La anodización es una de las opciones mas comunes del tratamiento superficial para el aluminio del CNC. Ocupa una proporción grande en la cuota de mercado de piezas anodizadas. Este proceso es muy conveniente para las piezas de aluminio hechas por diversos procesos de fabricación, tales como CNC que trabaja a máquina, formación del bastidor y de la placa.
Este artículo le dirigirá a las consideraciones del diseño de la anodización.
Introducción a la oxidación anódica
La oxidación anódica es el proceso de la superficie de metal que convierte en capa del óxido con proceso electrolítico. Con este proceso, el grueso de esta capa natural del óxido se aumenta para mejorar la durabilidad de piezas, de la adherencia de la pintura, del aspecto componente y de la resistencia a la corrosión. La figura siguiente muestra algunas piezas que se han anodizado y después se han teñido en diversos colores.
El proceso utiliza un baño ácido y el actual para formar una capa del ánodo en el metal bajo. En fin, es crear una capa controlada y durable del óxido en el componente, en vez de la confianza en la capa fina del óxido formada por el material sí mismo. Es similar al azulado, a fosfatar, a la estabilización y a otros tratamientos superficiales de los aceros usados para la resistencia a la corrosión y el endurecimiento de la superficie.
Tipo de anodización
En este papel, la oxidación anódica se divide en tres categorías y dos categorías. Los tres tipos son como sigue:
Tipo I:
Tipo I e IB – anodización ácida crómica
Tipo IC – anodización ácida no crómica en vez del tipo I e IB
Tipo II:
Tipo II - capa convencional en baño ácido sulfúrico
Tipo IIB - no alternativas del cromato para mecanografiar capas yo y de IB
Categoría III:
Tipo III - anodización dura
Hay razones específicas de cada tipo de anodización. Algunas de estas razones son:
1. tipo me, IB e II utilizan para la resistencia a la corrosión y cierto grado de resistencia de desgaste. Para los usos críticos del cansancio, se utilizan el tipo I y el tipo Ib porque son capas finas. Un ejemplo es los componentes estructurales altamente cansados de aviones.
2. Cuando yo e IB necesitan no alternativas del cromato, el tipo IC e IIB será utilizado. Éste es generalmente el resultado de regulaciones o de requisitos ambientales.
3. el tipo III se utiliza principalmente para aumentar resistencia de desgaste y resistencia de desgaste. Esto es una capa más gruesa, así que será superior a otros tipos de desgaste. Pero la capa puede reducir la vida de cansancio. El tipo III que anodiza es de uso general para las piezas del arma de fuego, engranajes, válvulas y mucho otro relativamente deslizar piezas.
Comparado con aluminio desnudo, todos los tipos de pegamentos contribuyen a la adherencia de la pintura y de otros pegamentos. Además del proceso de anodización, algunas piezas pueden necesitar ser teñido, ser sellado o ser tratado con otros materiales, tales como lubricantes secos de la película. Si se va una pieza a ser teñida, se considera ser la clase 2, mientras que una parte sin manchas es clase.
Consideraciones del diseño
Hasta ahora, usted pudo haber sido incitado considerar algunos factores claves al diseñar piezas anodizadas. Éstos se pasan por alto fácilmente (y a menudo) en el mundo del diseño.
1. Tamaño
El primer factor que necesitamos considerar es los cambios dimensionales asociados a los componentes anodizados. En los dibujos, el ingeniero o el diseñador puede especificar para aplicar el tamaño después de procesar para compensar este cambio, pero para la creación de un prototipo rápida, tenemos raramente dibujos, especialmente si utilizamos el servicio de torneado rápido que confía en modelos sólidos.
Cuando se anodizan las piezas, la superficie “crecerá”. Cuando digo “crecimiento”, me refiero que el diámetro externo llegará a ser más grande y el agujero llegará a ser más pequeño. Esto es porque la capa del ánodo crece interna y exterior de la superficie de la pieza cuando se forma el óxido de aluminio.
Puede ser estimado que el aumento del tamaño es el cerca de 50% del grueso total de la capa del ánodo. Los detalles siguientes de la tabla la gama del grueso de diversos tipos de capas según Mil-A-8625.
Estos gruesos pueden variar dependiendo de la aleación específica y el control de proceso utilizó. El proteger puede ser requerido si el diseñador se refiere a controlar el crecimiento de características de alta precisión. En algunos casos, por ejemplo un tipo más grueso capa de III, las piezas se pueden traslapar o pulir al tamaño final, pero ésta aumentará el coste.
Otra consideración dimensional es el radio de los bordes y de las esquinas internas porque la capa anódica no se puede formar en las esquinas agudas. Esto es particularmente verdad para el tipo capas de III, donde los radios de la esquina siguientes para un tipo dado grueso de III se recomiendan de acuerdo con Mil-A-8625:
Para las capas del deluente, la fractura del borde en el rango de 0.01-0.02 es suficiente, pero es mejor consultar al ingeniero de proceso del speedup para verificar esto.
