Увођење
Површинска обрада метала је једна од најважнијих дисциплина у инжењерству материјала, производња, и индустријски дизајн.
Метална компонента се ретко оцењује само на основу њене основне легуре.
Његове перформансе у служби често су одређене стањем његове површине: како се одупире корозији, како рефлектује или упија светлост, како се носи са трењем, како се везује за премазе, како толерише хабање, и како то изгледа крајњем кориснику.
У практичном смислу, површинска обрада је мост између сировог метала и функционалног производа.
Исти челик, алуминијум, бакар, магнезијум, или титанијумски део може да се понаша веома различито у зависности од тога да ли је експлодиран, углађен, који је нагао, препун, оксидовано, распршен, пресвучен, или депоновани филмом налик керамици.
Из тог разлога, површински третман није козметички накнадна мисао. То је кључна инжењерска одлука.
Овај чланак представља шеснаест широко коришћених површинских третмана метала, објашњавајући њихове принципе, логика перформанси, предности, ограничења, и типичне апликације.
Циљ није само дефинисати сваки процес, већ да покаже како се ови процеси уклапају у ширу логику трајности, доношење, и вредност производа.
Шта су третмани металних површина
Метал Површински третмани односе се на низ физичких, хемијски, или електрохемијски процеси који модификују површину металних материјала ради побољшања њихових перформанси, функционалност, или изглед — без промене запреминских својстава основног метала.
Основни циљеви површинске обраде су троструки: заштита, побољшање, и прилагођавање.
Заштита је примарни циљ: површинске обраде чине баријеру између металне подлоге и спољашње средине, спречавање или успоравање корозије (оксидација, рђање), носити, ерозија, и хемијски напад.
Побољшање се фокусира на побољшање функционалних својстава метала, попут тврдоће, мазивост, лепак, електрична проводљивост, или топлотни отпор.
Прилагођавање укључује прилагођавање изгледа површине (боја, текстура, сјајан) да испуни естетске захтеве или захтеве брендирања, или модификовање његове површинске енергије за специјализоване примене (Нпр., адхезија за премазе, нелепљиве површине).
Површински третмани се могу класификовати у три широке категорије на основу њиховог принципа рада:
- Механички површински третмани: Ослоните се на физичку силу да бисте променили текстуру или морфологију површине (Нпр., пескање, полирање).
- Хемијски третмани површине: Користите хемијске реакције да бисте формирали заштитни или декоративни слој на површини метала (Нпр., пасивација, црњење, фосфатирање).
- Електрохемијски третмани површине: Користите електричну енергију за покретање хемијских реакција, формирање униформе, висококвалитетни површински слојеви (Нпр., електричан, Анодизиран, електрофоретски премаз).
Избор методе површинске обраде зависи од неколико фактора: врста основног метала (Нпр., ферроус вс. који се не обоје), предвиђена пријава (Нпр., аутомобилски вс. ваздухопловство, затворени вс. на отвореном),
изложеност животне средине (Нпр., слана вода, хемикалије, Високе температуре), Захтеви за перформансе (Нпр., отпорност на корозију, отпорност на хабање), и ограничења трошкова.
Сваки третман има своје јединствене предности и ограничења, чинећи критичним усклађивање третмана са специфичним потребама апликације.
1. Пескање
Пескање, такође се зове абразивно пескарење, је механичка обрада површине која користи компримовани ваздух или воду за убрзавање абразивних медија на металну површину.
Утицај уклања рђу, скала, сликати, остаци уља, и друге контаминације, истовремено стварајући контролисан профил храпавости који побољшава адхезију за премазе и средства за везивање.
Принцип рада
Процес се заснива на удару честица велике брзине. Абразивне честице ударају о површину, одсеците загађиваче, и стварају микрохрапавост.
Вредности храпавости се могу подесити променом врсте абразива, величина честица, притисак, и растојање млазница.
Мекши медији као што су стаклене перле су пожељнији за деликатне делове, док се тврђи абразиви као што су глиница или силицијум карбид користе за агресивно чишћење.
