektrické pole (DC) k vyvolání redukční reakce kovových iontů z pokovovacího roztoku na povrch katody, což vede k nanášení kovového nebo slitinového povlaku.
Obrobek, který má být pokovován, obvykle slouží jako katoda, zatímco anodou může být buď rozpustná kovová anoda nebo nerozpustná anoda. Kromě solí kovů obsahuje roztok pro pokovování obvykle přísady, jako jsou komplexotvorná činidla, pufry, vodivé soli a zjasňovače.
[Obraz]
Mezi běžné povlaky patří: zinkování, zinkování-niklové slitiny, niklování, měděné pokovování, chromování, stříbření, zlacení a kompozitní systémy (např. bezproudový nikl následovaný galvanickým pokovováním).
Procesy galvanického pokovování plní různé funkce. Například zinkování se primárně používá pro ochranu ocelových a železných dílů proti korozi; niklování nabízí kombinaci ochrany, odolnosti proti opotřebení a dekorativního vzhledu; měděné pokovení se často používá pro základní vrstvy, vodivost nebo jako mezivrstva pro následné pokovování; zlaté a stříbrné pokovování se často používá pro elektrické kontakty a špičkové dekorativní povrchy; a tvrdé chromování se běžně používá pro odolnost proti opotřebení a rozměrovou obnovu.
1. Typický procesní tok
Galvanické pokovování obecně zahrnuje tři fáze.
Před-úprava: Odmaštění → Oplach vodou → Odstranění rzi nebo moření → Oplach vodou → Aktivace → Před-pokovení nebo pokovení základní-vrstvy (v případě potřeby).
Před{0}}úprava přímo určuje přilnavost nátěru. Zbytkový olej, oxidové okují, rez nebo leštící směs na povrchu substrátu mohou vést k defektům, jako jsou puchýře, dírky a místní odlupování povlaku. Je třeba poznamenat, že pasivace je obvykle úprava po-pokovování spíše než standardní krok v procesu před-úpravy pro konvenční galvanické pokovování. Zatímco určité substráty procházejí specifickými procesy konverze nebo aktivace, nelze "pasivaci po moření" považovat za univerzální postup pro všechny operace galvanického pokovování.
Hlavní galvanické pokovování: Povlak se nanáší podle specifikací řízením parametrů, jako je hustota proudu, teplota lázně, hodnota pH, koncentrace kovových iontů, obsah přísad a míchání.
Následná{0}}úprava: Oplach vodou → Pasivace nebo těsnění → Sušení → Kontrola → Balení.
Pozinkované{0}}díly často podstupují pasivaci trojmocným chrómem, pasivaci-bez chrómu nebo těsnicí úpravy, aby se dále zvýšila odolnost proti korozi.
Plastové substráty, jako je ABS, nemohou přímo projít standardním galvanickým pokovováním; typicky vyžadují zdrsnění, senzibilizaci, aktivaci a chemické nanášení k vytvoření vodivé povrchové vrstvy před pokračováním v následujících krocích galvanického pokovování.
2. Klíčové body kontroly kvality
Kvalita galvanického pokovování je obecně ovlivněna následujícími parametry:
proudová hustota;
Doba pokovování;
Teplota lázně;
hodnota pH;
Koncentrace kovových iontů a přísad;
Orientace regálů obrobků;
Vzdálenost mezi anodou-k-katodou;
Filtrace a míchání v lázni;
Stav povrchu podkladu.
Díly se složitou geometrií, hlubokými otvory nebo vybráními jsou náchylné k problémům, jako je nadměrná tloušťka povlaku na hranách a nedostatečný povlak v hlubokých otvorech kvůli nerovnoměrnému rozložení proudu. Tyto problémy vyžadují řešení, jako je použití pomocných anod, stínících desek, optimalizovaný design stojanu nebo vylepšení vrhací síly pokovovací lázně.
3. Hlavní výhody a rizika
Výhody galvanického pokovování spočívají v široké škále dostupných typů povlaků, které jsou schopné současně splnit požadavky na odolnost proti korozi, odolnost proti opotřebení, elektrickou vodivost, pájitelnost a dekorativní vzhled s nastavitelnou tloušťkou povlaku v rozmezí od několika mikrometrů do desítek mikrometrů.
