بسته به نیازهای خاص و پرداخت نهایی مورد نظر، می‌توان از روش‌های مختلف عملیات سطحی برای قطعات فولادی ماشینکاری شده با CNC استفاده کرد. در زیر برخی از روش‌های متداول عملیات سطحی و نحوه عملکرد آنها آورده شده است:
۱. آبکاری:
آبکاری فرآیند رسوب یک لایه نازک از فلز روی سطح قطعه فولادی است. انواع مختلفی از آبکاری وجود دارد، مانند آبکاری نیکل، آبکاری کروم، آبکاری روی، آبکاری نقره و آبکاری مس. آبکاری می‌تواند یک پوشش تزئینی ایجاد کند، مقاومت در برابر خوردگی را افزایش دهد و مقاومت در برابر سایش را بهبود بخشد. این فرآیند شامل غوطه‌ور کردن قطعه فولادی در محلولی حاوی یون‌های فلز آبکاری و اعمال جریان الکتریکی برای رسوب فلز روی سطح است.
مشکی (مشکی MLW)
مشابه: RAL 9004، Pantone Black 6
پاک کردن
مشابه: بستگی به جنس دارد
قرمز (قرمز ML)
مشابه: RAL 3031، Pantone 612
آبی (آبی ۲LW)
مشابه: RAL 5015، Pantone 3015
نارنجی (نارنجی آر ال)
مشابه: RAL 1037، Pantone 715
طلا (طلا 4N)
مشابه: RAL 1012، Pantone 612
۲. پوشش پودری
پوشش پودری یک فرآیند پرداخت خشک است که شامل اعمال پودر خشک به سطح قطعه فولادی به صورت الکترواستاتیکی و سپس پخت آن در کوره برای ایجاد یک پوشش تزئینی بادوام است. این پودر از رزین، رنگدانه و مواد افزودنی تشکیل شده است و در طیف وسیعی از رنگ‌ها و بافت‌ها موجود است.
۳. سیاه‌کاری شیمیایی/ اکسید سیاه
سیاه‌کاری شیمیایی، که با نام اکسید سیاه نیز شناخته می‌شود، فرآیندی است که سطح قطعه فولادی را به صورت شیمیایی به یک لایه اکسید آهن سیاه تبدیل می‌کند که یک پوشش تزئینی ایجاد کرده و مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می‌دهد. این فرآیند شامل غوطه‌ور کردن قطعه فولادی در یک محلول شیمیایی است که با سطح واکنش داده و لایه اکسید سیاه را تشکیل می‌دهد.
۴. الکتروپولیش
الکتروپولیش یک فرآیند الکتروشیمیایی است که لایه نازکی از فلز را از سطح قطعه فولادی حذف می‌کند و در نتیجه سطحی صاف و براق ایجاد می‌شود. این فرآیند شامل غوطه‌ور کردن قطعه فولادی در محلول الکترولیت و اعمال جریان الکتریکی برای حل کردن لایه سطحی فلز است.
۵. سندبلاست
سندبلاست فرآیندی است که شامل پرتاب مواد ساینده با سرعت بالا به سطح قطعه فولادی برای از بین بردن آلودگی‌های سطحی، صاف کردن سطوح ناهموار و ایجاد یک سطح بافت‌دار می‌شود. مواد ساینده می‌توانند ماسه، دانه‌های شیشه‌ای یا انواع دیگر مواد باشند.
6. انفجار مهره
سندبلاست سطحی مات یا براق یکنواخت روی قطعه ماشینکاری شده ایجاد می‌کند و رد ابزار را از بین می‌برد. این روش عمدتاً برای اهداف بصری استفاده می‌شود و در چندین نوع مختلف از دانه‌بندی موجود است که اندازه گلوله‌های بمباران‌کننده را نشان می‌دهد. دانه‌بندی استاندارد ما شماره ۱۲۰ است.
| مورد نیاز | مشخصات | نمونه ای از قطعه ای که با روش سندبلاست (Bed Blast) ساخته شده است |
| گریت | #120 |
|
| رنگ | مات بودن یکنواخت رنگ مواد اولیه |
|
| پوشش بخشی | الزامات پوشش را در نقشه فنی مشخص کنید |
|
| در دسترس بودن لوازم آرایشی | لوازم آرایشی و بهداشتی بنا به درخواست |
۷. نقاشی
رنگ‌آمیزی شامل اعمال رنگ مایع به سطح قطعه فولادی برای ایجاد یک پوشش تزئینی و همچنین افزایش مقاومت در برابر خوردگی است. این فرآیند شامل آماده‌سازی سطح قطعه، اعمال یک پرایمر و سپس اعمال رنگ با استفاده از تفنگ اسپری یا سایر روش‌های اعمال است.
