Metody povrchového zpracování a testovací plány pro kovové díly v automobilním průmyslu

Děkujeme, že jste si přečetli blog Shaoyi. Specializujeme se na poskytování informací o odvětví a nejnovějších trendech v oblasti výroby kovových dílů. Shaoyi se soustředí na výrobu kovových autodílů pomocí různých výrobních procesů. Dnes si ukážeme běžnou praxi v automobilovém průmyslu: povrchové úpravy.

Shrnutí článku

Technologie povrchové úpravy zachovává původní vlastnosti základního materiálu a zvyšuje výkonnost povrchu - vylepšuje fyzikální a mechanické vlastnosti. Tento článek shrnuje vhodné povrchové úpravy pro kovové díly vyrobené šlechováním, tlačením, litím, kovaním atd. Analyzuje plány testování úprav (např. elektrolitické nanesení, střílení drdolem, pískem, udeření projektily, nanesení), což nabízí reference pro vývoj a ověřování povrchově upravených kovových autodílů za účelem zajištění kvality a účinnosti.

Povrchové úpravy Automobilové kovové součásti

V automobilové výrobě tvoří kovové díly 60%-70% celkového množství součástí, zatímco většinou z nich vyžadující povrchovou úpravu.  výrobci autovech dílů skrze jeho proces zachovává integritu základního materiálu při přidávání nových povrchových vlastností, mění povrchové podmínky tak, aby zlepšovaly výkon. Běžně používané povrchové úpravy spadají do dvou kategorií:

• Chemické úpravy (elektrolitické nanesení, elektroforeze, pasivace).
• Mechanické úpravy (střelivkování, pískování, sprejování) [1].

Různé techniky mají odlišné účely a procesy, což vyžaduje různé testovací plány pro ověřování dílů. Nedostatečné plány přímo ovlivňují kvalitu a termíny vývoje nových dílů.

Obložení Visící Obložení

1.  Funkce povrchového zpracování

Povrchové zpracování vytváří povrchovou vrstvu s vlastnostmi odlišnými od základního materiálu pomocí fyzikálních/chemických metod. Klíčové cíle zahrnují:

• Dekorační vylepšení
  Vylepuje povrchy pro estetický dopad (např. , automobilové loga, nárazníky, kolové náboje). Chrom/zinek nátěr zdokonaluje vizuální atraktivitu, čímž zvyšuje preferenci spotřebitelů.

• Vylepšení výkonu

• Odolnost proti korozi/mrazu : Uhlíkování/nitróvání ztvrdává povrchy komponent s vysokým zatížením (písty, vývěsní tyče) a současně zachovává pružnost jádra.
• Protikorozi : Galvanizace zinekem/niklem nebo oxidací chrání spojovací prvky (šrouby, matky).

• Zlepšení povrchu
  Fasrování/lícování odstraňuje špičky a oxidační nánosy z odlitých/kovaných hrubin, čímž zvyšuje rovnost.

• Úprava tepelných vlastností
  Nátěry s vysokou vodivostí pro součástky přenosu tepla; izolační materiály pro tepelnou izolaci.

• Upravení elektrických vlastností
  Elektrodepozice měděnou/stříbrnou pro vodivost; izolační barvy/filmy pro nevodiče.

• Zlepšení adheze
  Pískování/fosfátování připravuje povrchy pro malení, čímž zvyšuje sílu vazby nátěru.

Elektrochráněné díly

2.  Metody povrchového zpracování a testovací plány

Automobilová kovovýroba zahrnuje především frézní práci, razení, lití do form, kovodělání a práci s práškovou metalurgií. Kovové součásti vyrobené různými procesy projevují různé fyzikální a mechanické vlastnosti, což vede ke specifickým cílům povrchového zpracování. Proto se liší použitelné metody povrchového zpracování a odpovídající ověřovací testovací plány pro součástky. Nejčastěji používané metody povrchového zpracování pro kovy auta  díly zahrnují elektrovrstvení, granatování, pískování, granatové zpracování a sprejové nanesení, jak je podrobně analyzováno níže.

2. 1 Elektrovrstvení

Elektrovrstvení nanáší kovové ionty na vodiče z elektrolytického roztoku [3], široce používané pro karoserii a spoje k zvýšení odolnosti proti korozi a estetickému dopadu. Násady (zinek, chrom, měď atd.) se liší podle účelu (Tabulka 1).

