Да ли ће површинска обрада утицати на толеранције делова?

1. Веза између различитих типова површинске обраде и њихових ефеката на толеранцију
Постоје четири главна типа процеса површинске обраде: модификација површине, површинско легирање, површински конверзиони премаз и површински премаз. Степен утицаја различитих процеса на толеранције значајно варира.
Технологија за промену површине
На пример, пескарење чини површину грубљом тако што се удара у њу честицама песка велике брзине{0}}, али може да умањи део за 0,01–0,03 мм. Ваљање очвршћава површину променом њеног облика, што може повећати пречник делова осовине за 0,005–0,015 мм. Јачање ласерске фазне трансформације готово да нема утицаја на величину јер је њена зона{7}}захваћена топлотом тако мала.
Технологија површинског легирања
Карбуризација и нитрирање чине слојеве легуре дифузијом. Течно нитрирање ће учинити осовину 0,01 мм ширим, а отвор 0,01 мм ужим, тако да морате оставити размак од 0,01 мм на једној страни током обраде. Јонска нитридација, с друге стране, може задржати промену величине до ± 0,002 мм без употребе течне фазе.
Технологија за површински конверзиони премаз
Обрада фосфатирања ствара фосфатни филм на површини челика који је обично дебљине 2 до 10 μм и има мали утицај на толеранције. С друге стране, елоксирање (као и тврда анодизација легура алуминијума) ствара оксидни филм дебљине 30 до 50 μм, што чини делове већим у једном правцу. Да би се ово надокнадило, мора се користити стратегија „мања разлика мања“.
Технологија покривања површина
Дебљина слоја галванизације има директан утицај на толеранцију. На пример, ако је дужина завртња мања или једнака петоструком пречнику, максимална дебљина премаза треба да буде 8 μм. Ако није, потребна је не-инспекција граничника. Дебљина топло{5}}поцинкованог слоја је 30–80 μм, што ће у великој мери променити пречник корака причвршћивача. Да би се уверили да одговарају, потребно је променити-димензије претходног облагања.
2. Мали механизам промене толеранције и индустријски подаци
Постоје три главна физичка и хемијска процеса који утичу на толеранције када третирате површину:
Промена запремине и фазе материјала
Када се челик поцрни, ствара се слој Фе∝₄ оксида који чини да се запремина прошири за 1,3 пута, што узрокује избочине на површини. Када се легура алуминијума анодизира да формира Ал ₂ О ∝, запремина се смањује за око 15%, што може изазвати микропукотине.
Анизотропија у таложењу премаза
Током процеса галванизације, неуједначена густина струје може проузроковати да премаз буде различите дебљине. На пример, галвански премаз на унутрашњим навојима је обично 30% до 50% тањи од спољашње површине. Да бисте били сигурни да се уклапа, потребан је стандард "одржавање зоне толеранције унутрашњег навоја 6Х".
Ослобађање заосталог напрезања током механичке обраде
Обрада пескарењем ствара притисну силу на површину, због чега делови пузе када се поново користе. Према експериментима, компоненте осовине од пјескареног челика 45# могу се проширити у пречнику за 0,008 мм након држања на 100 степени током 24 сата.
Подаци из индустрије:
Одређена компанија за авионе каже да је стопа варијације величине некомпензованих делова од нерђајућег челика 316Л након електричног полирања 12%. Остављањем слободног простора од 0,02 мм, стопа квалификација је порасла на 98%.
Аутомобилски сектор има строга правила о томе колико толеранције могу имати поцинковани вијци. За вијке М12, дебљина премаза мора бити између 8 и 2 μм, иначе ће се коефицијент обртног момента променити за више од 15%.
3. Уобичајени проблеми и њихова решења у индустрији
У области ваздухопловства
Када прави млазнице за гориво за ЛЕАП моторе, ГЕ Авиатион користи методу СЛМ (Селецтиве Ласер Мелтинг) и ХИП (Хот Исостатиц Прессуре) третман. Оптимизацијом стратегије скенирања (спирално скенирање) и дебљине слоја (30 μм), храпавост површине се одржава унутар Ра12 μм. ХИП третман уклања поре (од 0,8% до 0,02%), што повећава век трајања замора за три пута и испуњава строге захтеве толеранције ваздухопловних стандарда.
Област медицинских средстава
Јохнсон&Јохнсон Медицал је креирао композитни процес под називом „вакуумско жарење+хемијско полирање“ за 3Д-штампане имплантате зглоба кука. Овај процес се ослобађа заосталог напрезања коришћењем вакуумског жарења, а затим користи раствор за полирање на бази лимунске киселине- да заглади површину од Ра50 μм до Ра0,8 μм док је одржава биокомпатибилном. Ова метода даје имплантату заморни век од више од 20 година, што је више него што је потребно у клиници.
Област израде аутомобила
Фолксваген прави блокове цилиндара мотора методом која се зове „фосфатирање+електрофореза“. Храпавост унутрашњег зида цилиндра је промењена од Ра3,2 μм до Ра0,4 μм променом дебљине фосфатног филма (2–3 μм) и филма за електрофоретску превлаку (20–25 μм). Ово је такође смањило коефицијент трења за 30% и повећало економичност горива за 2%.
4. Нова технологија и стратегије за контролу толеранције
Дизајн реверзне компензације
Прављењем базе података промена величине процеса површинске обраде, додаци се издвајају током фазе ЦАД моделирања. На пример, једна компанија је произвела „модул за пре-компензацију толеранције“ за технологију галванизације. Овај модул може аутоматски да промени величину модела на основу дебљине премаза, што подиже брзину првог пролаза на 95%.
Откривање и контрола{0}}затворене петље преко интернета
Користећи технологију 3Д скенирања, можете видети промене у величини у реалном времену након обраде површине. Сиеменсова технологија „дигиталног близанца”, на пример, може да уради виртуелну верификацију склопа на поцинкованим деловима, што смањује могућност одступања толеранције за 70%.
Нова метода за третирање површина
Плазма електролитичка оксидација (ПЕО) ствара керамички филм на површини легуре алуминијума. Дебљина филма се може контролисати између 5 и 200 μм, а тачност димензија је ± 1 μм. Коришћен је у структурним деловима свемирских летелица.
Технологија хладног прскања: Ова метода користи велике{0}}ударе чврстих честица за наношење премаза. Зона погођена топлотом је мања од 50 μм, што је чини добром за фиксирање и ојачавање прецизних делова.