Soveltuuko korkeakovuus H18-väripinnoitettu alumiininauha leimauskäsittelyyn?

Abstrakti

Korkean kovuuden H18-väripinnoitetut alumiininauhat ovat laajalti käytössä ulkotiloissa, akkutarvikkeissa, elektronisissa suoja- ja pakkausteollisuudessa niiden erinomaisen pinnan säänkestävyyden, naarmuuntumisenkestävyyden ja rakenteellisen jäykkyyden ansiosta. Teollisuusvalmistajat kohtaavat kuitenkin jatkuvasti hämmennystä sen leimaamisen sopeutumiskyvystä. Tässä artikkelissa analysoidaan H18-karkaistujen alumiinialustojen sisäisiä mekaanisia ominaisuuksia, orgaanisten väripinnoituskalvojen rakenteellisia virheitä ja todellisia leimausvirhetapauksia. Se päättelee, että H18-väripinnoitetut alumiininauhat soveltuvat vain vähäisen muodonmuutoksen peittämiseen ja matalaan taivutukseen, eivätkä ne ole täysin yhteensopivia syväveto-, laippa- ja monimutkaisen profilointimeiston kanssa. Vastaavia kohdennettuja meistoprosessin parannustoimenpiteitä ehdotetaan myös vähentämään pinnoitteen kuoriutumista ja alustan halkeilua.

1. H18:n lämpötilan ja alustan mekaanisten ominaisuuksien ydinmääritelmä

Aluminium Associationin laatiman alumiiniseoksen karkaisustandardin mukaan H18 edustaa täyttä jännityskarkaistua karkaisua ilman välihehkutusta. Toisin kuin H12-, H14- ja H16-osittaiskovat karkaisut, H18-alumiininauhat saavat erittäin korkean kovuuden kertaluonteisella kylmävalssauksella, jolloin käsittelyn muodonmuutosnopeus on yli 75 %, ilman myöhempää lämpökäsittelyä sitkeyden palauttamiseksi. Päällystykseen käytettävien 1000-sarjan puhtaan alumiinin ja 3003 alumiini-mangaaniseosalustojen mekaaniset parametrit osoittavat ilmeisiä rajoituksia muovin muovaukselle: 1060 H18-alumiinin murtumavenymä on vain 1 % - 3 % ja 3003 H18 alumiini saavuttaa vain 4 % - 5 %. Sitä vastoin tavanomaisen meistosuositun H14-alumiinin venymä on yli 12 %.

Toinen kriittinen rajoite on H18-substraattien sisällä oleva suuri vetojännitys. Kylmävalssauksen aikana tapahtuva voimakas hilapoikkeaman kertymä tekee materiaalista alttiita jännityskeskittymille ulkoisen leikkaus- ja vetovoiman vaikutuksesta. Kun paikallinen jännitys ylittää 5 %, mikrohalkeamia ilmaantuu ensin nauhan reunaan, minkä jälkeen ne laajenevat substraatin poikki millisekunnissa. Tämä luontainen hauraus on ensisijainen este, joka rajoittaa suurimuotoista leimaamista, riippumatta pinnan väripäällystekerroksesta.

2. Väripinnoiterakenteiden aiheuttamat leimausriskit

Verrattuna paljaisiin H18-alumiininauhoihin, väripinnoitetut tuotteet lisäävät kolmikerroksisen komposiittirakenteen, joka sisältää kemiallisen muunnoskalvon, pohjapinnoitteen ja huippusäänkestävän pinnoitteen molemmilla puolilla. Pinnoitteen kokonaispaksuus vaihtelee 18 μm:stä 35 μm:iin, mikä tuo kaksi ainutlaatuista leimausvirheriskiä, ​​joita ei ole paljaalla alumiinilla.

Ensinnäkin yhtenäinen kuorinta. Teollisissa alumiininauhoissa käytetyillä orgaanisilla polyesteri- ja fluorihiilipinnoitteilla on paljon pienempi venymä (alle 2 %) kuin alumiinisubstraateilla. Meistotaivutusvaiheessa pintapinnoite ei pysty seuraamaan alumiinimatriisin pientä plastista muodonmuutosta, mikä johtaa poikittaishalkeilemiseen ja irtoamiseen taivutettaessa fileitä. Jopa matalassa leimauksessa, jonka muodonmuutos on alle 3 %, pinnoitteen pintaan tulee näkyviä mikrohalkeamia, jotka heikentävät valmiiden tuotteiden säänkestävyyttä ja korroosionkestävyyttä ja aiheuttavat varhaista ruostumista ulkohuoltoskenaarioissa.

Toiseksi muotin tarttuminen ja pinnan naarmuuntuminen. Sileäksi kovettuneella väripinnoitteella on alhainen pintakitkakerroin. Korkeapaineleimauksessa pinnoitteen pinnan ja teräsmuottien välillä tapahtuu paikallinen tyhjiökadheesio. Jatkuva syöttö aiheuttaa pinnoitteeseen peruuttamattomia naarmujälkiä, joita ei voida korjata jälkikäsittelyllä. Massatuotannossa tämä vika voi lisätä vikojen määrää yli 18 % ilman muotin pintakäsittelyä.