Mezi hlavní rizika patří:
puchýře a olupování způsobené špatnou před{0}}úpravou;
Nerovnoměrná tloušťka povlaku;
Pórovitost a dírky;
Nedostatečné pokrytí na vnitřních površích složitých konstrukcí;
Vodíková křehkost u vysokopevnostní oceli- po moření a galvanickém pokovování;
Environmentální tlaky související s těžkými kovy, odpadními vodami a údržbou lázní.
Zejména u-pevnostních ocelových spojovacích prvků, pružin a nosných-součástí je třeba posoudit riziko vodíkového zkřehnutí a ošetření odlehčením vodíku musí být provedeno okamžitě v souladu s platnými požadavky. II. Eloxování: Narůstání oxidového filmu na hliníkovém substrátu
Eloxování se primárně používá pro hliník a hliníkové slitiny, i když může být také aplikováno na specifické kovy, jako je titan a hořčík.
Klíčový rozdíl mezi eloxováním a galvanickým pokovováním spočívá v tom, že galvanické pokovování zahrnuje nanášení vnějšího kovu na povrch substrátu, zatímco eloxování způsobuje, že samotný základní kov podléhá elektrochemické oxidaci a vytváří oxidový film, který je nedílnou součástí substrátu.
[Obraz]
Eloxované filmy na hliníkových slitinách se skládají převážně z oxidu hlinitého a nabízejí vlastnosti, jako je odolnost proti korozi, odolnost proti opotřebení, elektrická izolace a dekorativní vzhled.
1. Typický procesní tok
Běžná sekvence procesu zahrnuje: Stohování → Odmašťování → Oplachování vodou → Alkalické leptání nebo chemické leštění → Odstraňování skvrn (zesvětlení) → Oplachování vodou → Eloxování → Oplachování vodou → Barvení nebo elektrolytické barvení → Těsnění → Kontrola.
Ne všechny produkty vyžadují alkalické leptání, barvení nebo chemické leštění; tyto kroky jsou vybírány na základě specifických požadavků na vzhled a funkčnost.
Čerstvě vytvořené anodizované filmy mají porézní strukturu, která snadno absorbuje barviva a nečistoty; proto je obvykle vyžadován krok utěsnění. Utěsnění snižuje poréznost, čímž zvyšuje odolnost proti korozi a barevnou stálost.
2. Konvenční eloxování vs. Tvrdé eloxování
Konvenční eloxování se používá především pro:
Obecná ochrana;
Dekorativní barvení;
Kryty pro spotřební elektroniku;
Architektonické hliníkové profily;
Nástroje a konstrukční prvky.
Tloušťka filmu se typicky pohybuje od několika mikronů do více než dvaceti mikronů, se specifickými požadavky stanovenými produktovými normami.
Tvrdá anodizace využívá nižší teploty lázně a vyšší proudové hustoty k vytvoření silnější a tvrdší vrstvy filmu. Primárně se používá pro:
Písty;
Vodicí kolejnice;
Válce;
Hydraulické komponenty;
Díly z hliníkové slitiny s vysokou -opotřebitelností-.
Tvrdé anodizované filmy jsou typicky velmi tvrdé, ale relativně křehké; nemohou jednoduše nahradit strukturální pevnost samotného základního materiálu.
3. Klíčová rizika kvality
Mezi kritické faktory, které je třeba sledovat během eloxování, patří:
Třída a mikrostruktura slitiny hliníku;
Povrchové vady na surovinách;
Jednotnost před{0}}léčby;
Teplota a koncentrace lázně;
proudová hustota;
Doba trvání eloxování;
Regálový kontakt;
Podmínky barvení;
Kvalita těsnění. Různé hliníkové slitiny obsahují různé úrovně legujících prvků, jako je měď, křemík a hořčík; v důsledku toho mohou po oxidaci vzniknout významné rozdíly v barvě, lesku a rovnoměrnosti povlaku. Dosažení konkrétního požadavku na barvu proto nezávisí pouze na složení barviva, ale také na kontrole šarží materiálu, drsnosti povrchu a podmínkách před{2}}úpravy.
Eloxované filmy rostou dovnitř do substrátu a zároveň se roztahují ven, což má za následek zvětšení rozměrů. U děr, protilehlých povrchů a přesných závitů je třeba vzít v úvahu vliv tloušťky filmu během fáze návrhu a obrábění.
