Anodowanie MIL-PRF-8625: Type II a Type III (twarde) na częściach obrabianych

Anodowanie twarde MIL-PRF-8625 Type III to gruba, twarda powłoka z tlenku glinu, zwykle o nominalnej grubości około 0.002 in (50 µm), która narasta mniej więcej w połowie na zewnątrz i w połowie w głąb metalu. Type II jest cieńszy i służy do ochrony przed korozją i barwienia. Type I to cienka powłoka z kwasu chromowego. Wybór między nimi i sposób jego zapisu na rysunku decyduje o tym, czy otwory nadal pasują, a gwinty nadal przechodzą sprawdziany po obróbce powierzchni. Poradnik obejmuje typy, klasy, grubość, przyrost, maskowanie, uszczelnianie, zachowanie stopów i oznaczenia na rysunku.

Typy i klasy w MIL-PRF-8625

MIL-PRF-8625 jest specyfikacją funkcjonalną. Zastąpiła MIL-A-8625, a obecna rewizja to F z poprawkami; należy sprawdzić, którą rewizję wskazuje Państwa kontrakt. Definiuje powłoki według typu (proces) i klasy (kolor).

• Type I: anodowanie w kwasie chromowym. Type IB: niskonapięciowe anodowanie w kwasie chromowym. Type IC: alternatywa bez chromu dla Type I i IB.
• Type II: klasyczne anodowanie w kwasie siarkowym. Type IIB: cienkie anodowanie w kwasie siarkowym, stosowane także jako alternatywa bez chromu dla Type I i IB.
• Type III: twarda powłoka anodowa, zwykle w kwasie siarkowym w niskiej temperaturze i przy większej gęstości prądu.
• Class 1: niebarwiona. Class 2: barwiona lub pigmentowana.

Istnieją odpowiedniki komercyjne: SAE AMS 2469 dla anodowania twardego oraz AMS 2471 (niebarwione) i AMS 2472 (barwione) dla anodowania w kwasie siarkowym. Zamiana jest decyzją kontraktową, a nie decyzją zakładu.

Porównanie Type I, Type II i Type III

Właściwość	Type I / IB	Type II	Type III
Elektrolit	Kwas chromowy	Kwas siarkowy, blisko temperatury pokojowej	Kwas siarkowy, zimny (często blisko 0 °C)
Typowa grubość	0.00002 do 0.0003 in (0.5 do 7.6 µm)	0.0002 do 0.001 in (5 do 25 µm)	0.0005 do 0.0045 in (13 do 114 µm), nominalnie około 0.002 in (50 µm)
Przyrost na zewnątrz	Mały	Około jednej trzeciej grubości, zależnie od procesu	Około połowy grubości
Odporność na ścieranie	Niska	Umiarkowana	Wysoka; twardość często podawana w pobliżu 60 do 70 HRC ekwiwalentu
Możliwości kolorystyczne	Szary, ograniczone barwienie	Szeroki zakres, w tym czerń	Naturalny szary do brązowego lub ciemnoszarego; możliwe czarne barwienie, kolor się zmienia
Uszczelnianie	Uszczelniany	Domyślnie uszczelniany	Nieuszczelniany, chyba że określono
Wpływ na wytrzymałość zmęczeniową	Najmniejszy	Umiarkowany	Największe obniżenie
Typowe zastosowania obronne	Konstrukcje lotnicze wrażliwe na zmęczenie	Obudowy, wsporniki, podwozia, pokrywy	Prowadnice, szyny, uchwyty montażowe, ślizgacze, powierzchnie izolacyjne

Wartości są typowymi danymi branżowymi, a nie obietnicami. Specyfikacja kontroluje niektóre typy według masy powłoki, a nie grubości, dlatego dokładne kryteria odbioru należy sprawdzić w aktualnej rewizji. Type I wykorzystuje chrom sześciowartościowy, a wielu wykonawców spoza lotnictwa już go nie prowadzi; jeżeli Państwa rysunek wskazuje Type I, należy zapytać, czy akceptowalny jest Type IC lub IIB. Dostawcy dopasowywani przez milcnc.com organizują Type II i Type III za pośrednictwem swoich wykonawców obróbki powierzchni.

Grubość i przyrost wymiarowy

Anodowanie przekształca powierzchnię aluminium w tlenek. Część tlenku znajduje się nad pierwotną powierzchnią, a część zastępuje metal pod nią. Dla Type III zwykła zasada przybliżona to 50 procent na zewnątrz i 50 procent do wewnątrz. Dla Type II mniejszy udział narasta na zewnątrz, często podaje się około jednej trzeciej.

Przyrost dotyczy każdej powlekanej powierzchni, więc średnice zmieniają się o dwukrotność przyrostu zewnętrznego.

