วิธีการบำบัดผิวและการวางแผนทดสอบสำหรับชิ้นส่วนโลหะในอุตสาหกรรมยานยนต์

ขอบคุณที่อ่านบล็อกของ Shaoyi เราเชี่ยวชาญด้านการให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับอุตสาหกรรมและแนวโน้มการผลิตล่าสุดสำหรับภาคการผลิตชิ้นส่วนโลหะ Shaoyi เน้นการผลิตชิ้นส่วนโลหะสำหรับรถยนต์ผ่านกระบวนการผลิตหลากหลาย วันนี้เราจะมาสำรวจแนวทางปฏิบัติที่พบบ่อยในอุตสาหกรรมรถยนต์: การบำบัดผิว

สรุปบทความ

เทคโนโลยีการบำบัดผิวคงคุณสมบัติเดิมของวัสดุพื้นฐานไว้ และเพิ่มประสิทธิภาพของผิว—ปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพและกลศาสตร์ บทความนี้สรุปการบำบัดผิวที่เหมาะสมสำหรับชิ้นส่วนโลหะที่ผลิตโดยการกัด CNC, การปั๊ม, การหล่อ, การขึ้นรูป, เป็นต้น โดยวิเคราะห์แผนทดสอบการบำบัด (เช่น การชุบไฟฟ้า, การยิงลูกแก้ว, การยิงทราย, การยิงลูกเหล็ก, การพ่น) เพื่อเป็นแนวทางในการพัฒนาและการตรวจสอบชิ้นส่วนโลหะสำหรับรถยนต์ที่ผ่านการบำบัดผิวเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพและความมีประสิทธิภาพ

การบำบัดผิวของ อะไหล่โลหะรถยนต์

ในกระบวนการผลิตรถยนต์ ชิ้นส่วนโลหะคิดเป็น 60%-70% ของชิ้นส่วนทั้งหมด ในขณะที่ ส่วนมาก จากจำนวนนั้น ต้องการการบำบัดผิวหน้า  ผู้ผลิตชิ้นส่วนรถยนต์ ผ่าน กระบวนการของเขาคงความสมบูรณ์ของวัสดุพื้นฐานไว้ในขณะที่เพิ่มคุณสมบัติใหม่ให้กับผิวหน้า เปลี่ยนแปลงสภาพผิวเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ การบำบัดผิวที่ใช้กันอย่างแพร่หลายแบ่งออกเป็นสองประเภท:

• การบำบัดทางเคมี (การชุบด้วยไฟฟ้า, การเคลือบด้วยไฟฟ้าสถิต, การทำให้ไม่มีปฏิกิริยา)
• การบำบัดทางกล (การยิงลูกแก้ว, การยิงทราย, การพ่น) [1].

เทคนิคต่าง ๆ มีวัตถุประสงค์และกระบวนการที่แตกต่างกัน ซึ่งจำเป็นต้องมีแผนการทดสอบที่หลากหลายในการตรวจสอบชิ้นส่วน หากแผนไม่เพียงพอ จะส่งผลกระทบโดยตรงต่อคุณภาพและการพัฒนาชิ้นส่วนใหม่และความเหมาะสมของเวลา

การเคลือบ แขวน การเคลือบ

1.  ฟังก์ชันของการบำบัดผิว

การบำบัดผิวสร้างชั้นผิวที่มีคุณสมบัติแตกต่างจากวัสดุฐานผ่านวิธีทางกายภาพ/เคมี เป้าหมายหลัก ได้แก่:

• การเสริมลวดลาย
  ขัดผิวให้มีความสวยงาม (เช่น สัญลักษณ์รถยนต์ กันชน ล้อแม็ก) การเคลือบโครเมียม/สังกะสีช่วยเพิ่มความสวยงาม และกระตุ้นความชอบของผู้บริโภค

• การอัพเกรดประสิทธิภาพ

• ความต้านทานการกัดกร่อน/สึกหรอ : การคาร์บูไรซ์/ไนไตรด์ทำให้ผิวของชิ้นส่วนเครื่องยนต์ที่รับน้ำหนักสูง (ลูกสูบ, แคมชาฟท์) แข็งแรงขึ้นในขณะที่ยังคงความยืดหยุ่นของแกนกลางไว้
• ป้องกันการกัดกร่อน : การเคลือบด้วยสังกะสี/นิกเกิล หรือการบำบัดด้วยออกซิเดชันปกป้องอุปกรณ์ยึดต่างๆ (สลักเกลียว, น็ัต)

