Ayna Yüzeyli Rulolar Bu Kadar Parlak Bir Kaplamayı Nasıl Elde Ediyor?

Ayna yüzey silindirleri yüksek parlaklıktaki kaplamalarına bir 0,01 ila 0,05 mikrometre yüzey pürüzlülüğüne (Ra) ulaşmak için temel malzeme seçimini, kaba ve ince işlemeyi, çoklu taşlama turlarını ve son cilalamayı birleştiren hassas şekilde kontrol edilen çok aşamalı üretim süreci — ışığı ayna gibi yansıtacak kadar pürüzsüz. Bu yüzey iyileştirme seviyesinde, silindir, endüstriyel işleme sırasında son katını doğrudan filmlere, folyolara, kaplamalara ve laminatlara uygulayabilir, bu da silindir yüzeyinin kalitesini nihai ürünün kalitesinde en önemli faktör haline getirir.

Ra Değerinin Rolü: Yüzey Pürüzlülüğü Ayna Kalitesini Nasıl Tanımlar?

Yüzey pürüzlülüğü şu şekilde ölçülür: Ra değeri (aritmetik ortalama pürüzlülük) - Mikrometre (μm) cinsinden ifade edilen, yüzey tepe ve vadilerinin ortalama çizgiden ortalama sapması. Ra değeri ne kadar düşük olursa yüzey o kadar pürüzsüz ve yansıtıcı olur.

Ayna yüzeyi Ra değerini perspektife koymak için: insan saçının çapı yaklaşık 70 mikrometredir — Ra 0,01 µm'de bir ayna yüzey silindiri 7.000 kat daha pürüzsüz tek bir saç telinin genişliğinden daha fazla.

Aşama 1: Temel Malzeme Seçimi

Ayna görünümü elde etmek herhangi bir cilalama işleminden çok önce başlar. Temel malzemenin seçimi sonuçta ne kadar ince bir yüzey elde edilebileceğini doğrudan belirler — ve bu bitişin üretim koşullarında ne kadar süre dayanacağı.

Ayna yüzey silindirleri için en yaygın kullanılan temel malzemeler şunlardır:

• Alaşımlı çelik (örn. 42CrMo, 9Cr2Mo): En yaygın olarak kullanılan çekirdek malzemesi — ısıl işlemden sonra yüksek sertlik sunar (tipik olarak HRC 58–62 ), mükemmel boyutsal kararlılık ve ultra pürüzsüz cilalamayı destekleyen ince taneli yapı. Sertleştirilmiş çelik silindirler, sürekli temas basıncı altında ayna yüzeyini tutabilir
• Paslanmaz çelik (316L, 304): Aşındırıcı ortamlar, gıda sınıfı temas veya yüksek nemli ortamlar içeren uygulamalar için seçilmiştir - alaşımlı çelikten biraz daha düşük sertlik ancak üstün korozyon direnci
• Krom kaplamalı dökme demir: Taban silindirinin gri veya küresel grafitli dökme demir olduğu ve sert krom kaplamalı uygun maliyetli bir seçenek 0,05 ila 0,15 mm cilalamadan önce uygulanır — krom tabakası, dökme demirin tek başına elde edemeyeceği sertliği ve cilaya duyarlı yüzeyi sağlar
• Tungsten karbür kaplı çelik: En zorlu yüksek aşınma uygulamalarında kullanılır; termal spreyle uygulanan tungstenli karbür kaplamalar şu sertlik değerlerine ulaşır: YG 1.200 ila 1.500 , kromu çok aşan ve 0,05 µm'nin altındaki Ra değerlerine kadar parlatılabilen

Aşama 2: Hassas İşleme ve Isıl İşlem

Temel malzeme seçildikten sonra, boş silindir bir CNC torna tezgahında kabaca döndürülür. Son çapın 0,3 ila 0,5 mm'si . Bu malzeme payı, boyutsal alttan kesme riski olmadan daha sonraki taşlama ve bitirme işlemlerine uyum sağlamak için kasıtlı olarak bırakılmıştır.