III. Nástřik nástřikem: Vytvoření ochranné a dekorativní bariéry pomocí organických nátěrů
Průmyslové nanášení stříkáním je proces rovnoměrného nanášení tekutých nebo práškových nátěrů na povrch obrobku a vytváření souvislého nátěrového filmu odpařováním rozpouštědla, chemickou reakcí nebo tepelným vytvrzováním.
[Obraz]
Nástřik stříkáním má širokou škálu aplikací, včetně:
Ocelové konstrukce;
Automobilové karoserie a součásti;
Mechanická zařízení;
Kryty domácích spotřebičů;
Výrobky z hliníkových slitin;
Nábytek a architektonické komponenty.
Nanášení stříkáním by nemělo být chápáno pouze jako krok "barvení". Faktory, které skutečně určují životnost nátěru, jsou často před-úprava, systém základního nátěru, kontrola tloušťky filmu a stupeň vytvrzení.
1. Tekutý nástřik vs. práškový lak
Tekuté nanášení nátěrů využívá nátěry obsahující rozpouštědla, vodu nebo reaktivní pryskyřice, což umožňuje vytvoření vícevrstvých systémů zahrnujících základní nátěr, mezinátěr a vrchní nátěr.
Mezi výhody patří:
Široká škála typů povlaků;
Flexibilní kontrola nad vzhledem a barvou;
Schopnost dosáhnout tenčích nebo vysoce dekorativních nátěrů;
Některé systémy mohou vytvrzovat při okolních nebo nízkých teplotách.
Nevýhody zahrnují potenciální tvorbu těkavých organických sloučenin (VOC) a přísné požadavky na stříkací kabiny, ochranu proti výbuchu, ventilaci a čištění výfukových plynů.
Práškové lakování využívá elektrostatické síly k přitahování prášku k povrchu obrobku, následuje zahřívání, aby se prášek roztavil, vyrovnal a vytvrdil do povlaku.
Mezi výhody patří:
Vysoká míra využití povlaku;
Obecně bez tradičních rozpouštědel;
Silnější nátěry;
Vynikající odolnost proti nárazu a ochrana proti korozi;
Vhodnost pro automatizovanou hromadnou výrobu.
Avšak práškové lakování obvykle vyžaduje vyšší teploty vytvrzování; proto je nezbytné ověřit, zda substrát a sestavené součásti odolávají tepelnému procesu. 2. Typický procesní tok
Povlak na kovové části obvykle zahrnuje: odmaštění → odrezování nebo pískování → konverzní ošetření → oplachování vodou → sušení → nanesení základního nátěru → vyrovnání nebo -flashování → nanesení vrchního nebo práškového laku → vytvrzení → kontrola.
U ocelových konstrukcí může být vyžadována čistota pískování pro dosažení standardu Sa 2,5, i když to není univerzální požadavek pro všechny výrobky s povrchovou úpravou. Tenké plechy, galvanizované díly a součásti z hliníkové slitiny mohou projít fosfátováním, úpravou zirkonem, silanem nebo jinou chemickou předúpravou-.
3. Klíčové body kontroly kvality
Procesy lakování vyžadují přísnou kontrolu nad:
Čistota povrchu;
Drsnost povrchu;
kvalita konverzního povlaku;
Viskozita povlaku a obsah pevných látek;
Vzdálenost a úhel stříkací pistole;
Atomizační tlak;
Elektrostatické napětí;
Tloušťka mokrého a suchého filmu;
Doba vyrovnání;
Skutečná teplota obrobku a doba vytvrzování.
Řízení vytvrzování by se nemělo spoléhat pouze na nastavenou teplotu trouby; musí být ověřena skutečná teplota kovu obrobku, aby bylo zajištěno, že spadá do specifikovaného okna vytvrzování povlaku.
Mezi běžné závady patří:
Krátery;
pomerančová kůra;
Prověšení/běhy;
Částice/nečistoty;
dírky;
Expozice substrátu (dovolená);
Nedostatečná přilnavost;
Nekonzistence barvy a lesku;
Pod-vytvrzení nebo pře{1}}vytvrzení.
IV. Elektroforetický povlak: Vytvoření jednotného základního filmu prostřednictvím elektrických polí
Elektroforetické potahování je proces, při kterém je vodivý obrobek ponořen do vodné elektroforetické lázně; stejnosměrné elektrické pole (DC) způsobuje migraci a ukládání nabitých částic pryskyřice a pigmentu, čímž se vytvoří povlak.
