تماس:

تعیین سختی در فرایند هارد آنودایزینگ یا آنودایز سخت

فهرست مطالب

آنودایزینگ سخت، که به عنوان آنودایزینگ نوع III یا هارد آنادایز نیز شناخته می‌شود، یک روش ایجاد پوشش سخت بر روی قطعات آلومینیومی است که سطح آن را به یک لایه اکسید سرامیکی مانند تبدیل می‌کند. این فرآیند با افزایش مقاومت قطعات آلومینیومی در برابر سایش و محافظت در برابر خوردگی، دوام آن ها را به طور قابل توجهی بالا می‌برد. تعیین سختی سطح آنودایز شده بسیار مهم است، چرا که به طور مستقیم بر عملکرد قطعات آلومینیومی در کاربردهای مختلف تأثیر می‌گذارد. تعیین سختی آنادایز سخت با تست ویکرز انجام می‌گیرد، با این حال سختی این لایه بر فلزات مختلف متفاوت است. چه مهندس طراحی و یا مهندس سطح باشید و چه از خدمات آنودایزینگ استفاده کنید، آگاهی از سختی سطح فلز آلومینیوم در فرآیند هارد آنودایز، کلید تصمیم‌گیری درست برای انتخاب آلیاژ مناسب  است.

هارد آنودایز یا آنادایز سخت چیست؟

آندایزینگ سخت، که هارد آنادایز یا آنودایز نوع III نیز نامیده می‌شود، سطح مقاوم‌تری در برابر خوردگی نسبت به آنودایز نوع II یا آنودایز نرمال دارد. آندایزینگ سخت یک لایه اکسید متراکم با ضخامت بیش از 25 میکرومتر (1 میل) را بر روی سطح آلومینیوم تشکیل می‌دهد. لایه اکسیدی متراکم ایجاد شده بر روی سطح این فلز طی فرایند هارد آنودایز، دارای منافذ باریک و دیواره های سلولی بسیار ضخیم است. در تصویر زیر تفاوت های ساختار آنودایز نرمال را در مقایسه با آنودایز سخت مشاهده می‌کنید که در آن لایه آنودایز شده از بالا و پایین به ساختار شش ضلعی متخلخل یا لانه زنبوری دیده می شود. این پوشش فقط جنبه زیبایی ندارد، بلکه سختیُ، مقاومت در برابر سایش و محافظت در برابر خوردگی را در فلز آلومینیوم تا حد زیادی افزایش می‌دهد و آلومینیوم آنودایز شده را به گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهایی تبدیل می‌کند که نیازمند استقامت و پایداری زیادی هستند.

آندایزینگ سخت به دمای الکترولیت پایین و غلظت کم الکترولیت نیاز دارد تا سرعت انحلال شیمیایی لایه اکسیدی را کاهش دهد. پوشش‌های بسیار ضخیم با اعمال ولتاژ بالا یا چگالی جریان بالا بدست می‌آید که منجر به دمای بالا در الکترولیت می‌شود، بنابراین طراحی اصولی سیستم کولینگ و تلاطم سازی مناسب در الکترولیت بسیارحائز اهمیت است.

تفاوت ضخامت آنودایز نرمال با هارد آنادایز
تفاوت لایه آنوادایز سخت (سمت راست) و آنودایز نرمال (سمت چپ)

میزان سختی هارد آنودایز چقدر است؟

میزان سختی ایجاد شده توسط فرایند هارد آنودایز بر روی آلیا‌‌‌ژهای مختلف متفاوت است و نمی‌توان عدد مشخصی را تعریف کرد. نکته بسیار مهم درباره فرایند آنودایزینگ سخت این است که بیشترین تاثیر را بر روی فلز آلومینیوم داشته و با اعمال یک پوشش استاندارد می‌توان سطح آن را تا 4 برابر سخت تر (30% سخت تر ازفولاد ضد زنگ) کرد. در فهرست زیر برای مقایسه سختی ایجاد شده توسط فرایند آنودایزینگ سخت، میزان سختی انواع فلزات براساس واحد سختی ویکرز مشخص شده است.