۸. کیو پی کیو
QPQ (کوینچ-پولیش-کوینچ) یک فرآیند عملیات سطحی است که در قطعات ماشینکاری شده با CNC برای افزایش مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر خوردگی و سختی استفاده می‌شود. فرآیند QPQ شامل چندین مرحله است که سطح قطعه را دگرگون می‌کند تا یک لایه سخت و مقاوم در برابر سایش ایجاد کند.
فرآیند QPQ با تمیز کردن قطعه ماشینکاری شده با CNC برای از بین بردن هرگونه آلودگی یا ناخالصی آغاز می‌شود. سپس قطعه در حمام نمکی حاوی محلول کوئنچ مخصوص، که معمولاً شامل نیتروژن، نیترات سدیم و سایر مواد شیمیایی است، قرار می‌گیرد. قطعه تا دمای بین ۵۰۰ تا ۵۷۰ درجه سانتیگراد گرم می‌شود و سپس به سرعت در محلول کوئنچ می‌شود که باعث ایجاد یک واکنش شیمیایی روی سطح قطعه می‌شود.
در طول فرآیند کوئنچ، نیتروژن به سطح قطعه نفوذ می‌کند و با آهن واکنش می‌دهد تا یک لایه ترکیبی سخت و مقاوم در برابر سایش تشکیل دهد. ضخامت لایه ترکیبی بسته به کاربرد می‌تواند متفاوت باشد، اما معمولاً بین ۵ تا ۲۰ میکرون ضخامت دارد.
پس از کوئنچ، قطعه صیقل داده می‌شود تا هرگونه ناهمواری یا بی‌نظمی روی سطح آن از بین برود. این مرحله صیقل دادن مهم است زیرا هرگونه نقص یا تغییر شکل ناشی از فرآیند کوئنچ را از بین می‌برد و سطحی صاف و یکنواخت را تضمین می‌کند.
سپس قطعه دوباره در حمام نمک کوئنچ می‌شود که به تمپر شدن لایه ترکیبی و بهبود خواص مکانیکی آن کمک می‌کند. این مرحله کوئنچ نهایی همچنین مقاومت در برابر خوردگی بیشتری را برای سطح قطعه فراهم می‌کند.
نتیجه فرآیند QPQ، سطحی سخت و مقاوم در برابر سایش روی قطعه ماشینکاری شده با CNC است که مقاومت خوردگی عالی و دوام بهبود یافته‌ای دارد. QPQ معمولاً در کاربردهای با کارایی بالا مانند سلاح گرم، قطعات خودرو و تجهیزات صنعتی استفاده می‌شود.
۹. نیتریداسیون گازی
نیتریداسیون گازی یک فرآیند عملیات سطحی است که در قطعات ماشینکاری شده با CNC برای افزایش سختی سطح، مقاومت در برابر سایش و استحکام خستگی استفاده می‌شود. این فرآیند شامل قرار دادن قطعه در معرض گاز غنی از نیتروژن در دماهای بالا است که باعث می‌شود نیتروژن در سطح قطعه نفوذ کرده و یک لایه نیترید سخت تشکیل دهد.
فرآیند نیترید گازی با تمیز کردن قطعه ماشینکاری شده با CNC برای از بین بردن هرگونه آلودگی یا ناخالصی آغاز می‌شود. سپس قطعه در کوره‌ای قرار می‌گیرد که با گاز غنی از نیتروژن، معمولاً آمونیاک یا نیتروژن، پر شده و تا دمای بین ۴۸۰ تا ۵۸۰ درجه سانتیگراد گرم می‌شود. قطعه برای چند ساعت در این دما نگه داشته می‌شود و به نیتروژن اجازه می‌دهد تا در سطح قطعه نفوذ کرده و با ماده واکنش داده و یک لایه نیترید سخت تشکیل دهد.
