Стандарты подготовки поверхности

27 октября 2024 года

В современном промышленном производстве подготовка поверхности, как важный базовый процесс, напрямую связана с качеством и эксплуатационными характеристиками изделий. Стандартизация подготовки поверхности не только улучшает адгезию покрытий и связующих материалов, но и эффективно продлевает срок службы изделий. С повышением экологической сознательности, постоянным развитием технологий и продвижением международной стандартизации стандарты подготовки поверхности становятся все более строгими, тщательными и устойчивыми. В этой статье мы подробно рассмотрим тенденции развития существующих стандартов подготовки поверхности, будущие изменения и влияние этих изменений на различные отрасли промышленности.

Что такое подготовка поверхности?

Определение подготовки поверхности

Подготовка поверхности - это ряд операций по очистке, шероховатости, раскислению или другой физической и химической обработке поверхности заготовок или материалов с целью создания основы для последующих процессов обработки или нанесения покрытий (таких как окраска, гальваника, склеивание и т. д.). Этот процесс широко используется для различных материалов, таких как металлы, пластмассы, композитные материалы и т. д., с целью улучшения чистоты и шероховатости поверхности заготовки, что повышает адгезию и долговечность последующих процессов.

Основная роль подготовки поверхности

Подготовка поверхности, являющаяся основным этапом промышленного производства и обработки, важна в следующих трех аспектах:

Улучшение адгезии покрытий и склеивания: Обработка поверхности позволяет улучшить шероховатость и чистоту поверхности, тем самым значительно улучшая адгезию покрытий, клеев и т.д.
Повышение коррозионной стойкости поверхностей материалов: Удаление поверхностных окислов или примесей в процессе предварительной обработки может замедлить или предотвратить коррозию материалов в определенных условиях.
Улучшение плоскостности и эстетики поверхности: Благодаря пескоструйной обработке, полировке и т.д. поверхность материала становится более гладкой, что удобно для дальнейшей декоративной обработки.

Стандарты для подготовки поверхности</trp-post-container

Стандарты подготовки поверхности

Почему необходимы стандарты для подготовки поверхности

Создание стандартов подготовки поверхности направлено на обеспечение стабильного уровня качества каждой детали после подготовки путем стандартизации технологического процесса и требований к контролю качества. Преимущества стандартизации в основном отражаются в следующих трех аспектах:

Повышение эффективности производства: Благодаря стандартизированным операционным процедурам сокращается время на пробы и ошибки, а также уменьшаются материальные потери, что повышает эффективность всего производственного процесса.
Обеспечьте постоянство качества продукции: Если заготовки из разных партий и выполненные разными операторами, соответствуют одним и тем же стандартам, это поможет обеспечить постоянство качества продукции и избежать колебаний качества, вызванных различиями в работе или материалах.
Увеличение срока службы заготовок: Строгие стандарты подготовки поверхности помогают повысить стабильность и долговечность покрытия или связующего слоя, тем самым продлевая срок службы детали в жестких условиях эксплуатации.

Требования к подготовке поверхности в различных областях применения

Подготовка поверхности широко используется в различных отраслях промышленности, но требования к различным областям применения также отличаются. Например:

Автомобильная и авиационная промышленность: Высокопрочная адгезия и долговечность необходимы для обеспечения стабильной работы деталей при высоких температурах, в коррозионных средах и т.д.
Судостроение и нефтегазовая промышленность: Оборудование и конструкции длительное время подвергаются воздействию агрессивных сред, таких как влага и соль, поэтому требования к антикоррозийным характеристикам обработки поверхности особенно строги.
Медицинские приборы и электроника: В таких областях применения предъявляются чрезвычайно высокие требования к чистоте поверхности. Подготовка поверхности должна не только обеспечивать прочную адгезию, но и исключать такие факторы, как химические остатки, которые влияют на биосовместимость или электронные характеристики материала.

Благодаря стандартизированной подготовке поверхности каждая отрасль промышленности может получить более надежную и специфическую поверхность заготовки, обеспечивая тем самым конечные характеристики изделия.