آلیاژ آلومینیوم خام 6082: HV 100 – 120

فولاد نرم: HV 200 – 220

فولاد ضد زنگ: HV 300 – 350

آلیاژ آنودایز سخت: HV 400 – 460

سختی آلومینیوم در فرایند آنودایز سخت یا هارد آنودایز چگونه تعیین می شود؟

سختی آلومینیوم هارد آنودایز شده معمولاً با استفاده از تست سختی ویکرز (HV) تعیین می شود و در حالی که مقیاس‌های سختی دیگری مانند برینل، راکول و نوپ وجود دارد، ویکرز روش ارجح برای اندازه‌گیری سختی لایه‌های اکسیدی است. این آزمایش شامل فشار دادن یک فرورفتگی الماسی شکل به سطح فلز و اندازه گیری میزان انحنای فرورفتگی حاصل است. عدد HV بالاتر نشان دهنده یک پوشش سخت تر است. سختی سطح آلومینیوم هارد آنودایز می تواند تا 500 HV  برسد.

تعیین سختی سطح آنودایزینگ با انجام تست ویکرز

تست میزان سختی پوشش آنودایز سخت

برای اندازه‌گیری دقیق سختی، آزمایش باید روی پوشش آنودایز شده در لبه فیلم (مرز بین پوشش هارد آنادایز و فلز آلومینیوم) انجام شود. این موقعیت از تاثیر زیرلایه آلومینیومی نرم‌تر در یک طرف و تاثیر بالقوه رزین‌های آب‌بندی (مواد محافظت کننده از پوشش هرد آنودایز) در طرف دیگر جلوگیری می‌کند. تصویر زیر مقطعی از یک پوشش آندش سخت با فرورفتگی های ویکرز و اندازه گیری ضخامت را نشان می دهد. برای اطمینان از مقدار سختی اندازه گیری شده، هرم باید مربع شکل باشد. رنگ آبی روشن در سمت چپ آلیاژ آلومینیوم و رنگ تیره سمت راست در تصویر رزین است.

استاندارد mil-spec MIL-PRF-8625F در مورد سختی در فرایند هارد آنودایز چه می گوید؟

پیش از بررسی تاییدیه استاندارد های مرتبط با سختی فلزات در صنایع مختلف، بهتر است با دو استاندارد جهانی برای آلومینیوم هارد آنودایز شده آشنا شوید:

  • استاندارد آمریکایی MIL-PRF-8625F : این استاندارد نظامی، معیارهایی را برای صنایع هوافضا و دفاعی تعیین می‌کند. اگرچه سختی پوشش را برای هارد آنادایز مشخص نمی‌کند، بر مقاومت سایشی آن تأکید دارد. این استاندارد حداکثر میزان ساییدگی مجاز را بر اساس میزان مس موجود در آلیاژ آلومینیوم تعریف می‌کند و استاندارد مورد استفاده رایج می‌باشد
  • استاندارد اروپایی EN 12373 : مشابه استاندارد آمریکایی، این استاندارد اروپایی به جای مقدار سختی خاص بر عملکرد تمرکز دارد. این استاندارد نیز الزاماتی را برای مقاومت سایشی پوشش‌های آندیزه آلومینیوم، با محدودیت‌های متفاوت بر اساس میزان مس موجود در آلیاژ، تعیین می‌کند.

 

استاندارد نظامی آمریکا با کد MIL-PRF-8625F و همچنین استاندارد اروپا با کد EN 12373، هیچ الزامی درباره سختی پوشش‌های سخت آودایز نوع ۳ (هارد آنادایز) ندارند. با این حال، هر دوی این استانداردها به تاثیر بالای مقاومت سایشی این پوشش توجه دارند. حداکثر میزان ساییدگی برای پوشش‌های آلیاژ آلومینیوم با درصد مس ۲ درصد یا بیشتر، ۳.۵ میلی‌گرم در ۱۰۰۰ سیکل تعریف شده است. این میزان برای سایر آلیاژها ۱.۵ میلی‌گرم در ۱۰۰۰ سیکل است.

0 0 رای ها
امتیازدهی به مقاله
اشتراک در
اطلاع از
guest

0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها
سایر مقالات آلودایز
فرایند آنودایزینگ

فرایند آنودایزینگ فهرست مطالب آنودایزینگ یک فرایند مهم در پیشرفت فناوری فلزات، به عنوان یکی از بهترین روش های پوشش دهی، می باشد. طی این

ادامه مطلب »
0
افکار شما را دوست داریم، لطفا نظر دهید.x