• การปรับปรุงผิว
  การทำผิวด้วยการยิงลูกแก้ว/การขัดเงา ลบล้างเศษโลหะและคราบจากการหล่อ/การขึ้นรูป ทำให้พื้นผิวเรียบขึ้น

• การปรับสมบัติความร้อน
  เคลือบผิวที่มีความนำไฟฟ้าสูงสำหรับชิ้นส่วนถ่ายเทความร้อน; วัสดุฉนวนสำหรับกันความร้อน

• การปรับสมบัติทางไฟฟ้า
  การชุบด้วยทองแดง/เงินเพื่อเพิ่มการนำกระแส; สีหรือฟิล์มฉนวนสำหรับพื้นผิวที่ไม่เป็นตัวนำ

• การปรับปรุงการยึดเกาะ
  การพ่นทราย/ฟอสเฟตเตรียมผิวสำหรับการทาสี ช่วยเพิ่มความแข็งแรงของการยึดเกาะของสารเคลือบ

ชิ้นส่วนที่ถูกชุบไฟฟ้า

2.  วิธีการบำบัดผิวและการวางแผนทดสอบ

การผลิตโลหะยานยนต์ ครอบคลุมหลักๆ ได้แก่ การกลึง การปั๊ม การหล่อแบบแม่พิมพ์ การขึ้นรูป และการโลหะศาสตร์แบบผง ชิ้นส่วนโลหะที่ผลิตโดยกระบวนการต่างๆ จะแสดงคุณสมบัติทางกายภาพและกลไกที่แตกต่างกัน ส่งผลให้มีวัตถุประสงค์ในการบำบัดผิวที่แตกต่างกัน ดังนั้น วิธีการบำบัดผิวที่เหมาะสมและการวางแผนทดสอบตรวจสอบชิ้นส่วนจึงแตกต่างกันตามลำดับ วิธีการบำบัดผิวที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับ โลหะรถยนต์  ส่วน รวมถึงการชุบด้วยไฟฟ้า การยิงลูกปืน การพ่นทราย การยิงลูกปืนเพื่อเสริมความแข็ง และการเคลือบด้วยการพ่น ซึ่งจะวิเคราะห์อย่างละเอียดด้านล่างนี้

2. 1 การชุบด้วยไฟฟ้า

การชุบด้วยไฟฟ้าทำให้มีการฝากรายออนโลหะลงบนวัสดุนำไฟฟ้าจากสารละลายอิเล็กโทรไลต์ [3] ใช้อย่างแพร่หลายสำหรับแผงโครงสร้างและส่วนยึดเพื่อเพิ่มความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนและความสวยงาม การเคลือบ (สังกะสี โครเมียม ทองแดง เป็นต้น) จะแตกต่างกันไปตามวัตถุประสงค์ (ตารางที่ 1)

2. 2 การชุบสังกะสี (40-50% ของการใช้งาน): ความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนเกี่ยวข้องกับความหนา (ตารางที่ 2) ความเสี่ยงจากการเปราะบางของไฮโดรเจนในส่วนยึดที่มีความแข็งแรงสูง (> เกรด 10.9) จำเป็นต้องมีกระบวนการกำจัดไฮโดรเจนหลังการชุบและการปฏิบัติตามมาตรฐาน GB/T 3098.17

ตารางที่ 1 การเปรียบเทียบการเคลือบด้วยการชุบด้วยไฟฟ้า

มาตรฐานการทดสอบความทนทานต่อการพ่นเกลือของอุปกรณ์ยึดเคลือบสังกะสี

2.3การยิง

ใช้แรงเหวี่ยง ลูกกลิ้งขนาด 0.2-3.0 มม. (สเตนเลส/เหล็กหล่อ) เพื่อกำจัดสิ่งปนเปื้อน เศษคม และความเครียดในขณะที่ทำให้ผิวขรุขระเพื่อเพิ่มการยึดเกาะของชั้นเคลือบ [5] การทดสอบหลังการบำบัดประกอบด้วย:

 การตรวจสอบลักษณะ : ไม่มีสนิม/คราบ

 ระดับการทำความสะอาด : แบ่งเกรดตามอัตราส่วนของพื้นที่ที่แตกต่างกันทางเงา/สี

 ความขรุขระของผิว/การครอบคลุม : วัดตามมาตรฐานที่กำหนด (ตาราง 3).

