U današnjoj automobilskoj, avio-industriji i industriji potrošačke elektronike, potražnja za laganim materijalima raste. Aluminijum, magnezijum, cink ilegura titanijumasu četiri primarna materijala od lakih legura. U ovom članku će se raspravljati o ove četiri legure u smislu njihovih mehaničkih svojstava, eloksiranja i površinske obrade, te sprječavanja elektrohemijske korozije između različitih metala.
I. Komparativna analiza ukupnih svojstava četiri glavne legure
U ranim fazama konstrukcijskog dizajna proizvoda, odabir materijala često uključuje balansiranje između težine, čvrstoće, obradivosti i cijene:
• Legure titanijuma (Ti): stoje na vrhu hijerarhije zahvaljujući svojoj izuzetnoj tvrdoći i zateznoj čvrstoći, takođe poseduju inherentnu biokompatibilnost; međutim, njihova visoka cijena i ekstremne teškoće u strojnoj obradi (značajan odboj rezanja i sklonost da se zalijepe za rezni alat) ograničavaju njihovu široku primjenu.
Legura magnezijuma (Mg): Poznata kao "kralj lakih materijala" među praktičnim konstrukcijskim metalima, ima gustinu od samo 68% gustoće aluminijuma i nudi viskoelastičnu apsorpciju udara i sposobnost elektromagnetne zaštite daleko superiornije od onih drugih metala, što ga čini najboljim izborom za aplikacije}zahteva}i laki računari i laki računari{1 stražnje ploče šasije).
• Aluminijumska legura (Al): „Kamen temeljac industrije“, nudi najizbalansiranija ukupna mehanička svojstva i najzrelije lanac snabdevanja i tehnologije obrade.
• Legura cinka (Zn): Iako ima najveću specifičnu težinu i relativno nisku specifičnu čvrstoću, njena niska tačka topljenja (385 stepeni) i odlična fluidnost čine ga idealnim izborom za-kompleksno livenje, precizni-dijelovi u obliku i visoko-galvanizovane komponente visokog sjaja.
II. Procesi anodizacije i površinske obrade:
Površinska obrada ne samo da daje boju izgledu proizvoda, već i određuje njegovu otpornost na koroziju, otpornost na otiske prstiju i otpornost na habanje. Zbog razlika u svojim elektrohemijskim svojstvima, različite legure slijede izrazito različite pristupe površinskoj obradi.
1. Implementacija anodizacije u četiri legure
• Legure aluminijuma (zlatni standard za anodizaciju): oksidni film formiran na legurama aluminijuma u sistemu sumporne kiseline ima poroznu strukturu poput saća-, što mu daje izuzetno jak kapacitet adsorpcije za boje. Nakon tretmana brtvljenja, može pokazati vrlo metalni sjaj i žive, zasićene boje.
• Legure magnezijuma (prvenstveno mikro-oksidacija): premaz formiran na površini legura magnezijuma konvencionalnim eloksiranjem je labav i porozan. Trenutno, industrija pretežno koristi mikro-oksidaciju (PEO/MAO), koja koristi visoko-koronsko pražnjenje za trenutno stvaranje visokih temperatura na metalnoj površini, formirajući keramički-sloj oksida. Nudi odličnu otpornost na habanje i otpornost na koroziju, ali površina često pokazuje mikroskopski poroznu teksturu, a rezultirajuće boje teže prigušenim tonovima kao što su -bijela i siva-crna.
• Legure titanijuma (formiranje boje putem optičkih smetnji): Anodizacija legura titanijuma ne zahteva upotrebu bilo kakvih hemijskih boja. Podešavanjem kontrolnog napona (15V–100V) u elektrolitu, može se precizno kontrolisati nanoskala debljine prozirnog filma titanijum dioksida (TiO₂) formiranog na površini titanijuma. Filmovi različite debljine lome se i ometaju svjetlost, stvarajući zlatne, ljubičaste, plave ili prelivne efekte. Pošto se ne koriste hemijski aditivi, ovaj proces je inherentno biokompatibilan.
• Legure cinka (anodizacija se općenito izbjegava): Cink je veoma sklon samootapanju u elektrolitu. Prisilna anodizacija zahtijeva izuzetno visoke napone (100 V–200 V), što ne samo da rezultira velikom potrošnjom energije i značajnim opasnostima, već proizvodi i dosadan, hrapav premaz. Stoga se ovaj proces rijetko koristi u industriji potrošačke elektronike.
2. Kompatibilnost s drugim glavnim površinskim tretmanima
• Galvanizacija: Neosporan domen legura cinka. Ljetine cinka-livene pod pritiskom imaju izuzetno glatku površinu, što ih čini idealnim za vodeno hromiranje i vodeno niklovanje, i sposobne su za lako postizanje završne obrade poput zrcala-i dragulja-poput visokog-sjaja.
• PVD (fizičko taloženje pare): Idealan partner za legure titanijuma. Kada se kombinuje sa PVD titanijum nitridom ili DLC (dijamantski-ugljičnim) premazima, tvrdoća titanijumskih legura može se povećati na preko HV2000, pružajući vrhunsku otpornost na ogrebotine.
• Prskanje i pečenje (farbanje): Uobičajeno rešenje za zaštitu od korozije u legurama magnezijuma. Zbog hemijski reaktivne prirode magnezijumskih legura, industrija često koristi proces "premaza za konverziju + prskanje sa-prijateljskom bojom/pečenjem", koji pruža pouzdanu zaštitu od korozije uz poboljšanje taktilnog osjećaja.
III. Sprečavanje elektrohemijske korozije (galvanske korozije) u dizajnu konstrukcije proizvoda
Kada dva metala sa značajno različitim elektrodnim potencijalima dođu u direktan kontakt u prisustvu medija (kao što je znoj ruku, vlaga ili slani sprej), metal s nižim (aktivnijim) potencijalom djeluje kao anoda i brže korodira-proces poznat kao elektrohemijska korozija (galvanska korozija).
U konstrukcijskom dizajnu, kontrola razlike potencijala između metala u kontaktu je ključni indikator za prevenciju korozije:
• Suvo/unutrašnje okruženje: Razliku potencijala treba kontrolisati na < 0,25 V;
• Okruženje sa vlažnim/znojem: Razliku potencijala treba kontrolisati na < 0,15 V;
• Oštra/slana magla okruženja: Razliku potencijala treba kontrolisati na < 0,10 V.
E-pošta:garychen3215@hotmail.com
Adresa: No.35, Baoti Rd, grad Baoji, provincija Shaanxi, Kina
Kontakt: G. Gary Chen
Telefon: +86-917-8883215
Mobilni/WhatsApp: +86 13092900605
