Výběr povrchové úpravy podle výkonnostního cíle
Specifikace povrchové úpravy pro hliníkovou součást je otázkou přizpůsobení dominantního způsobu selhání nejlevnějšímu procesu, který jej překonává. Koroze, abraze, zachování barvy, čistota a síla adhezivního spojení ukazují na jinou skupinu ošetření a ve většině sestav jsou dvě nebo tři z nich kombinovány v jedné výrobní sekvenci.
Níže uvedené části porovnávají trasy, které jsou nejčastěji specifikovány pro architektonické, dopravní a konstrukční aplikace, spolu s akceptačními testy, které rozhodují o tom, zda je proces pod kontrolou.
Eloxovací systémy pro architektonické a konstrukční prvky
Anodické filmy jsou vypěstovány ze samotného kovu, takže se nemohou odlupovat ani odlupovat od substrátu. Volbou procesu se nastavuje tloušťka, tvrdost a barevná cesta.
| Systém | Tloušťka filmu | Barevná trasa | Designový záměr |
|---|---|---|---|
| Eloxování kyselinou sírovou, typ II | 5-25 µm | Absorpce organického barviva nebo elektrolytické barvení | Vnitřní a světlý venkovní servis, dekorativní úprava |
| Tvrdá anodizace, typ III | 50 µm a více | Obvykle ponechán přírodní nebo barvený na tmavo | Strukturální, posuvné a otěru{0}}exponované povrchy |
| Elektrolytické dvou{0}}barvování | Postaveno na filmu typu II nebo typu III | Kovové soli usazené uvnitř pórů | Bronzové a černé architektonické tóny s vysokou světlostálostí |
Označení Type II a Type III spolu s jejich třídami tloušťky se řídí rámcem MIL{0}}A-8625 a architektonické komponenty jsou navíc posuzovány podle AAMA 611 z hlediska integrity filmu a stability barev. Utěsnění se provádí buď ve vroucí deionizované vodě nebo kovovým solným těsněním; kvalita těsnění je to, co přeměňuje otevřený porézní film na odolnou bariéru.
Práškové lakování versus tekuté lakování
O ekonomickém a technickém srovnání práškové barvy a tekuté barvy rozhoduje využití materiálu, tvorba filmu a náklady na ochranu životního prostředí.
| Parametr | Práškové lakování | Tekutá barva |
|---|---|---|
| Materiálové využití | Asi 95 procent, s obnovením přestřiku | Asi 60 procent |
| Tvorba filmu | Termosetový prášek se roztavil a{0}}zesíťoval v peci | Pryskyřice na bázi rozpouštědla nebo vody vysušená a vytvrzená |
| Odolnost proti třískám | Silnější, tužší film pro stejný počet průchodů | Nižší tvorba filmu na vrstvu |
| Ovládání barev | Sladěno se standardními barevnými referencemi jako suchý prášek | Sladěno v mokré formě, s rozptylem odstínu-rozpouštědlem |
| Emise | V podstatě bez rozpouštědel | Těkavé organické sloučeniny musí být zachyceny nebo sníženy |
Před{0}}úprava je pro obě cesty stejná: nejprve se použije krok čištění a konverze bez-chromu, takže mechanismus přilnavosti na rozhraní kovu není rozlišujícím faktorem. Rozhodujícími proměnnými jsou obvykle houževnatost filmu, barevná flexibilita a náklady na manipulaci s rozpouštědly a kontrolu emisí.
Ochranné-otisky prstů a snadno{1}}čisté nátěry
Holé a eloxované hliníkové povrchy vykazují každý otisk prstu a opakované stírání agresivními čisticími prostředky časem zmatní dekorativní povrchy. Hydrofobní nano-nátěry založené na silanové chemii to řeší snížením povrchové energie, takže oleje a vlhkost se nerozšiřují.
Válcový povlak nanáší vrstvu proti-otiskům prstů během dokončování frézováním, čímž vytváří jednotný film na svitku.
Vytvrzené vrstvy dosahují kontaktních úhlů vody nad 90 stupňů, což umožňuje setřít zbytky suchým hadříkem.
Odolnost proti oděru se ověřuje standardním testováním proti oděru, typicky na požadavek na více než 500 cyklů, než účinek degraduje.
Úprava je kompatibilní s eloxováním, takže součástka může nést dekorativní anodický film pod funkční snadno-čisticí vrchní vrstvou.
Ne-chromátové konverzní nátěry pro letecké slitiny
Chromátové konverzní povlaky jsou stále referenčním procesem pro letecký hliník, protože film se samo -zaceluje a chrání řezné hrany a otvory upevňovacích prvků. Požadavky na jejich výkon jsou definovány normou MIL-DTL-5541, která rozděluje povlaky do tříd podle úrovně ochrany proti korozi, a řízení procesu je založeno na hmotnosti povlaku na jednotku plochy, přičemž lehké filmy třídy 3 se drží v rozmezí asi 10–40 mg/ft².
