Allur frágangur á a CNC véluð hluti bætir kostnaði og framleiðslutíma við hlutann, en rétt yfirborðsfrágangur hefur tilhneigingu til að lífga upp á hönnunarsýn þína. Yfirborðsmeðferðir fyrir CNC vélaða málmhluta innihalda venjulega ýmsa vélræna ferla eins og slípun, fægja og sandblástur, en efnafræðileg yfirborðsmeðferð eins og passivering og anodizing eru einnig fáanlegar.
Efnafræðileg yfirborðsmeðferð getur fjarlægt ófullkomleika á málmhlutum og jafnvel breytt rafleiðnistigi þeirra, lengt endingartíma þeirra og einnig bætt slit þeirra og tæringarþol. Efnafræðileg yfirborðsmeðferð hefur margvísleg iðnaðarnotkun: í geimferðaiðnaðinum, til dæmis, eru efnafræðileg yfirborðsmeðferð notuð til að auka endingu hluta, auka hitastöðugleika og hægja á oxun. Í rafeindaiðnaðinum er hægt að finna efnafræðilega yfirborðsmeðferð við framleiðslu á öllu frá farsímahylkjum og leikjatölvuhylkjum til myndatökubúnaðar. Þó að það séu margir efnafræðilegir frágangsvalkostir í boði, eru þeir ekki endilega hentugir fyrir hvert málmefni. Reyndar er hver efnafræðileg yfirborðsmeðferð venjulega tengd sérstöku efni og hefur sína kosti og galla. Í þessari handbók munum við kanna nokkur algeng efnafræðileg frágangsferla svo þú getir ákveðið hver er best fyrir CNC verkefnið þitt.
Efnisyfirlit
SkiptaÞættir sem þarf að hafa í huga við val á viðeigandi efnafræðilegri yfirborðsmeðferð

Passivation Ryðfrítt stál

Anodizing ál
Þegar þú velur rétta efnafræðilega áferðina fyrir málmhlutana þína þarftu að huga að samhæfum efnum og lokanotkun. Þetta þýðir að huga að ýmsum samhengisþáttum, þar á meðal:
- Umhverfi þar sem málmhlutir eru notaðir
- Hvort sem þarf leiðandi eða einangrandi eiginleika
- Hversu mikla þyngd þarf hluturinn að bera
- Hversu mikið slit hluturinn þarf að þola
- Umburðarkröfur fyrir málmhluta
- Kröfur um lit og gagnsæi
- Kröfur um yfirborðsfrágang
- Allir aðrir viðeigandi eða æskilegir eiginleikar.
Til að hjálpa þér að meta valkosti þína, tekur AN-Prototype saman algengar efnafræðilegar áferð og samhæf efni þeirra til viðmiðunar:
Anodizing: ál, títan og aðrir málmar sem ekki eru járn
Passivation: Ryðfrítt stál
Svart oxíð: stál, ryðfríu stáli, kopar og öðrum málmum
Efnafræðileg húðun (krómbreytingarhúð): Ál
Rafslípun: Ál, stál, ryðfrítt stál, kopar, títan, kopar, brons, beryllium og rafhúðun þess kadmíum: króm, kopar, gull, nikkel, silfur, tin ál, stál og aðrir málmar
Krómhúðun: Ál, stál, ryðfrítt stál, nikkelblendi, títan, kopar og aðrir málmar
Pólýtetraflúoretýlen (Teflon™) húðun: Ál, stál og aðrir málmar
Raflaust nikkel: Ál, stál og ryðfrítt stál
Galvaniseruðu: stál
Kynning á efnafræðilegri yfirborðsmeðferð
Leyfðu okkur að læra um ferlið, hvernig þessi efnafræðilega frágangur virkar og hvernig þau geta gagnast CNC verkefnum þínum.
Anodizing