Przykład hipotetyczny: otwór 12 mm H7

Otwór 12.000 mm z tolerancją H7 (0 do +0.018 mm) otrzymuje Type III o grubości 0.002 ± 0.0002 in (50 ± 5 µm).

• Przyrost zewnętrzny na stronę: 22.5 do 27.5 µm
• Zmniejszenie średnicy otworu: 45 do 55 µm
• Wymagany otwór przed anodowaniem: około 12.055 do 12.063 mm, aby po obróbce mieścić się w 12.000 do 12.018 mm

Pole tolerancji 18 µm kurczy się przed anodowaniem do około 8 µm, ponieważ zmienność powłoki zużywa resztę. Jest to osiągalne na maszynie CNC z dobrą głowicą wytaczarską, ale to zupełnie inne zadanie niż nominalne H7 z rysunku. Zwykłe alternatywy to maskowanie otworu lub anodowanie z późniejszym honowaniem powłoki do wymiaru.

Gwinty

Dla gwintu 60 stopni średnica podziałowa zmienia się o około cztery razy przyrost zewnętrzny. Powłoka Type III narastająca o 25 µm na zewnątrz przesuwa średnicę podziałową o około 100 µm, czyli znacznie więcej niż jakikolwiek luz 2A/2B lub 3A/3B. Dlatego gwinty są maskowane w niemal każdej pracy z Type III. Alternatywy to gwintowanie z naddatkiem z uwzględnieniem powłoki lub montaż wkładek po anodowaniu. Nigdy nie należy przepuszczać standardowego gwintownika przez gwint z powłoką twardą, aby go „oczyścić”; usuwa on powłokę i tępi gwintownik.

Gdzie powłoka jest cieńsza

Grubość powłoki maleje wewnątrz głębokich otworów i otworów nieprzelotowych, a powłoka narasta prostopadle do powierzchni, co zostawia cienką lub pustą strefę na ostrych narożach zewnętrznych. Dla Type III zewnętrzne krawędzie należy zaokrąglić promieniem około 0.5 do 0.8 mm (0.020 do 0.030 in), jeżeli konstrukcja na to pozwala.

Maskowanie

Należy maskować to, co musi pozostać niezmienne wymiarowo lub elektrycznie:

• Otwory pod łożyska, pasowania wciskowe i precyzyjne średnice ustalające
• Otwory gwintowane i gwinty frezowane
• Punkty uziemienia i połączeń elektrycznych (zwykle zamiast tego otrzymują chem film MIL-DTL-5541 Class 3)
• Powierzchnie współpracujące z wąską płaskością, w których powłoka dodałaby zmienność

Wykonawcy maskują za pomocą silikonowych korków i kapturków, lakieru maskującego lub taśmy winylowej. Obszary maskowane należy pokazać na rysunku strefą kreskowaną i uwagą z flagą oraz dopuścić tolerancję granicy (około 0.5 do 1 mm jest typowe dla taśmy i lakieru). Type III wymaga też pewnego styku elektrycznego podczas procesu, co zostawia nieprzykryte ślady zawieszek. Należy wskazać, gdzie ślady zawieszek są dozwolone, w przeciwnym razie wybierze je wykonawca.

Uszczelnianie

Uszczelnianie zamyka pory w tlenku. Type II jest domyślnie uszczelniany, zwykle w gorącej wodzie dejonizowanej, octanie niklu lub dichromianie. Dichromian zapewnia dobrą odporność na korozję i żółtozielony odcień na Class 1, ale jest to proces z chromem sześciowartościowym. Wymóg próby mgły solnej dla uszczelnionych powłok Type II to częsty test odbiorowy (336 godzin wg ASTM B117 w niedawnych rewizjach; prosimy sprawdzić swoją).

Type III pozostaje nieuszczelniony, chyba że rysunek lub kontrakt tego wymaga, ponieważ uszczelnianie zmiękcza powierzchnię i zmniejsza odporność na ścieranie. Jeżeli część z powłoką twardą stoi na zewnątrz bez lakieru, na przykład oprzyrządowanie sprzętu naziemnego, należy określić uszczelnienie i zaakceptować pewną utratę odporności na zużycie.

Zachowanie 6061 a 7075

6061-T6 (magnez i krzem, 0.15 do 0.40 procent miedzi) anoduje się równomiernie. Type II przyjmuje barwnik konsekwentnie, a Type III wychodzi jednolity, od szarego do ciemnoszarego, ciemniejszy wraz ze wzrostem grubości.

