Kako nanesti premaz proti rjavenju na kovinske dele brez ogrožanja toleranc sestavljanja

Premazi spremenijo končne dimenzije dela. Pri preciznih komponentah gredi lahko celo na videz tanek -prevleka proti rji potisne del, ki je sicer v-toleranci, iz specifikacij, zaradi česar ga ni mogoče namestiti v parno izvrtino. Ta članek analizira ključne dejavnike-izbire prevleke, procesne parametre, predobdelavo in še več-, da vam pomaga pri zaščiti pred rjo ob upoštevanju vaših dimenzijskih toleranc.

Večina vodnikov za premaze vam pove, kateri izdelki nudijo najboljšo odpornost proti koroziji. Ne povedo pa vam, koliko materiala dodajo ti premazi - in kaj to pomeni za del, ki mora ustrezati nečemu drugemu.

Težava kopičenja-tolerance

Vzemite φ50 mm gred-in-sistem izvrtin z varnim prileganjem H7/h6. Toleranca izvrtine H7 je od 0 do +25 μm. Toleranca gredi h6 je od 0 do -16 μm. Skupna projektirana zračnost: nekje med 0 in 41 μm. To je celotno delovno okno.

Zdaj nanesite običajen vroč{0}}pocinkan premaz. Najmanjša debelina ene-strane: 20 μm. To doda 40 μm k premeru gredi -, ki je že zunaj zgornje meje zračnosti, preden ste upoštevali katero koli drugo spremembo. Deli se ne bodo sestavili ali pa se bodo sestavili z motnjami, ki niso bile nikoli načrtovane.

To ni napaka pri izdelavi. To je predvidljiv rezultat nanosa napačnega premaza na tolerančno-kritično površino.

Kjer se najbolj pojavi

Navojni pritrdilni elementi (M10 in manj):Ko debelina prevleke preseže približno 12 μm na stran, navor vpetja navoja preseže specifikacijo. Pri strukturnih pritrdilnih elementih to pomeni nepredvidljivo prednapetost - težavo, ki se ne pojavi vedno, dokler na terenu nekaj ne odpove.

Ohišja ležajev:Kopičenje prevleke za več kot 10 μm znotraj ležišča ležaja spremeni interferenčno prileganje. Ležaj teče tesneje, kot je predvideno, kar ustvarja toploto, pospešuje obrabo in skrajšuje življenjsko dobo na načine, ki jih je težko izslediti nazaj do premaza.

To niso številke-najslabšega primera. To so pragovi, kjer se začnejo prave težave pri sestavljanju.

Izbiranjepremaz proti rjiza kovinske natančne dele ni le odločitev korozijskega inženiringa. Kontrola debeline prevleke je enako pomembna specifikacija.

Vsi premazi proti rji za kovino ne dodajo enake količine materiala. Razlika med premazom, ki je primeren za natančne dele, in premazom, ki ni pogosto omejen na eno samo številko: debelina ene-strane.

Spodnja tabela postavlja najpogostejše možnosti industrijskega premaza vzporedno glede na dimenzije, ki so pomembne za montažo.

Opomba: za podroben pregled vrst premazov glejte: "-Prevleka proti rji za kovine: vrste, metode in kako izbrati pravega za industrijske dele."

Za večino natančnih aplikacij tabela zoži realne možnosti na dve: pretvorba fosfata in cink-aluminijeva kompozitna prevleka.

Fosfat zmaga pri dimenzionalnem vplivu -, vendar njegova odpornost proti koroziji doseže vrh pri nekaj sto urah pri testiranju nevtralnega slanega pršila, kar izključuje vse, kar je izpostavljeno zunanjim pogojem, vlažnim-težkim okoljem ali dolgim ​​ciklom shranjevanja. Cink-aluminijeva kompozitna prevleka se nahaja na 8–15 μm ene-strani, počisti tolerančno okno H7/h6 brez kompenzacijske obdelave in zagotavlja 2000+ ur nevtralne zaščite pred solnim pršenjem po ASTM B117. Za natančne industrijske dele, ki potrebujejo oboje, je to edina možnost, ki ne zahteva-kompromisa.

