Анодирование по MIL-PRF-8625: Type II и Type III (твёрдое) на обработанных деталях

Твёрдое анодирование MIL-PRF-8625 Type III даёт толстое твёрдое покрытие из оксида алюминия, обычно около 0.002 in (50 µm) номинально, которое растёт примерно наполовину наружу и наполовину в металл. Type II тоньше и служит для защиты от коррозии и придания цвета. Type I это тонкое покрытие в хромовой кислоте. Выбор между ними и то, как он указан, определяют, будут ли отверстия после отделки подходить, а резьбы проходить калибры. Это руководство охватывает типы, классы, толщину, рост, маскирование, уплотнение, поведение сплавов и обозначения на чертежах.

Типы и классы в MIL-PRF-8625

MIL-PRF-8625 является эксплуатационной спецификацией. Она заменила MIL-A-8625, текущая ревизия F с изменениями; проверьте, какую ревизию указывает Ваш контракт. Она определяет покрытия по типу (процесс) и классу (цвет).

• Type I: хромовокислотное анодирование. Type IB: хромовая кислота при низком напряжении. Type IC: безхромовая альтернатива Type I и IB.
• Type II: обычное сернокислотное анодирование. Type IIB: тонкое сернокислотное анодирование, также применяемое как безхромовая альтернатива Type I и IB.
• Type III: твёрдое анодное покрытие, обычно в серной кислоте при низкой температуре и повышенной плотности тока.
• Class 1: без окраски. Class 2: окрашенное или пигментированное.

Существуют коммерческие эквиваленты: SAE AMS 2469 для твёрдого анодирования, а также AMS 2471 (без окраски) и AMS 2472 (с окраской) для сернокислотного анодирования. Замена это решение контракта, а не решение цеха.

Сравнение Type I, Type II и Type III

Свойство	Type I / IB	Type II	Type III
Электролит	Хромовая кислота	Серная кислота, около комнатной температуры	Серная кислота, холодная (часто около 0 °C)
Типичная толщина	0.00002 до 0.0003 in (0.5 до 7.6 µm)	0.0002 до 0.001 in (5 до 25 µm)	0.0005 до 0.0045 in (13 до 114 µm), около 0.002 in (50 µm) номинально
Рост наружу	Малый	Примерно треть толщины, зависит от процесса	Примерно половина толщины
Износостойкость	Низкая	Умеренная	Высокая; твёрдость часто указывают около 60-70 HRC в эквиваленте
Варианты цвета	Серый, ограниченное окрашивание	Широкий выбор, включая чёрный	Естественный серый до бронзового или тёмно-серого; возможна чёрная окраска, цвет варьируется
Уплотнение	Уплотнено	По умолчанию уплотнено	Не уплотнено, если не указано
Влияние на усталость	Наименьшее	Умеренное	Наибольшее снижение
Типичное применение в обороне	Авиационные конструкции, чувствительные к усталости	Корпуса, кронштейны, шасси, крышки	Направляющие, рельсы, крепления, износные накладки, изолирующие поверхности

Значения это типичные отраслевые цифры, а не обещания. Спецификация контролирует некоторые типы по массе покрытия, а не по толщине, поэтому точные критерии приёмки смотрите в действующей ревизии. Type I использует шестивалентный хром, и многие исполнители вне авиации его больше не ведут; если на Вашем чертеже указан Type I, спросите, допустим ли Type IC или IIB. Поставщики, подобранные через milcnc.com, организуют Type II и Type III через своих исполнителей отделки.

Толщина и рост размеров

Анодирование превращает поверхность алюминия в оксид. Часть оксида находится выше исходной поверхности, а часть заменяет металл под ней. Для Type III обычное правило такое: 50 процентов наружу и 50 процентов внутрь. Для Type II наружу нарастает меньшая доля, часто называют около трети.

Рост относится к каждой покрываемой поверхности, поэтому диаметры меняются на удвоенный рост наружу.

Гипотетический пример: отверстие 12 mm H7

Отверстие 12.000 mm с допуском H7 (от 0 до +0.018 mm) получает Type III 0.002 ± 0.0002 in (50 ± 5 µm).

• Рост наружу на сторону: от 22.5 до 27.5 µm
• Уменьшение диаметра отверстия: от 45 до 55 µm
• Нужное отверстие до анодирования: примерно от 12.055 до 12.063 mm, чтобы после покрытия уложиться в 12.000-12.018 mm

Поле допуска 18 µm сужается до примерно 8 µm до анодирования, потому что разброс покрытия съедает остальное. Это достижимо на ЧПУ с хорошей расточной головкой, но это совсем другая задача по сравнению с номинальным H7 на чертеже. Обычные альтернативы: замаскировать отверстие или сначала анодировать, а покрытие довести хонингованием до размера.

Резьбы

У резьбы 60 градусов средний диаметр меняется примерно в четыре раза больше, чем рост наружу. Покрытие Type III, нарастающее наружу на 25 µm, смещает средний диаметр примерно на 100 µm, что намного больше любого допуска 2A/2B или 3A/3B. Поэтому резьбы маскируют почти при любых работах с Type III. Альтернативы: нарезать с запасом, учитывая отделку, или ставить вставки после анодирования. Никогда не прогоняйте обычный метчик по резьбе с твёрдым анодированием, чтобы «почистить» её; это снимает покрытие и тупит метчик.

Где покрытие тоньше

Толщина покрытия падает внутри глубоких отверстий и глухих отверстий, а нарастает покрытие перпендикулярно поверхности, поэтому на острых наружных углах остаётся тонкая или пустая зона. Для Type III снимайте наружные кромки радиусом около 0.5-0.8 mm (0.020-0.030 in), где позволяет конструкция.