Типичан процес
Прво, део је одмашћен и очишћен да би се уклонило уље и лабави остаци. Следећи, одговарајући абразив се бира на основу подлоге и профила циљне површине.
Затим се врши минирање, обично при притисцима у опсегу од 20-100 пси, са млазницом која се држи отприлике 6–12 инча од површине.
Коначно, остаци медија се уклањају ваздушним или усисним чишћењем, а површина се осуши како би се спречило брзо рђе.
Предности
Пескарење је брзо, ефикасан, и широко применљив.
Може очистити и храпавити површину у једној операцији, што га чини идеалним за накнадно фарбање, превлака у праху, или лепљење.
Такође је погодан за неправилне геометрије као што су цеви, заграде, кућишта, и ливених делова. У производним поставкама, знатно је бржи од ручног брушења или четкирања.
Ограничења
Процес ствара прашину, бука, и повратне честице, па су вентилација и ЛЗО обавезни. Прекомерно пескарење може изобличити танак лим или оштетити прецизне површине.
Додатно, лоше уклањање медија може довести до оштећења премаза или локализоване корозије.
Уобичајене апликације
Пескарење се користи пре фарбања или облагања каросерије аутомобила, Индустријска опрема, и конструкциони челик.
Такође се користи за уклањање рђе на труповима бродова, чланови моста, и цевоводе, као и за декоративно текстурирање на архитектонским металним панелима.
2. Полирање
Полирање је процес механичке завршне обраде који заглађује металну површину постепеним уклањањем микроскопских неправилности.
За разлику од минирања, што повећава храпавост, полирање смањује храпавост површине и побољшава рефлексивност, чистоћа, и визуелни квалитет.
Принцип рада
Абразивне честице или једињења за полирање уклањају мале количине материјала са површине.
Операција се обично изводи у фазама, почевши од грубих абразива и завршавајући са врло финим једињењима.
Ово постепено смањење површинских дефеката производи прогресивно глаткију завршну обраду.
Типичан процес
Површина се прво очисти, затим се користе груби абразиви за уклањање трагова обраде и већих недостатака.
Средње полирање уклања огреботине настале у првој фази, а завршно полирање користи фина једињења као што је дијамантска паста, церијум оксид, или руменило за стварање светле, Рефлективни финиш.
Процес се завршава темељним чишћењем како би се уклонили остаци.
Врсте
Механичко полирање користи јастучиће, точкови, појасеви, или аутоматизоване машине за полирање.
Хемијско полирање користи селективно хемијско растварање за изравнавање површине.
Електрополирање, напреднија електрохемијска метода, уклања површински материјал на контролисан начин и широко се користи за компоненте од нерђајућег челика које захтевају глаткоћу, санитарна површина.
Предности
Полирање значајно побољшава изглед и смањује трење. Посебно је вредно тамо где је чистоћа, рефлективност, или мали отпор је битно.
Такође помаже у смањењу места где се загађивачи могу акумулирати, што индиректно побољшава отпорност на корозију.
Ограничења
Висококвалитетно полирање је радно интензиван и дуготрајан, посебно на великим или сложеним деловима. Прекомерно полирање може смањити тачност димензија или дебљину зида.
Завршне обраде огледала се такође лако гребу и често захтевају стално одржавање.
Уобичајене апликације
Полиране површине се широко користе у накиту, архитектонски облог, Медицински уређаји, опрема за прехрамбене хране, Оптичке компоненте, и механичких делова као што су лежајеви и зупчаници.
3. Анодизирање
Анодизирање је електрохемијски третман који се користи углавном на алуминијуму и његовим легурама.
Ствара контролисан слој оксида на површини, обично алуминијум оксид, што побољшава отпорност на корозију, тврдоћа површине, и изглед.
Принцип рада
Алуминијумски део се ставља у електролитичку купку и користи се као анода. Када струја пролази кроз електролит, кисеоник се комбинује са алуминијумском површином и формира слој порозног оксида.
Овај слој је интегралан са подлогом, а не одвојеним филмом, што му даје јаку адхезију и добру издржљивост.
Дебљина премаза се обично креће од око 5 до 250 μм у зависности од типа процеса.
