Att tänka på

 

Det är en lång rad faktorer som man måste ta hänsyn till vid val av ytbehandling visar den här artikeln av Lars Österberg, IVF.

Det finns som bekant en rad olika metoder att välja bland, var och en med sina mer eller mindre goda egenskaper.

Vid konstruktion av detaljer där en ytbehandling är aktuell ställs många olika krav. Detaljen skall givetvis utformas med hänsyn till de mekaniska och kemiska påkänningar den kommer att utsättas för. Med ytbeläggningen kan detaljens motstånd mot korrosion och nötning förbättras liksom utseendet. Däremot förbättrar inte ytbeläggningen detaljens hållfasthetsegenskaper. Tvärtom finns risk för att de försämras genom felaktigt val av ytbehandling eller utförande. Det finns ett mycket stort urval av beläggningsmaterial. Beläggningsmaterialet kan vara organiskt, t ex lacker, eller oorganiskt, där metallerna zink, aluminium, nickel och krom är vanligast. Även keramiska material används. Beläggningsmaterialen kan påföras grundmaterialet med olika metoder.

De vanligaste metoderna är:

  • Varmförzinkning
  • Elektrolytisk beläggning
  • Termisk sprutning
  • Kemisk beläggning
  • Vakuumbeläggning
  • Sprutlackering
  • Dopplackering

Vanligt är också att skydda metallytan genom att ombilda den till ett korrosionshärdigt oxidskikt :

  • Anodisering (på aluminium)
  • Svartoxidering (på stål) eller genom ytomvandling åstadkomma ett korrosionsskyddande oorganiskt skikt.
  • Fosfatering.
  • Kromatering

För alla typer av ytbeläggningar krävs noggrann rengöring av detaljerna. Om förbehandlingen utförs på ett otillräckligt sätt, riskerar man ett dåligt slutresultat.

Tillbaka

Valstrategi

Vid val av ytbeläggning skall en rad viktiga delar beaktas för att uppnå bästa resultat. Nedan presenteras dessa med en kortfattad beskrivning för att du ska kunna fatta ett så klokt och hållbart val som möjligt.

Tekniska egenskaper och utseende

Vilka skiktegenskaper önskar jag? Enbart korrosionsskydd eller slitagebeständighet. Vilka är kraven på hårdhet? Finns krav på elektriska egenskaper? Hur påverkas grundmaterialet? Vilka krav finns på utseende? Elektrolytiska metoder ger högglansytor. Med lackskikt eller anodisering kan färgade ytor erhållas.

Miljö

Vilken miljö kommer min konstruktion att finnas i? Tänk på det värsta fallet. Kommer konstruktionen att exporteras till länder med ett aggressivare klimat än i Sverige? Hur sker transport till och lagring hos kunden?

Tid

Vilken livslängd får jag för en viss beläggning? Är denna acceptabel? Uppgifter om beläggningars korrosionshärdighet kan erhållas från litteraturen.

Ekonomi

Vilka är de ekonomiska restriktionerna? Kan jag välja en dyrare beläggning med en högre livslängd? Vilken blir totalekonomin?

Genom att gå igenom dessa fyra punkter för olika beläggningssystem får man en indikation på vilka metoder som kan vara aktuella. Det återstår sedan att jämföra de kvarvarande metoderna beträffande ett antal ytterligare faktorer.

Konstruktionens krav. Är konstruktionen redan bestämd? Processrestriktioner? Vissa processer såsom elektrolytisk beläggning är mera lämpade för mindre objekt. Andra, som termisk sprutning och lackering, är även lämpliga för större detaljer.

Objektets storlek, material, geometri, ytbeskaffenhet mm, har också betydelse vid val av ytbehandlingsmetod.

Miljökrav (arbetsmiljö och yttre miljö). Vissa beläggningsmetoder såsom förkromning, varmförzinkning och cyanidisk elförzinkning medför betydande miljöinvesteringar. För kadmiering finns ett generellt förbud i Sverige. Viss kadmiering förekommer dock på dispens.

