1 Методы исследования

1.1 Концептуальные основы

Оценка выполнена по принципу контролируемого сравнительного анализа. Все тестовые детали были изготовлены на станке с ЧПУ из алюминия марки 6061-T6 и нержавеющей стали 304 с использованием одинаковых параметров резания для обеспечения стабильной исходной шероховатости. Далее каждая деталь была обработана одним из методов отделки в фиксированных условиях, соответствующих промышленным стандартам (MIL-A-8625 для анодирования, ASTM A380 для пассивации).

1.2 Источники данных

Данные были собраны по трём категориям измерений:

• Шероховатость поверхности (Ra) измерено профилометром контактного типа.

• Толщина оксидного слоя измерена с помощью вихретокового контроля покрытий.

• Стойкость к коррозии оценка проводилась в камере нейтрального соляного тумана с 5% раствором NaCl.

Все исходные наборы данных, журналы калибровки и параметры окружающей среды включены в приложение для обеспечения полной воспроизводимости.

1.3 Экспериментальные инструменты и модели

Используемый экспериментальный рабочий процесс:

• трехосевой центр фрезерной обработки с ЧПУ для производства образцов

• Камера дробеструйной обработки с абразивом 120-й зернистости

• Линия анодирования в серной кислоте типа II

• Ванна для пассивации из нержавеющей стали на основе безазотной лимоннокислой химии

• Ленточно-шлифовальный станок с последовательными абразивами от 800 до 2000 зернистости

Калибровка всех измерительных приборов выполнялась в соответствии с рекомендациями производителя, и каждый образец подвергался трёхкратным измерениям для снижения случайных погрешностей.

2 Результаты и Анализ

2.1 Сравнение шероховатости поверхности

Таблица 1 представлены значения Ra после каждой операции отделки. Дробеструйная обработка обеспечила наиболее стабильную матовую поверхность (Ra 1,2–1,4 мкм). Механическая полировка достигла наименьшего значения Ra (0,05–0,08 мкм), что подходит для отражающих деталей. Анодирование сохранило умеренную шероховатость, но значительно улучшило равномерность оксидного слоя.

2.2 Свойства устойчивости к коррозии

Испытания в соляном тумане показали, что анодированные образцы сохраняли структурную и цветовую стабильность более 500 часов без появления питтинга. Пассивированные образцы из нержавеющей стали продемонстрировали улучшенную целостность пассивной пленки, снизив точечную коррозию на 68 % по сравнению с контрольными образцами без обработки.

2.3 Визуальная и эстетическая стабильность

Измерения изменения цвета при освещенности 500 лк показали, что анодированные поверхности сохраняют наиболее стабильный оттенок. Поверхности, обработанные дробеструйной очисткой, демонстрируют минимальное бликование благодаря свойствам рассеянного отражения, что обосновывает их применение в корпусах потребительской электроники.

2.4 Сравнение с существующими исследованиями

Полученные результаты соответствуют ранее опубликованным данным о высокой коррозионной стойкости анодированного алюминия и стабильной топографии после дробеструйной обработки (см. источники 2, 3). Данные дополнительно показывают количественные улучшения результатов пассивации при использовании составов на основе лимонной кислоты, расширяя предыдущие исследования, основанные на азотной кислоте.

3 Обсуждение

3.1 Интерпретация результатов

Различия в характеристиках обусловлены особенностями взаимодействия материалов в каждом процессе. Анодирование формирует структурированный пористый оксидный слой, устойчивый к химическому воздействию. Пескоструйная обработка изменяет микрорельеф поверхности за счёт равномерного абразивного воздействия. Пассивация усиливает пассивную плёнку, обогащённую хромом, на нержавеющей стали, снижая её реакционную способность. Механическая полировка физически уменьшает шероховатости путём последовательного абразивного шлифования.

3.2 Ограничения

Оценка сосредоточена на двух металлических материалах и конкретных параметрах процесса. Изменения в составе сплава, размере абразива, концентрации кислоты или последовательности полировки могут повлиять на результат. Дополнительные данные о долгосрочной усталости позволили бы глубже понять особенности процессов.

3.3 Практическое значение

Производители могут использовать эти результаты для выбора методов отделки в соответствии с функциональными требованиями. Компоненты, подвергающиеся воздействию морской среды, выигрывают от анодирования; корпуса изделий для потребительского рынка могут предпочтительно обрабатываться пескоструйным методом; прецизионные медицинские детали, как правило, требуют пассивации; а оптические компоненты зависят от полировки с экстремально низкой шероховатостью.

4 Заключение

Сравнение демонстрирует различные характеристики четырёх методов отделки при фрезеровании с ЧПУ. Анодирование обеспечивает превосходную коррозионную стойкость, пескоструйная обработка даёт равномерную матовую текстуру, пассивация повышает химическую стабильность нержавеющей стали, а механическая полировка обеспечивает наименьшие уровни шероховатости. Эти результаты способствуют целенаправленному выбору видов отделки в зависимости от конструкционных, визуальных или эксплуатационных требований и указывают на потенциал дальнейших исследований многоступенчатых гибридных методов отделки.