ضخامت لایه نیترید می‌تواند بسته به کاربرد و ترکیب ماده تحت عملیات، متفاوت باشد. با این حال، ضخامت لایه نیترید معمولاً بین 0.1 تا 0.5 میلی‌متر است.
مزایای نیتراسیون گازی شامل بهبود سختی سطح، مقاومت در برابر سایش و استحکام خستگی است. همچنین مقاومت قطعه را در برابر خوردگی و اکسیداسیون در دمای بالا افزایش می‌دهد. این فرآیند به ویژه برای قطعات ماشینکاری شده با CNC که در معرض سایش و پارگی شدید هستند، مانند چرخ دنده‌ها، یاتاقان‌ها و سایر اجزایی که تحت بارهای زیاد کار می‌کنند، مفید است.
نیتریداسیون گازی معمولاً در صنایع خودرو، هوافضا و ابزارسازی استفاده می‌شود. همچنین برای طیف وسیعی از کاربردهای دیگر، از جمله ابزارهای برش، قالب‌های تزریق و دستگاه‌های پزشکی نیز کاربرد دارد.
۱۰. نیتروکربوریزه کردن
نیتروکربوریزاسیون یک فرآیند عملیات سطحی است که در قطعات ماشینکاری شده با CNC برای افزایش سختی سطح، مقاومت در برابر سایش و استحکام خستگی استفاده می‌شود. این فرآیند شامل قرار دادن قطعه در معرض گاز غنی از نیتروژن و کربن در دماهای بالا است که باعث می‌شود نیتروژن و کربن در سطح قطعه نفوذ کرده و یک لایه سخت نیتروکربوریزه تشکیل دهند.
فرآیند نیتروکربوریزه کردن با تمیز کردن قطعه ماشینکاری شده با CNC برای از بین بردن هرگونه آلودگی یا ناخالصی آغاز می‌شود. سپس قطعه در کوره‌ای قرار می‌گیرد که با مخلوط گازی آمونیاک و هیدروکربن، معمولاً پروپان یا گاز طبیعی، پر شده و تا دمای بین ۵۲۰ تا ۵۸۰ درجه سانتیگراد گرم می‌شود. قطعه برای چند ساعت در این دما نگه داشته می‌شود و به نیتروژن و کربن اجازه می‌دهد تا در سطح قطعه نفوذ کرده و با ماده واکنش داده و یک لایه سخت نیتروکربوریزه شده تشکیل دهند.
ضخامت لایه نیتروکربوریزه شده بسته به کاربرد و ترکیب ماده تحت عملیات می‌تواند متفاوت باشد. با این حال، ضخامت لایه نیتروکربوریزه شده معمولاً بین 0.1 تا 0.5 میلی‌متر است.
مزایای نیتروکربوره کردن شامل بهبود سختی سطح، مقاومت در برابر سایش و استحکام خستگی است. همچنین مقاومت قطعه را در برابر خوردگی و اکسیداسیون در دمای بالا افزایش می‌دهد. این فرآیند به ویژه برای قطعات ماشینکاری شده با CNC که در معرض سایش و پارگی شدید هستند، مانند چرخ دنده‌ها، یاتاقان‌ها و سایر اجزایی که تحت بارهای زیاد کار می‌کنند، مفید است.
نیتروکربوریزاسیون معمولاً در صنایع خودرو، هوافضا و ابزارسازی استفاده می‌شود. همچنین برای طیف وسیعی از کاربردهای دیگر، از جمله ابزارهای برش، قالب‌های تزریق و دستگاه‌های پزشکی نیز کاربرد دارد.
۱۱. عملیات حرارتی
عملیات حرارتی فرآیندی است که شامل گرم کردن قطعه فولادی تا دمای خاص و سپس سرد کردن آن به صورت کنترل شده برای افزایش خواص آن مانند سختی یا چقرمگی است. این فرآیند می‌تواند شامل آنیل کردن، کوئنچ کردن، تمپر کردن یا نرماله کردن باشد.
انتخاب روش پرداخت سطح مناسب برای قطعه فولادی ماشینکاری شده با CNC بر اساس الزامات خاص و پرداخت نهایی مورد نظر، بسیار مهم است. یک متخصص می‌تواند به شما در انتخاب بهترین روش پرداخت برای کاربردتان کمک کند.