Ločeno vprašanje za-dele z visoko trdnostjo: vodikova krhkost

Za komponente s trdoto večjo ali enako 390HV ali natezno trdnostjo večjo ali enako 1200MPa - pomislite na vijake razreda 10,9/12,9, dele vzmetnega jekla, ležajne obroče - postopki elektrolitske prevleke predstavljajo sekundarno tveganje, ki ga tabela debeline prevleke ne zajame.

Med galvanizacijo se atomski vodik ustvari na površini dela in lahko difundira v jekleno mrežo. Pri trajni natezni obremenitvi to povzroči vodikovo krhkost: krhek zlom pri stopnjah napetosti precej pod nazivno zmogljivostjo materiala. ISO 9587 obravnava to neposredno in zahteva naknadno -pečenje plošč pri 190 stopinjah najmanj 4 ure za občutljive komponente.

Cink-aluminijeva kompozitna prevleka se nanese s postopkom ne-elektrolitskega potapljanja-. Brez električnega toka, brez luženja s kislino, brez atomskega vodika, ki nastane na kateri koli stopnji.

Okvara premaza na natančnih delih redko izvira iz premaza samega. Izhaja iz tega, kaj se zgodi - ali se ne zgodi - pred in po nanosu premaza.

Korak 1 - Predobdelava površine glede na vrsto kovinske podlage

Kar deluje na ogljikovem jeklu, ogrozi oprijem na nerjavno jeklo, napačen pristop na aluminiju pa pospeši korozijo, ki naj bi jo preprečil.

Ogljikovo jeklo/lito železo: pretvorba s cinkovim- ali železovim-fosfatom. To ustvari kristalno plast, ki izboljša oprijem in blokira pod-oksidacijo filma. Naknadna-obdelava zahteva takojšnje izpiranje, nevtralizacijo in sušenje; vsaka zamuda lahko povzroči nastanek rje na aktivirani površini.

Nerjaveče jeklo (304 / 316L): Abrazivno peskanje z zrnatostjo aluminijevega oksida 40–60 za mehansko lomljenje inertne plasti pasivnega oksida. Previdno nadzirajte pritisk pihanja, da preprečite popačenje na delih s tanko-steno ali nizko-toleranco.

Aluminijeva zlitina (6061/7075): pretvorba trivalentnega kromata ali eloksiranje. To pasivizira površino, da prepreči filiformno/lokalizirano korozijo na vmesniku in drastično izboljša delovanje solnega razpršila.

Območja varjenja: odstranite vse brizganje zvara, žlindro in oksidne obloge ter zgladite ostre profile zvara pred predobdelavo. Ti onesnaževalci preprečujejo pravilen oprijem in ustvarjajo poti za vlago. Prevleka na nepripravljenem zvaru neizogibno odpove od spodaj.

Ustrezna predobdelava je največji-korak vzvoda v celotnem procesu. Noben premazni sistem ne ustreza specifikacijam učinkovitosti na slabo pripravljeni površini.

Korak 2 - Izbira prave metode uporabe za kompleksno geometrijo

Geometrija dela določa, kako material za premaz pride tja, kamor mora iti. Za preproste ravne ali zunanje površine deluje večina načinov nanašanja.

Premaz v razpršilu dobro pokriva velike zunanje površine in zagotavlja dobro enakomernost na odprti geometriji. Notranje votline, globoke slepe luknje in spodrezki so problem - pršilo jih ne more zanesljivo doseči, kar pomeni, da so nekatere površine prekrite, druge pa ne. Korozija se običajno začne na točno teh zgrešenih mestih.