Общие международные стандарты

Во всем мире многие страны и регионы разработали свои собственные стандарты подготовки поверхности. Вот некоторые из общих стандартов:

Стандарты ISO: Международная организация по стандартизации (ISO) опубликовала несколько стандартов по подготовке поверхностей, включающих спецификации для различных материалов и процессов. Например, ISO 8501 определяет различные уровни удаления ржавчины на металлических поверхностях, а ISO 11124 регулирует качество и характеристики абразивных материалов.
Стандарты ASTM: Американское общество по испытаниям и материалам (ASTM) разработало множество стандартов, связанных с подготовкой поверхности, особенно для предварительной обработки металлов и композитов. Например, стандарт ASTM D4417 определяет метод измерения шероховатости поверхности субстратов с покрытием, а стандарт ASTM B322 является общей спецификацией по очистке металлических поверхностей.
Стандарты SAE: Общество автомобильных инженеров (SAE) разрабатывает специальные стандарты обработки поверхности металла в автомобильной и авиационной промышленности, например SAE J400 для измерения шероховатости поверхности автомобильных кузовов. Такие стандарты имеют решающее значение для обеспечения стабильного качества автомобилей и авиационных деталей.
Европейский стандарт EN, японский стандарт JIS: В Европе и Японии действуют стандарты EN и JIS соответственно, например, EN 13788 регулирует чистоту металлических поверхностей, а JIS G3141 определяет требования к обработке поверхности стали. Эти стандарты играют важную роль в обеспечении качества продукции и стабильности рынка в соответствующих регионах.

Региональные различия и причины возникновения стандартов

Существуют определенные различия в стандартах между разными странами и регионами, и эти различия обычно обусловлены следующими тремя аспектами:

Экологические нормы: Европа и Япония предъявляют более высокие требования к охране окружающей среды, поэтому их стандарты могут быть более направлены на сокращение использования опасных веществ, в то время как некоторые страны могут иметь более мягкие требования в этом отношении.
Зрелость отрасли: Производственная отрасль в некоторых странах возникла раньше, поэтому стандарты там более зрелые и детальные, в то время как на развивающихся рынках охват стандартов может быть относительно ограниченным.
Адаптационные потребности экспортной продукции: Многие производители уделяют особое внимание стандартам целевого рынка при экспорте продукции, чтобы гарантировать, что продукция сможет без проблем пройти инспекцию и получить право доступа на рынок.

Влияние стандартизации

Международные стандарты подготовки поверхности обеспечивают общий язык для мировых производителей. Следуя этим стандартам, детали или оборудование, произведенные в разных странах, могут соответствовать единым требованиям к качеству, что упрощает барьеры для трансграничной торговли и сотрудничества. Например, производители могут выпускать и тестировать продукцию в соответствии со стандартами чистоты ISO 8501, что делает ее более универсальной во всем мире.

Стандарты подготовки поверхности для различных заготовок и материалов

Из-за различий в материалах, условиях применения и функциональных требованиях к различным материалам и заготовкам предъявляются разные требования к подготовке поверхности. В соответствии с этими различиями различаются технические средства и требования к стандартизации для подготовки. Ниже приведены стандарты подготовки для нескольких распространенных материалов заготовок и их применимость.

Металлические материалы

Металлические материалы широко используются в машиностроении, строительстве, автомобилестроении, авиации и других областях, и к ним предъявляются особенно строгие требования. Различные металлические материалы имеют разные технологии предварительной обработки. Ниже приведены 3 типичных требования к подготовке металлических материалов.

Сталь: Сталь - один из наиболее широко используемых в промышленности металлических материалов, и общепринятым стандартом обработки поверхности является Sa 2.5 (ISO 8501). Этот стандарт требует, чтобы поверхность достигла определенного уровня удаления ржавчины и шероховатости для обеспечения адгезии и долговечности последующих покрытий.
Алюминиевый сплав: Алюминиевый сплав широко используется в областях с высокими требованиями к легкости, таких как авиация, автомобили и строительство. Стандарты обработки поверхности алюминия обычно предусматривают удаление и придание шероховатости поверхностному оксидному слою для повышения адгезии покрытия. К распространенным методам подготовки относятся пескоструйная обработка, травление и фосфатирование.
Медь и ее сплавы: Медные сплавы в основном используются в электронной, электротехнической и сантехнической промышленности. Из-за их хорошей электро- и теплопроводности стандарты подготовки поверхности уделяют особое внимание чистоте и неразрушающей проводимости поверхности.

Неметаллические материалы

Неметаллические материалы, такие как пластмассы, керамика и стекло, широко используются в автомобильной, электронной, строительной и других отраслях промышленности. Из-за различных свойств материалов при обработке поверхности основное внимание уделяется контролю чистоты и шероховатости.

