Servizio di anodizzazione della pressofusione di alluminio: lega, tipo II/III e guida RFQ

Contenuto

1 Perché l'alluminio pressofuso si anodizza diversamente dagli estrusi
2 La decisione sulla lega viene prima delle specifiche di finitura
3 Tipo II, Tipo III o rivestimento di conversione?
4 Design, mascheramento e tolleranza: dove va il budget dimensionale
5 Cosa misurare affinché il processo rimanga onesto
6 Quando un'altra finitura è la scelta ingegneristica migliore
7 Cosa includere in una richiesta di offerta di anodizzazione
8 Domande comuni sull'anodizzazione dei pressofusi di alluminio

Un addetto agli acquisti invia 5.000 alloggiamenti di motori pressofusi per l'anodizzazione nera. I campioni sembravano a posto. Il lotto di produzione risulta grigio screziato, con macchie bianche attorno ai segni del perno di espulsione e una visibile interruzione del tono nel punto in cui la faccia lavorata incontra la superficie grezza. Nulla è cambiato sulla linea di anodizzazione. Ciò che è cambiato è stato il lotto di casting.

Prima una breve risposta: le pressofusioni di alluminio possono essere anodizzate e un servizio che comprende la pressofusione può contenere una finitura ripetibile di Tipo II o Tipo III. Ma il risultato viene deciso prima che i pezzi raggiungano il serbatoio. Tre input controllano quasi tutto ciò che vedi sulla superficie finita: la lega in cui viene versata la fusione, la solidità della pelle grezza e il modo in cui la parte è progettata e mascherata. Se si fanno le cose nel modo giusto, l'anodizzazione diventerà un processo di produzione stabile. Sbagliateli e nessuna abilità di travaso salverà il risultato estetico.

Perché l'alluminio pressofuso si anodizza diversamente dagli estrusi

L'anodizzazione fa crescere uno strato di ossido dal metallo stesso. Tutto ciò che non è alluminio rimane dov'è e attorno ad esso si forma l'ossido. Le leghe per pressofusione contengono molto contenuto non di alluminio, quindi il rivestimento eredita la struttura sottostante.

Silicio. A383 e ADC12 utilizzano tipicamente il 9,5–11,5% di silicio. Il silicio non si anodizza in un bagno solforico; rimane sotto forma di particelle di silicio libere, spingendo la finitura verso il grigio o il grigio scuro e lasciando fuliggine che dovranno essere opportunamente decantate.
Rame e ferro. Il rame aumenta la conduttività locale e può favorire una crescita irregolare dell’ossido. Il ferro forma elementi intermetallici AlFeSi che si leggono come striature o granelli scuri dopo il rivestimento.
Due strutture in una parte. La pelle fredda come fusa ha grani più fini e una morfologia del silicio diversa rispetto all'interno. Una faccia lavorata espone l'interno, quindi le due superfici possono legittimamente anodizzare in due toni diversi. Questa è metallurgia, non contaminazione.
Porosità e chiusure fredde. I pori del gas intrappolano l'elettrolito e lo trattengono durante la fase di sigillatura, che si manifesta successivamente come macchie bianche, sanguinanti o fiorite.

Anche il metodo di formazione è importante. Pressofusione, fusione in sabbia e microfusione lasciano pelli superficiali diverse e diversi modelli di porosità, quindi la stessa lega può anodizzare in modo molto diverso a seconda di come è stata realizzata la parte.

La decisione sulla lega viene prima delle specifiche di finitura

Se un disegno riporta ADC12 e il cliente si aspetta un'anodizzazione chiara e brillante che corrisponda a un'estrusione 6061, tale requisito non è realizzabile, né con un anodizzatore migliore né con una maggiore lucidatura. La lega deve essere selezionata per la finitura e tale selezione avviene nella fase di pressofusione e fusione.

Il contenuto di silicio è il principale fattore del colore e della consistenza dell'anodizzazione; quanto più alto è il silicio, tanto più scuro e meno uniforme tende ad essere l'ossido.
Lega	Contenuto di silicio	Comportamento dell'anodizzazione	La migliore vestibilità
A383/ADC12 (secondario)	~9,5–11,5%	Da grigio scuro a quasi nero, satinato, incline all'oscenità; la consistenza del colore è più difficile da mantenere	Alloggiamenti, staffe e coperture in cui il colore è scuro e la richiesta estetica è moderata
A360	~ 9–10%, rame inferiore	Grigio, migliori prestazioni contro la corrosione e colore più stabile rispetto all'A383	Alloggiamenti e coperture del motore che necessitano di resistenza alla corrosione
AlSi10MnMg (primario, ad es. Silafont-36)	~10%, ferro basso, aggiunta di manganese	La risposta di anodizzazione più coerente tra le leghe pressofuse; grigio chiaro e tingibile	Parti strutturali e di veicoli elettrici, alloggiamenti di batterie, componenti di sicurezza a pareti sottili
6061 (lavorato)	meno dell'1%	Brillante, uniforme e facile da tingere	Solo parti lavorate: non può essere pressofuso ad alta pressione

La maggior parte dei programmi segue uno dei due percorsi. Se la finitura è un'anodizzazione decorativa scura su una fusione per uso generale, A383 è realizzabile ed economicamente vantaggioso e le specifiche estetiche sono scritte attorno a un grigio-nero satinato. Se l'anodizzazione è funzionale o deve essere colorata, il passaggio a una lega primaria come AlSi10MnMg costa di più per chilogrammo ma elimina la maggior parte del rischio di colore.

