Metódy povrchového obrábania a testovacie plány pre kovové diely v automobilovom priemysle

Ďakujeme, že ste čítali blog Shaoyi. Specializujeme sa na poskytovanie priemyselných inšightov a najnovších trendov v oblasti výroby kovových dielateľov. Shaoyi sa zaoberá výrobou autmotraktovných kovových komponentov pomocou rôznych výrobných procesov. Dnes si preštudujeme bežnú prax v automobilovom priemysle: povrchovú úpravu.

Súhrn článku

Technológia povrchovej úpravy zachováva pôvodné vlastnosti základného materiálu a zvyšuje výkonnosť povrchu - vylepšuje fyzikálne a mechanické vlastnosti. Tento článok prehliada vhodné povrchové úpravy pre kovové diely vyrobené obrábaním, tlačením, lívaniem, kovkosťou atď. Analyzuje plány testovania úprav (napr. elektroplátranie, granatovanie, pískovanie, špecovanie, sprejovanie), čo ponúka referencie na vyvíjanie a overovanie povrchovo upravených autmotraktovných kovových dielateľov s cieľom zabezpečiť ich kvalitu a účinnosť.

Povrchová úprava Kovové časti pre automobilový priemysel

V výrobe automobilov tvoria kovové diely 60%-70% všetkých komponentov, zatiaľ čo väčšina z nich vyžadujúce povrchovú úpravu.  výrobci autodielov cez jeho proces zachováva integritu základného materiálu, pričom pridáva nové povrchové vlastnosti, mení povrchové podmienky s cieľom zlepšiť výkon. Široko používané povrchové úpravy sa delia do dvoch kategórií:

• Chemickej úpravy (elektroplating, elektroforez, passivácia).
• Mechanické úpravy (shot blasting, šlehanie pískom, sprejovanie) [1].

Rôzne techniky majú odlišné účely a procesy, čo vyžaduje rôzne plány testovania pri overovaní diel. Nedostatočné plány priamo ovplyvnia kvalitu a termíny vývoja nových diel.

Povrchová úprava Visiaci Povrchová úprava

1.  Funkcie povrchovej spracovania

Povrchové spracovanie vytvára povrchovú vrstvu s vlastnosťami odlišnými od základného materiálu pomocou fyzických/chémickych metód. Hlavné ciele zahŕňajú:

• Výzdoba
  Vyhladenie povrchov pre estetickú príťažlivosť (napr. , logo auta, nárazníky, kolové nadrje). Chromovanie/zinkovanie zvyšuje vizuálnu atraktívnosť, čím sa zvyšuje preferencia spotrebiteľov.

• Vylepšenie výkonu

• Odpornosť na koroziu/nosnosť na tento vplyv : Uhlíkovanie/nitróvanie ztvrdzuje povrchy komponentov motoru s vysokým záťažím (pistole, spojovacie tyče) pri zachovaní pružnosti jadier.
• Proti korozií : Galvanizovanie zinkom/niklom alebo oxidujúce liečby chrania pevniny (šrouby, matky).

• Vylepšenie povrchu
  Strelkovanie/leštenie odstráni špičky a nánosy z odlitých/kovaných hrubin, čím sa zvyšuje rovnitosť.

• Úprava tepelných vlastností
  Nátěry s vysokou vodivosťou pre časti na prevod tepla; izolačné materiály pre tepelnú izoláciu.

• Prispôsobenie elektrických vlastností
  Elektrošport s miedzou/striebom pre vodivosť; izolačné farby/plienky pre nenavádzajúce povrchy.

• Vylepšenie priliepania
  Prasivanie/fosfatizácia pripravuje povrchy na maľbu, čím zvyšujú silu väzby nátieru.

Elektroplátné diely

2.  Metódy povrchového úpravovania a testovacie plány

Výroba kovových konštrukcií v automobilovom priemysle súčastne predovšetkým obrábanie, tlačenie, litie do foriem, kovanie a prášková metalurgia. Kovové komponenty vyrobené rôznymi procesmi majú odlišné fyzikálne a mechanické vlastnosti, čo viede ku rôznym cieľom povrchového úpravovania. Následne sa líšia použiteľné metódy povrchového úpravovania a príslušné overovacie testovacie plány pre komponenty. Najčastejšie používané metódy povrchového úpravovania pre kovové auto  diely zahŕňajú elektrovrstnenie, šutnú čistenie, pískovanie, mechanické zaostrávanie a sprejové nátieranie, ako je podrobne analyzované nižšie.

2. 1 Elektrovrstnenie

Elektrovrstnenie nanáša kovové iony na vodiče z elektrolytického riešiva [3], široko používané na tvarové panely a pevničky na zvyšenie odolnosti pred koroziou a estetiky. Nátierania (cín, chrom, miedz atď.) sa líšia podľa účelu (Tabuľka 1).

