1 Методи дослідження

1.1 Концептуальна основа

Оцінка виконана за схемою контрольованого порівняльного дослідження. Усі тестові деталі були виготовлені методом фрезерування з алюмінію 6061-T6 та нержавіючої сталі 304 на верстатах з ЧПУ з використанням однакових параметрів різання для забезпечення стабільної початкової шорсткості. Після цього кожну деталь оброблено одним із методів остаточної обробки за фіксованих умов, узгоджених з промисловими стандартами (MIL-A-8625 для анодування, ASTM A380 для пасивації).

1.2 Джерела даних

Дані зібрано з трьох категорій вимірювань:

• Шорсткість поверхні (Ra) виміряно контактним профіломіром.

• Товщина оксидного шару виміряно методом вихрових струмів для перевірки покриття.

• Стійкість до корозії оцінювалось у камері нейтрального сольового туману з 5% NaCl.

Усі первинні набори даних, журнали калібрування та параметри навколишнього середовища включені до додатку для забезпечення повної відтворюваності.

1.3 Експериментальні інструменти та моделі

Використаний експериментальний процес:

• триосьовий центр фрезерування для виготовлення зразків

• Камера дробоструменя з абразивом 120-ї сітки

• Лінія анодування з сірчаною кислотою типу II

• Ванна пасивації з нержавіючої сталі, приготована за технологією на основі лимонної кислоти без нітратів

• Шліфувальний верстат з ременевим шліфуванням і послідовними абразивами від 800 до 2000

Калібрування всіх вимірювальних приладів виконувалося згідно з рекомендаціями виробника, кожен зразок проходив трикратне вимірювання для зменшення випадкових похибок.

2 Результати та аналіз

2.1 Порівняння шорсткості поверхні

Таблиця 1 наведено значення Ra після кожного процесу оздоблення. Дробоструменева обробка забезпечила найбільш однорідну матову поверхню (Ra 1,2–1,4 мкм). Механічне полірування досягло найнижчого значення Ra (0,05–0,08 мкм), що підходить для дзеркальних деталей. Анодування зберегло помірну шорсткість, але значно покращило рівномірність оксидного шару.

2.2 Властивості стійкості до корозії

Випробування методом соляного туману показали, що анодовані зразки зберігали структурну й кольорову стабільність понад 500 годин без утворення пітингу. Зразки з пасивованої нержавіючої сталі демонстрували покращену цілісність пасивної плівки, зменшивши місцеву корозію на 68 % порівняно з нелікованими контрольними зразками.

2.3 Візуальна та естетична стабільність

Вимірювання зміни кольору за освітлення 500 лк продемонстрували, що анодовані поверхні зберігали найбільш стабільний відтінок. Поверхні, оброблені дробоструменевим способом, мали мінімальне блискіття завдяки властивостям дифузного відбиття, що сприяє їх використанню в корпусах побутової електроніки.

2.4 Порівняння з існуючими дослідженнями

Отримані результати відповідають раніше опублікованим даним щодо високої стійкості анодованого алюмінію до корозії та стабільної топографії при дробоструменевій обробці (Джерела 2, 3). Отримані дані також демонструють кількісні покращення результатів пасивації при використанні цитратних складів, розширюючи попередні дослідження на основі азотної кислоти.

3 Обговорення

3.1 Інтерпретація результатів

Різниця в експлуатаційних характеристиках пояснюється особливостями матеріалів, що використовуються в кожному процесі. Анодування формує структурований пористий оксидний шар, який стійкий до хімічного впливу. Піскоструменева обробка змінює мікротопографію за рахунок рівномірного абразивного впливу. Пасивація зміцнює хром-багату пасивну плівку на нержавіючій сталі, знижуючи її реакційну здатність. Механічне полірування фізично зменшує нерівності поверхні шляхом послідовного абразивного втручання.

3.2 Обмеження

Оцінка зосереджена на двох металах і конкретних параметрах процесу. Варіації складу сплаву, розміру абразиву, концентрації кислоти або послідовності полірування можуть вплинути на результат. Додаткові дані про довготривалу втомлюваність матеріалу дали б глибше розуміння.

3.3 Практичні наслідки

Виробники можуть використовувати ці результати для підбору методів остаточної обробки залежно від функціональних вимог. Компоненти, що працюють у морському середовищі, виграють від анодування; корпуси для побутового використання можуть краще підходити після піскоструменевої обробки; прецизійні медичні деталі, як правило, вимагають пасивації; а оптичні компоненти залежать від полірування з наднизькою шорсткістю.

4 Висновок

Порівняння демонструє виразно різні характеристики чотирьох методів оздоблення при обробці на CNC-верстатах. Анодування забезпечує високу стійкість до корозії, піскоструменева обробка — однорідну матову текстуру, пасивація підвищує хімічну стабільність нержавіючої сталі, а механічна полірування дає найнижчі показники шорсткості. Ці результати сприяють цілеспрямованому вибору видів оздоблення залежно від конструкційних, візуальних або експлуатаційних вимог і вказують на потенціал подальшого дослідження багатоетапних гібридних методів оздоблення.