Anche la lavorazione cambia il quadro. Una parte anodizzata come fusione risulta più scura e screziata rispetto alla stessa parte con le facce visibili lavorate. Laddove è richiesto un tono uniforme, le facce cosmetiche vengono lavorate e il resto rimane così come viene fuso.

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Tipo II, Tipo III o rivestimento di conversione?

Scegli la classe di rivestimento dalla funzione, non dal nome della finitura. Le tre opzioni comuni si comportano in modo abbastanza diverso su una pressofusione.

Anodizzazione solforica di tipo II, 5–25 µm

Decorativo e resistente alla corrosione. Accetta coloranti in un'ampia gamma di colori, mantiene una superficie satinata e si adatta a coperture, cappucci terminali e alloggiamenti visibili. Sulle leghe ad alto contenuto di silicio aspettatevi toni dal grigio al nero piuttosto che brillanti.

Anodizzazione dura di tipo III, 25–50 µm

Innanzitutto la resistenza all'usura, poi l'aspetto. La durezza è tipicamente intorno a 350–500 HV a seconda della lega. I colori sono limitati al grigio scuro, bronzo e nero, il cambiamento dimensionale è maggiore e le fusioni ad alto contenuto di silicio hanno maggiori probabilità di mostrare irregolarità. Usalo per superfici scorrevoli, corpi valvola e piastre antiusura.

Rivestimento di conversione cromata trivalente

Meno di un micron di spessore, conduttivo e poco costoso. Se il requisito è la resistenza alla corrosione più la messa a terra elettrica, il rivestimento di conversione è generalmente corretto e l'anodizzazione è sbagliata: l'anodizzazione è dielettrica e isolerà la parte.

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Design, mascheramento e tolleranza: dove va il budget dimensionale

L'anodizzazione consuma circa la metà del suo spessore dal substrato e aggiunge l'altra metà verso l'esterno. Un rivestimento di Tipo II da 20 µm cresce di circa 10 µm per lato; un rivestimento di Tipo III da 50 µm cresce di circa 25 µm per lato. Su una parte mantenuta a ±0,05 mm, non si tratta di un errore di arrotondamento.

Discussioni. Una filettatura interna standard 6H non accetta una filettatura rivestita. Mascheralo o taglialo dopo il rivestimento e indicalo sul disegno.
Superfici di tenuta, fori dei cuscinetti e accoppiamenti a pressione. Mascherarli e lasciare 0,5–1,0 mm di spazio libero per la linea di mascheramento: il nastro non può seguire in modo pulito un contorno complesso.
Fori ciechi profondi e asole strette. In quel punto lo scambio elettrolitico è scarso, quindi il rivestimento sarà sottile o irregolare. Non imporre un requisito di spessore su una caratteristica che l'elettrolito non può raggiungere.
Bordi taglienti. I bordi assorbono corrente e bruciano, lasciando una linea ruvida e gessosa. Specificare una rottura del bordo di R0,3–0,5 mm sui bordi anodizzati.
Aspetto. Definirlo con un chip di colore fisico più una tolleranza ΔE, un intervallo di lucentezza e una dimensione e un numero di imperfezioni consentiti per superficie. Il "nero uniforme" non è qualcosa che chiunque possa controllare.

Cosa misurare affinché il processo rimanga onesto

La qualità della finitura sui pressofusi è verificabile. Inserisci i test nell'ordine di acquisto e smetterà di essere una questione di opinione.

Spessore del rivestimento mediante correnti parassite secondo ASTM B244, in cinque punti per parte, con un minimo dichiarato sulle superfici cosmetiche.
Qualità della sigillatura tramite colorazione secondo ASTM B136 per Tipo II o dissoluzione acida secondo ASTM B680 per Tipo III.
Nebbia salina neutra secondo ASTM B117 come cancello di qualificazione. Considera le ore come un confronto tra processi, non come una previsione della durata di servizio: le pressofusioni ad alto contenuto di silicio e contenenti rame generalmente non raggiungono i numeri indicati per il 6061 lavorato.
Verifica del colore rispetto al chip approvato su uno spettrofotometro, riportato come ΔE.
Una prova di intento produttivo utilizzando lo stampo reale, il lotto di lega reale e la sequenza di lavorazione effettiva, non un campione lucidato a mano.

Un punto di controllo conta più di quanto la maggior parte degli acquirenti si aspetti: le variabili di fusione cambiano il colore anodizzato. Il rapporto del contenuto riciclato, la chimica del lotto di lega, il bilancio termico dello stampo e le modifiche al gate muovono tutti la morfologia del silicio e il tono finito con essi. Se l'aspetto è fondamentale, congelare la lega originale e riqualificarla dopo qualsiasi modifica dello stampo o del processo.