Типичан процес
Део је очишћен и урезан како би се уклонила уља и контаминација природним оксидом.
Затим се урања у кисели електролит, најчешће сумпорна киселина, и третирани на контролисаном напону и температури.
После анородирања, поре се затварају топлом водом, паром, или хемијских заптивача. Опционо бојење се може извршити пре заптивања да би се добиле боје као што је црна, плава, бронза, или злато.
Врсте
Анодизација сумпорном киселином је најчешћи индустријски процес. Елоксирање хромном киселином ствара тањи филм и често се користи у ваздухопловним апликацијама.
Тврда анодизација ствара много дебљи и тврђи слој, често достижући вредности тврдоће око 600–1000 ХВ, што га чини погодним за тешке услове хабања.
Предности
Анодизација обезбеђује јаку отпорност на корозију, добре перформансе хабања, и одлична декоративна флексибилност. Пошто се слој формира од самог основног метала, неће се љуштити као боја.
Такође се нашироко сматра чистим и еколошки прихватљивим процесом у поређењу са неким системима премаза од тешких метала.
Ограничења
Првенствено је ограничен на алуминијум и његове легуре. Слој оксида је порозан док се не затвори, а може се оштетити високим температурама или абразивним хабањем.
У поређењу са челиком, анодизирани алуминијум и даље остаје релативно мекан.
Уобичајене апликације
Анодизовани алуминијум се користи у кућиштима електронике, Аутомобилска опрема, топлине, архитектонски панели, Компоненте авиона, и марински хардвер.
4. Електролесса
Електролесса, такође познат као хемијска обрада, наноси метал на површину без спољашње електричне струје.
Таложење се покреће самоодрживом реакцијом хемијске редукције, што чини премаз посебно уједначеним, чак и на унутрашњим шупљинама и сложеним геометријама.
Принцип рада
Купатило садржи металне јоне, редукционо средство, и разни стабилизатори и акцелератори.
Када се површина активира, редукционо средство претвара јоне метала у металне атоме, који се равномерно наносе на део.
Нанесени слој затим катализира даљу реакцију, па се процес наставља све док се одржавају услови за купање.
Типичан процес
Након чишћења и активације, део је потопљен у загрејану купку за оплату, често око 80–95°Ц за системе никла без електронике.
Време таложења одређује дебљину, који обично пада у опсегу 5–50 μм. Након облагања, део се испере, осушене, и, у неким случајевима, термички обрађени ради побољшања тврдоће и адхезије.
Заједничке варијанте
Безелектрично никловање је најважнији индустријски облик и цењено је због тврдоће, отпорност на корозију, и отпорност на хабање.
Елецтролесс бакар се користи за проводне слојеве и као подлога за даље полагање. Безелектрично злато се користи у електроници и декоративним апликацијама где су проводљивост и отпорност на оксидацију критичне.
Предности
Овај процес обезбеђује веома уједначену дебљину на сложеним облицима, укључујући слепе рупе и удубљене елементе.
Не захтевају електроде или једносмерну струју, што поједностављује одређене производне поставке. Такође добро пријања и на металне и на неке неметалне подлоге када се правилно активира.
Ограничења
Брзина наношења је спорија од галванизације, а хемија за купатило је осетљивија на контаминацију и температурне промене.
Живот у купатилу је ограничен, а оперативни трошкови могу бити релативно високи због потрошње хемикалија и захтева контроле процеса.
Уобичајене апликације
Безелектрична обрада се широко користи у ваздухопловству, електроника, Индустријске машинерије, сензори, пластичних компоненти, и прецизни склопови.
5. Пасивација
Пасивација је хемијски третман који се користи углавном на нерђајућем челику за побољшање отпорности на корозију уклањањем слободног гвожђа и подстицањем формирања стабилног оксидног филма богатог хромом.
Принцип рада
Нерђајући челик природно формира слој пасивног оксида, али машинска обрада, заваривање, или га контаминација може оштетити.
Пасивација користи растворе азотне или лимунске киселине за растварање загађивача и враћање чистоће, униформан пасивни филм.
Добијени оксидни слој је изузетно танак, обично се мери у нанометрима, али веома ефикасан.