Dip-spin dele v celoti potopi v premazni material, nato pa presežek odvrže pod nadzorovano centrifugalno silo. Vsaka površina - zunanja, notranja, z navoji - se pokrije v enem samem prehodu. Debelina nanosa je najbolj enakomerna od vseh metod, kar je pomembno, ko poskušate ostati znotraj okna 8–15 μm. Za navojne pritrdilne elemente, majhne natančne dele in komponente z notranjimi funkcijami je dip-spin najbolj zanesljiva izbira.

Elektroforetska prevleka (e-coat) zagotavlja najvišjo stopnjo pokritosti izjemno zapletene geometrije - ozke reže, globoke votline, notranji prehodi. Električno polje poganja premazni material na področja, ki jih niti pršenje niti{3}}vrtenje ne doseže dosledno. Kompromis-je kapitalska naložba v procesno linijo, zaradi česar je praktična predvsem za-velikoserijsko proizvodnjo kompleksnih konstrukcijskih delov.

Za večino natančnih mehanskih komponent - ohišja ležajev, odmični mehanizmi, sklopi zobnikov - dip-spin doseže pravo ravnovesje med doslednostjo pokritosti in nadzorom debeline.

Korak 3 - Nadzor debeline prevleke na tolerančnih-kritičnih površinah

Tu se morata risanje in postopek nanašanja neposredno pogovarjati.

Pred začetkom premazovanja je treba vsako tolerančno-kritično površino na delu razvrstiti v eno od treh kategorij in jasno označiti na procesnem potovalniku:

Premaz-in-prozorne cone: standardne površine brez montažnih vmesnikov. Običajno nanesite premaz.

Zakrita območja: Površine, kjer je kakršno koli nabiranje premaza nesprejemljivo - natančne ležajne izvrtine, brušeni čepi gredi, kritične tesnilne površine. Masko s toplotno{2}}odpornim trakom ali namensko-izdelanimi čepki pred nanosom, odstranite po utrjevanju.

Pred-kompenzirana območja: Površine, kjer je premaz sprejemljiv, vendar je prileganje dovolj tesno, da je treba dimenzijsko rast upoštevati v fazi obdelave. Za cink-aluminijev kompozit na 8–15 μm na eni-strani to pomeni obdelavo elementa 16–30 μm premajhnega premera (za gredi) ali prevelikega (za izvrtine) pred premazom.

Korak 4 - strjevanje in naknadno{1}}preverjanje dimenzij premaza

Prevleke iz cinkov-aluminijevih kompozitov (cinkovi kosmiči) se običajno strjujejo pri 200 do 300 stopinjah. V primerjavi z vročim-cinkanjem pri 450 stopinjah je ta toplotna obremenitev zanemarljiva - brez tveganja za dimenzijsko popačenje zaradi toplotnega kroženja in brez skrbi glede razbremenitve napetosti v predhodno-obdelanih elementih ali brušenih površinah.

Po strjevanju je obvezna dimenzijska verifikacija-kritičnih lastnosti tolerance, ki zajema:

• Premeri gredi in izvrtin na vseh montažnih vmesnikih
• Zategovanje niti na funkcijah pritrdilnih elementov (z uporabo funkcionalnih meril go/no{0}}go)
• Premeri sedežev ležajev, kjer so določeni interferenčni prilegi

Merjenje CMM ali pnevmatsko merjenje pri-velikih količinah daje najbolj zanesljive podatke. Če je premazana značilnost izven tolerance, je korektivni ukrep jasen:

• Zamaskirane površine s prevleko-: preglejte in nadgradite postopek maskiranja.
• Prevlečene površine, ki presegajo meje tolerance: Ne brusite mehkega, tankega žrtvovanega premaza. Namesto tega kemično odstranite in ponovno -premažite dele ter ponovno umerite bodisi pred-dodatek obdelave s premazom (pred-kompenzacija) bodisi parametre premaza za naslednjo izvedbo.