Anodizing er vinsæll frágangsvalkostur fyrir ál- og títanhluta sem bætir oxíðlagi við yfirborð hlutans, sem skapar anodískt oxíðfilmu fyrir aukna vernd og bætta fagurfræði. Til anodizing CNC ál hluta, dýfir þú álhlutanum í súrt raflausnabað, notar síðan bakskaut (neikvætt hlaðna rafskautið) til að láta lausnina losa vetnisgas. Á sama tíma losar CNC álhlutinn (jákvætt hlaðin rafskaut) súrefni og myndar verndandi oxíðlag á yfirborði þess. Eftir rafskautað álhluta mun yfirborð hans hafa örsmáar svitaholur sem þarf að loka með efnalausn til að koma í veg fyrir tæringu og uppsöfnun mengunarefna.
Anodized álhlutar eru endingargóðir og þola tæringu og slit, sem getur dregið úr viðhaldskostnaði. Á sama tíma er anodized lagið ekki leiðandi og samræmist að fullu undirlaginu úr áli, svo það mun ekki flísa eða flagna eins og málning og málning. Reyndar, auk þéttingar, er hægt að mála eða lita porous anodized lagið og er einnig umhverfisvænna þar sem anodized áferðin er óeitruð og efnafræðilega stöðug. Anodizing er ekki bara fyrir ál: ferlið hentar einnig fyrir títan og aðra hluta sem ekki eru úr járni.
Það eru þrjár mismunandi gerðir af anodizing:
Tegund I (krómsýru anodizing) framleiðir þynnsta oxíðlagið, sem þýðir að það breytir varla stærð hlutarins. Tegund I anodized íhlutir munu virðast daufir á litinn og munu ekki gleypa aðra liti vel.
Gerð II (borosulfuric acid anodizing) hefur betri oxíðlagsviðloðun og er aðeins þykkari en Type I. Með Type II anodizing geturðu auðveldlega búið til bláa, rauða, gullna, græna, svarta rafskauta hluta.
Gerð III (harð brennisteinssýru anodizing) er algengasta form anodizing. Hann er með skýrustu áferðina, sem þýðir að hann virkar með fleiri litum. Þess má geta að rafskautsgerð af gerð III leiðir til örlítið þykkari áferð en rafskaut af gerð II, sem þarf að gæta að fyrir hluta sem krefjast mikils vikmarks.
Aukin ending, slit og tæringarþol rafskautaðra hluta og mikla víddarstýringu sem ferlið býður upp á hafa gert rafskaut sérstaklega vinsælt í geimferðum, læknisfræði, bifreiðum, rafeindatækni og fleira.
Þrátt fyrir einstaka fjölhæfni hefur anodizing einnig ókosti:
Breyting á stærð hluta: Anodizing málmar breytir málum hlutans, þannig að oxíðlagið þarf að hafa í huga þegar víddarvikmörk eru ákvörðuð, eða efnafræðileg eða eðlisfræðileg gríma er notuð til að tryggja að ákveðin svæði hlutans haldist ómeðhöndluð, sérstaklega svæði eins og sum göt.
Litasamsvörun er erfið. Það getur verið erfitt að ná stöðugri litasamsvörun ef anodized íhlutir þínir eru ekki unnar í sömu lotu.
Hentar ekki fyrir leiðandi notkun. Anodizing málmhlutar eykur raf- og hitaþol þeirra og hentar ekki fyrir leiðandi notkun.
Passivation

Passivation kemur í veg fyrir tæringu á ryðfríu stáli hlutum, hjálpar þeim að viðhalda hreinleika, frammistöðu og útliti. Ekki aðeins eru óvirkir hlutar ryðþolnari og þar af leiðandi betri til notkunar utandyra, heldur eru þeir líka ólíklegri til að vera grýttir, endast lengur, líta betur út og eru hagnýtari. Fyrir vikið er passivering notuð í ýmsum atvinnugreinum, allt frá lækningaiðnaðinum til geimferða með þéttum víddarvikmörkum.
Passunarferlið felur í sér að bæta við saltpéturs- eða sítrónusýru. Þó að saltpéturssýra hafi jafnan verið dæmigerður valkostur fyrir passivering, hefur sítrónusýra nýlega vaxið í vinsældum vegna þess að hún styttir hringrásartíma og er öruggari og umhverfisvænni. Við passivering eru hlutar úr ryðfríu stáli sökkt í sýrulausn til að fjarlægja ryð af yfirborði þeirra án þess að hafa áhrif á krómblöndunarefnið í ryðfríu stáli. Með því að bera sýru á ryðfrítt stál fjarlægir það öll laus járn eða járnsambönd af yfirborði þess og skilur eftir sig lag sem samanstendur af króm (og stundum nikkel). Eftir útsetningu fyrir lofti hvarfast þessi efni við súrefni og mynda verndandi oxíðlag.
Það er mikilvægt að muna það passivering getur lengt framleiðslutíma hluta. Áður en hluti er óvirkur verður að þrífa hann til að fjarlægja fitu, óhreinindi eða aðra mengun, skola hann síðan og liggja í bleyti (eða úða). Þó að niðurdýfing sé algengasta passiveringsaðferðin vegna þess að hún veitir jafna þekju og hægt er að gera það fljótt, er einnig hægt að nota sýruúða sem val.
Svart oxíð húðun