Типичан процес
Прво се очисти површина, затим уроњен у купку за пасивирање током контролисаног периода.
Азотна киселина је традиционална метода, док се лимунска киселина све више преферира из разлога заштите животне средине и безбедности на радном месту.
Након третмана, део мора бити темељно испран и осушен да би се избегла корозија везана за остатке.
Предности
Пасивација враћа отпорност на корозију нерђајућег челика без промене његових димензија или изгледа.
То је релативно једноставно, ниска цена, и веома ефикасан за прецизне компоненте. Цитриц системи такође нуде чистију алтернативу за храну и медицинска окружења.
Ограничења
То није процес поправке дубоких огреботина или тешких површинских оштећења.
Такође се односи углавном на метале који садрже хром и не може да надокнади лош избор легуре или неправилну производњу.
Уобичајене апликације
Пасивација је стандардна за опрему за храну, фармацеутски алат, Хируршки инструменти, морски причвршћивачи, хемијске машине, и системи цевовода од нерђајућег челика.
6. Црњење
Црњење је третман хемијском конверзијом који се користи углавном на челику и гвожђу за формирање танког филма црног оксида, типично магнетит, на површини.
Пружа контролисану тамну завршну обраду и умерену отпорност на корозију, посебно када следи импрегнација уљем или заптивање воском.
Принцип рада
Метал реагује са алкалним или киселим оксидационим купатилом под топлотом, обично око 80-100°Ц, формирајући слој оксида дебљине отприлике 0,5-1,5 μм.
Пошто је слој танак и порозан, често је запечаћена уљем или воском да би се побољшала заштита.
Типичан процес
Након одмашћивања и кисељења, део се урања у купку за поцрњење док се не развије уједначена тамна завршна обрада.
Затим се испере, осушене, и запечаћена. Правилно заптивање је неопходно јер сам необрађени црни оксид има ограничену отпорност на корозију.
Врсте
Алкално поцрњење је најчешће и погодно је за угљенични челик и нисколегирани челик.
Кисело зацрњење се користи за специјализованије легуре и може произвести дубљи тон, иако је то мање уобичајено у општој производњи.
Предности
Црњење је јефтино, брз, и димензионално стабилно. Посебно је користан за мали хардвер и компоненте које морају одржавати блиске толеранције.
Такође пружа атрактиван мат црни изглед без фарбања.
Ограничења
Његове заштитне карактеристике су ограничене у поређењу са премазима или цинковањем. Погодан је углавном за црне метале, а завршни слој се може похабати или избледети у тешким окружењима.
Уобичајене апликације
Уобичајене употребе укључују причвршћиваче, Ручни алати, зупчаници, делови кочнице, компоненте машине, и украсни хардвер.
7. Фосфатинг
Фосфатирање је процес конверзијског премаза који ствара кристални фосфатни слој на металним површинама.
Широко се користи као предтретман јер значајно побољшава адхезију боје и пружа умерену отпорност на корозију.
Принцип рада
У купатилу са фосфорном киселином, површина реагује са раствореним металним фосфатима да би се створио слој кристалног кристала фосфата.
У зависности од формулације, премаз може бити цинк фосфат, гвожђе фосфат, или манган фосфат, сваки служи другој сврси.
Типичан процес
Део се прво очисти, затим уроњен у купатило за фосфатирање на неколико минута, обично на 20-60°Ц.
Након испирања, површина може бити заптивена или директно премазана бојом или прахом. Дебљина премаза се углавном креће од око 1 до 10 μм.
Врсте
Фосфатирање цинка се најчешће користи за челичне и аутомобилске каросерије. Фосфатирање гвожђа се често користи за лаку претходну обраду.
Фосфатирање мангана је цењено због отпорности на хабање и задржавања уља у покретним деловима.
Предности
Фосфатирање ствара површину која механички учвршћује боје и премазе.
Побољшава отпорност на корозију, подржава масовну производњу, и ради на неколико врста метала. У многим индустријским линијама, то је једна од најисплативијих метода претходног третмана.
Ограничења
Фосфатни слој је порозан и обично захтева завршни премаз или заптивач за дуготрајну заштиту. Процес такође производи муљ, којим се мора пажљиво управљати.
