Eloksal, CNC alüminyum için en yaygın yüzey işleme seçeneklerinden biridir.Eloksallı parçaların pazar payında büyük bir paya sahiptir.Bu işlem, CNC işleme, döküm ve plaka şekillendirme gibi çeşitli imalat işlemleriyle yapılan alüminyum parçalar için çok uygundur.
Bu makale sizi anotlamanın tasarım konularına yönlendirecektir.
Anodik oksidasyona giriş
Anodik oksidasyon, elektrolitik işlem yoluyla metal yüzeyin oksit tabakasına dönüştürülmesi işlemidir.Bu işlem sayesinde, parçaların dayanıklılığını, boya yapışmasını, bileşen görünümünü ve korozyon direncini iyileştirmek için bu doğal oksit tabakasının kalınlığı artırılır.Aşağıdaki şekil, anodize edilmiş ve daha sonra farklı renklere boyanmış bazı parçaları göstermektedir.
İşlem, baz metal üzerinde bir anot tabakası oluşturmak için bir asit banyosu ve akımı kullanır.Kısacası, malzemenin kendisinin oluşturduğu ince oksit tabakasına güvenmek yerine, bileşen üzerinde kontrollü ve dayanıklı bir oksit tabakası oluşturmaktır.Korozyon direnci ve yüzey sertleştirme için kullanılan çeliklerin mavileştirme, fosfatlama, pasivasyon ve diğer yüzey işlemlerine benzer.
eloksal türü
Bu yazıda, anodik oksidasyon üç kategoriye ve iki kategoriye ayrılmıştır.Üç tür aşağıdaki gibidir:
İ yaz:
Tip I ve IB – kromik asit eloksal
Tip IC – tip I ve IB yerine kromik asit olmayan anotlama
Tip II:
Tip II - sülfürik asit banyosunda geleneksel kaplama
Tip IIB - Tip I ve IB kaplamalara kromat olmayan alternatifler
Kategori III:
Tip III - sert anotlama
Her anodizasyon tipinin belirli nedenleri vardır.Bu nedenlerden bazıları şunlardır:
1. Tip I, IB ve II, korozyon direnci ve belirli bir derecede aşınma direnci için kullanılır.Yorulma kritik uygulamalar için, ince kaplamalar oldukları için tip I ve tip Ib kullanılır.Bir örnek, uçağın yüksek derecede yorulmuş yapısal bileşenleridir.
2. I ve IB, kromat olmayan alternatiflere ihtiyaç duyduğunda, tip IC ve IIB kullanılacaktır.Bu genellikle çevresel düzenlemelerin veya gereksinimlerin sonucudur.
3. Tip III, esas olarak aşınma direncini ve aşınma direncini artırmak için kullanılır.Bu daha kalın bir kaplamadır, bu nedenle diğer aşınma türlerinden daha üstün olacaktır.Ancak kaplama yorulma ömrünü azaltabilir.Tip III eloksal, ateşli silah parçaları, dişliler, valfler ve diğer pek çok nispeten kayan parça için yaygın olarak kullanılır.
Çıplak alüminyumla karşılaştırıldığında, tüm yapıştırıcı türleri boya ve diğer yapıştırıcıların yapışmasına katkıda bulunur.Eloksal işlemine ek olarak, bazı parçaların boyanması, sızdırmaz hale getirilmesi veya kuru film yağlayıcılar gibi başka malzemelerle işlenmesi gerekebilir.Bir parça boyanacaksa 2. sınıf, boyanmamış kısım ise sınıf olarak kabul edilir.
Tasarım konuları
Şimdiye kadar, anotlanmış parçalar tasarlarken bazı önemli faktörleri göz önünde bulundurmanız istenmiş olabilir.Bunlar tasarım dünyasında kolayca (ve sıklıkla) gözden kaçar.
1. Boyut
Dikkate almamız gereken ilk faktör, anotlanmış bileşenlerle ilişkili boyutsal değişikliklerdir.Çizimlerde, mühendis veya tasarımcı bu değişikliği telafi etmek için işlemden sonra boyutu uygulamayı belirtebilir, ancak hızlı prototipleme için, özellikle katı modellere dayanan hızlı tornalama hizmetini kullanırsak, nadiren çizimlerimiz olur.
Parçalar anodize edildiğinde yüzey "büyüyecektir"."Büyüme" dediğimde, dış çap büyüyecek ve delik küçülecek demek istiyorum.Bunun nedeni, alüminyum oksit oluştuğunda anot tabakasının parça yüzeyinden içe ve dışa doğru büyümesidir.
Boyut artışının, anot tabakasının toplam kalınlığının yaklaşık %50'si olduğu tahmin edilebilir.Aşağıdaki tablo, Mil-A-8625'e göre farklı kaplama türlerinin kalınlık aralığını detaylandırmaktadır.
Bu kalınlıklar, kullanılan spesifik alaşıma ve proses kontrolüne bağlı olarak değişebilir.Tasarımcı, yüksek hassasiyetli özelliklerin büyümesini kontrol etmekle ilgileniyorsa, ekranlama gerekebilir.Daha kalın tip III kaplama gibi bazı durumlarda, parçalar nihai boyuta kadar leplenebilir veya parlatılabilir, ancak bu maliyeti artıracaktır.
Keskin köşelerde anodik kaplama oluşturulamadığından, bir başka boyutsal husus da kenarların ve iç köşelerin yarıçapıdır.Bu, Mil-A-8625'e göre belirli bir tip III kalınlık için aşağıdaki köşe yarıçaplarının tavsiye edildiği tip III kaplamalar için özellikle geçerlidir:
Daha ince kaplamalar için 0.01-0.02 aralığında kenar kırılması yeterlidir, ancak bunu doğrulamak için hızlandırma proses mühendisine danışmak daha iyidir.