2. Resistencia de desgaste
En vista del aumento en la dureza de la capa del ánodo, sabemos que los aumentos superficiales de la dureza. La dureza de la capa realmente especificada no es típico debido a la interacción entre el metal bajo más suave y la capa dura del ánodo. Mil-A-8625 especifica pruebas de resistencia de desgaste para hacer frente a estos desafíos.
Como marco de referencia, la dureza de la materia prima de aluminio 2024 está en el rango de 60-70 Rockwell B, en donde la dureza del tipo III que anodiza es 60-70 Rockwell C. La figura siguiente muestra uno de mi CNC que afianza las abrazaderas con abrazadera, se ha anodizado que y rojo teñida.
Aunque la madera dura, dirigiendo los plásticos y los metales no ferríticos hayan sido difíciles de aplicarse en el alto ambiente de la vibración, la superficie ha llevado apenas.
3. Colorante con el tinte
Como se describe anteriormente, la película anodizada puede ser manchada. Esto se puede hacer por una variedad de razones, tales como estética, reducción de la luz externa en el sistema óptico, y contraste de la parte/identificación en la asamblea.
Cuando se trata de la anodización, algunos desafíos a discutir con sus proveedores son:
De entonado de colores: es difícil obtener de entonado de colores verdadero con las piezas anodizadas, especialmente si él no se procesa en el mismo lote. Si un montaje consiste en varias partes anodizadas del mismo color, se requiere un dispositivo de control especial.
Descoloramiento: la película anodizada expuesta a ULTRAVIOLETA o a la temperatura alta puede descolorarse. Los tintes orgánicos son afectados que los tintes inorgánicos, pero muchos colores necesitan los tintes orgánicos.
Sensibilidad del tinte: no todos los tipos y capas de anodización pueden utilizar los tintes bien. El tipo I que anodiza será difícil alcanzar negro verdadero porque la capa es muy fina. En general, aunque se utilicen los tintes negros, las piezas todavía aparecerán grises, así que los tintes del color pueden no ser prácticos sin el trato especial. Cuando el grueso de capa es alto, el tipo capa dura de III puede también aparecer gris oscuro o negro en algunas aleaciones, y la selección de color será limitada. Un cierto tipo capas del deluente de III puede aceptar colores múltiples, pero si la estética es la fuerza impulsora principal, el tipo capas de II es la mejor opción para las opciones del color.
Éstos no son completos, pero le darán un buen comienzo al hacer las piezas requeridas por primera vez.
4. Conductividad
La capa del ánodo es un buen aislador, aunque el metal bajo tenga conductividad. Por lo tanto, si los chasis o los componentes necesitan ser puestos a tierra, puede ser necesario aplicar una escala de conversión química transparente y cubrir algunas áreas.
Un método común para determinar si se han anodizado las piezas de aluminio es utilizar un multímetro digital para probar la conductividad superficial. Si las piezas no se anodizan, pueden ser conductoras y tener resistencia baja misma.
5. capa compuesta
La parte anodizada se puede también sujetar al proceso secundario para cubrir o para tratar la superficie anodizada para mejorar funcionamiento. Algunos añadidos comunes para las capas anódicas son:
Pintura: la capa anódica se puede pintar para obtener un color específico que el tinte no puede alcanzar, o para mejorar más lejos la resistencia a la corrosión.
Impregnación del Teflon: el tipo capa dura de III se puede impregnar por el Teflon para reducir el coeficiente de la fricción de anodización desnuda. Esto se puede hacer en la cavidad de molde así como en las piezas del desplazamiento/del contacto.
Hay otros procesos que se pueden utilizar para cambiar el funcionamiento de la capa del ánodo, pero son menos comunes y pueden requerir a proveedores especializados.
Precauciones principales:
1. La capa gruesa del ánodo puede reducir la vida de cansancio de componentes, especialmente cuando utilizan el tipo proceso de III.
2. cambios geométricos de cualquier parte a ser necesidad anodizada de ser considerado. Esto es crítico para el tipo II e III los procesos, pero no se puede requerir para un cierto tipo que proceso.
3. Cuando el proceso de los lotes múltiples, de entonado de colores puede ser muy difícil. Cuando la cooperación con diversos proveedores, de entonado de colores puede ser muy difícil.
4. Para la protección contra la corrosión adecuada, puede ser necesario sellar los agujeros de la capa del ánodo.
5. Cuando el grueso se acerca y excede a 0,003 pulgadas, la resistencia de desgaste del tipo capa dura de III puede disminuir.
Diversas aleaciones pueden responder al proceso de la oxidación anódica en maneras diferentes. Por ejemplo, comparado con otras aleaciones, aleaciones con el contenido de cobre más el de 2% o más alto de generalmente para tener resistencia de desgaste pobre cuando está sujetado a las pruebas de la especificación de la milipulgada para las capas de la clase III. Es decir el tipo capa dura de III en las 2000 series de aluminio y un cierta 7000 series del aluminio no será tan desgaste-resistente como la capa dura 6061.