Уобичајене апликације
Фосфатирање је уобичајено у аутомобилским каросеријама, кућишта машина, причвршћивачи, и покретне компоненте као што су зупчаници и лежајеви.
8. Хемијска оксидација
Хемијска оксидација формира танак оксидни филм на обојеним металима чистом хемијском реакцијом, без електричне струје.
Једноставније је и јефтиније од анодизације, иако је резултујући филм тањи и мање издржљив.
Принцип рада
Метална површина реагује са оксидационим раствором да би се формирао заштитни слој као што је алуминијум оксид или оксид бакра.
Типична дебљина филма је само око 0,1–1 μм, тако да је процес најпогоднији за декоративну или лаку заштиту.
Типичан процес
Део је очишћен, третирана у оксидационом купатилу на собној температури или благо повишеној температури, испран, и опционо запечаћена воском или прозирним премазом.
Врсте
Хемијска оксидација алуминијума се користи за лаку декоративну заштиту или као адхезиони слој.
Оксидација бакра може створити браон, црн, или ефекти зелене патине. Оксидација цинка побољшава стабилност површине на деловима обложеним цинком.
Предности
Процес је једноставан, брз, и економичан. Такође је корисно за мале или сложене делове који не оправдавају сложеније електрохемијске процесе.
Ограничења
Оксидни филм је танак, па је заштита ограничена. Процес је првенствено за обојене метале и мање је издржљив од елоксирања или облагања.
Уобичајене апликације
Користи се за декоративне алуминијумске делове, бакарне архитектонске карактеристике, поцинковани окови, и предтретман пре фарбања или лепљења.
9. Галванизација
Галванизација наноси метални слој на проводљиву подлогу користећи електричну струју. То је једна од најсвестранијих и широко коришћених метода површинске обраде у производњи.
Принцип рада
Радни предмет делује као катода, док се метал за облагање доводи или преко аноде или електролита.
Када тече струја, метални јони се редукују и таложе као танак слој на подлогу. Дебљина се контролише густином струје, време, и хемија у купатилу.
Типичан процес
Радни предмет је очишћен, активиран, и уроњен у резервоар за оплате. Таложење се обично дешава у опсегу од 1–10 А/дм².
Након облагања, део се испере, осушене, а понекад и термички обрађени ради побољшања адхезије или тврдоће. Типична дебљина је често 5-50 μм, Зависно од апликације.
Уобичајене врсте
Хромирање обезбеђује тврдоћу и светлу декоративну површину. Никловање се широко користи за заштиту од корозије и изглед.
Бакарна обрада побољшава проводљивост и служи као доњи слој. Позлаћење се користи у електричним контактима и луксузним завршним обрадама. Поцинковање се у великој мери користи за челичне причвршћиваче и општу заштиту од корозије.
Предности
Галванизација је флексибилна, релативно брзо, и компатибилан са широким спектром метала и завршних обрада.
Побољшава проводљивост, отпорност на хабање, отпорност на корозију, и изглед, све у оквиру исте процесне породице.
Ограничења
Расподела струје може произвести неуједначену дебљину на сложеним геометријама.
Процес захтева пажљиву предтретман и, у неким случајевима, строга контрола животне средине због опасних хемикалија у купатилу.
Уобичајене апликације
Галванизација се користи у облогама аутомобила, конектори за електронику, накит, алата, причвршћивачи, потрепштине за домаћинство, и прецизан хардвер.
10. Хот-Дип Платинг
Топло потапање, посебно вруће цинковање, ствара дебели заштитни премаз урањањем челика у растопљени метал. Добијени слој је металуршки везан и веома издржљив.
Принцип рада
Очишћени челик је уроњен у растопљени цинк, алуминијум, или лим. Током потапања, слој легуре се формира између челика и метала превлаке, а затим следи спољашњи слој саме растопљене превлаке.
Ова веза пружа далеко бољу издржљивост од обичног нанесеног филма.
Типичан процес
Челични делови се прво чисте, кисели, и флуксирано. Затим се загревају и потапају у растопљену купку, често око 450°Ц за системе цинка.