Automobilový průmysl široce využívá katodickou elektroforézu, především k zajištění jednotné, souvislé a korozi -odolné základní vrstvy pro karoserie vozidel a kovové součásti.
Obraz
Ve srovnání s konvenčním stříkáním je hlavní výhodou elektroforézy její vynikající "vrhací síla", která umožňuje pokrýt štěrbiny, vnitřní dutiny a složité geometrie, které jsou pro stříkací pistole obtížně dosažitelné.
1. Proces tvorby filmu v katodové elektroforéze
Proces katodické elektroforézy zahrnuje následující současné akce:
Směrová migrace nabitých povlakových částic;
Elektrochemické reakce na povrchu obrobku;
Ztráta rozpustnosti ve vodě a usazování pryskyřice;
Dehydratace a zhuštění vlhkého filmu. Jak se postupně tvoří povlaková vrstva, elektrický odpor se zvyšuje a rychlost nanášení klesá; v důsledku toho elektroforetický povlak vykazuje určitý stupeň sebe-omezujícího chování, což usnadňuje vytvoření jednotné tloušťky povlaku.
2. Typický procesní tok
Běžným procesem je: Odmaštění → Oplach vodou → Úprava povrchu nebo konverzní ošetření → Oplach deionizovanou vodou → Elektroforéza → Oplach regenerace ultrafiltrátu → Oplach deionizovanou vodou → Pečení/Vytvrzování → Kontrola.
Před-úprava před elektroforézou je kritická. Pokud má povrch obrobku olej, rez, okuje nebo defekty v konverzním povlaku, mohou se objevit následné problémy, jako jsou krátery, dírky, špatná přilnavost a předčasná koroze.
3. Klíčové parametry a rizika
Mezi klíčové faktory vyžadující kontrolu patří:
obsah pevných látek v lázni;
hodnota pH;
Vodivost;
Teplota lázně;
Napětí a doba napájení;
Metoda vstupu obrobku;
stav anodového systému;
Ultrafiltrační systém;
Teplota a doba pečení;
Tloušťka nátěrového filmu.
Elektroforéza je vhodná především pro obrobky, které jsou elektricky vodivé a snesou vypalovací teploty. Nevodivé plasty nelze přímo zpracovávat standardními metodami elektroforézy.
Mezi běžné problémy patří:
Nedostatečná nebo nadměrná tloušťka filmu;
Nedostatečná penetrace nátěru ve vnitřních dutinách;
Dírky a krátery;
Částicové inkluze;
Elektroforézní značky;
Kontaktní značky přípravku;
Pod-vytvrzením;
Koroze vznikající na okrajích, svarech a zranitelných oblastech uvnitř vnitřních dutin.
V. Mikro-oblouková oxidace: Tvorba keramického povlaku na površích z lehkých slitin
Mikro-oxidace elektrickým obloukem, známá také jako plazmová elektrolytická oxidace, je proces, který využívá podmínky vysokého -napětí k vyvolání mikro-výbojů na površích ventilových kovů (jako je hliník, hořčík a titan). Kombinací elektrochemických, termochemických a plazmových reakcí vytváří keramický-oxidový povlak.
Obraz
Ve srovnání s konvenční anodizací zahrnuje mikro-oblouková oxidace mikro-obloukové výboje, jejichž výsledkem je povlak s výraznějšími keramickými charakteristikami; to obvykle poskytuje vynikající tvrdost, odolnost proti opotřebení a tepelnou odolnost. 1. Typický procesní tok
Obvykle zahrnuje: Odmaštění a čištění → Stojany → Ponoření do elektrolytu → Nárůst napětí nebo pulzní napájení → Mikro-oxidace obloukem → Oplach vodou → Utěsnění nebo ošetření kompozitu → Kontrola
Základní proces zahrnuje:
Tvorba tenkého oxidového filmu na povrchu substrátu;
Lokalizované dielektrické zhroucení filmu při nárůstu napětí;
Okamžité vytváření vysoké teploty a vysokého tlaku pomocí mikro-výbojů;
Oxidace kovu substrátu a reakce se složkami elektrolytu;
Nepřetržitý rozpad, tavení, chlazení a růst povlakové vrstvy.
2. Struktura a vlastnosti povlaku
Mikro-obloukové oxidační povlaky se obvykle skládají z:
Hustá vrstva přiléhající k substrátu;
Mezilehlá funkční vrstva;
Vnější vrstva, která je relativně volná a porézní.