ตาราง3  การทดสอบ Shot Blasting  เกณฑ์

2. 3 การทรายพ่น

อากาศอัดก๊าซผลักดันสารขัดล้าง (ทรายเหล็ก/เอเมอรี) เพื่อทำความสะอาดพื้นผิว ปรับปรุงความสะอาด และปรับความหยาบ เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการสูง ทดสอบรวมถึง:

l การตรวจสอบทางสายตา : ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีมุมใดตกหล่น

l ความสะอาด/ความหยาบ : วัดภายใต้แสงที่เพียงพอ

2. การยิงลูกปืน 4 ครั้ง

คล้ายกับการ shot blasting แต่ใช้ลูกกลมโลหะขนาด 0.2-2.5 มม. โดยหลักๆ แล้วใช้สำหรับชิ้นงานหล่อ/ขึ้นรูปที่ซับซ้อน เพื่อลบสเกลหรือสนิม การทดสอบจะเหมือนกับ shot blasting เนื่องจากมีผลต่อผิวที่คล้ายคลึงกัน

2.5 การพ่น

การพ่นด้วยอากาศ/ไฟฟ้าสถิตย์ใช้ในการเคลือบแบบอะตอม ไฟฟ้าสถิตย์พ่นให้ประสิทธิภาพสูงกว่า แต่ต้องใช้กับวัสดุที่นำไฟฟ้าได้ [6]

สำหรับชิ้นส่วนที่เคลือบด้วยการพ่น การตรวจสอบมักเกี่ยวข้องกับการตรวจสอบลักษณะpearance การวัดความหนาของเคลือบ/ความแข็งของผิว และการทดสอบเรื่องการยึดเกาะ ความต้านทานการกัดกร่อน และความทนทานต่อสภาพแวดล้อม ข้อบกพร่องทั่วไปบนผิว เช่น การเกิดอนุภาค การหยดย้อย ผิวส้ม การขาว และการย่น จะถูกตรวจพบโดยการตรวจสอบด้วยสายตาหรือเปรียบเทียบกับตัวอย่างมาตรฐาน

การทดสอบความแข็งของผิวใช้วิธี HB pencil: ดินสอ HB ที่ไม่เหลาแหลมถูกวาดผ่านผิวที่มุม 45° ด้วยแรงกดตามปกติของการเขียน หลังจากเช็ดด้วยผ้าไม่มีฝุ่นที่ชุบน้ำเพียงเล็กน้อย รอยขีดข่วนเล็กน้อย (ไม่มีการเปิดเผยเนื้อวัสดุพื้นฐาน) เท่านั้นที่ยอมรับได้

การทดสอบการยึดติดปฏิบัติตามมาตรฐาน ISO 2409 แบบขีดตัด: กริด 10×10 (ระยะห่าง 1 มม.) จะถูกตัดผ่านชั้นเคลือบโดยใช้ใบมีด เทปกาว 3M จะถูกนำไปใช้ ปล่อยทิ้งไว้ 1 นาที จากนั้นลอกออกอย่างรวดเร็วที่มุม 45° ระดับการยึดติดจะถูกกำหนดโดยพื้นที่ที่ชั้นเคลือบหลุดออก (ดูตารางที่ 4) การทดสอบเพิ่มเติม เช่น การหมุนเวียนความร้อน การต้านทานต่อสารละลาย และการต้านทานการเสียดสี จะดำเนินการตามข้อกำหนดของการใช้งาน เพื่อยืนยันความสามารถในการต้านทานสภาพอากาศ สารละลาย และแรงเสียดสี

แตกต่าง กระบวนการของชิ้นส่วนโลหะสำหรับยานยนต์ และข้อกำหนดเป็นตัวกำหนดทางเลือกของการบำบัดผิว ซึ่งต้องการโปรโตคอลการตรวจสอบเฉพาะสำหรับแต่ละวิธี การทดสอบที่เข้มแข็งจะทำให้มั่นใจได้ว่าคุณภาพของการบำบัดผิวตรงตามความต้องการของลูกค้า เนื่องจากชิ้นส่วนเหล่านี้คิดเป็น 60%-70% ของต้นทุนรถยนต์ทั้งหมด ผู้ผลิตจึงพัฒนาการบำบัดผิวที่ประหยัดพลังงาน เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และมีประสิทธิภาพสูง เพื่อลดต้นทุนและปรับปรุงเทคโนโลยี

ส่งเสริม
[1] มาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการจำแนกการบำบัดผิว
[3] หลักการพื้นฐานของกระบวนการชุบไฟฟ้า
[4] ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาของชั้นเคลือบสังกะสีกับความต้านทานการกัดกร่อน
[5] กลไกและการใช้งานของการยิงทราย
[6] แนวทางเทคโนโลยีการพ่นสำหรับชิ้นส่วนรถยนต์