Prevlečeni del, ki na tej stopnji prestane preverjanje dimenzij, je pripravljen za pošiljanje in sestavljanje natanko tako, kot je bilo zasnovano - brez presenečenj med končnim sestavljanjem.

Zgoraj opisane odločitve glede prevleke se različno igrajo glede na to, kaj del počne in v kaj je sestavljen. Spodnji štirje scenariji prikazujejo, kje je toleranca-konflikt prevleke najbolj posledica - in kakšna je prava rešitev v vsakem primeru.

Ležaji in kazalniki odmikačev

Vmesniki ležajev v teh mehanizmih zahtevajo natančno interferenčno prileganje -, ki se običajno doseže z obdelavo ohišja na M7, N7 ali P7 za stiskanje-standardnega zunanjega obroča ležaja. Dodajte nepričakovano kopičenje prevleke tej izvrtini in motnje se spremenijo. Premalo in zunanji obroč lezi pod ciklično obremenitvijo; preveč, ohišje pa se med montažo popači.

Ker so cink-aluminijeve kompozitne prevleke nanesene na 8–15 μm (zmanjšanje premera izvrtine za 16–30 μm), je treba te tolerančno-kritične sedeže ležajev med postopkom nanašanja zakriti. Poskus njihovega premazovanja brez pred-dimenzionalne kompenzacije ali maskiranja bo neizogibno ogrozil natančno prileganje.

Visoko{0}}trdni pritrdilni elementi

Pritrdilni elementi razreda 10.9 in 12.9 se uporabljajo tam, kjer se o celovitosti spoja ni -mogoče pogajati, vendar so zaradi njihove visoke natezne trdnosti (običajno večja ali enaka 1000–1200 MPa) zelo dovzetni za vodikovo krhkost zaradi običajne galvanizacije. Vijak, ki uspešno prestane preizkus obremenitve, lahko brez opozorila zlomi tedne kasneje pod dolgotrajno obremenitvijo. ISO 9588 zahteva naknadno-pečenje plošč, da se to ublaži, vendar pečenje samo zmanjša tveganje - ne odpravi ga.

Ne-elektrolitične cinkove-aluminijeve kompozitne prevleke (cinkovi kosmiči) se nanesejo s potopnim-centrifugiranjem z uporabo mehanskega odstranjevanja vodnega kamna namesto luženja s kislino. Ker se vodik nikoli ne uvede, ta metoda v celoti odpravi način okvare vodikove krhkosti, namesto da bi ga upravljala naknadno. Ta sistem zagotavlja od 720 do 2000 ur zaščite pred solnim pršenjem in popolnoma izpolnjuje standarde ISO 10683 za ne-elektrolitske premaze iz cinkovih kosmičev.

CNC-obdelane komponente za embalažo tobaka Stroji

Okolja za pakiranje tobačnih izdelkov združujejo visoko vlažnost okolja, delce v zraku in neprekinjeno strojno kroženje. Komponente, ki niso ustrezno zaščitene, hitro korodirajo -, vendar komponente, ki so pre-prevlečene, izgubijo dimenzijsko natančnost, zaradi katere stroj deluje znotraj njegovih delovnih parametrov.

Mehanizmi na odmični- pogon, nosilci vodil in varjeni strukturni okvirji v teh strojih imajo različne zahteve glede priprave površine in različne občutljivosti tolerance. Strukturne dele iz ogljikovega jekla je treba pred nanosom premaza predhodno obdelati s fosfati. Komponente natančnega odmikača in menjalnika potrebujejo enako natančno kontrolo debeline, kot je opisano v zgornjem scenariju ležaja. Varjene cone na okvirjih je treba zbrusiti in obdelati posebej, preden se nanese premaz.

Zaradi česar je ta razred delov še posebej primeren-za integrirano proizvodnjo, je kombinacija tipov geometrije v enem samem stroju: konstrukcijske izdelave, natančno brušene gredi in-indeksni mehanizmi, ki jih poganja zobnik, so pogosto dobavljeni skupaj kot pod-sestav. Ravnanje s premazom v treh različnih protokolih površinske obdelave - pod eno streho, s skupnim preverjanjem dimenzij - zmanjša tveganje usklajevanja, ki ga prinaša razdelitev dela med več dobaviteljev.