2. 2 Zinkové pokovovanie (40-50% aplikácií): Odolnosť pred koroziou sa zhodnocuje s hrúbkou (Tabuľka 2). Riziko hydrogénovej kruchosti v pevných pevničkách (>10. 9 trieda) vyžaduje odstránenie hydrogenu po vrstnení a dodržiavanie normy GB/T 3098. 17.

Tabuľka 1 Porovnanie elektroplátnych nátierov

Tabuľka 2 Štandardy testu solného oparu na zinkované šroubové prvký

2.3Strieľanie granátom

Použitím centrifugálnej sily, guľky o veľkosti 0,2-3,0 mm (nerdzová ocel/litná oceľ) odstránia kontaminanty, burty a stresy, pričom hruboria povrchy pre lepšiu prichytenosť nátieru [5]. Post-tretment testy zahŕňajú:

 Vnútorná kontrola : Žiadna rda/skala.

 Úroveň čistenia : Ohodnotené podľa pomeru rozdielu stínu/barvy.

 Hrubosť povrchu/pokrytie : Merané podľa stanovených štandardov (Tabuľka 3).

Tabuľka 3  Test pneumatickým čistiarením  Kritériá

2. 3 Pískovanie

Stlačený vzduch pohania abrazívny materiál (železný piesok/emérie) na čistenie povrchov, zlepšovanie čistoty a prispôsobovanie hrubosti. Ideálne pre aplikácie s vysokými požiadavkami. Testy zahŕňajú:

l Vizuálna kontrola : Zabezpečte, aby neboli prehliadené žiadne rohy.

l Čistota/hrubosť : Merané pri dostatočnom osvetlení.

2. 4 Shot Peening

Podobné ako shot blasting, ale používa sa kovové guľôčky o veľkosti 0,2-2,5 mm, hlavne pre komplexné odlite/valy, aby sa odstránila škála/rdz. Testy zrkadlia shot blasting kvôli podobným povrchovým účinkom.

2. 5 Prasenie

Prasenie vzduchom/electrostatic sprísti aplikuje atomizované nátiery. Electrostatic prasenie ponúka vyššiu účinnosť, ale vyžaduje elektricky vodiace podložky [6].

Pre časti s nátiermi sa kontrola obvykle týka vizuálneho preskúmania, merania hrúbky nátieru/povrchovej tvrdošťi a testov adhezie, odolnosti pred koroziou a životnoschopnosti vo vnútri prostredia. Bežné povrchové defekty – ako tvorba častíc, tekutie, pomerančová skôrka, bielenie a vrásanie – sú detekované cez vizuálne preskúmanie alebo porovnanie so štandardnými vzorkami.

Test tvrdošťovosti povrchu používa HB tužkovú metódu: neostřená HB tužka sa vlečie pod uhlom 45° cez povrch s normálnym tlakom pri písaní. Po otretí mokrou prachvoľovou utěrkou sú akceptovateľné len drobné škrty (bez expozície substrátu).

Test prilnavosti sa uskutočňuje podľa noriem ISO 2409 pre krížové rezie: cez nátier sa oreze sieťka 10×10 (priestor 1mm) pomocou nože. Na ňu sa aplikuje lepkavý pások 3M, nechá sa na 1 minútu a potom rýchlo odlupie sa pod uhlom 45°. Hodnoty prilnavosti sa určujú podľa plochy oddetého nátieru (pozri Tabuľku 4). Ďalšie testy – vrátane cyklov tepelnej zmeny, odolnosti voči rozpúšťadlám a odolnosti voči drhnutiu – sa vykonávajú na základe požiadaviek aplikácie na overenie odolnosti voči počasiu, rozpúšťadlám a treniu.

Rôzne procesy na kovové komponenty v automobilovom priemysle a špecifikácie určujú voľby povrchového zaobchádzania, čo vyžaduje na každú metódu prispôsobené overovacie protokoly. Dôkladné testovanie zabezpečí, že kvalita povrchového zaobchádzania splní potreby zákazníkov. Keďže komponenty predstavujú 60%-70% nákladov na celé vozidlo, výrobci neustále vyvíjajú energeticky úsporné, ekologicky príznivé a vysoko výkonné povrchové zaobchádzanie na zníženie nákladov a vylepšenie technológie.

Zdroje
[1] Prvok priemyselných štandardov pre klasifikáciu povrchového zaobchádzania.
[3] Základy elektrochrtenia.
[4] Korelácia medzi hrúbkou zineovej vrstvy a odolnosťou pred koroziou.
[5] Mechanizmus a aplikácie strelcovania.
[6] Pravidlá pre sprejovaciu technológiu pre autokomponenty.