3. Luokittelu Päätös leimauksen mukauttavuudesta

3.1 Sovellettavat matalan muodon mukaiset leimausskenaariot

H18-väripinnoitetut alumiininauhat soveltuvat täysin aihioon, lävistykseen, suoraan matalaan taivutukseen taivutussäteellä ≥ 3 kertaa nauhan paksuus ja tasomaistamiseen, kun jännitys on alle 3%. Tyypillisiä käyttötapauksia ovat elektroniset tiivisteiden tyhjennys, litteän mainospaneelin leikkaus ja suorakaiteen muotoinen akkukannen yhden kulman taivutus. Näissä prosesseissa materiaali kestää vain leikkausjännitystä ilman selvää vetomuodonmuutosta. Massatuotantotiedot osoittavat, että kun sitä yhdistetään kiillotettujen muottien ja vesipohjaisten leimausvoiteluaineiden kanssa, valmiin tuotteen viallisuusaste voidaan hallita alle 1,2 %, mikä täyttää teollisuuden laatustandardit. Samaan aikaan H18-karkaisun korkea kovuus varmistaa, että meistetut osat eivät ponnahda ja väänny muotoilun jälkeen, mikä ratkaisee pehmeiden alumiinityökappaleiden mittojen epävakausongelman.

3.2 Soveltumattomat suurimuotoiset leimausskenaariot

Kaikkia meistoprosesseja, jotka edellyttävät vetolujuutta plastista muodonmuutosta, ei suositella, mukaan lukien syväveto, monikulmalaippaus, pallomainen profilointi ja kapeasäteinen taivutus (taivutussäde < 2 kertaa nauhan paksuus). 3003 H18 väripinnoitettujen alumiininauhojen syvävetotesteissä, joiden vetosyvyys oli 8 mm, 92 % työkappaleista kärsi samanaikaisesta alustan murtumisesta ja laaja-alaisesta pinnoitteen kuoriutumisesta muotin fileen kohdalla. Perimmäinen syy on kaksoisvika: alustan vetojännitys ylittää venymärajan, ja pinnoitteen sitkeys ei voi koordinoida matriisin muodonmuutosta. Lisäksi toistuva toissijainen leimaus on ehdottomasti kielletty. Jäljelle jäävä jännityskertymä ensimmäisen leimauksen jälkeen vähentää entisestään alustan sitkeyttä, mikä johtaa spontaaniin halkeilemiseen 72 tunnin kuluessa käsittelystä.

4. Prosessin optimointi hyväksyttyä leimaustuotantoa varten

Yrityksille, jotka joutuvat käyttämään H18-väripinnoitettua alumiinia alhaisen muodonmuutoksen leimaamiseen, neljä kohdennettua säätöä voivat vähentää laaturiskejä. Kiillota ensin muotin ontelot Ra≤0,2 μm:iin ja suorita DLC-timanttimainen hiilipinnoituskäsittely pinnoitteen naarmuuntumisen ja kiinnittymisen eliminoimiseksi. Toiseksi, käytä matalaviskoosisia vesipohjaisia ​​voiteluaineita öljyisten voiteluaineiden sijasta. Öljyiset voiteluaineet aiheuttavat pinnoitteen värjäytymistä ja tartuntahäiriöitä korkeissa meistolämpötiloissa. Kolmanneksi, säädä leimausnopeus alle 15 iskua minuutissa. Suurinopeuksinen leimaus synnyttää välittömän iskujännityksen ja aiheuttaa reunahalkeamia. Neljänneksi leikkaa varatut jännityksenpoistolovet nauhan reunoista ennen leimaamista kylmävalssauksen jäännösjännityksen poistamiseksi ja reunan repeytymisen estämiseksi.

5. Johtopäätös ja materiaalinvalintaehdotukset

Yhteenvetona voidaan todeta, että korkeakovuus H18-väripinnoitetut alumiininauhat eivät sovellu yleisesti leimaamiseen. Ne ovat suositeltava materiaali vähän muodonmuuttuviin, erittäin jäykkisiin meistoosiin, joissa ei ole monimutkaisia ​​muotovaatimuksia, kiitos erinomaisen kipinänestokyvyn ja ehjän pintapinnoitteen. Se ei kuitenkaan sovellu keskikokoisiin ja suuriin plastiseen muodonmuutoksen leimausprosesseihin. Monimutkaisissa leimaustyökappaleissa valmistajien tulee korvata materiaalit H14- tai H16-karkaistuilla väripinnoitetuilla alumiininauhoilla, jotka tasapainottavat kovuuden ja taipuisuuden. Pitkäkestoisille ulkokäyttöisille osille, jotka vaativat sekä pinnan kestävyyttä että muotoilukykyä, metalliseosmallit, kuten 3005 H16 -väripinnoitettu alumiini, ovat kustannustehokkaampia vaihtoehtoja.