Након уклањања, део је охлађен и завршен. Превлаке цинка обично падају у опсегу од 50-150 μм, који је знатно дебљи од већине галванизованих слојева.
Врсте
Топло цинковање је најчешће и користи се за отпорност на корозију на отвореном.
Хот-дип алуминијум нуди одличне перформансе при високим температурама.
Конзервисање врућим потапањем је важно за паковање хране и одређене електричне примене.
Предности
Премаз је дебео, издржљив, и снажно везан за подлогу.
За спољни конструкцијски челик, радни век може бити веома дуг када су дизајн и окружење повољни. Процес је такође економичан за велике челичне компоненте.
Ограничења
Процес захтева високе температуре и ограничен је углавном на гвоздене подлоге. Завршна обрада није тако глатка или декоративна као неки алтернативни третмани.
Уобичајене апликације
Типичне употребе укључују мостове, куле, стубови, цевоводи, ограде, челичне греде, причвршћивачи, и лимене конзерве.
11. Топлотни прскање
Термичко распршивање наноси премаз топљењем или омекшавањем материјала за облагање и пројектовањем на припремљену површину великом брзином. Широко се користи када су потребни дебели заштитни или функционални премази.
Принцип рада
Извор топлоте као што је пламен, плазма, или електрични лук топи материјал за облагање, који се може испоручити као прах, жица, или штап.
Честице великом брзином ударају у подлогу, спљоштити, и учвршћују се у слојевите наслаге. Дебљина премаза може варирати од отприлике 50 μм до неколико милиметара.
Типичан процес
Подлога се обично прво пескаре како би се обезбедило механичко везивање. Материјал за облагање се затим прска помоћу одговарајућег система за термичко распршивање.
Пост-третман може укључивати заптивање, топлотни третман, или брушење ради побољшања густине и завршне обраде површине.
Врсте
Прскање пламеном је економично и широко се користи за заштиту од корозије.
Плазма прскање је способно за обраду керамике високих перформанси и других напредних материјала. Лукно прскање је ефикасно за таложење метала великих размера.
Предности
Термичким прскањем може се применити широк спектар материјала на различите подлоге. Посебно је користан за велике делове, радови на поправци, и окружења високог хабања.
Такође омогућава инжењеру да прилагоди дебљину и састав послу.
Ограничења
Опрема је специјализована, оперативни трошкови су значајни, и мора се управљати порозношћу премаза. Заостали напони се могу појавити ако се процес не контролише правилно.
Уобичајене апликације
Термичко прскање се користи у ваздухопловству, генерација електричне енергије, МАРИНЕ СИСТЕМИ, котлови, Компоненте мотора, и тешке индустријске опреме.
12. Прскање / Премаз
Прскање или премазивање се односи на наношење течне боје, прашак, или материјала на бази полимера на металну површину ради побољшања заштите и изгледа. То је једна од најчешћих метода завршне обраде у индустрији.
Принцип рада
Премаз се атомизује или наноси електростатички на површину, затим се осуши или осуши да би се формирао непрекидни филм.
У зависности од формулације, премаз може бити дизајниран за отпорност на корозију, УВ стабилност, хемијска отпорност, или украс.
Типичан процес
Површина се прво чисти или претходно обрађује пескарењем, фосфатирање, или хемијско прање. Следећи, материјал за облагање се распршује или наноси електростатички.
После тога, премаз се очвршћава сушењем на ваздуху или загревањем у пећници. Завршна завршна обрада може укључивати полирање или инспекцију.
Врсте
Течна боја се широко користи за завршну обраду опште намене. Прашкасти премаз нуди бољу издржљивост и ниску емисију ВОЦ.
Полимерни премази као што су флуорополимери или полиуретански премази се бирају због хемијске отпорности, нелепљиво понашање, или тешке услуге.
Предности
Метода је флексибилна, економичан, и компатибилан са широким спектром подлога. Такође нуди много опција боја и текстура, од мат до високог сјаја и текстурираних завршних обрада.
Ограничења
Лош предтретман може довести до љуштења или ломљења. Неки системи захтевају термичко очвршћавање, што можда не одговара компонентама осетљивим на топлоту.