Инженерные пластмассы (такие как ABS, PC и т.д.): В автомобильной, электронной и других отраслях промышленности для изготовления корпусов и конструктивных элементов часто используются инженерные пластики, такие как ABS и PC. Чтобы обеспечить адгезию покрытия, поверхность пластика обычно необходимо очистить и придать ей небольшую шероховатость.
Керамика и стекло: Керамика и стекло широко используются в медицинском оборудовании, корпусах электронных устройств и других областях, и стандарты их подготовки обычно сосредоточены на чистоте поверхности и износостойкости.

Композитные материалы

Композитные материалы (например, композиты, армированные углеродным волокном, CFRP) находят широкое применение в таких высокотехнологичных отраслях, как автомобилестроение, авиация и энергетика. Стандарты предварительной обработки таких материалов обычно ориентированы на шероховатость и чистоту поверхности для обеспечения адгезии адгезивов и покрытий.

Композиты из углеродного волокна (CFRP): углепластик широко используется в авиационной и автомобильной промышленности, его предпочитают за легкость и высокую прочность. Однако обработка поверхности углепластика должна проводиться с особой осторожностью, чтобы не повредить структуру самого материала.
Стекловолоконные композиты (GFRP): Стекловолокно широко используется в таких отраслях, как судостроение и строительство, и стандарты обработки его поверхности ориентированы на шероховатость и чистоту.

Прецизионные электронные компоненты и медицинские приборы

В области производства прецизионных электронных компонентов и медицинских приборов к стандартам подготовки поверхности предъявляются чрезвычайно высокие требования по чистоте и отсутствию остатков на поверхности для обеспечения работоспособности оборудования и биобезопасности.

Электронные компоненты: Требования к подготовке поверхности прецизионных электронных компонентов в основном заключаются в отсутствии пыли и остатков
Медицинские изделия: Стандарты подготовки поверхности для медицинских изделий, особенно хирургических инструментов, более строгие, они должны обеспечивать биосовместимость материала и не допускать попадания вредных веществ на поверхность.

Настройте стандарты предварительной обработки в соответствии с условиями применения.

В различных условиях применения стандарты подготовки поверхности должны быть изменены. Факторы окружающей среды (такие как температура, влажность и химическая агрессивность) и потребности конечного использования заготовки предъявляют различные требования к подготовке. В соответствии с различиями в окружающей среде необходимо также соответствующим образом корректировать глубину предварительной обработки, выбор материала и методы контроля качества.

Требования к подготовке к различным условиям работы

Высокотемпературная среда: Если деталь используется в условиях высокой температуры, стандарт подготовки поверхности обычно требует, чтобы деталь обладала устойчивостью к высоким температурам и окислению. Пескоструйная подготовка является одним из эффективных методов модификации поверхности.
Химическая коррозионная среда: Коррозионная среда (например, в морской, нефтяной и газовой промышленности) может вызвать быстрое окисление или повреждение металлической поверхности. Поэтому стандарт предварительной обработки обычно требует, чтобы поверхность была свободна от оксидов и других примесей и имела определенную степень шероховатости, чтобы покрытие могло более прочно приклеиться.
Окружающая среда с резкими изменениями влажности: В среде с большими колебаниями влажности (например, в наружных зданиях и портовом оборудовании) покрытие заготовки склонно к отслаиванию, образованию волдырей и другим проблемам. Поэтому стандарт подготовки предусматривает строгий контроль чистоты и шероховатости для обеспечения стабильности покрытия в условиях чередования сухой и влажной среды.

Влияние конечного использования на стандарты

Конечное использование заготовки в значительной степени определяет стандарт подготовки поверхности. Различные отрасли промышленности выдвигают особые требования к предварительной обработке с точки зрения эстетики и функциональности.

Отрасли с высокими эстетическими требованиями (например, бытовая электроника и бытовая техника): В этих областях особенно важны качество внешнего вида и долговечность поверхности. Стандарты предварительной обработки предъявляют высокие требования к чистоте поверхности и удалению мелких заусенцев.
Области с высокими функциональными требованиями (например, военная промышленность и аэрокосмическая отрасль): Стандарты подготовки поверхности в таких востребованных отраслях, как военная и аэрокосмическая промышленность, более строгие, требующие, чтобы поверхность была износостойкой и коррозионностойкой для обеспечения адгезии и функциональности покрытия в экстремальных условиях.