2. 2 Zinkové pokrývky (40-50 % aplikací): Odolnost proti korozi souvisí s tloušťkou (Tabulka 2). Riziko hydrogenního zchroustnutí ve vysokopevných spojích (>10. 9 stupeň) vyžaduje odstraňování vodíku po vrstvení a dodržování normy GB/T 3098. 17.

Tabulka 1 Porovnání elektrovrstvených násad

Tabulka 2 Standardy testu solného oparu pro zinkované připojovací prvky

2.3Výstřely

Použitím centrifugální síly, koule o velikosti 0,2-3,0 mm (nerezová ocel/litinová ocel) odstraňují kontaminace, štětiny a stresy, zatímco hrubí povrch pro lepší přilnavost nátěru [5]. Testy po úpravách zahrnují:

 Vizuální inspekce : Žádn诱 rzi/skála.

 Úroveň čištění : Hodnoceno poměrem rozdílu stínu/barvy.

 Hrubost povrchu/obsluhování : Měřeno podle stanovených standardů (Tabulka 3).

Tabulka3  Test pískového čištění  Kritéria

2. 3 Pískové čištění

Stlačený vzduch pohání abraziv (železný písek/emérie) k čištění povrchů, zlepšování čistoty a úpravě hrubosti. Ideální pro aplikace s vysokými nároky. Testy zahrnují:

l Vizuální kontrola : Ujistěte se, že nezbývají žádné rohy.

l Čistota/hrubost : Měřeno za dostatečného osvětlení.

2. 4 Shot Peening

Podobné šlehaní granulátem, ale s využitím kovových střepin o velikosti 0,2-2,5 mm, především pro složité litiny/jemně zpracované hrubky na odstranění nánosů/rzi. Testy odpovídají šlehaní granulátem kvůli podobným účinkům na povrch.

2,5 Sprejování

Při sprejování se aplikují atomizované nátěry pomocí vzduchu/elektrostatického procesu. Elektrostatické sprejování nabízí vyšší efektivitu, ale vyžaduje vodivé podloží [6].

Pro díly s nanesenými nátěry se kontrola obvykle skládá z vizuálních zkoušek, měření tlouštěky nátěru/tvrdosti povrchu a testů adheze, odolnosti proti korozii a trvanlivosti ve vztahu k prostředí. Běžné povrchové defekty, jako jsou tvorba částic, tekuté skupiny, pomerančová slupka, zbělení a vrásnění, jsou detekovány buď vizuálně nebo porovnáním s standardními vzorky.

Test tvrdosti povrchu používá metodu tužky HB: netočená tužka HB je táhnutá pod úhlem 45° přes povrch normálním psacím tlakem. Po otření vlhkým prachově volným hadříkem jsou akceptovány pouze mírné škrábance (bez projevu podkladu).

Test lepidosti následuje normu ISO 2409 křížový řez: do vrstvy se vyřízne mřížka 10×10 (rozdělená 1mm mezerou) pomocí ostří. Na ni se aplikuje lepicí páska 3M, nechá na 1 minutu a pak je rychle stržena v úhlu 45°. Lepidostní stupně jsou určeny podle odpojené plochy vrstvy (viz Tabulka 4). Další testy - včetně tepelného cyklování, odolnosti vůči rozpouštědím a odolnosti proti škrábání - jsou prováděny na základě požadavků aplikace pro ověření odolnosti vůči počasí, rozpouštědím a tření.

Různé procesy automobilových kovových součástí a specifikace určují volbu povrchového zpracování, přičemž je zapotřebí upravit ověřovací protokoly pro každou metodu. Solidní testování zajistí, že kvalita povrchového zpracování vyhovuje potřebám zákazníků. Když součástky tvoří 60%-70% celkových nákladů na výrobu vozidla, výrobci neustále rozvíjejí energeticky účinná, ekologická a vysokovýkonná povrchová zpracování pro snížení nákladů a zlepšení technologie.

Odkazy
[1] Průmyslové normy pro klasifikaci povrchového zpracování.
[3] Základy procesu elektrolitického nátěru.
[4] Korelace mezi tloušťkou zinečného nátěru a odolností proti korozi.
[5] Mechanismus a aplikace stříkačky na částice.
[6] Příručka sprejovacích technologií pro automobilní součásti.