Маскирование

Маскируйте то, что должно остаться неизменным по размерам или электрически:

• Посадочные отверстия подшипников, прессовые посадки и прецизионные центрирующие диаметры
• Резьбовые отверстия и резьбы, нарезанные фрезой
• Точки электрического заземления и соединения (обычно для них вместо этого применяют химическое конверсионное покрытие MIL-DTL-5541 Class 3)
• Сопрягаемые грани с жёсткой плоскостностью, где покрытие внесло бы разброс

Исполнители маскируют силиконовыми пробками и колпачками, стоп-лаком или виниловой лентой. Показывайте замаскированные зоны на чертеже штриховкой и выноской и допускайте погрешность границы (около 0.5-1 mm типично для ленты и лака). Type III также требует надёжного электрического контакта во время обработки, из-за чего остаются неанодированные следы подвесов. Укажите, где следы подвесов допустимы, иначе место выберет исполнитель.

Уплотнение

Уплотнение закрывает поры в оксиде. Type II по умолчанию уплотняется, обычно в горячей деионизированной воде, ацетате никеля или дихромате. Дихромат даёт хорошую коррозионную стойкость и жёлто-зелёный оттенок на Class 1, но это шестивалентный процесс. Требование спецификации по солевому туману для уплотнённых покрытий Type II является распространённым приёмочным испытанием (336 часов по ASTM B117 в последних ревизиях; проверьте свою).

Type III остаётся неуплотнённым, если чертёж или контракт этого не требуют, потому что уплотнение размягчает поверхность и снижает стойкость к истиранию. Если деталь с твёрдым анодированием стоит на улице без краски, например оснастка наземного оборудования, предпишите уплотнение и примите некоторое снижение износостойкости.

Поведение 6061 и 7075

6061-T6 (магний и кремний, от 0.15 до 0.40 процента меди) анодируется равномерно. Type II стабильно принимает краситель, а Type III получается равномерно серым или тёмно-серым, темнее с ростом толщины.

7075-T6 (от 5.1 до 6.1 процента цинка, от 1.2 до 2.0 процента меди) даёт более тёмное покрытие Type III, которое может быть немного менее равномерным. Он больше склонен к прожогу на острых кромках при высокой плотности тока, поэтому радиусы кромок важнее. Прозрачный Type II на 7075 часто имеет слабый жёлтый оттенок.

2024 (от 3.8 до 4.9 процента меди) самый сложный; спецификация применяет более мягкий предел по истиранию к сплавам с содержанием меди выше 2 процентов. Литейные сплавы с высоким содержанием кремния дают пятнистые покрытия.

Практические правила для любого сплава: закончите всю механическую и термическую обработку до анодирования, никогда не анодируйте сборки со стальными вставками или разнородными сплавами и ставьте спиральные вставки после отделки.

Как указать Type III на чертеже

Полное примечание снимает большую часть догадок исполнителя. Примечания на чертежах обычно пишутся по-английски, поэтому пример оставлен без изменений:

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.

Укажите ревизию спецификации, если её фиксирует контракт, цвет для Class 2 (образец или номер по FED-STD-595) и способ проверки толщины: вихретоковый по ASTM B244 в серии, микрошлиф по ASTM B487, когда нужно разрешить спор. Более жёсткий допуск на толщину, например ±0.0002 in, часто возможен на простой геометрии, но сначала согласуйте его с исполнителем.

Размеры до анодирования: кто их считает

Есть три рабочих подхода:

1. Только готовые размеры. На чертеже указаны размеры после анодирования, а поставщик рассчитывает размеры до отделки по известному росту у исполнителя. Это самый распространённый подход, он оставляет чертёж чистым.
2. Обе системы размеров. Критичные элементы показывают значения до отделки и готовые значения. Это устраняет неоднозначность, но требует согласованности через ревизии.
3. Маскирование. Критичные посадки маскируются, чтобы их размеры не менялись.

Большинство покупателей сочетают первый и третий. Что бы Вы ни выбрали, попросите поставщика указать целевые размеры до отделки в замечаниях по DFM и измерить критичные элементы до и после анодирования на первом образце. В руководстве по первому образцу AS9102 объясняется, как это записать, а на нашей странице о качестве описаны протоколы контроля, которые предоставляют подобранные поставщики. О том, как обозначения отделки сочетаются с требованиями к материалу, резьбе и маркировке, читайте в руководстве по обработке на ЧПУ по mil-spec.

Если у Вас уже есть чертёж с обозначением анодирования и Вы хотите проверить его на рост и маскирование до расчёта, отправьте его как запрос.

Отправка запроса на анодированную деталь

Приложите чертёж (PDF, DWG или DXF) и модель (STEP или IGES), полное примечание по отделке, сплав и состояние, количества и указание, относятся ли размеры к состоянию до или после отделки. Отметьте замаскированные зоны и места следов подвесов. На странице возможностей перечислены материалы, допуски и отделка, которые мы передаём, а детали должны быть неконтролируемыми изделиями, такими как корпуса, кронштейны, направляющие, крепления и оболочки.

Мы начинаем со взаимного NDA, проверяем комплект на полноту и экспортную чувствительность и подбираем до трёх квалифицированных поставщиков. Предложения приходят в течение 24 рабочих часов после полного запроса и содержат исполнителя отделки, сертификаты на материал, план FAI и срок поставки. Отправьте запрос.