2. Aşınma direnci
Anot tabakasının sertliğinin artması göz önüne alındığında yüzey sertliğinin arttığını biliyoruz.Gerçekte belirtilen kaplamanın sertliği, daha yumuşak baz metal ile sert anot tabakası arasındaki etkileşimden dolayı tipik değildir.Mil-A-8625, bu zorlukların üstesinden gelmek için aşınma direnci testlerini belirtir.
Referans çerçevesi olarak, 2024 alüminyum taban malzemesinin sertliği 60-70 Rockwell B aralığında olup, tip III eloksal sertliği 60-70 Rockwell C'dir. eloksallı ve kırmızıya boyanmıştır.
Sert ahşap, mühendislik plastikleri ve ferritik olmayan metallerin yüksek titreşimli ortamlarda uygulanması zor olsa da, yüzey çok az aşınmıştır.
3. Boya ile boyama
Yukarıda açıklandığı gibi, anotlanmış film lekelenebilir.Bu, estetik, optik sistemdeki kaçak ışığın azaltılması ve montajda parça kontrastı / tanımlaması gibi çeşitli nedenlerle yapılabilir.
Eloksal söz konusu olduğunda, tedarikçilerinizle görüşmeniz gereken bazı zorluklar şunlardır:
Renk uyumu: Özellikle aynı partide işlenmedikleri takdirde, eloksallı parçalarla gerçek renk uyumu elde etmek zordur.Bir montaj, aynı renkte birkaç eloksallı parçadan oluşuyorsa, özel bir kontrol cihazı gereklidir.
Solma: UV'ye veya yüksek sıcaklığa maruz kalan anodize film solabilir.Organik boyalar, inorganik boyalardan daha fazla etkilenir, ancak birçok renk organik boyalara ihtiyaç duyar.
Boya duyarlılığı: tüm eloksal türleri ve kaplamalar boyaları iyi kullanamaz.Tip I eloksal kaplama çok ince olduğu için gerçek siyahı elde etmek zor olacaktır.Genel olarak, siyah boyalar kullanılmasına rağmen, parçalar hala gri görünecektir, bu nedenle özel işlem yapılmadan renkli boyalar pratik olmayabilir.Kaplama kalınlığı yüksek olduğunda, tip III sert kaplama bazı alaşımlarda koyu gri veya siyah görünebilir ve renk seçimi sınırlı olacaktır.Bazı daha ince tip III kaplamalar birden fazla rengi kabul edebilir, ancak estetik ana itici güçse, renk seçenekleri için tip II kaplamalar en iyi seçimdir.
Bunlar kapsamlı değildir, ancak gerekli parçaları ilk kez yaparken size iyi bir başlangıç sağlayacaktır.
4. İletkenlik
Ana metalin iletkenliği olmasına rağmen anot tabakası iyi bir yalıtkandır.Bu nedenle, şasi veya bileşenlerin topraklanması gerekiyorsa, şeffaf bir kimyasal dönüşüm kaplaması uygulamak ve bazı alanları kaplamak gerekebilir.
Alüminyum parçaların anodize edilip edilmediğini belirlemenin yaygın bir yöntemi, yüzey iletkenliğini test etmek için dijital bir multimetre kullanmaktır.Parçalar eloksallı değilse iletken olabilir ve çok düşük dirence sahip olabilirler.
5. Kompozit kaplama
Eloksallı parça, performansı arttırmak için eloksallı yüzeyi kaplamak veya işlemek için ikincil işlemeye de tabi tutulabilir.Anodik kaplamalar için bazı yaygın katkı maddeleri şunlardır:
Boya: anodik kaplama, boyanın elde edemediği belirli bir rengi elde etmek veya korozyon direncini daha da artırmak için boyanabilir.
Teflon emprenye: çıplak eloksal sürtünme katsayısını azaltmak için tip III sert kaplama Teflon ile emprenye edilebilir.Bu, kalıp boşluğunda yapılabileceği gibi kayar/temaslı parçalarda da yapılabilir.
Anot kaplamanın performansını değiştirmek için kullanılabilecek başka işlemler de vardır, ancak bunlar daha az yaygındır ve özel tedarikçiler gerektirebilir.
Ana önlemler:
1. Kalın anot kaplama, özellikle tip III işlemi kullandıklarında bileşenlerin yorulma ömrünü azaltabilir.
2. Eloksallanacak herhangi bir parçanın geometrik değişiklikleri dikkate alınmalıdır.Bu, tip II ve III prosesler için kritiktir, ancak bazı tip I prosesler için gerekli olmayabilir.
3. Birden fazla partiyi işlerken renk eşleştirmesi çok zor olabilir.Farklı tedarikçilerle işbirliği yaparken renk uyumu çok zor olabilir.
4. Yeterli korozyon koruması için anot tabakasının deliklerini kapatmak gerekebilir.
5. Kalınlık 0.003 inç'e yaklaştığında ve onu aştığında, tip III sert kaplamanın aşınma direnci düşebilir.
Farklı alaşımlar, anodik oksidasyon işlemine farklı şekillerde tepki verebilir.Örneğin, diğer alaşımlarla karşılaştırıldığında, %2'den fazla veya daha yüksek bakır içeriğine sahip alaşımlar, sınıf III kaplamalar için mil spesifikasyon testlerine tabi tutulduklarında genellikle zayıf aşınma direncine sahiptir.Başka bir deyişle, 2000 serisi alüminyum ve bazı 7000 serisi alüminyum üzerindeki tip III sert kaplama, 6061 sert kaplama kadar aşınmaya dayanıklı olmayacaktır.