Уобичајене апликације
Прскање и премазивање се широко користе у аутомобилским каросеријама, намештај, Уређаји, грађевински панели, индустријски резервоари, и потрошачке производе.
13. Електрофоретски премаз
Електрофоретски премаз, често се назива Е-премаз или електропремаз, је електрохемијски процес који равномерно таложи честице боје на проводљиву подлогу.
Посебно је важан у аутомобилској производњи због одличне покривености и заштите од корозије.
Принцип рада
Радни предмет се ставља у каду која садржи наелектрисане честице боје. Када се примени напон, честице мигрирају према супротно наелектрисаном супстрату и формирају кохерентан филм.
После таложења, премаз се очвршћава да би се створила густа, заштитни слој.
Типичан процес
Део је очишћен, фосфатирани, и потопљен у купку за облагање. Типични напон се креће од око 100-500 В, а таложење често траје само неколико минута.
Премаз се затим испере и пече на око 160–200°Ц да би се очврснуо. Коначна дебљина је обично око 10-30 μм.
Врсте
Катјонски Е-премаз је најчешћи и широко се користи за заштиту од корозије аутомобила.
Постоје и ањонски системи, иако су мање уобичајене и често се користе за декоративне или посебне намене.
Предности
Е-премаз даје изузетно уједначену покривеност, чак и на оштрим ивицама, удубљење, и унутрашње шупљине.
Такође пружа јаку отпорност на корозију, компатибилност аутоматизоване производње, и ниске емисије ВОЦ.
Ограничења
Захтева проводне подлоге и специјализовану опрему. Доступни распон боја је ограничен осим ако га прати завршни премаз.
Уобичајене апликације
Е-премаз се широко користи за каросерије и делове возила, метални оквири, Уређаји, причвршћивачи, и индустријска опрема.
14. Емајлирање
Емајлирање, такође познат као стакласто емајлирање, наноси премаз налик стаклу на метал и спаја га на високој температури.
Резултат је тежак, гладак, непорозна површина са јаком отпорношћу на корозију и мрље.
Принцип рада
Стаклена фрита у праху се наноси на подлогу, који се затим пече у пећи на око 700–900°Ц. Емајл се топи и везује за металну површину, формирајући издржљив стакласти слој.
Типичан процес
Метал се чисти и, у неким случајевима, обрађен темељним премазом ради побољшања адхезије.
Затим се емајл наноси прскањем, потапање, или четкање. После пуцања, премаз се хлади у тврду, сјајна површина.
Врсте
Порцелански емајл се користи за кућне и декоративне производе. Индустријски емајл је формулисан за хемијску отпорност и дуготрајну издржљивост.
Емајлирање од ливеног гвожђа се ослања на специјализовани темељни премаз да би се обезбедило везивање.
Предности
Премаз је изузетно отпоран на корозију, топлота, и бојење. Такође је хигијенски, Једноставно чишћење, и доступан у многим бојама и завршним обрадама.
Ограничења
Процес захтева веома високе температуре и специјализовану опрему. Слој емајла је тврд, али крхак, па удар може да изазове ломљење.
Уобичајене апликације
Емајлирање се користи у посуђу, потонути, пећнице, каде, Цистерне за хемијски, Уређаји, знакови, и декоративне архитектонске паное.
15. Пвд (Физичко таложење паре)
Пвд је процес наношења премаза заснован на вакууму који се таложи, филмове високих перформанси на металне или неметалне подлоге.
Цењен је због отпорности на хабање, ниско трење, прецизан изглед, и јака адхезија.
Принцип рада
У вакуумској комори, материјал за облагање испарава се испаравањем, прскање, или јонско превлачење.
Пара се затим кондензује на подлози, формирајући танак филм обично дебљине око 0,1-5 μм. Пошто се процес одвија у вакууму, контаминација је минимална и квалитет филма је висок.
Типичан процес
Делови се прво чисте ултразвучним или плазма методама. Затим се убацују у вакуумску комору, који се евакуише на веома низак притисак.