Situacija 1: lokalizirana obdelava -prevleke (vrtanje, narezovanje, točkovno-oblikovanje)

Včasih je treba del po nanosu dodatno obdelati - navojno luknjo, dodano pozno v ciklu načrtovanja, funkcijo zračnosti za motečo komponento, točkovno-ploskev za sedež pritrdilnega elementa. Postopek strojne obdelave lokalno prereže prevleko, pri čemer ostane gola kovina izpostavljena natanko tistih delih, ki bodo najverjetneje opazili mehanski stik in vlago.

Pravilen odgovor je lokaliziran popravek-in ne nanos popolnega ponovnega premaza. Združljiva spojina za popravilo cinka-aluminija, ki se nanese s čopičem na izpostavljeno območje in strdi pri 80 stopinjah 2 uri, povrne zaščito pred korozijo na strojno obdelanem območju na raven, ki je blizu prvotnemu premazu. Podobno-območje ne bo vizualno enako okoliški površini, vendar funkcionalno zapolni vrzel. Česar ne bo naredil, je obnoviti premaz na veliki površini po agresivni strojni obdelavi -, kar nas pripelje do druge situacije.

Situacija 2: Natančno brušenje naknadnega-nanosa na vmesnikih sklopa

Ta scenarij je bolj posledičen. Del je bil prevlečen in ena ali več tolerančnih-kritičnih površin - ležaj gredi, sedež ležaja, natančna izvrtina - se kljub pred-kompenzaciji vrne nekoliko čez mejo dimenzij. Ali pa je bil namen načrtovanja vedno zbrusiti spojne površine do končne dimenzije po nanosu, pri čemer je bil premaz uporabljen kot zaščita za vse ostalo, medtem ko so vmesniki ostali goli.

Kompromis-je preprost, vendar ga je treba narediti izrecno:

Natančno brušenje po premazovanju odstrani premaz z brušene površine. Ta površina bo na vmesniku sklopa gola kovina -, zaščitena le z oljnim filmom ali karkoli drugega, ki ga zagotavlja spojna komponenta.

Vse ne{0}}brušene površine ohranijo popolno prekrivnost. Za gred s tremi ležajnimi nastavki in 200 mm izpostavljenega stebla je razumen rezultat brušenje letev in prevleka stebla.

Odločitev mora biti dokumentirana na risbi ali procesnem potniku. "Grind after coat - jorns bare, shank coated" je popolna specifikacija. "Nanesite premaz" brez nadaljnjih navodil ni.

Kjer se to zaplete, so deli s številnimi tolerančnimi-kritičnimi značilnostmi, porazdeljenimi po površini - zapletena odmična gred, več-gred menjalnika, ohišje z več izvrtinami za ležaje. Brušenje vseh teh post-plaščev je izvedljivo, vendar zamudno-. Boljša pot je, če geometrija to dopušča, maskiranje teh površin pred nanosom premaza in njihovo končno dimenzijo od stopnje obdelave. Manj naknadnih-nanosov, čistejši nadzor postopka in nobenih-golih kovinskih zaplat, ki bi jih bilo treba upoštevati pri oceni zaščite pred korozijo.

Zato je izbira proizvajalca, ki ponuja integrirano CNC obdelavo in premaz proti rjavenju za kovinske storitve - z-hišnim nadzorom procesa na vsakem koraku - pomembnejša, kot se morda sprva zdi. Ko ekipa, ki določa pred-kompenzacijske dimenzije, izvaja brušenje, nanašanje premaza in izvaja končno preverjanje dimenzij, dela po istem načrtu postopka, se te odločitve sprejmejo enkrat, pravilno, na začetku.