7075-T6 (5.1 do 6.1 procent cynku, 1.2 do 2.0 procent miedzi) daje ciemniejszą powłokę Type III, która może być nieco mniej jednorodna. Jest bardziej podatny na przypalenia na ostrych krawędziach przy dużej gęstości prądu, dlatego promienie krawędzi mają większe znaczenie. Bezbarwny Type II na 7075 często ma lekki żółty odcień.

2024 (3.8 do 4.9 procent miedzi) jest trudny; specyfikacja stosuje luźniejszy limit ścierania dla stopów powyżej 2 procent miedzi. Stopy odlewnicze o wysokiej zawartości krzemu dają powłoki plamiste.

Praktyczne zasady dla każdego stopu: całą obróbkę skrawaniem i cieplną zakończyć przed anodowaniem, nigdy nie anodować zespołów zawierających stalowe wkładki ani stopy niejednorodne oraz montować wkładki spiralne po obróbce powierzchni.

Jak zapisać Type III na rysunku

Kompletna uwaga eliminuje większość domysłów wykonawcy:

1. ANODIZE PER MIL-PRF-8625, TYPE III, CLASS 1.
   COATING THICKNESS 0.0020 ± 0.0005 IN (51 ± 13 µm).
   DO NOT SEAL.
2. MASK SURFACES INDICATED BY FLAG NOTE A.
   NO COATING PERMITTED IN THREADED HOLES.
3. RACK MARKS PERMITTED ONLY ON SURFACES INDICATED BY FLAG NOTE B.
4. DIMENSIONS APPLY AFTER ANODIZE UNLESS NOTED "PRE-FINISH".
5. PROCESSOR CERTIFICATE OF CONFORMANCE REQUIRED,
   INCLUDING THICKNESS READINGS.

Należy podać rewizję specyfikacji, jeżeli kontrakt ją ustala, kolor dla Class 2 (próbka wzorcowa lub numer FED-STD-595) oraz sposób weryfikacji grubości: prądy wirowe wg ASTM B244 w produkcji, zgład mikroskopowy wg ASTM B487, gdy trzeba rozstrzygnąć spory. Węższa tolerancja grubości, taka jak ±0.0002 in, jest często możliwa na prostej geometrii, ale należy ją najpierw uzgodnić z wykonawcą.

Wymiary przed anodowaniem: kto je oblicza

Istnieją trzy działające podejścia:

1. Tylko wymiary po obróbce. Rysunek podaje wymiary po anodowaniu, a dostawca oblicza wymiary przed obróbką na podstawie znanego przyrostu wykonawcy. Jest to najczęstsze podejście i utrzymuje rysunek w czytelnej postaci.
2. Oba zestawy wymiarów. Cechy krytyczne pokazują wartości przed obróbką i po niej. Usuwa to niejednoznaczność, ale musi być spójnie utrzymywane w kolejnych rewizjach.
3. Maskowanie. Pasowania krytyczne są maskowane, aby ich wymiary się nie zmieniały.

Większość nabywców łączy pierwsze i trzecie. Niezależnie od wyboru, należy poprosić dostawcę o wskazanie docelowych wymiarów przed obróbką w uwagach DFM oraz o pomiar cech krytycznych przed i po anodowaniu na pierwszej sztuce. Poradnik FAI wg AS9102 wyjaśnia, jak to zapisać, a nasza strona o jakości opisuje dokumentację kontroli dostarczaną przez dopasowanych dostawców. O tym, jak oznaczenia obróbki powierzchni współgrają z wymaganiami dotyczącymi materiału, gwintów i znakowania, przeczytają Państwo w poradniku obróbki CNC mil-spec.

Jeżeli mają Państwo już rysunek z oznaczeniem anodowania i chcą go sprawdzić pod kątem przyrostu i maskowania przed wyceną, mogą Państwo przesłać go jako zapytanie.

Wysyłanie zapytania o część anodowaną

Należy dołączyć rysunek (PDF, DWG lub DXF) i model (STEP lub IGES), pełną uwagę o obróbce powierzchni, stop i stan, ilości oraz informację, czy wymiary dotyczą stanu przed czy po obróbce powierzchni. Należy zaznaczyć obszary maskowane i miejsca śladów zawieszek. Strona o możliwościach wymienia kierowane materiały, tolerancje i obróbki powierzchni, a części muszą być pozycjami nieobjętymi kontrolą, takimi jak obudowy, wsporniki, szyny, uchwyty i osłony.

Zaczynamy od obustronnego NDA, sprawdzamy pakiet pod kątem kompletności i wrażliwości eksportowej, a następnie dopasowujemy go do maksymalnie trzech kwalifikowanych dostawców. Wyceny nadchodzą w ciągu 24 godzin roboczych od otrzymania kompletnego zapytania i wskazują wykonawcę obróbki powierzchni, atesty materiałowe, plan FAI i termin realizacji. Prześlij zapytanie.