Mikropóry ve vnější vrstvě mohou ovlivnit odolnost proti korozi; proto aplikace vyžadující vysokou odolnost proti korozi často vyžadují utěsnění, elektroforézu, lakování nebo jiné úpravy kompozitů.
Proces je vhodný pro:
Součásti z lehkých slitin pro letectví a kosmonautiku;
Části automobilových motorů a převodovek;
hliníkové a hořčíkové slitiny odolné proti opotřebení;
Konstrukční části pro elektronická zařízení;
Některé lékařské přístroje a specializované funkční součásti.
3. Klíčová omezení
Mezi hlavní omezení mikro-obloukové oxidace patří:
Vysoké napětí a spotřeba energie;
Vysoké investiční náklady na vybavení;
Relativně dlouhé doby zpracování;
Drsnost povrchu typicky vyšší než u konvenční anodizace;
Omezené barevné možnosti;
Náchylnost k ablaci v ostrých rozích a oblastech koncentrace elektrického pole;
Potenciální vliv silných povlaků na rozměry a únavové vlastnosti.
Volba mikro-obloukové oxidace by proto neměla být založena pouze na „vysoké tvrdosti“; je třeba vzít v úvahu také faktory, jako je drsnost povrchu, požadavky na těsnění, rozměrové změny a následná montáž.
VI. PVD vakuové nanášení: nanášení mikronových-funkčních tenkých vrstev ve vakuu
PVD je obecný termín pro fyzikální depozici z plynné fáze. Zahrnuje ukládání atomů nebo iontů z cílového materiálu na povrch obrobku za účelem vytvoření tenkého filmu ve vakuovém prostředí, s využitím metod, jako je odpařování, naprašování nebo obloukové iontové pokovování.
Mezi běžné PVD povlaky patří:
Cín;
TiCN;
TiAlN;
CrN;
AlCrN;
DLC;
Dekorativní kovové nebo slitinové povlaky.
PVD se primárně používá ve dvou hlavních oblastech. Funkční tvrdé povlaky: Používají se pro řezné nástroje, formy a díly odolné proti opotřebení-; primárními cíli je zvýšit tvrdost povrchu, snížit tření a prodloužit životnost.
Dekorativní nátěry: Používají se na hodinky, hardware, koupelnové doplňky, mobilní telefony a-spotřební zboží vyšší třídy; primárním cílem je dosáhnout kovové textury, specifických barev a povrchové úpravy odolné proti opotřebení-.
1. Typický procesní tok
Přesné čištění → Upevnění → Vakuová evakuace → Zahřívání a odplyňování → Iontové čištění nebo leptání → Depozice → Chlazení → Kontrola
Čistota obrobku výrazně ovlivňuje přilnavost povlaku. Zbytkový olej, leštící pasta, oxidové vrstvy nebo vlhkost na povrchu mohou vést k místní delaminaci povlaku.
2. Charakteristiky PVD procesu
PVD povlaky mají obvykle tloušťku od zlomku mikronu do několika mikronů a mají následující vlastnosti:
Tenké povlakové vrstvy;
vysoká tvrdost;
Minimální dopad na rozměry;
Vynikající povrchová struktura;
Schopnost více{0}}vrstvých nebo gradientních povlaků;
Relativně čistý proces.
PVD však vykazuje zřetelný efekt „přímky--viditelnosti“. Tloušťka povlaku může být výrazně nedostatečná ve složitých vnitřních otvorech, hlubokých drážkách a stíněných oblastech. Aby se zlepšila rovnoměrnost pokrytí, obrobky uvnitř pece obvykle vyžadují kombinaci planetární rotace (otáčky a rotace) a specializovaných konstrukcí upínacích přípravků.
Dekorativní PVD na plastových dílech obvykle vyžaduje nízkoteplotní{0}}procesy a systémy základního-nátěru/vrchního-nátěru; podmínky vysokoteplotního povlakování používané u nástrojů pro řezání kovů zde nelze jednoduše použít.