Notað á járnmálma eins og stál, ryðfrítt stál og kopar, felur svartoxíðhúðunarferlið í sér að dýfa hlutnum í oxíðbað til að mynda lag af segulíti (Fe 3 O 4 ), sem veitir smá tæringarþol.
Það eru þrjár gerðir af svartoxíðhúð:
Heitt svart oxíð: Heitt svartoxíðhúðunarferlið felur í sér að hlutanum er dýft í heitt bað af natríumhýdroxíði, nítríti og nítrati til að breyta yfirborði hans í segulít. Eftir hreinsun þarf að dýfa hlutum í basískt hreinsiefni, vatn og ætandi gos og húða síðan með olíu eða vaxi til að ná æskilegri fagurfræði.
Miðlungs hitastig svartoxíð: Svartoxíð við meðalhita er mjög svipað og varma svartoxíð. Aðalmunurinn er sá að húðaðir hlutar verða svartir við lægra hitastig (90 – 120 °C). Þar sem þetta hitastig er undir suðumarki natríum- og nítratlausna er engin þörf á að hafa áhyggjur af ætandi gufum.
Flott svartoxíð: Cool Black Oxide byggir á útfelldu koparseleni til að breyta litnum á hlutnum. Hlutar sem fá svarta oxíðhúð munu hafa betri tæringar- og ryðþol, vera minna hugsandi og hafa lengri líftíma. Olíu- eða vaxhúð eykur vatnsheldni og kemur einnig í veg fyrir að skaðleg efni berist inn í málminn, sem gerir hlutinn auðveldari að þrífa. Svarta oxíðhúðin bætir einnig við þykkt, sem gerir það tilvalið fyrir borvélar, skrúfjárn og önnur verkfæri sem krefjast skarprar brúnar sem verður ekki sljór með tímanum. Hins vegar er slitþol svalt svartoxíðs lélegt.
Efnafræðileg kvikmynd

Efnafilma, einnig þekkt sem krómatbreytingarhúð, er þunnt efnahúð sem venjulega er borið á ál (þó það sé einnig hægt að bera það á aðra málma) til að koma í veg fyrir tæringu og bæta lím og málningu viðloðun. Kemísk filmuáferð hefur oft sérsamsetningu, en króm er aðal innihaldsefnið í hverri tegund. Hægt er að setja á efnafilmu með því að úða, dýfa eða bursta og, allt eftir vöru og samsetningu, getur það verið gult, brúnt, gyllt eða glært á litinn.
Þó önnur áferð dragi úr varma- og rafleiðni, leyfa efnafilmuáferð áli að halda leiðandi eiginleikum sínum. Efnafilmur eru líka tiltölulega ódýrar og, eins og getið er hér að ofan, góðan grunn til að mála og grunna (til að auka tímasparnað). Hins vegar eru efnafilmur ekki tilvalnar fyrir fagurfræðilega stillt CNC verkefni vegna næmis þeirra fyrir rispum, rispum og öðrum yfirborðsskemmdum.
Rafgreiningarfæging

Raffæging er rafefnafræðilegt frágangsferli sem almennt er notað til að fjarlægja þunn efnislög úr stáli, ryðfríu stáli og svipuðum málmblöndur. Við rafslípun er hlutnum sökkt í efnabað og rafstraumur settur á til að leysa upp yfirborðslag hans. Ýmsar breytur hafa áhrif á frágang hlutans, þar á meðal efnasamsetningu raflausnarinnar, hitastig og útsetningartíma hlutans.
Raffæging fjarlægir venjulega 0.0002 til 0.0003 tommur af yfirborði hlutar og skilur eftir sig slétt, glansandi og hreint yfirborð hluta. Aðrir kostir raffægingar eru meðal annars bætt tæringarþol, lengri líftími hluta, bættur þreytustyrkur, lægri núningsstuðull, minni yfirborðsgrófleiki og útrýming yfirborðsgalla eins og burrs og örsprungna.
Rafslípun er hentug fyrir stál, ryðfrítt stál, kopar, títan, ál, kopar, brons, beryllium o.s.frv. Rétt er að taka fram að rafpússun er hraðari og ódýrari en handfæging, en hún fjarlægir ekki 100% ófullkomleika á yfirborði.
Málmhúð

