Metodi di trattamento superficiale e piani di prova per componenti metallici automobilistici

Grazie per aver letto il blog di Shaoyi. Ci specializziamo nel fornire analisi del settore e le ultime tendenze della produzione per il settore di manifattura di componenti in metallo. Shaoyi si concentra sulla produzione di componenti metallici per l'automobile attraverso diversi processi di produzione. Oggi, esploreremo una pratica comune nel settore automobilistico: il trattamento superficiale.

Riepilogo dell'articolo

La tecnologia di trattamento superficiale preserva le proprietà originali del materiale base migliorando le prestazioni superficiali - migliorando le caratteristiche fisiche e meccaniche. Questo articolo illustra i trattamenti superficiali adatti per componenti metallici prodotti tramite lavorazione meccanica, stampaggio, fusione, forgiatura, ecc. Analizza piani di prova dei trattamenti (ad esempio, elettroplaccatura, gettito a pallino, sabbiatura, gettito a proiettile, verniciatura), offrendo riferimenti per lo sviluppo e la verifica di componenti metallici per l'automobile trattati superficialmente per garantirne qualità ed efficacia.

Trattamento Superficiale di Parti metalliche automobilistiche

Nella produzione automobilistica, i componenti metallici costituiscono il 60%-70% dei componenti totali, mentre la maggior parte di essi richiede trattamento superficiale.  produttori di parti per veicoli attraverso il suo processo mantiene l'integrità del materiale base mentre aggiunge nuove proprietà superficiali, alterando le condizioni della superficie per migliorare le prestazioni. I trattamenti superficiali ampiamente utilizzati si dividono in due categorie:

• Trattamenti chimici (lettura elettrochimica, elettrofasatura, passivazione).
• Trattamenti meccanici (lancio di proiettili, sabbiatura, spruzzatura) [1].

Diverse tecniche hanno scopi e processi distinti, richiedendo piani di test variabili nella verifica delle parti. Piani insufficienti influiscono direttamente sulla qualità e sui tempi di sviluppo delle nuove parti.

Placcatura Sospensione Placcatura

1.  Funzioni del trattamento superficiale

Il trattamento superficiale crea un strato superficiale con proprietà diverse dal materiale base tramite metodi fisici/chimici. Gli obiettivi principali includono:

• Miglioramento decorativo
  Liscia le superfici per un miglior aspetto estetico (ad esempio, loghi di auto, parafanghi, ruote). Il rivestimento cromato/zincato migliora l'aspetto visivo, aumentando la preferenza dei consumatori.

• Betteramenti delle Prestazioni

• Resistenza alla corrosione/usura : La carburofazione/nitridazione indurisce le superfici delle componenti del motore a alta carico (pistoni, bielle) mantenendo la tenuta al tratto.
• Anti-corrosione : I trattamenti con galvanizzazione zinco/nickel o ossidazione proteggono i fixings (bulloni, viti).

• Raffinamento della superficie
  Lo shot blasting/lucidatura rimuove i bordi taglienti e la scala dalle semilavorate in ghisa/forgiato, migliorando la piattezza.

• Modifica delle Proprietà Termiche
  Revetimenti ad alta conducibilità per parti di trasferimento del calore; materiali isolanti per l'isolamento termico.

• Regolazione delle Proprietà Elettriche
  Elettroplaccatura con rame/argento per la conducibilità; vernici/film isolanti per superfici non conduttive.

• Miglioramento dell'Adesione
  La sabbia e la fosfatizzazione preparano le superfici per la verniciatura, migliorando la resistenza dell'adesione del rivestimento.

Componenti elettroplaccati

2.  Metodi di trattamento superficiale e piani di prova

Fabbricazione di metalli per l'industria automobilistica comprende principalmente lavorazione meccanica, stampaggio, iniezione a freddo, forgiatura e metallurgia in polvere. I componenti metallici prodotti con processi diversi presentano proprietà fisiche e meccaniche distinte, il che porta a obiettivi differenti per il trattamento superficiale. Di conseguenza, i metodi di trattamento superficiale applicabili e i piani di verifica corrispondenti differiscono di conseguenza. I metodi di trattamento superficiale più comunemente utilizzati per metallo auto  parti comprendono galvanizzazione, gettito a pallino, sabbiatura, martellamento a proiettile e rivestimento spray, come analizzati in dettaglio di seguito.

