Metalo liejimo dalių paviršiaus apdorojimas

Metalo paviršiaus apdorojimas – tai procesas, kai ant metalinės pagrindinės medžiagos paviršiaus dirbtinai formuojamas paviršinis sluoksnis, kuris skiriasi nuo pagrindo mechaninių, fizinių ir cheminių savybių. Paviršiaus apdorojimo tikslas – atitikti gaminio atsparumo korozijai, atsparumo dilimui, dekoravimo ar kitus specialius funkcinius reikalavimus. Metalo liejiniams mūsų dažniausiai naudojami paviršiaus apdorojimo metodai: mechaninis poliravimas, cheminis apdorojimas, paviršiaus terminis apdorojimas ir purškiamas paviršius. Pirminis metalo liejinių paviršiaus apdorojimas yra ruošinio paviršiaus valymas, šlavimas, šlifavimas, riebalų pašalinimas ir deoksidavimas.

Yra du paviršiaus apdorojimo paaiškinimai. Vienas iš jų yra bendras paviršiaus apdorojimas, apimantis daugybę fizinių ir cheminių metodų, įskaitant išankstinį apdorojimą, galvanizavimą, dažymą, cheminę oksidaciją, terminį purškimą ir kt.; kitas yra siaurai apibrėžtas paviršiaus apdorojimas. Tai yra, tik apdorojimas, įskaitant smėliavimą, poliravimą ir pan., kurį dažnai vadiname paruošiamuoju apdorojimu.

 

Paviršiaus apdorojimas	Programos
Cinko dengimas	Legiruotojo plieno liejiniai, anglinio plieno liejiniai, detalės iš miltelinės metalurgijos
Beelektrinė cinko danga	Beelektrinė cinko danga ant plieninių dalių
Beelektrinis nikeliavimas	Beelektrinis nikeliavimas ant plieno, nerūdijančio plieno, aliuminio ir vario dalių
Skardos-cinko dengimas	Plieninių dalių dengimas alavu-cinkavimu
Chromavimas	Legiruotojo plieno liejiniai, vario lydinio liejiniai
Nikeliavimas	Beelektrinis nikeliavimas ant plieno, nerūdijančio plieno ir aliuminio dalių
Chromo-nikelio dengimas	Žalvarinės detalės, bronzinės detalės
Cinko nikeliavimas	Plieno liejiniai, žalvario liejiniai, bronzos liejiniai
Vario-nikelio-chromo dengimas	Vario-nikelio-chromo dengimas ant plieno, nerūdijančio plieno, aliuminio dalių
Vario dengimas	Plieninių dalių dengimas
Anodavimas	Anodavimas ir kietasis anodavimas ant aliuminio profilių, apdirbimo ir liejimo aliuminio dalių
Tapyba	Geležies, aliuminio, nerūdijančio plieno ir plieninių detalių dažymas ir sausinimas
Valymas rūgštimi	Rūgštinis nerūdijančio plieno liejinių, termiškai apdorotų dalių, super lydinio, aliuminio lydinio ir titano lydinio dalių valymas
Pasyvavimas	Visų rūšių nerūdijančio plieno pasyvavimas
Fosfatavimas	Įprastų liejinių ir apdirbimo dalių fosfatavimas cinku ir manganu
Elektroforezė	Plieninių dalių elektroforezė
Elektrolitinis poliravimas	Nerūdijančio plieno dalių elektrolitinis poliravimas
Vielos brėžinys	Nerūdijančio plieno dalys liejant, suvirinant ir kaliant

 

1. Paviršiaus išankstinis apdorojimas

Apdorojant, transportuojant, sandėliuojant ir pan., ant metalinių ruošinių paviršiaus dažnai susidaro oksidų nuosėdos, rūdžių formavimo smėlis, suvirinimo šlakas, dulkės, alyva ir kiti nešvarumai. Kad danga tvirtai prisitvirtintų prie ruošinio paviršiaus, prieš dažant ruošinio paviršių reikia nuvalyti. Priešingu atveju tai ne tik paveiks dangos sukibimo su metalu jėgą ir atsparumą korozijai, bet ir taps netauriuoju metalu, net jei jis yra padengtas. Apsaugotas sluoksnis gali ir toliau rūdyti, todėl danga gali nulupti, o tai turi įtakos ruošinio mechaninėms savybėms ir eksploatavimo trukmei. Matyti, kad metalinių ruošinių paviršių apdorojimo tikslas yra užtikrinti gerą pagrindą, atitinkantį dangos reikalavimus, gauti geros kokybės apsauginį sluoksnį ir pailginti gaminio tarnavimo laiką.