Rafhúðun er í raun hið gagnstæða ferli raffægingar. Í stað þess að fjarlægja málmlag til að ná endanlegu yfirborði, setur rafhúðun viðbótarlag sem eykur þykkt hlutarins. Samhæft við kadmíum, króm, kopar, gull, nikkel, silfur og tin, framleiðir rafhúðun slétta hluta sem sýna minna slit með tímanum vegna aukinnar verndar gegn tæringu, bleytu, höggum og hita. Rafhúðun eykur viðloðun milli undirlags og viðbótar yfirhúð þess og getur, allt eftir tegund málms sem notaður er, gert hlutinn þinn segulmagnaðan eða leiðandi.
Í samanburði við aðrar yfirborðsmeðferðir með CNC vélbúnaði er rafhúðun ekki sérstaklega umhverfisvæn vegna þess að hún framleiðir hættulegan úrgang sem getur mengað umhverfið alvarlega ef ekki er meðhöndlað á réttan hátt. Húðun er einnig tiltölulega kostnaðarsöm vegna málma og efna (og annarra nauðsynlegra efna og búnaðar) sem þarf til málunar og getur verið tímafrekt, sérstaklega þegar hlutar þurfa mörg lög.
Króm málun

Krómhúðun, eða krómhúðun, er tegund rafhúðun sem felur í sér að þunnu lagi af krómi er bætt við málmhluta til að auka yfirborðshörku hans eða tæringarþol. Með því að bæta við lagi af krómi getur verið auðveldara að þrífa hlutann og bæta fagurfræði hans, og næstum alla málmhluta er hægt að húða með krómi, þar með talið málma eins og ál, ryðfrítt stál og títan.
Krómhúðunarferlið felur venjulega í sér fituhreinsun, handhreinsun og formeðferð hluta áður en þeir eru settir í krómbaðið. Hluturinn verður þá að vera nógu lengi í tankinum til að krómlagið nái æskilegri þykkt. Vegna þess að ferlið eyðir rafmagni og felur í sér mörg skref er krómhúðun tiltölulega dýrt frágangsferli sem er ekki umhverfisvænt
Pólýtetraflúoretýlen (Teflon™) húðun

Pólýtetraflúoretýlen (PTFE) húðun, almennt þekkt sem Teflon™, er fáanleg í duftformi og fljótandi formi og er notuð um allan iðnað. Sumar PTFE forrit þurfa aðeins eina lögun, en önnur þurfa grunn og yfirlakk til að tryggja hámarksvörn. Þessa yfirborðsmeðferð er hægt að beita á ýmsa málma, þar á meðal málma eins og stál, ál og magnesíum.
PTFE-húðaðir hlutar eru með non-stick yfirborð, lágan núningsstuðul og eru mjög slitþolnir. Vegna þess að PTFE húðun hefur lítið porosity og litla yfirborðsorku, eru húðaðir hlutar ónæmar fyrir vatni, olíu og efnum. PTFE þolir einnig hitastig allt að 500°F, er auðvelt að þrífa og hefur framúrskarandi rafeinangrun og efnaþol.
Vegna efnaþols og nonstick eiginleika er PTFE almennt notað til að húða eldsneytisleiðslur og til að einangra hringrásartöflur í tölvum, örbylgjuofnum, snjallsímum og loftræstum. Það er einnig almennt notað til að húða lækningatæki sem og eldhúsáhöld. Þó að PTFE húðunarferli séu vinsæl í öllum atvinnugreinum eru þau tiltölulega dýr og ekki eins langvarandi og aðrir efnafræðilegir frágangsvalkostir.
Raflaust nikkel