Стандарты контроля качества и оценки процесса подготовки поверхности

В процессе промышленного производства контроль качества подготовки поверхности имеет решающее значение. Благодаря строгим методам измерения и оценки можно гарантировать, что предварительно обработанная заготовка соответствует различным требованиям, обеспечивая хорошую основу для последующего нанесения покрытия и защитной обработки.

Метод измерения чистоты поверхности

Чистота поверхности - один из важных показателей в процессе подготовки поверхности, от которого зависит адгезия, коррозионная стойкость и общее качество покрытия. Часто используемые методы оценки чистоты поверхности включают следующие 3 типа:

Визуальный осмотр: Визуальный осмотр является самым основным методом оценки чистоты, с помощью профессионального наблюдения можно увидеть, есть ли на поверхности явные загрязнения, масляные пятна, окисный налет и т.д. Однако визуальный осмотр субъективен и обычно используется в качестве предварительного метода оценки.
Испытание протиранием: Тест на протирание позволяет определить наличие остаточных мельчайших загрязнений на поверхности заготовки. Чистота оценивается путем протирания поверхности белой тканью или протирочным инструментом, а затем проверяется, загрязнена ли она. Этот метод подходит для заготовок с повышенными требованиями, таких как авиационная или электронная продукция.
Проверка под микроскопом: Микроскопический контроль позволяет увеличить поверхность и обнаружить мельчайшие загрязнения или остатки загрязнений. Этот метод подходит для заготовок, требующих высокоточной предварительной обработки, таких как металлы высокой чистоты и прецизионные детали. Пескоструйные материалы HLH могут обеспечить эффективную и без остатков очистку, чтобы микроскопический контроль был квалифицированным.

Общие стандарты классификации чистоты: Стандарты классификации чистоты используются для уточнения требований к чистоте, например, стандарт Sa в стандарте ISO 8501-1 и уровень SP в американском стандарте. Пескоструйные материалы HLH могут соответствовать таким уровням чистоты, как Sa 2.5 или Sa 3, благодаря чему обрабатываемая деталь достигает однородного состояния без остатков. 、

Измерение шероховатости поверхности

Шероховатость - еще один важный показатель после подготовки поверхности. Шероховатость поверхности оказывает непосредственное влияние на адгезию покрытия и коррозионную стойкость, поэтому измерение шероховатости имеет решающее значение. Обычно для измерения шероховатости используются щуповые и оптические измерители шероховатости. Щуповые приборы измеряют шероховатость путем прикосновения щупа к поверхности, а оптические приборы используют отражение и рассеивание света для оценки шероховатости поверхности.

Специфические требования к шероховатости в различных отраслях промышленности: Требования к шероховатости варьируются в зависимости от отрасли. Например, в автомобильной и авиационной промышленности обычно требуется средняя шероховатость для обеспечения более прочной адгезии покрытия, в то время как в области бытовой техники и электроники может потребоваться меньшая шероховатость для обеспечения красоты и приятного ощущения.

Испытание адгезии покрытия

Адгезия покрытия - одно из последних проявлений эффекта подготовки поверхности. Хорошая подготовка поверхности может улучшить сцепление между покрытием и основой, тем самым продлевая срок службы детали. К распространенным методам испытания адгезии относятся:

Сквозной тест: Тест на поперечный надрез - один из распространенных методов проверки адгезии покрытия. Процарапав сетку на поверхности покрытия, наблюдают за его отслаиванием под действием внешней силы.
Испытание на прочность при сдвиге: Испытание на прочность при сдвиге оценивает адгезию покрытия в вертикальном направлении и обычно используется для испытания более толстых покрытий или функциональных покрытий.

Стандарты подготовки поверхности играют важную роль в повышении качества продукции, снижении производственных затрат и защите окружающей среды. Стандартизированная предварительная обработка не только приносит долгосрочную экономическую выгоду, но и дает компаниям преимущество в жесткой рыночной конкуренции. Для компаний и специалистов-практиков гибкий выбор подходящих стандартов в соответствии с особенностями различных рынков и обрабатываемых деталей является ключом к достижению устойчивого развития. Только постоянно адаптируясь к изменениям в отрасли и уделяя внимание охране окружающей среды и технологическому прогрессу, мы сможем быть непобедимыми на рынке будущего.