Çelik makaralar için, Isıl işlem kaba işlemeyi takip eder ve son kat performansını yansıtmak için kritik öneme sahiptir:

• Sertleştirme veya indüksiyonla sertleştirme yoluyla yüzey sertliğini HRC 58-65'e yükseltir — daha sert yüzeyler çalışma sırasında parlaklığı yok eden mikro çizilmelere karşı dayanıklıdır
• Gerilim giderme tavlaması sonraki taşlama sırasında distorsiyona neden olabilecek iç gerilimleri azaltmak için sertleştirmeden sonra gerçekleştirilir — film ve laminasyon hatlarında tutarlı kıstırma basıncı için tüm silindir uzunluğu boyunca boyutsal stabilite esastır
• Isıl işlem sonrası doğruluk toleransı dahilinde olmalıdır Silindir uzunluğunun metresi başına 0,02 ila 0,05 mm taşlama başlamadan önce

Aşama 3: Çok Geçişli Silindirik Taşlama

Taşlama, silindir yüzeyinin kaba işlenmiş bir ham parçadan hassas bir silindire dönüşmeye başladığı yerdir. Ayna yüzeyi silindir taşlama işlemi gerçekleştirilir. giderek daha ince aşındırıcı disklerle çoklu geçişler , her geçişte daha az miktarda malzeme çıkarılır ve giderek daha pürüzsüz bir yüzey bırakılır.

Ayna yüzeyli bir silindir için tipik bir taşlama sırası:

1. Kaba taşlama: Alüminyum oksit veya CBN (kübik bor nitrür) çark, kum 46–60 — ısıl işlem tortusunu giderir ve silindiri nihai çapın 0,05–0,10 mm yakınına getirir; Ra 0,8–1,6 µm'ye ulaşır
2. Yarı-ince taşlama: Daha ince CBN veya vitrifiye taş, tane 80–120 — kaba taşlama izlerini ortadan kaldırır ve silindirikliği artırır; Ra 0,2–0,4 µm'ye ulaşır
3. Öğütmeyi bitirin: İnce taneli CBN veya elmas disk, tane 180–320 — yüzeyi Ra 0,05–0,1 µm'ye ve nihai çapın tolerans dahilinde olmasını sağlar ±0,005 mm
4. Kıvılcım çıkış geçişleri: Taşlama çarkı, daha fazla beslemeye gerek kalmadan silindirin üzerinden geçer; kalan taşlama gerilimini ortadan kaldırır ve ölçülebilir malzemeyi kaldırmadan yüzey tutarlılığını artırır

Taşlama boyunca, soğutma sıvısı akış hızı, tekerlek hızı, iş parçası dönüş hızı ve ilerleme hızı tamamı hassas bir şekilde kontrol edilir; sapmalar termal hasara, çatlama izlerine veya taşlama yanıklarına neden olur ve taşlama işlemi yeniden başlatılmadan düzeltilemez.

Aşama 4: Yüzey Kaplama Uygulaması

Birçok ayna yüzey silindiri için bir Bitirme taşlamasından sonra sert yüzey kaplaması uygulanır Temel malzemenin tek başına sağlayamayacağı sertlik, korozyon direnci ve cilaya duyarlı yüzey kalitesi kombinasyonunu sağlamak. En yaygın üç kaplama teknolojisi şunlardır:

Sert Krom Kaplama

Ayna yüzey silindirleri için geleneksel ve en yaygın olarak kullanılan kaplama. Elektrolizle kaplanmış sert krom, sertliği elde eder YG 850–1.050 ve 0,02 µm'nin altındaki Ra değerlerine kadar cilalanabilir. Krom katmanları 0,05 ila 0,2 mm kalınlık endüstriyel silindirler için standarttır. Krom kaplamadaki doğal mikro çatlak ağı, film teması sırasında yüzeyin korunmasına yardımcı olan bir miktar yağlayıcı tutma sağlar. Ancak altı değerlikli krom (Cr VI) ile ilgili çevresel düzenlemeler nedeniyle alternatif kaplamalar giderek daha fazla belirlenmektedir.

Tungsten Karbür Termal Sprey (HVOF)

Yüksek Hızlı Oksijen Yakıtı (HVOF) püskürtme, sertlik değerlerinde yoğun bir tungsten karbür-kobalt (WC-Co) kaplama biriktirir. YG 1.200–1.500 — kromdan önemli ölçüde daha serttir. HVOF kaplamalar neredeyse gözeneksizdir, aşınmaya ve korozyona karşı oldukça dirençlidir ve Ra değerlerine kadar parlatılabilir. 0,02–0,05 mikron . Kromun yasak olduğu veya aşındırıcı koşullarda silindir ömrünün kritik olduğu uygulamalarda tercih edilen seçimdir.