3. Klíčová rizika kvality
Delaminace v důsledku nedostatečného čištění;
Nedostatečná tvrdost substrátu, takže tvrdý povlak zůstává bez adekvátní podpory;
Nadměrné vnitřní napětí v povlaku;
Vady povlaku v ostrých rozích;
Efekty stínění díky složité geometrii;
Změny barvy a tloušťky způsobené umístěním v peci;
Popouštění nebo deformace substrátu v důsledku vylučovacích teplot;
Replikace drsnosti povrchu povlakem.
Přestože jsou PVD povlaky velmi tvrdé, nezaručuje to celkové zvýšení odolnosti dílu proti opotřebení. Pokud je podklad příliš měkký, povrch je drsný nebo je špatná přilnavost, může tvrdý povlak stále praskat nebo se předčasně odlupovat.
VII. Chemické konverzní nátěry: Úprava povrchu substrátu chemickou reakcí
Chemické konverzní povlaky jednoduše nepřekrývají substrát vnějším materiálem; místo toho dochází k chemické reakci mezi povrchem substrátu a ošetřovacím roztokem, čímž se vytvoří složený film, který je chemicky spojen se substrátem. Obraz
Mezi běžné procesy patří:
fosfátování oceli;
Systémy na bázi zinku,-manganu{1}a železa-.
fosfátování;
Chemická konverze slitiny hliníku;
Černění nebo modření železa a oceli;
Bezplatná konverze-chromu atd.
Ačkoli fosfátování i černění jsou typy chemických konverzních úprav, liší se funkcí a aplikací.
1. Fosfátování
Fosfátování zahrnuje vytvoření fosfátového konverzního povlaku na kovovém povrchu.
Mezi klíčové aplikace patří:
Před{0}}úprava pro stříkání a elektroforézu;
Zlepšení přilnavosti organického povlaku;
Zlepšení odolnosti proti korozi pod povlakem;
Snížení tření a zadržování oleje;
Mazání pro tváření za studena.
Kvalita fosfátování se obvykle hodnotí spíše podle hmotnosti povlaku než pouze podle tloušťky povlaku.
Mezi klíčové faktory ovlivňující kvalitu fosfátování patří:
Kvalita odmaštění a odrezování;
Stav povrchové úpravy;
Parametry lázně (celková kyselost, volná kyselost a urychlovače);
Teplota a doba zpracování;
Složení substrátu;
Oplachování a sušení.
2. Černění nebo zmodrání
Vysokoteplotní alkalické černění železa a oceli typicky vytváří film složený především z oxidu železitého (Fe304). Černění při pokojové teplotě může využívat různé chemické systémy; složení a vlastnosti výsledných povlaků nejsou totožné s těmi, které se vyrábějí tradičním vysokoteplotním černěním.
Černécí povlaky jsou extrémně tenké a mají minimální vliv na rozměry dílů; primárně se používají pro:
Spojovací materiál;
Nástroje;
Střelné zbraně a mechanické součásti;
Nízkonákladové{0}}dekorativní povrchové úpravy a krátkodobá-prevence koroze.
Samotný černící povlak však nabízí omezenou odolnost proti korozi a obvykle vyžaduje dodatečné ošetření, jako je olejování, voskování nebo těsnění.
3. Charakteristika chemických konverzních povlaků
Mezi výhody patří:
Relativně jednoduchý proces;
Nízká cena;
Tenká vrstva povlaku;
Minimální dopad na rozměry;
Vhodné pro hromadnou výrobu;
Slouží jako základní vrstva pro následné lakování nebo nátěr.
Mezi klíčová omezení patří:
Omezená odolnost proti korozi při samostatném použití;
Citlivost na kvalitu před{0}}úpravy;
Výkon povlaku je významně ovlivněn stavem roztoku lázně;
Ekologické předpisy vedou k výměně a modernizaci tradičních systémů obsahujících chrom nebo nikl.
VIII. Jak si vybrat mezi sedmi procesy?
Každý ze sedmi procesů řeší jiné problémy; výběr by neměl být založen pouze na ceně nebo vzhledu. Proces
Typický substrát
Primární funkce
Vlastnosti povlaku
Typická rizika
Galvanické pokovování
Ocel, měď, upravené plasty
Odolnost proti korozi, vodivost, odolnost proti opotřebení, dekorace
Kovový nebo slitinový povlak
Vodíková křehkost, nerovnoměrná tloušťka, tlak na dodržování životního prostředí
Eloxování
Hliník a slitiny hliníku
Ochrana, izolace, dekorace, odolnost proti opotřebení
In situ růst oxidového filmu na substrátu
Barevná variace, křehkost, rozměrové změny
Stříkání
Kovy a některé-nekovy
Odolnost proti korozi, dekorace, odolnost proti povětrnostním vlivům
Organický povlak (relativně silný)
Adheze, vytvrzování, povrchové vady
Elektroforéza
Vodivé kovy
Jednotný antikorozní-základ
Dobré pokrytí vnitřních dutin
Problémy s před{0}}úpravou, dírky, nedostatečná penetrace nátěru
Mikro-oblouková oxidace
Lehké slitiny (Al, Mg, Ti atd.)