Vissa lackmaterial, polyuretaner och epoxi ställer krav på utbildning för att få användas. Lacker med höga halter av organiska lösningsmedel skall inte väljas om alternativ som t ex pulverlacker eller vattenburna lacker kan väljas

Tillgänglighet. Har jag egen anläggning och utrustning eller måste jag söka underleverantör. Är den metod jag valt tillgänglig hos någon underleverantör i Sverige.

Tillbaka

Egenskaper hos metallskikt

Ändamålet med metallbeläggning är att ge grundmaterialets yta egenskaper, vilka helt eller delvis saknas hos grundmaterialets ytskikt.

Metallbeläggningar används för att ge t ex detaljen någon/några av följande egenskaper:

  • Korrosionshärdighet.
  • Dekorativt utseende.
  • Hårdhet.
  • Slitagehärdighet.
  • Elektrisk ledningsförmåga/isolation.
  • Temperaturbeständighet.
  • Goda glidegenskaper eller
  • Lödbarhet.

Metallbeläggningar (zink) används också som underlag för lackering för att ytterligare förbättra korrosionsskyddet.

Kraven kan anges antingen som krav på att uppfylla vissa egenskaper eller som krav på ett visst material/ metod och skikttjocklek.

Tillbaka

Lackskiktets egenskaper

Lackskiktet har som regel till uppgift att ge detaljen lämpligt utseende och att skydda den mot korrosionsangrepp.

Dessutom finns lacker som har andra egenskaper t ex nötningsmotstånd och kemikaliebeständighet. De egenskaper som lackskiktet uppvisar beror av hela lacksystemets uppbyggnad, dvs:

  • Typ av lack (eller lacker).
  • Skikttjocklek.
  • Typ av förbehandling.
  • Hur förbehandling, lackering och torkning utförs.

När man specificerar lackskiktet skall man antingen specificera de fyra ovannämnda faktorerna eller de egenskaper skiktet ska uppvisa.

Tillbaka

Detaljutformning

Det finns mycket att tänka på vid utformning av detaljer vid olika ytbeläggningsmetoder.

För olika metoder är det väsentligt att i större eller mindre utsträckning tänka på bland annat:

  • Åtkomlighet för ytbeläggning
  • Dränering och luftning
  • Detaljen måste tåla ytbeläggningsprocessen
  • Utformning av kanter och hörn
  • Detaljen skall också vara lätt att hantera och hänga eller
  • Inte trassla ihop sig om de skall behandlas i trumma

Provexas 8 råd till konstruktörer

  1. Kontakta Provexa så tidigt som möjligt.
  2. Ju rundare hörn och kanter desto bättre.
  3. Separera och avrunda flänsar.
  4. Fördjupningar avrundas till minst 1/4 av djupet.
  5. Minst 10-15 mm radie på ytor som buktar inåt.
  6. undvik skarpa hörn i hål
  7. Undvik bottenhål. Gör dem så grunda som möjligt med avrundade hörn och kanter.
  8. Väg in spetseffekteb vid ytbehandling av gängor. Provexa har detaljerad information.
 

Tillbaka

Klassificering av yta

För att göra det möjligt att göra ett så bra jobb som möjligt krävs det att ytorna på produkterna är klassificerade. Nedan följer en liten guide.

Man bör på ritningar ange följande tre olika typer av ytor

  1. Yta med beläggning enligt uppställda krav (kravyta). Kravytan skall naturligtvis inte vara större än nödvändigt. Enligt de flesta svenska beläggningsstandarder är en yta som ej kan nås med en kula med 20 mm diameter ej kravyta, om det ej uttryckligen meddelas.
  2. Yta som får beläggas men där beläggningen inte behöver motsvara några krav. Om man anger den yta som är fri från krav ger man ytbehandlingen större möjligheter att minimera kostnaderna med hänsyn till avskärmningar och maskeringar.
  3. Yta som inte får beläggas. Denna föreskrift är för att kunna behålla föreskrivna toleranser. Maskeringen görs ofta till högre kostnader än material- och strömbesparingen. Det ger större möjligheter till ett lågt pris, om man kan beteckna en yta som 2 istället för 3.

För att få en kvalitativt riktig detalj till ett rimligt pris är det lämpligt att göra denna uppdelning.

Artikeln är ett utdrag ur IVF-resultat 91604 Konstruktionsanvisningar för ytbehandling.