 

2. Mechaninis apdorojimas

Daugiausia apima poliravimą vieliniu šepečiu, ritininį šlifavimą ir valymą smėliu.

Šepečių poliravimas yra toks, kad šepečio volelį varo variklis, o šepečio volelis sukasi dideliu greičiu viršutiniame ir apatiniame juostos paviršiuose priešinga riedėjimo gabalo judėjimui kryptimi, kad pašalintų oksido apnašas. Nuvalytos geležies oksido nuosėdos nuplaunamos uždara cirkuliuojančia aušinimo vandens plovimo sistema.

Srautinis pūtimas yra išcentrinės jėgos panaudojimo būdas sviediniui pagreitinti ir nukreipti jį į ruošinį, kad būtų pašalintos ir išvalytos rūdys. Tačiau šratinio pūtimo lankstumas yra silpnas ir jį riboja vieta. Valant ruošinį jis yra šiek tiek aklas, o vidiniame ruošinio paviršiuje lengvai susidaro negyvi kampai, kurių negalima išvalyti. Įrangos struktūra sudėtinga, yra daug besidėvinčių dalių, ypač greitai susidėvi peiliai ir kitos dalys, daug techninės priežiūros darbo valandų, kaina didelė, o vienkartinės investicijos didelės. Naudojant šratinį pūtimą paviršiaus apdorojimui, smūgio jėga yra didelė, o valymo efektas yra akivaizdus.

Tačiau plonų plokščių ruošinių apdorojimas šratiniu būdu gali lengvai deformuoti ruošinį, o plieninis šūvis atsitrenkia į ruošinio paviršių (nepriklausomai nuo sraigtinio pūtimo ar šratavimo), kad deformuotų metalinį pagrindą. Kadangi geležies ir geležies oksidas neturi plastiškumo, jie sugenda. Nulupus alyvos plėvelė deformuojasi kartu su medžiaga, todėl šratinio pūtimo ir šratinio pūtimo metu negalima visiškai pašalinti alyvos dėmių ant ruošinio su alyvos dėmėmis. Tarp esamų ruošinių paviršiaus apdorojimo metodų geriausias valymo efektas yra smėliavimas. Smėliavimas tinka ruošinio paviršiaus valymui, kuriam keliami aukštesni reikalavimai.

 

3. Plazmos gydymas

Plazma yra teigiamai įkrautų teigiamų ir neigiamų dalelių rinkinys (įskaitant teigiamus jonus, neigiamus jonus, elektronus, laisvuosius radikalus ir įvairias aktyvias grupes ir kt.). Teigiami ir neigiami krūviai yra vienodi. Todėl ji vadinama plazma, kuri yra ketvirtoji būsena, kurioje medžiaga egzistuoja be kietos, skystos ir dujinės būsenos – plazmos būsenos. Plazmos paviršiaus procesorius susideda iš plazmos generatoriaus, dujų tiekimo vamzdyno ir plazmos antgalio. Plazmos generatorius purkštuko plieniniame vamzdyje generuoja aukšto slėgio ir aukšto dažnio energiją, kurią reikia aktyvuoti ir valdyti, kad švytėjimo išlydžio metu generuotų žemos temperatūros plazmą suspausto oro pagalba Plazma purškiama ant ruošinio paviršiaus.

Kai susitinka plazma ir apdorojamo objekto paviršius, objektas pasikeičia ir vyksta cheminės reakcijos. Paviršius buvo nuvalytas ir pašalinti angliavandenių teršalai, tokie kaip riebalai ir pagalbiniai priedai, arba išgraviruoti ir šiurkštinti, arba suformuotas tankus kryžminio ryšio sluoksnis, arba įterptos deguonies turinčios polinės grupės (hidroksilas, karboksilas). skatina įvairių dangos medžiagų sukibimą ir buvo optimizuotas sukibimo ir dažymo srityse. Esant tokiam pat poveikiui, naudojant plazmos apdorojimo paviršių galima gauti labai ploną didelio tempimo dangos paviršių, kuris yra naudingas klijuojant, dengiant ir spausdinant. Sukibimui padidinti nereikia kitų mašinų, cheminio apdorojimo ir kitų stiprių komponentų.

 

4. Elektrocheminis metodas

Elektrocheminis paviršiaus apdorojimas naudoja elektrodo reakciją, kad būtų suformuota ruošinio paviršiaus danga, kurią daugiausia sudaro galvanizavimas ir anodinė oksidacija.