Vysoká tvrdost, odolnost proti opotřebení, tepelná odolnost
Keramický-oxidový film
Drsnost, pórovitost, vysoká spotřeba energie
PVD
Kovy, keramika, upravené plasty
Vysoká tvrdost, nízké tření, zdobení
Tenký film v mikron{0}}měřítku
Efekt stínování, přilnavost, podpora podkladu
Chemický konverzní nátěr
Ocel, zinek, hliník atd.
Základní vrstva barvy, snížení tření, nízká{0}}prevence koroze
Tenká konverzní fólie
Omezená samostatná odolnost proti korozi, citlivost na lázeň
Při výběru procesu by měly být zodpovězeny alespoň následující otázky:
Jaký je substrát a je vhodný pro tento proces?
Vyžaduje produkt odolnost proti korozi, odolnost proti opotřebení, izolaci, vodivost nebo dekoraci?
Bude výrobek během používání vystaven působení solné mlhy, tepla a vlhkosti, chemických médií nebo vysokých teplot?
Umožňují rozměry a lícování produktu nárůst tloušťky povlaku?
Má obrobek hluboké díry, vnitřní dutiny, slepá místa nebo ostré rohy?
Vydrží substrát moření, vysoké napětí, vakuum nebo teploty pečení?
Podporuje objem výroby a náklady dávkové zpracování?
Povolují požadavky zákazníka, regulační a environmentální požadavky použití konkrétního chemického systému?
Jsou vyžadovány následné procesy, jako je svařování, lepení, lakování nebo přesná montáž?
Vyžadují důsledky selhání kompozitní povlaky nebo více{0}}vrstvou ochranu?
Obraz
IX. Kvalitu povrchové úpravy nelze posuzovat pouze testováním v solné mlze
Výrobní závody často používají dobu trvání testu v solné mlze k přímému hodnocení kvality povrchových úprav, což je však přílišné zjednodušení. Testování solnou mlhou je vhodné pro:
Porovnání konzistence procesu napříč podobnými nátěry;
Řízení dodavatelského procesu;
Ověřování souladu s normami výrobků;
Detekce problémů, jako je pórovitost, vady těsnění a problémy s předúpravou.
Trvání testu v solné mlze však nelze jednoduše přirovnat ke skutečné životnosti produktu.
Obraz
Skutečná-korozívní prostředí je také ovlivněna faktory, jako jsou cykly teploty a vlhkosti, kondenzace, UV záření, chemická média, kolísání teploty, mechanické opotřebení, instalační mezery, galvanická koroze a podmínky používání/údržby.
Komplexní hodnocení povrchové úpravy obvykle zahrnuje: vzhled a rozdíl v barvě, tloušťku nebo hmotnost povlaku, přilnavost, tvrdost, odolnost proti opotřebení, poréznost, drsnost, chemickou odolnost, odolnost proti vlhkosti-teplu, rozměrové změny a funkční testování.
Kritéria inspekce by měla být určena funkcí produktu, riziky selhání a specifikacemi zákazníka, spíše než aplikováním standardizované metody inspekce na každý proces.
Na závěr
Galvanické pokovování, anodizace, stříkání, elektroforéza, mikro-oxidace elektrickým obloukem, PVD a chemické konverzní povlaky upravují povrchy produktů prostřednictvím různých mechanismů-, jako je nanášení kovů, oxidace substrátu, organické povlaky, nanášení elektrickým polem, plazmová reakce, vakuové napařování a chemická konverze.
Efektivní povrchová úprava není o vytvoření nejtlustšího nebo nejsložitějšího povlaku; spíše to zahrnuje použití nejvhodnějšího procesu ke stanovení stabilních, ověřitelných a masově -reprodukovatelných povrchových vlastností při současném splnění funkčních požadavků produktu.