Quando un'altra finitura è la scelta ingegneristica migliore

L'anodizzazione non è sempre la risposta, e su alcune pressofusioni è quella sbagliata.

La verniciatura a polvere nasconde la porosità invece di rivelarla, è disponibile in qualsiasi colore, ha uno spessore di 60–100 µm ed è solitamente più economica su pezzi di grandi dimensioni. Non è conduttivo e aggiunge accumuli su caratteristiche strette.
Il rivestimento E fornisce una copertura sottile e uniforme con una buona protezione dei bordi, utile su geometrie complesse e superfici interne.
Il rivestimento di conversione mantiene la conduttività a basso costo ed è la scelta pratica per alloggiamenti EMI e punti di messa a terra.
La lavorazione as-cast plus con una faccia cosmetica mascherata e verniciata è spesso la strada più economica per ottenere una parte di bell'aspetto quando è visibile solo una faccia.

Le parti termiche rientrano in una categoria a parte. L'anodizzazione aumenta l'emissività su un dissipatore di calore e aggiunge protezione dalla corrosione per uso esterno e industriale, motivo per cui i dissipatori di calore anodizzati sono standard nell'illuminazione a LED e negli involucri elettrici.

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Cosa includere in una richiesta di offerta di anodizzazione

Designazione della lega e processo di fusione, oltre a una nota sulla possibilità di modificare la lega per soddisfare la finitura.
La funzione della finitura: ore di corrosione, usura, colore, conduttività o emissività.
Classe di anodizzazione e intervallo di spessore con una tolleranza, non un singolo numero.
Quali superfici sono cosmetiche e quali mascherate, indicate nel disegno.
Chip colore, target ΔE e target gloss.
Test di accettazione denominati con standard e frequenza di campionamento.
Quantità di campione, volume di produzione e aspettativa di una prova sull'intento produttivo.
Qualsiasi operazione di post-anodizzazione come taglio del filo, sigillatura o assemblaggio.

Una richiesta di offerta scritta in questo modo di solito consente di risparmiare un intero ciclo di campioni, perché il fornitore può dire in anticipo se la lega supporta il colore, se il piano di mascheratura è realizzabile e quale sarà la resa realistica, invece di scoprirlo nel primo lotto di produzione.

Domande comuni sull'anodizzazione dei pressofusi di alluminio

I pressofusi ADC12 o A383 possono essere anodizzati?

Sì, ma aspettati un risultato satinato dal grigio scuro al nero con una consistenza cromatica limitata. Funziona bene per finiture decorative scure e protezione funzionale dalla corrosione. Non funziona con colori chiari o pastello brillanti.

L'anodizzazione modifica le dimensioni della parte?

SÌ. Circa la metà dello spessore del rivestimento cresce verso l'esterno per lato: circa 10 µm per un rivestimento di Tipo II da 20 µm e circa 25 µm per un rivestimento di Tipo III da 50 µm. Filettature, fori e superfici di tenuta necessitano normalmente di mascheratura.

Perché la mia pressofusione anodizzata appare macchiata o presenta macchie bianche?

Solitamente una delle tre cause: porosità che trattiene l'elettrolita durante la fase di sigillatura, superfici miste come-fusa e lavorate sulla stessa parte o cambio di lotto di lega. La soluzione è a monte: fusioni più solide, lavorazione coerente e una fonte di lega congelata.

È possibile l’anodizzazione dura sulle pressofusioni ad alta pressione?

È possibile, con dei limiti. Lo spessore superiore a circa 50 µm su una lega ad alto contenuto di silicio tende a rompersi o ad apparire irregolare. Mantieni l'anodizzazione dura nell'intervallo 25–40 µm e confermala con una prova sull'intento di produzione.

L'anodizzazione di una pressofusione è una catena piuttosto che un singolo passaggio: scelta della lega, solidità dello stampo e della fusione, strategia di lavorazione, mascheratura, quindi la linea di anodizzazione. Quando si verifica un problema di finitura, la causa è solitamente dovuta a due o tre collegamenti indietro rispetto al serbatoio.

Il nostro lavoro copre la parte anteriore di quella catena. Progettiamo e costruiamo gli stampi, eseguiamo la pressofusione ad alta pressione da 1600 T fino a 200 T, lavoriamo internamente su centri CNC e coordiniamo il trattamento superficiale, compresa l'anodizzazione e la verniciatura a polvere secondo un sistema di qualità IATF 16949. Se un programma necessita di una parte pressofusa anodizzata con un colore definito e un target di corrosione definito, il punto di partenza pratico è stabilizzare la lega e le superfici cosmetiche prima che lo stampo venga tagliato. Puoi rivedere il nostro capacità di pressofusione e lavorazione dell'alluminio oppure invia un disegno con i requisiti di finitura allegati: prima vengono prese queste due decisioni, meno sorprese rimarranno sulla superficie finita.