Передовые методы поверхностной обработки литья под давлением из алюминиевых сплавов

Что такое алюминиевые сплавы?

Как легкий металлический материал, алюминиевый сплав представляет собой сплав на основе алюминия с добавлением определенного количества легирующих элементов.

Алюминиевые сплавы нетоксичны, легко перерабатываются, имеют низкую плотность, хорошие механические свойства и технологичность, высокую электро- и теплопроводность. Широко применяются в авиакосмической, судостроительной, металлической упаковке, химической и других отраслях.

В авиакосмической сфере алюминиевые сплавы стали основным материалом для изготовления самолетов благодаря легкости и удобству обработки.

В судостроении низкая плотность сплавов снижает общий вес судна, увеличивая его скорость.

В металлической упаковке алюминий снижает загрязнение среды (нетоксичен, перерабатываем), благодаря хорошим механическим свойствам, легкости и прочности удобен для хранения и транспортировки. Барьерные свойства защищают товар от воздействия среды, удлиняя срок хранения. Упаковка имеет красивый металлический блеск, приятную тактильность и эстетичный вид.

В химической промышленности алюминий и его сплавы широко используются в теплообменном оборудовании, трубопроводах и облицовках химического оборудования.

Что такое литье под давлением из алюминиевых сплавов

Алюминиевые сплавы — наиболее широко применяемый цветной металл в литье под давлением. Изделия из алюминиевых сплавов литье под давлением используются в электронике, автопроме, бытовой технике, связи, крупном авиа- и судостроении.

Причины поверхностной обработки литья из алюминиевых сплавов

С развитием науки и промышленности растет внимание к методам производства и поверхностной обработке алюминиевых сплавов. На воздухе поверхность алюминия быстро покрывается тонкой пленкой, которая ограничивает коррозионную стойкость. Окисленная пленка медленно окисляется в атмосфере, вызывая коррозию, которая не только шероховатит поверхность, но и ухудшает свойства сплава. Поэтому поверхностная обработка литья под давлением необходима для эффективной защиты от коррозии.

Причины коррозии алюминиевых сплавов

Атмосферная коррозия алюминиевых сплавов — специфическая электрохимическая реакция. В нормальной среде алюминий контактирует с кислородом, водяной парой и коррозионно-активными веществами, образуя тонкую оксидную пленку. Эта пленка продолжает взаимодействовать с влагой и другими компонентами воздуха, проходя сложные реакции, что приводит к коррозии.

Факторы атмосферной коррозии алюминиевых сплавов

Загрязнители воздуха

Воздух содержит множество загрязнителей, вступающих в реакции с компонентами атмосферы. Диоксид серы, например, преобразуется при контакте с другими компонентами. Накапливаясь на оксидной пленке, он повышает её кислотность, разрушая защитный слой и вызывая постепенную коррозию.

Климатические и экологические факторы

Водяной пар, влага и температура влияют на коррозию. Влага на оксидной пленке ликвидирует её и ускоряет окисление. Чем выше температура и суше среда — тем медленнее коррозия. Чем ниже температура и влажнее среда — тем быстрее окисление пленки.

Физические методы поверхностной обработки

Физические методы обрабатывают поверхность без изменения её химического состава.

Пескоструйная обработка

Пескоструйная обработка изменяет внешний вид и форму поверхности за счет ударного воздействия абразива. Обычно используют оксид алюминия или диоксид кремния разной фракции для увеличения макроскопической шероховатости.

Нельзя сразу пескоструйно обрабатывать заготовки. Сначала удаляют масла, жиры и загрязнения — качество предварительной подготовки определяет сцепление, внешний вид, влаго- и коррозионную стойкость покрытия.

Механическое шлифование

Шероховатую поверхность заготовок шлифуют абразивами: наждачной бумагой, металлическими щетками. Механическая полировка также применяется как предобработка перед фосфатным анодированием.

Химические методы

Анодирование

Анодирование — процесс образования оксидной пленки на алюминии и его сплавах (аноде) под действием приложенного тока в соответствующем электролите и специфических условиях.

Алюминий/сплав помещают в электролит (серная, хромовая, щавелевая кислота и др.) в качестве анода, катодом служит свинцовая пластина. При электролизе алюминий окисляется, образуя тонкий слой оксида алюминия. Наиболее распространено анодирование в серной кислоте. Цель — повышение коррозионной стойкости, износостойкости, твердости и защита металла.

Микродуговая оксидация (плазменное электролитическое окисление)

Развивается на базе анодирования, дает покрытие с более высокими коррозионной и износостойкостью. При достижении критического напряжения оксидный слой пробивается, возникает дуговое разряжение, мгновенные высокие температуры и давления формируют керамический неорганический слой.

Электрофоретическое покрытие (электрофорез)

Метод осаждения пигментов и смол на катод под действием электрического поля из электролитического раствора. Объединяет преимущества анодированной пленки и полимерного покрытия: равномерная пленка, сильное сцепление, высокая выходная доля краски, высокая скорость нанесения.

Фосфатирование

Химико-электрохимическая реакция образования фосфатной конверсионной пленки. Преимущественно для стали, но применимо и к цветным металлам (алюминий, цинк). Основная цель — антикоррозионная защита, грунтовка перед покраской, улучшение сцепления и коррозионной стойкости лакокрасочного покрытия.

Силиляция (силиконовое покрытие)

Новый экологичный процесс защиты металлов и неметаллов органокремниевыми соединениями. Не содержит фосфора, тяжелых металлов, не требует нагрева. Не образует осадок, короткое время обработки, простое управление, мало этапов, раствор многократно используем. Эффективно повышает сцепление краски с основой.

Заключение

JTR — производитель, предоставляющий высококачественные услуги быстрого прототипирования и серийного производства: ЧПУ-обработка, поверхностная обработка, литье под давлением, 3D-печать. Готовы к кастомизации и производству изделий.