هل تغير عملية الأكسدة بالقوس الميكروي الأبعاد؟ وما هو سمك الطلاء النموذجي؟
من منظور التصنيع والهندسة، يُعد الأكسدة القوسية الميكروية (MAO)، والمعروفة أيضًا باسم الأكسدة الكهروكيميائية بالبلازما (PEO)، معالجة سطحية قوية للمعادن الصمامية مثل الألومنيوم والتيتانيوم والمغنيسيوم. أحد الاعتبارات الحاسمة لأي خدمة تشغيل دقيقة هو تأثيرها على أبعاد الجزء.
التأثير البُعدي للأكسدة القوسية الميكروية
نعم، تؤثر الأكسدة القوسية الميكروية على أبعاد الجزء، ويجب أخذ ذلك في الاعتبار في مراحل التصميم والتشغيل. تتضمن عملية MAO تكوين طبقة أكسيد خزفية مباشرة من المعدن الأساسي من خلال تفريغات قوسية ذات جهد عالٍ. يؤدي هذا النمو إلى إضافة مادة إلى السطح الأصلي.
الخاصية الأساسية هي أن الطلاء ينمو للداخل وللخارج من سطح المكون الأصلي. عادةً ما ينمو حوالي ثلثي سمك الطلاء الكلي إلى الداخل داخل الركيزة، بينما ينمو الثلث إلى الخارج. وهذا يعني:
زيادة الحجم الصافية: سيكون الجزء النهائي أكبر من القطعة المشغولة الأصلية. النمو الخارجي يزيد مباشرة من الأبعاد الحرجة.
الاعتبارات الخاصة بالتفاوتات: بالنسبة للأجزاء ذات التفاوتات الدقيقة، يجب تشغيل الأبعاد قبل عملية MAO لتكون أصغر قليلاً لتعويض سمك الطلاء النهائي. تُعد هذه ممارسة أساسية في النماذج الأولية بالتشغيل CNC والإنتاج عندما يُحدد استخدام MAO.
سمك طلاء الأكسدة القوسية الميكروية النموذجي
تكون طبقات MAO أكثر سماكة بكثير من الأنودة التقليدية، مما يوفر مقاومة فائقة للتآكل والتآكل الميكانيكي. يعتمد السمك القابل للتحقيق بشكل كبير على مادة الركيزة ومعلمات العملية والتطبيق المقصود.
النطاق العام: يتراوح سمك طبقة MAO النموذجية بين 10 إلى 100 ميكرون (µm)، ويمكن أن تتجاوز 150 ميكرون في بعض التطبيقات المتخصصة.
حسب المادة:
سبائك الألومنيوم: عادة ما تكون الطلاءات الوظيفية الشائعة في نطاق 20–50 ميكرون. بالنسبة لأجزاء تشغيل الألومنيوم CNC المستخدمة في البيئات عالية التآكل مثل السيارات أو الطيران والفضاء، قد يتم تطبيق طلاءات أكثر سمكًا.
سبائك التيتانيوم: تتراوح الطلاءات على أجزاء التيتانيوم غالبًا بين 10–30 ميكرون لمقاومة التآكل، ولكن يمكن جعلها أكثر سمكًا لتوفير العزل الحراري أو الخصائص العازلة كهربائيًا.
سبائك المغنيسيوم: نظرًا لتفاعل المغنيسيوم العالي، تُعد MAO طريقة ممتازة للحماية، مع سماكات شائعة بين 15–50 ميكرون لمنع التآكل.
الاعتبارات الهندسية للتصميم والتطبيق
التصميم من أجل الطلاء: يمكن أن تؤدي الحواف والزوايا الحادة إلى نمو غير منتظم للطلاء وتركيز القوس الكهربائي. يُوصى باستخدام نصف قطر سخي للحواف. تتناسب العملية جيدًا مع الأشكال المعقدة، مما يجعلها مناسبة للأجزاء الناتجة من التشغيل متعدد المحاور.
المعالجة اللاحقة: يكون السطح المطلي عادة خشنًا ومساميًا. للتطبيقات التي تتطلب سطحًا أملسًا أو أبعادًا دقيقة، تكون هناك حاجة إلى عملية طحن أو صقل بعد MAO. تضيف هذه الخطوة الثانوية معالجة إضافية لتحقيق التفاوتات النهائية.
الأداء مقابل السمك: على الرغم من أن الطبقة الأكثر سماكة توفر عادة مقاومة أفضل للتآكل والتآكل الميكانيكي، إلا أنها يمكن أن تقلل من قوة التعب للجزء الأساسي بسبب التشققات الدقيقة في الطبقة الخزفية وتأثير النتوء عند واجهة الطلاء والمادة الأساسية.
اختيار التطبيق: تُعد MAO مثالية للأجزاء التي تتطلب صلابة سطحية عالية، أو عزلًا حراريًا، أو قوة عازلة كهربائيًا مرتفعة، حيث يكون التغير البُعدي الكبير مقبولًا أو يمكن تصميمه. لكنها أقل ملاءمة للأجزاء ذات التفاوتات الضيقة جدًا أو الجدران الرقيقة حيث يشكل سمك الطلاء جزءًا كبيرًا من حجم الميزة.
