Изменяет ли микро-дуговое оксидирование размеры? Какая типичная толщина покрытия?
С точки зрения производства и инженерии микродуговое оксидирование (MAO), также известное как плазменно-электролитическое оксидирование (PEO), представляет собой надёжный метод обработки поверхности для клапанных металлов, таких как алюминий, титан и магний. Важным аспектом для любой услуги по высокоточной обработке является его влияние на размеры детали.
Влияние микродугового оксидирования на размеры
Да, микродуговое оксидирование изменяет размеры детали, и это необходимо учитывать на этапах проектирования и механической обработки. Процесс MAO создаёт керамический оксидный слой непосредственно из основного металла под действием высоковольтных дуговых разрядов. Этот слой увеличивает исходную поверхность.
Ключевая особенность заключается в том, что покрытие растёт как внутрь, так и наружу относительно исходной поверхности детали. Обычно около двух третей толщины покрытия проникает в подложку, а одна треть формируется наружу. Это означает:
Увеличение размеров: Финальная деталь будет больше, чем исходная заготовка после механической обработки. Наружный рост слоя напрямую увеличивает критические размеры.
Учёт допусков: Для деталей с жёсткими допусками размеры перед MAO должны быть выполнены с недоразмером, чтобы компенсировать толщину покрытия. Это стандартная практика при прототипировании на станках с ЧПУ и серийном производстве, если предусмотрено MAO.
Типичная толщина покрытия при микродуговом оксидировании
Покрытия MAO значительно толще, чем при обычном анодировании, и обеспечивают повышенную износо- и коррозионную стойкость. Толщина покрытия зависит от материала подложки, параметров процесса и требований к изделию.
Общий диапазон: Типичные толщины MAO составляют от 10 до 100 микрон (µм), а в специализированных применениях могут превышать 150 µм.
По материалам:
Алюминиевые сплавы: Обычно функциональные покрытия составляют 20–50 µм. Для деталей из алюминия, обработанных на ЧПУ и используемых в условиях повышенного износа, например в автомобильной или авиационной промышленности, наносятся более толстые покрытия.
Титановые сплавы: Для титановых деталей покрытия составляют 10–30 µм для повышения износостойкости, но могут быть толще для теплоизоляционных или диэлектрических задач.
Магниевые сплавы: Из-за высокой реакционной способности магния MAO является отличным методом защиты. Типичная толщина покрытия — 15–50 µм для предотвращения коррозии.
Инженерные аспекты проектирования и применения
Проектирование с учётом покрытия: Острые кромки и углы могут вызывать неравномерный рост слоя и концентрацию дуговых разрядов. Рекомендуется использовать плавные радиусы. Процесс хорошо подходит для сложной геометрии, что делает его совместимым с деталями, изготовленными с помощью многоосевой обработки.
Последующая обработка: Поверхность после покрытия обычно шероховатая и пористая. Для изделий, требующих гладкой опорной поверхности или высокой точности размеров, необходима дополнительная шлифовка или хонингование после MAO. Это добавляет вторичную операцию для достижения финальных допусков.
Соотношение производительности и толщины: Хотя более толстое покрытие обеспечивает лучшую стойкость к износу и коррозии, оно может снижать усталостную прочность из-за микротрещин в керамическом слое и эффекта концентрации напряжений на границе металл–покрытие.
Выбор области применения: MAO идеально подходит для деталей, требующих высокой твёрдости поверхности, теплоизоляции или высокого диэлектрического сопротивления, если допускается изменение размеров или оно предусмотрено конструкцией. Менее подходит для деталей с крайне малыми допусками или тонкими стенками, где толщина покрытия составляет значительную часть геометрического размера.