Protože šestimocný chrom nese velkou regulační zátěž, byly zavedeny alternativní chemie:
Procesy trojmocného chrómu, které si zachovávají samoléčivý charakter{0}} a zároveň eliminují šestimocný chróm z koupele a oplachové vody.
Fólie na bázi zirkonu-titanu, které poskytují ochranu-bez chromu a fungují dobře jako základ pro následné lakování.
Řízení procesu založené na hmotnosti povlaku spíše než na vizuální barvě, protože novější filmy jsou téměř bezbarvé a nelze je posoudit okem.
Konverzní vrstva funguje také jako základ barvy: na potahech křídel a trupových panelech zlepšuje přilnavost a omezuje galvanické působení tam, kde se hliník dotýká odlišných spojovacích prvků, což je hlavní důvod, proč je úprava zachována i tam, kde by to samotná antikorozní ochrana nevyžadovala.
Před-úprava pro strukturální lepení
Lepené spoje v hliníkových konstrukcích selhávají na rozhraní mnohem častěji než v samotném lepidle, takže sekvence předúpravy je kritickým krokem procesu.
Alkalické čištěníodstraňuje valivé oleje, mastnotu z prstů a manipulační nečistoty.
Leptání kyselinourozpouští slabý přírodní oxid a vytváří mikro-drsný povrch pro mechanické spojení.
Sol-gelové ošetřenízanechává silanovou vazebnou vrstvu, která reaguje jak s oxidem, tak s lepidlem.
Aktivace plazmyzvyšuje povrchovou energii, takže lepidlo smáčí celý povrch a proniká do mikro-drsnosti.
Kvalita spoje je ověřena na svědeckých kupónech testováním přeplátovaného smyku podle ASTM D1002, s hodnotami přijatelnosti pro konstrukční spoje nad 20 MPa. Vzhledem k tomu, že stav povrchu se zhoršuje během několika hodin po předúpravě, doba mezi přípravou a lepením je sama o sobě řízeným parametrem ve výrobě.
Často kladené otázky
Otázka: Který proces eloxování se používá pro architektonické povrchy odolné proti korozi-?
Eloxování kyselinou sírovou, typ II, vytváří 5-25 µm vrstvy oxidu pro vnitřní a dekorativní použití, zatímco tvrdý povlak typu III dosahuje 50 µm a více pro konstrukční díly. Barva pochází z elektrolytického nanášení kovových solí do pórů a uzavřením ve vroucí vodě nebo těsněním z acetátu niklu je konečná úprava dokončena.
Otázka: Jak se práškové lakování ve srovnání s tekutým lakováním z hlediska nákladů a výkonu?
Práškové lakování využívá asi 95 procent svého materiálu oproti zhruba 60 procentům pro tekutou barvu a vytvrzený film odolává odlupování lépe než film mokrého laku s podobnou tvorbou filmu. Flexibilita barev je vysoká a nedochází k emisím rozpouštědel, zatímco krok předúpravy povrchu-je pro oba procesy stejný.
Otázka: Jak fungují vrstvy proti-otiskům prstů?
Hydrofobní nanovrstvy na bázi silanu-pokrývají nižší povrchovou energii, takže se mastnota a vlhkost shlukují, než aby se šířily. Mohou být nanášeny válečkem- během dokončování frézováním, dosahují kontaktních úhlů s vodou nad 90 stupňů a jejich účinek je i po 500 cyklech obrušování.
Otázka: Proč jsou konverzní povlaky důležité na leteckém hliníku?
Vytvářejí samočisticí{0}}film, který omezuje galvanickou korozi a zlepšuje přilnavost barvy na potahech a panelech. Vojenské požadavky jsou definovány v MIL-DTL-5541, hmotnost povlaku je řízena na jednotku plochy a namísto šestimocného chrómu jsou stále častěji specifikovány alternativy trojmocného chromu nebo zirkonia.
Otázka: Jak je optimalizována před{0}}úprava pro lepení?
Kombinací alkalického čištění, kyselého leptání pro mikro-drsnost, sol-gel silanové vazebné vrstvy a plazmové aktivace za účelem zvýšení povrchové energie a následného spojení v řízeném časovém okně. Testování překrytím ve smyku podle ASTM D1002 potvrzuje, že pevnost spoje přesahuje 20 MPa.
Q: Lze kombinovat různé povrchové úpravy na jednom komponentu?
Ano, a obvykle jsou. Typická sekvence spojuje mechanickou povrchovou úpravu nebo anodickou vrstvu s práškovou nebo -snadno čistitelnou vrchní vrstvou za předpokladu, že mezikrok je kompatibilní s následující chemií a na hotové sestavě probíhají akceptační testy.
