1 Tyrimo metodai

1.1 Projektavimo pagrindas

Vertinimas atliktas naudojant kontroliuojamą palyginamąją schemą. Visos bandymo detalės buvo apdirbtos iš 6061-T6 aliuminio ir 304 nerūdijančio plieno naudojant identiškus pjovimo parametrus, kad būtų išlaikytas nuoseklus pradinis paviršiaus šiurkštumas. Kiekviena detalė buvo papildomai apdorota viena apdailos technika, taikant pastoviąsias sąlygas, atitinkančias pramonės standartus (MIL-A-8625 eloksavimui, ASTM A380 pasyvavimui).

1.2 Duomenų šaltiniai

Duomenys buvo renkami iš trijų matavimo kategorijų:

• Paviršiaus šiurkštumas (Ra) matuota kontaktiniu profiliometru.

• Oksidinio sluoksnio storis matuota vortelinės srovės dangažoliu.

• Korozijos atsparumas vertinta neutralioje druskos tirpalo kameroje su 5 % NaCl.

Visi neapdoroti duomenų rinkiniai, kalibravimo žurnalai ir aplinkos parametrai pateikti priede, kad būtų užtikrinta visiška atkuriamybė.

1.3 Eksperimentiniai įrankiai ir modeliai

Naudojamas eksperimentinis darbo procesas:

• triaišis CNC frezavimo centras mėginių gamybai

• Smėlio srautu apdorojimo kamera su 120 tinkleliu medija

• Anodinio oksidavimo linija su sieros rūgštimi II tipo

• Nerūdijančio plieno pasyvavimo vonia, paruošta be azoto rūgšties, su citrinine chemija

• Juostine poliravimo mašina su nuosekliais 800–2000 granuliuotumo šlifavimo priemonėmis

Visų matavimo prietaisų kalibravimas atliktas pagal gamintojo rekomendacijas, o kiekvienas mėginys buvo matuojamas tris kartus, kad būtų sumažintos atsitiktinės klaidos.

2 Rezultatai ir analizė

2.1 Paviršiaus šiurkštumo palyginimas

Lentelė 1 pateikiami Ra reikšmė po kiekvieno apdailos proceso. Smėlio srautas sukūrė labiausiai tolygų matinį paviršių (Ra 1,2–1,4 μm). Mechaninis poliravimas pasiekė žemiausią Ra reikšmę (0,05–0,08 μm), tinkamą atspindintiems komponentams. Anodinis oksidavimas išlaikė vidutinį šiurkštumą, tačiau žymiai pagerino oksido sluoksnio vientisumą.

2.2 Atsparumas korozijai

Druskos tirpalo poveikio tyrimai parodė, kad anoduoti bandiniai išlaikė struktūrinį ir spalvų stabilumą ilgiau nei 500 valandų be duobelių susidarymo. Pasyvinti nerūdijančio plieno bandiniai parodė geroves pasyvinės plėvelės vientisumą, sumažindami taškinę koroziją 68 % lyginant su neapdorotais kontroliniais bandiniais.

2.3 Vizualinis ir estetinis stabilumas

Spalvos pokyčių matavimai esant 500 liuksų apšvietimui parodė, kad anoduotos paviršiaus savybės išlaiko stabiliausią atspalvį. Smėlėtos paviršiaus savybės dėl sklaidomo atspindžio savybių rodė minimalų blizgesį, todėl jos tinka naudoti vartotojo elektronikos korpusuose.

2.4 Palyginimas su esamais tyrimais

Išmatuoti rezultatai sutampa su ankstesniais radiniais, aprašančiais anoduoto aliuminio aukštą korozijos atsparumą ir smėlėjimo stabilią reljefą (šaltiniai 2, 3). Duomenys taip pat rodo kiekybiškai išmatuotus pasyvinimo rezultatų pagerėjimus naudojant citrinų rūgšties formulacijas, papildančias ankstesnius tyrimus, pagrįstus azoto rūgštimi.

3 Diskusija

3.1 Rezultatų interpretacija

Našumą veikia kiekvieno proceso pagrindiniai medžiagų sąveikos skirtumai. Anodizacija sukuria struktūruotą porėtą oksidinį sluoksnį, atsparų cheminiam poveikiui. Smėlėjimas keičia mikrotopografiją dėl tolygaus abrazyvinio poveikio. Pasyvavimas sustiprina chromu turtingą pasyvųjį plėvelę ant nerūdijančio plieno, sumažindamas jo reaktyvumą. Mechaninis poliravimas fiziškai sumažina nelygumus progresyviai taikant abrazyvines procedūras.

3.3 Apribojimai

Vertinimas sutelktas į dvi metalines medžiagas ir specifinius technologinius parametrus. Lydinio sudėties, abrazyvinės medžiagos dydžio, rūgšties koncentracijos arba poliravimo sekos pokyčiai gali pakeisti rezultatus. Papildomi ilgalaikio nuovargio duomenys suteiktų gilesnį supratimą.

3.3 Praktinės pasekmės

Gamintojai gali naudoti šiuos rezultatus, kad pritaikytų apdailos metodus funkciniams reikalavimams. Komponentai, veikiami jūros aplinkos, naudos iš anodizacijos; vartotojams matomos dėžutės dažniausiai tinka smėlėjimu; tikslieji medicininiai komponentai paprastai reikalauja pasyvavimo; o optiniai komponentai priklauso nuo itin žemo šiurkštumo poliravimo.

4 Išvados

Palyginimas parodo aiškiai išsiskiriančius našumo profilius keturiomis CNC apdirbimo baigimo metodikomis. Anodizacija užtikrina puikią korozijos atsparumą, smėlėjimas suteikia nuolatinį matinį paviršių, pasyvavimas padidina nerūdijančio plieno cheminę stabilumą, o mechaninis poliravimas pasiekia žemiausius šiurkštumo lygius. Šie rezultatai palaiko tikslinį baigiamųjų dangų parinkimą, remiantis konstrukciniais, vizualiniais ar aplinkos reikalavimais, taip pat nurodo galimybę tolesniems tyrimams kompleksiniuose daugiapakopiuose baigimo būduose.