Raflausn nikkelhúðun vísar til þess að bæta við hlífðarlagi af nikkelblendi á málmhlutum. Öfugt við rafhúðununarferlið, sem felur í sér rafstraum, felur raflaust nikkel í sér að lag af nikkelblendi (venjulega nikkelfosfór) er sett á hlutinn með því að nota nikkelbað og efnaafoxandi efni eins og natríumhýpófosfít. Nikkelblendi er sett jafnt út, jafnvel á flóknum hlutum með götum og raufum.
Nikkelhúðaðir hlutar hafa meiri viðnám gegn súrefni, koltvísýringi, saltvatni og brennisteinsvetnis tæringu. Nikkelhúðaðir hlutar hafa einnig góða hörku og slitþol og hægt er að gera þær enn harðari með viðbótar hitameðferð. Raflaust nikkel er samhæft við fjölbreytt úrval af málmum, þar á meðal áli, stáli og ryðfríu stáli.
Ferlið við raflausa nikkelhúðun er mjög krefjandi. Algeng vandamál eru uppsöfnun mengunarefna í nikkelbaðinu, hækkandi fosfórmagn og í kjölfarið lækkun á málunarhraða. Að auki getur rangt hitastig eða sýrustig valdið vandamálum með gæðahúð eins og gryfju, sljóleika og grófleika. Raflaust nikkel hentar ekki fyrir gróft, ójafnt eða illa frágengið yfirborð og þarf að hreinsa hluta af olíu og óhreinindum áður en byrjað er á málun.
Mismunandi gerðir rafmagnslausra nikkelhúðunar eru flokkaðar eftir þyngdarprósentu fosfórs í málmblöndunni. Mismunandi magn af fosfórinnihaldi veitir einnig mismunandi tæringarþol og hörku:
Lítið fosfór nikkel (2 – 4% fosfór): Lítið fosfór rafmagnslaust nikkelútfellingar hafa hörku á milli 58 og 62 Rc og eru mjög slitþolnar. Það hefur hátt bræðslumark og hefur góða tæringarþol við basísk skilyrði. Rafmagnslaus nikkelútfellingar með lágum fosfór eru undir þjöppunarálagi og eru almennt dýrari en miðlungs og hátt fosfórnikkel.
Meðalfosfórnikkel (5 – 9% fosfór): Miðlungs fosfór Nikkel útfellingar falla á milli lítið fosfór nikkel og hátt fosfór nikkel. Það er tæringarþolið í basísku og súru umhverfi og hefur hraðan útfellingarhraða (18 til 25 µm á klukkustund). Húðunarhörku miðlungs fosfórnikkels getur verið hvaða gildi sem er á milli 45 og 57 Rc og húðunin getur náð 65 til 70 Rc með hitameðferð.
Nikkel hátt fosfór (>10% fosfór): Þar sem miklar fosfórútfellingar raflauss nikkels eru formlausar, sýna hlutarnir ekki fasamörk eða korn, sem bætir tæringarþol þeirra, sem gerir þá tilvalið til notkunar utandyra eða í erfiðu umhverfi. Raflaust nikkel með hátt fosfór býður einnig upp á sveigjanleika, mikla þykkt og blettaþol og gerir lokaafurðina auðveldara að pússa eða suða.
Galvaniseruðu

Galvaniserun, eða sinkkrómat, er vinsæl efnafræðileg áferð sem verndar stálhluta fyrir raka og tæringu. Galvaniseruðu hlutar veita lengri líftíma, betri fagurfræði og einsleitara útlit. Galvaniserun getur einnig breytt lit hlutarins í silfurblátt, gult, svart eða grænt. Annar mikilvægur ávinningur af galvaniserun er að hún verndar yfirborð hlutans í langan tíma: Jafnvel þótt húðin sé rispuð hvarfast sinkið við andrúmsloftið og oxast hratt. Hins vegar, vegna þess að sink er efnafræðilega viðkvæmt fyrir sýrum og basum, gæti galvaniserun ekki verið fullnægjandi fyrir hluta í blautu eða mjög blautu umhverfi.
Niðurstaða
Efnafræðileg yfirborðsmeðhöndlun býður upp á margvíslegar aðferðir til að ná tilætluðum gæðum og afköstum hluta, en ekki er sérhvert frágangsferli hentugur fyrir hvert efni og lokanotkun. Til að ákvarða hvaða efnafræðilega yfirborðsmeðferð er rétt fyrir þinn hluta þarftu ítarlegan skilning á lykilþáttum eins og hversu mikla tæringu, núning og slitþol lokahlutinn þarf, umhverfið sem hann verður notaður í og æskileg leiðni hans. eða einangrandi eiginleika.
Í ljósi mikilvægis þessara sjónarmiða er það þess virði að finna framleiðsluaðila til að hjálpa þér að velja rétta fráganginn og tryggja að hann skili bestu mögulegu gæðum og hagkvæmni. Hjá AN-Prototype getur sérfræðiteymi okkar vélstjóra og verkfræðinga veitt innsýn ekki aðeins í efnafræðilega yfirborðsmeðferð heldur einnig í efnisval, verkfæri og viðeigandi CNC tækni. Ef þú vilt læra meira um frágangsmöguleikana sem eru í boði fyrir næsta CNC vinnsluverkefni þitt, vinsamlegast hafðu samband við okkur í dag.