1 Методи на проучване

1.1 Рамка за проектиране

Оценката следва контролиран сравнителен дизайн. Всички тестови части бяха изработени чрез CNC обработка от алуминий 6061-T6 и неръждаема стомана 304, като са използвани идентични режещи параметри, за да се осигури постоянна първоначална грапавост. След това всяка част е обработена чрез един метод за финишна обработка при фиксирани условия, съобразени с промишлените стандарти (MIL-A-8625 за анодиране, ASTM A380 за пасивиране).

1.2 Източници на данни

Данните са събрани от три категории измервания:

• Грапавост на повърхността (Ra) измерено с профилометър с контакт.

• Дебелина на оксидния слой измерена чрез изследване на покритието с вихрови токове.

• Устойчивост на корозия оценено в камера за неутрално разпрашване с 5% NaCl.

Всички сурови набори от данни, протоколи за калибриране и околните параметри са включени в приложението, за да се гарантира пълна възпроизведимост.

1.3 Експериментални инструменти и модели

Използван експериментален работен процес:

• триосен център за фрезоване с ЧПУ за производство на проби

• Камера за обработка с пясък под налягане с медия от 120 мрежа

• Линия за анодиране със сярна киселина тип II

• Баня за пасивиране от неръждаема стомана, приготвена с нитро-свободна цитронена химия

• Машинa за лентово полирване с последователни абразиви от 800 до 2000 грит

Калибрирането на всички измервателни уреди следваше препоръките на производителя, като всяка проба преминаваше през три повторни измервания, за да се намали случайната грешка.

2 Резултати и анализ

2.1 Сравнение на повърхностната шероховатост

Таблица 1 показва стойности Ra след всеки процес на довършителна обработка. Обработката с пясък под налягане осигури най-еднородната матова повърхност (Ra 1,2–1,4 μm). Механичното полиране постигна най-ниската стойност Ra (0,05–0,08 μm), подходяща за отразяващи части. Анодирането запази умерена шероховатост, но значително подобри еднородността на оксидния слой.

2.2 Устойчивост на корозия

Излагането на солен разпръскване показа, че анодизираните проби запазват структурната и цветова стабилност повече от 500 часа без образуване на ямки. Пасивираните проби от неръждаема стомана демонстрираха подобрена цялостност на пасивната филма, намалявайки точковата корозия с 68% в сравнение с нелекуваните контролни.

2.3 Визуална и естетическа стабилност

Измерванията на промяната в цвета при осветление от 500 лукса показаха, че анодизираните повърхности запазват най-стабилния цвят. Повърхнините, обработени чрез пясъкоструйване, показват минимално отразяване поради дифузните отражателни свойства, което подпомага приложението им в корпуси за потребителска електроника.

2.4 Сравнение със съществуващите изследвания

Измерените резултати съответстват на по-ранни открития относно високата устойчивост на анодизирания алуминий към корозия и стабилната топография при пясъкоструйване (източници 2, 3). Данните допълнително показват количествено подобрения в резултатите от пасивиране чрез формулировки с лимонена киселина, разширявайки предишните проучвания, базирани на азотна киселина.

3 Дискусия

3.1 Тълкуване на резултатите

Разликите в производителността идват от материалните взаимодействия, присъщи за всеки процес. Анодирането формира структуриран порест оксиден слой, устойчив на химическо въздействие. Пясъкоструйната обработка модифицира микротопографията чрез равномерно абразивно въздействие. Пасивирането усилва пасивния филм, богат на хром, върху неръждаемата стомана, намалявайки нейната реактивност. Механичното полирване физически намалява неравностите чрез прогресивни абразивни стъпки.

3.2 Ограничения

Оценката се фокусира върху два метални материала и конкретни параметри на процеса. Вариациите в състава на сплавта, размера на абразива, концентрацията на киселина или последователността на полирване могат да променят резултатите. Допълнителни данни за дългосрочна умора биха дали по-задълбочена представа.

3.3 Практически последици

Производителите могат да използват тези резултати, за да съпоставят методите за финиширане с функционалните изисквания. Компоненти, изложени на морска среда, имат полза от анодиране; корпуси за потребителски продукти често предпочитат пясъкоструйна обработка; прецизни медицински части обикновено изискват пасивиране; а оптичните компоненти разчитат на полирване с изключително ниска шероховатост.

4 Заключение

Сравнението показва ясно изразени профили на производителност при четири метода за финиширане чрез CNC-обработка. Анодирането осигурява превъзходна устойчивост срещу корозия, пясъкоструйната обработка предоставя еднородни матови текстури, пасивирането подобрява химическата стабилност на неръждаемата стомана, а механичното полирване осигурява най-ниските нива на грапавост. Тези резултати подкрепят целенасочения подбор на финиши въз основа на структурни, визуални или околните изисквания и сочат за потенциал за допълнително изучаване на многократни хибридни методи за финиширане.