2.1 Galvanizzazione

La galvanizzazione deposita ioni metallici su substrati conduttori da una soluzione elettrolitica [3], utilizzata ampiamente per i pannelli del corpo vettura e i fissatori per migliorare la resistenza alla corrosione e l'aspetto estetico. I rivestimenti (zincato, cromo, rame, ecc.) variano a seconda dello scopo (Tabella 1).

2. 2 Placcatura in zinco (40-50% delle applicazioni): La resistenza alla corrosione è correlata con lo spessore (Tabella 2). I rischi di embrittimento idrogeno nei fissatori ad alta resistenza (> grado 10.9) richiedono un trattamento post-galvanizzazione per rimuovere l'idrogeno e la conformità con GB/T 3098.17.

Tabella 1 Confronto dei Rivestimenti per Galvanizzazione

Standard di prova a spruzzo salino per fissatori galvanizzati in zinco Tabella 2

2.3Sfossamento a colpo

Utilizzando la forza centrifuga, pellet da 0,2-3,0 mm (acciaio inox/acciaio fondito) rimuovono contaminanti, ritocchi e stress mentre ruvideggiano le superfici per un migliore adesione del rivestimento [5]. I test post-trattamento includono:

 Controllo dell'aspetto : Nessun ruggine/scala.

 Livello di pulizia : Classificato in base al rapporto di differenza di ombreggiatura/colore.

 Roughness della superficie/copertura : Misurato secondo standard specifici (Tabella 3).

Tabella3  Test di Blast Cleaning  Criteri

2. 3 Sabbia pressurizzata

L'aria compressa propulsa l'abrasivo (sabbia di ferro/emery) per pulire superfici, migliorare la pulizia e regolare la ruvidezza. Ideale per applicazioni ad alta richiesta. I test includono:

l Ispezione visiva : Assicurarsi che non ci siano angoli trascurati.

l Pulizia/ruvidezza : Misurato con un'illuminazione adeguata.

2. 4 Shot Peening

Simile alla ghigliottatura, ma utilizzando palline metalliche da 0,2-2,5 mm, principalmente per semi-lavorati fonditi/forgiati complessi per rimuovere la scala/ruggine. I test riflettono la ghigliottatura a causa di effetti superficiali comparabili.

spruzzatura 2,5

La spruzzatura ad aria/elettrostatica applica rivestimenti atomizzati. La spruzzatura elettrostatica offre un'efficienza superiore, ma richiede substrati conduttori [6].

Per componenti rivestiti con spruzzatura, le ispezioni coinvolgono generalmente controlli visivi, misurazioni della spessore del rivestimento/durezza superficiale e test per l'aderenza, resistenza alla corrosione e durata ambientale. Le comuni imperfezioni superficiali - come formazione di particelle, colate, effetto arancio, sbiancamento e increspature - vengono rilevate tramite ispezione visiva o confronto con campioni standard.

Il test di durezza superficiale utilizza il metodo della matita HB: una matita HB non temperata viene trascinata a 45° sulla superficie con una pressione normale di scrittura. Dopo aver pulito con un panno privo di polvere bagnato, sono accettabili solo leggere graffiature (senza esposizione del substrato).

Il test di adesione segue gli standard ISO 2409 a croce: viene realizzata una griglia 10×10 (spaziatura di 1 mm) attraverso il rivestimento utilizzando un lame. Viene applicato nastro adesivo 3M, lasciato per 1 minuto, quindi strappato rapidamente a 45°. I gradi di adesione vengono determinati in base all'area di stacco del rivestimento (vedi Tabella 4). Vengono eseguiti test aggiuntivi - inclusi cicli termici, resistenza ai solventi e resistenza all'abrasione - in base alle esigenze dell'applicazione per validare la resistenza al clima, ai solventi e alla frizione.

Diversi processi per componenti metallici automobilistici e le specifiche determinano le scelte delle trattative superficiali, richiedendo protocolli di verifica personalizzati per ogni metodo. Test robusti garantiscono che la qualità della trattativa superficiale soddisfi i bisogni dei clienti. Poiché i componenti rappresentano il 60%-70% dei costi totali di un veicolo, i produttori sviluppano continuamente trattamenti superficiali efficienti in termini energetici, eco-sostenibili ed ad alte prestazioni per ridurre i costi e migliorare la tecnologia.

Referenze
[1] Standard industriali per la classificazione delle trattative superficiali.
[3] Principi fondamentali del processo di elettroplaccatura.
[4] Correlazione tra spessore del rivestimento in zinco e resistenza alla corrosione.
[5] Meccanismo e applicazioni della ghigliottinatura a proiettile.
[6] Linee guida sulla tecnologia dispruzzo per componenti automobilistici.