1 Kutatási módszerek

1.1 Tervezési keretrendszer

A vizsgálat egy szabályozott összehasonlító tervezés követ. Minden tesztdarabot CNC-géprendszert használva készítettek 6061-T6 alumíniumból és 304-es rozsdamentes acélból, azonos vágási paraméterek mellett, hogy a kiindulási felületi érdesség egységes legyen. Ezután minden darabot egy befejező eljáráson dolgoztak fel rögzített feltételek mellett, amelyek igazodnak az ipari szabványokhoz (MIL-A-8625 anódolásra, ASTM A380 passziválásra).

1.2 Adatforrások

Az adatokat három mérési kategóriából gyűjtötték:

• Felületi érdesség (Ra) érintkezéses profilométerrel mérték.

• Oxidréteg vastagsága örvényáramos bevonatvizsgálattal mérték.

• Korrózióállóság semleges sópermet-kamrában értékelték 5% NaCl-oldattal.

Az összes nyers adathalmaz, kalibrációs napló és környezeti paraméter a függelékben található, így biztosítva a teljes reprodukálhatóságot.

1.3 Kísérleti eszközök és modellek

A használt kísérleti munkafolyamat:

• 3 tengelyes CNC maróközpont minták előállításához

• Szemcsefeldolgozó kamra 120-as szemcséjű anyaggal

• II. típusú kénsavas anódos oxidáló vonal

• Rozsdamentes acél passziváló fürdő citromsavas, nitrátmentes kémiai összetétellel

• Szalagcsiszoló gép soros 800–2000-es szemcséjű csiszolókkal

Minden mérőeszköz kalibrálása a gyártó ajánlásai szerint történt, és minden mintát háromszor megmértek a véletlenszerű hibák csökkentése érdekében.

2 Eredmények és elemzés

2.1 Felületi érdesség összehasonlítása

Táblázat 1 az Ra értékeket mutatja az egyes felületkezelési eljárások után. A szemcsefeldolgozás eredményezte a legkonzekvenebb matt felületet (Ra 1,2–1,4 μm). A mechanikai polírozás érte el a legalacsonyabb Ra értéket (0,05–0,08 μm), amely tükröző alkatrészekhez alkalmas. Az anódos oxidálás mérsékelt érdességet tartott fenn, de jelentősen javította az oxidréteg egyenletességét.

2.2 Korrózióállósági teljesítmény

Sópermet tesztelés azt mutatta, hogy az anódolt minták szerkezeti és színstabilitása több mint 500 órán át fennmaradt pittesedés nélkül. A passzivált rozsdamentes acél minták javult passzív réteg-integritást mutattak, amely 68%-kal csökkentette a pontszerű korróziót a kezeletlen kontrollokhoz képest.

2.3 Vizuális és esztétikai stabilitás

Színeltolódási mérések 500 luxos megvilágítás mellett azt mutatták, hogy az anódolt felületek tartották meg legstabilabb módon a színtónust. A homokfújt felületek minimális fényvisszaverődést mutattak a diffúz visszaverődés tulajdonságának köszönhetően, ami elősegíti alkalmazásukat fogyasztói elektronikai házakban.

2.4 Összehasonlítás a meglévő kutatásokkal

A mért teljesítmény összhangban áll korábbi eredményekkel, amelyek az anódolt alumínium magas korrózióállóságát és a homokfújás stabil topográfiáját írták le (2., 3. hivatkozások). Az adatok továbbá mérhető javulást mutatnak a passziválás eredményeiben citromsav alapú formulációk használatával, kiterjesztve a korábbi salétromsav-alapú tanulmányokat.

3 Beszámoló

3.1 Eredmények értelmezése

A teljesítménybeli különbségek az egyes folyamatok alapjául szolgáló anyagkölcsönhatásokból adódnak. Az anódos oxidréteg szerkezettartó, porózus réteget képez, amely ellenáll a kémiai támadásoknak. A homokfúvás az egyenletes abrázió révén módosítja a mikrotopológiát. A passziválás megerősíti a króm-dús passzív filmet rozsdamentes acélon, csökkentve annak reakciókészségét. A mechanikai polírozás fizikailag csökkenti az érdességeket fokozatos abrazív lépések során.

3.2 Korlátozások

Az értékelés két fémmegmunkálásra és az adott folyamatparaméterekre koncentrál. Az ötvözet-összetétel, az abrazív mérete, a savkoncentráció vagy a polírozási sorrend változása befolyásolhatja az eredményeket. További hosszú távú fáradási adatok további betekintést nyújtanának.

3.3 Gyakorlati következmények

A gyártók ezeket az eredményeket használhatják a felületkezelési módszerek funkcionális igényekhez történő igazításához. A tengeri környezetnek kitett alkatrészek előnyt élvezhetnek az anódolástól; a fogyasztói termékek burkolatai esetében a homokfúvás lehet kedvezőbb; a precíziós orvostechnikai alkatrészek általában passziválást igényelnek; míg az optikai komponensek az ultraalacsony érdességű polírozásra támaszkodnak.

4. Következtetés

Az összehasonlítás négy különböző CNC-megmunkálási felületkezelési módszer eltérő teljesítményprofilját mutatja be. Az anódolás kiváló korrózióállóságot biztosít, a homokfúvás konzisztens matt felületet eredményez, a passziválás növeli az acélkémiai stabilitását, míg a mechanikai polírozás a legalacsonyabb érdességi szinteket éri el. Ezek az eredmények célzott felületkezelési módszerek kiválasztását támogatják a szerkezeti, vizuális vagy környezeti igények alapján, és további kutatási lehetőséget jeleznek többlépcsős hibrid felületkezelési eljárásokban.