Циљни материјал се испарава и одлаже на површину под контролисаним условима. Процес може произвести високо декоративне завршне обраде или врло функционалне премазе алата.
Уобичајени премази
Титанијум нитрид даје златну боју, површина отпорне на хабање. Хром нитрид нуди одличну отпорност на корозију и хабање.
Угљеник сличан дијаманту обезбеђује ниско трење и снажно понашање против хабања. Златни премази се користе за проводљивост и врхунске декоративне апликације.
Предности
ПВД филмови су густи, прижељан, тежак, и довољно танак да сачува прецизне димензије.
Такође су погодни за врхунске декоративне завршне обраде и имају повољан еколошки профил јер обично избегавају токсични отпад од влажне хемије.
Ограничења
Улагање у опрему је велико, таложење је релативно споро, а дебљина филма је ограничена. Чистоћа и квалитет усисавања су критични за перформансе.
Уобичајене апликације
ПВД се користи за резне алате, Медицински инструменти, Аутомобилска опрема, електроника, кућишта за сатове, Аероспаце компоненте, и прецизних механичких делова.
16. ЦВД (Хемијска таложење паре)
ЦВД је напредни процес премазивања у коме гасовити прекурсори реагују у загрејаној средини да би формирали чврсти филм на подлози.
Широко се користи тамо где је висока чистоћа, отпорност на високе температуре, а захтева се изузетан квалитет филма.
Принцип рада
Реактивни гасови се уносе у комору која садржи супстрат.
Под контролисаном температуром и притиском, ови гасови се разлажу или реагују на површини и формирају чврсту превлаку као што је силицијум карбид, титанијум карбида, Алумина, или дијамантски филмови.
Дебљина премаза може варирати од фракција микрометра до десетина микрометара, Зависно од апликације.
Типичан процес
Подлога се чисти, утоварен у комору, и загрева на потребну температуру обраде. Затим се уводе гасовити прекурсори и гасови носачи.
Реакција се наставља одређено време док се не постигне циљна дебљина. После таложења, део се охлади и може добити даљу завршну обраду.
Врсте
ЦВД ниског притиска се широко користи у електроници и прецизним премазима. ЦВД под атмосферским притиском је користан за веће индустријско таложење.
ЦВД побољшан плазмом снижава потребну температуру и погодан је за подлоге осетљивије на топлоту. Диамонд ЦВД се користи за сечење и хабање које захтевају екстремну тврдоћу.
Предности
ЦВД производи густе, уједначен, премази високе чистоће са одличним пријањањем.
Може да формира напредне керамичке и дијамантске филмове са изузетном топлотом, хемијски, и механичке перформансе.
Ограничења
Процес често захтева високе температуре, софистицирана опрема, и строге контроле руковања гасом. Неки прекурсори су опасни, а процесни прозори су уски.
Уобичајене апликације
ЦВД се користи у производњи полупроводника, Аероспаце компоненте, алат за резање, носите делове, хемијска опрема, и напредни системи термалних баријера.
Закључак
Обрада металне површине није накнадна козметичка мисао; то је основна инжењерска дисциплина која одређује колико поуздано компонента ради у служби.
Од јефтиног механичког чишћења до напредног вакуумског таложења, сваки процес решава другачији проблем.
Неки побољшавају адхезију, неки повећавају отпорност на корозију, неки повећавају тврдоћу, а други пружају естетску вредност или функционалну прецизност.
У пракси, најбољи третман је онај који одговара подлози, геометрија, оперативно окружење, и циљ учинка.
Резервоар за храну од нерђајућег челика ће можда требати пасивизацију и електрополирање. Конструкционој челичној греди ће можда бити потребно топло цинковање. Алуминијумски део за ваздухопловство може захтевати анодизацију.
Алат за сечење може захтевати ПВД или ЦВД. Декоративни потрошачки производ може имати користи од облагања, премаз, или емајлирање.
Како производни стандарди и даље расту, површински инжењеринг ће остати централни за квалитет производа, поузданост, и контролу трошкова животног циклуса.
Способност избора, комбиновати, и оптимизација површинских третмана је стога једна од најважнијих могућности у савременом инжењерству материјала.