Kai ruošinys yra katodas elektrolito tirpale. Paviršiaus dangos formavimo procesas veikiant išorinei srovei vadinamas galvanizavimu. Dengimo sluoksnis gali būti metalinis, lydinys, puslaidininkis arba jame gali būti įvairių kietųjų dalelių, tokių kaip vario dengimas, nikeliavimas ir kt.

Elektrolito tirpale ruošinys yra anodas. Oksidinės plėvelės susidarymo ant paviršiaus veikiant išorinei srovei procesas vadinamas anodavimu, pavyzdžiui, aliuminio lydinio anodavimu. Plieno oksidacijos apdorojimas gali būti atliekamas cheminiais arba elektrocheminiais metodais. Cheminis metodas yra įterpti ruošinį į oksidacinį tirpalą ir pasikliauti cheminiu poveikiu, kad ruošinio paviršiuje susidarytų oksido plėvelė, pvz., plieno mėlynavimas.

 

5. Cheminiai metodai

Paviršiaus apdorojimas cheminiu metodu neturi srovės poveikio ir naudoja cheminių medžiagų sąveiką, kad būtų suformuotas dengimo sluoksnis ant ruošinio paviršiaus. Pagrindiniai metodai yra cheminės konversijos dangos apdorojimas ir beelektrinis dengimas.

Elektrolito tirpale metalinis ruošinys neturi išorinio srovės poveikio, o tirpale esanti cheminė medžiaga sąveikauja su ruošiniu, sudarydama ant jo paviršiaus dangą, kuri vadinama cheminės konversijos plėvele. Pavyzdžiui, metalo paviršiaus mėlynavimas, fosfatavimas, pasyvavimas ir apdorojimas chromo druska. Elektrolito tirpale ruošinio paviršius yra kataliziškai apdorojamas be išorinės srovės poveikio. Tirpale dėl cheminių medžiagų redukcijos tam tikrų medžiagų nusodinimo ant ruošinio paviršiaus, kad susidarytų danga, procesas vadinamas beelektriniu dengimu, pvz., beelektriniu nikeliu, beelektriniu vario dengimu ir kt.

 

6. Karšto apdorojimo metodas

Karštas apdirbimo būdas yra medžiagos lydymas arba terminis difuzavimas aukštoje temperatūroje, kad ruošinio paviršius būtų padengtas. Pagrindiniai metodai yra tokie:

1) Dengimas karštuoju būdu
Metalinio ruošinio įdėjimas į išlydytą metalą, kad jo paviršius padengtų dangą, vadinamas karštuoju dengimu, pavyzdžiui, karštuoju cinkavimu ir karštuoju aliuminiu.

2) terminis purškimas
Išlydyto metalo purškimas ir purškimas ant ruošinio paviršiaus, kad susidarytų danga, vadinamas terminiu purškimu, pvz., terminiu cinko purškimu ir terminiu aliuminio purškimu.

3) Karštas štampavimas
Metalinės folijos kaitinimo ir presavimo ant ruošinio paviršiaus, kad susidarytų dangos sluoksnis, procesas vadinamas karštuoju štampavimu, pavyzdžiui, karšto štampavimo aliuminio folija.

4) Cheminis terminis apdorojimas
Procesas, kai ruošinys liečiasi su cheminėmis medžiagomis ir kaitinamas, o tam tikras elementas aukštoje temperatūroje patenka į ruošinio paviršių, vadinamas cheminiu terminiu apdorojimu, pvz., azotavimu ir karbiuravimu.

 

7. Elektroforezė

Kaip elektrodas, ruošinys įdedamas į laidžius vandenyje tirpius arba vandenyje emulsuotus dažus ir sudaro grandinę su kitu dažų elektrodu. Veikiant elektriniam laukui, dangos tirpalas suskaidomas į įkrautus dervos jonus, katijonai juda į katodą, o anijonai – į anodą. Šie įkrauti dervos jonai kartu su adsorbuotomis pigmento dalelėmis elektroforezuojami į ruošinio paviršių, kad susidarytų danga. Šis procesas vadinamas elektroforeze.

 

8. Elektrostatinis purškimas

Veikiant nuolatinės srovės aukštos įtampos elektriniam laukui, purškiamos neigiamo krūvio dažų dalelės nukreipiamos skristi ant teigiamai įkrauto ruošinio, kad susidarytų dažų plėvelė, kuri vadinama statiniu purškimu.