Seramik Kaplamalar (Alüminyum Oksit / Krom Oksit)

Plazma sprey ile uygulanan seramik kaplamalar mükemmel sertlik sunar ( YG 1.000–1.400 ) ve olağanüstü kimyasal dirence sahiptir. Özellikle krom oksit (Cr₂O₃) seramik, ayna kalitesinde parlatılabilir ve agresif ortam temasının kaçınılmaz olduğu baskı, kaplama ve kimyasal işleme silindirlerinde yaygın olarak kullanılır.

Aşama 5: Ayna Parlatma - Son ve En Kritik Adım

Parlatma, hassas taşlanmış veya kaplanmış bir silindiri gerçek bir ayna yüzeyine dönüştüren şeydir. Bu, tüm üretim sürecinin en emek yoğun ve beceriye bağımlı aşamasıdır ve elde edilen nihai Ra değerinden en sorumlu olan aşamadır.

Endüstriyel silindirlerin ayna cilalaması, giderek daha ince aşındırıcılar kullanılarak sıralı aşamalarda gerçekleştirilir:

• Kaba parlatma (alıştırma): Sert bir alıştırma aletiyle uygulanan silisyum karbür veya alüminyum oksit aşındırıcı film, kum 400–600 — taşlama izlerini kaldırır ve yüzeyi Ra 0,1–0,2 µm'ye getirir
• Orta parlatma: Elmas aşındırıcı film veya macun, kum 800–1200 — kaba cilalama çiziklerini giderir; Ra 0,05–0,1 µm'ye ulaşır; yüzey bu aşamada yansıtma göstermeye başlar
• İnce parlatma: Elmas macunu veya film, kum 1500–3000 — Ra 0,02–0,05 µm'ye ulaşır; tam silindir yüzeyi boyunca görülebilen güçlü ayna yansıması
• Süper bitirme (parlatma): Yumuşak keçe veya deri kaplama üzerinde seryum oksit veya koloidal silika bulamacı - ultra ayna kaliteleri için Ra'yı 0,01 µm'nin altında başarır; Yüzey mükemmelliğinin kritik olduğu optik film ve ekran paneli silindirleri için kullanılır

Her cilalama aşaması mutlaka yapılmalıdır. temiz aletler ve kirlenmeyen bir ortam — silindir yüzeyinde kalan daha kaba bir aşamadan gelen tek bir aşındırıcı parçacık, sonraki tüm daha ince cilalama aşamalarına nüfuz eden bir çizik oluşturacak ve tüm sekansın kirlenme noktasından yeniden başlatılmasını gerektirecektir.

Aşama 6: Ölçüm ve Kalite Doğrulaması

Parlatma işleminden sonra her ayna yüzey silindiri, kullanıma sunulmadan önce sıkı bir kalite kontrol protokolüne tabi tutulur. Temel ölçümler şunları içerir:

• Yüzey pürüzlülüğü (Ra): Silindir uzunluğu boyunca birçok noktada temaslı profilometre kullanılarak ölçülmüştür; okumalar yalnızca ortalama değil, her ölçüm noktasında belirtilen Ra aralığı dahilinde olmalıdır
• Silindiriklik ve salgı: Hassas yuvarlaklık test cihazında ölçülmüştür — ayna yüzey silindirleri için toplam belirtilen salgı (TIR) tipik olarak şu şekilde belirtilir: 0,002 ila 0,005 mm
• Yüzey kusur muayenesi: Silindir, çizikler, çukurlar, krom çizikleri (iğne delikleri) veya cilalama girdapları açısından optik büyütmeyle ve yanan ışık altında incelenir; bu aşamada gözle görülür herhangi bir kusur, yeniden çalışma gerektirir
• Sertlik doğrulaması: Rockwell veya Vickers sertlik testi, ısıl işlem ve kaplama sertliğinin silindir yüzeyi boyunca spesifikasyonu karşıladığını doğrular
• Dinamik denge: Yüksek hızda çalışan silindirler için dinamik dengeleme ISO 1940 Derecesi G1.0 veya daha iyisi aksi takdirde işlenen malzemeyi işaretleyecek titreşimi ortadan kaldırmak için gerçekleştirilir

Üretim Süreci Özeti

Bir ayna yüzey silindiri, yüksek parlaklıktaki cilasına tesadüfen veya tek bir işlemle ulaşmaz; bu, her biri sonuncu binada olmak üzere, tam olarak sıralanmış altı üretim aşaması temel malzeme seçimi ve ısıl işlemden çok geçişli taşlama, yüzey kaplama ve son ayna cilalamasına kadar. Her aşamada elde edilen Ra değeri, bir sonraki aşamanın başarabilecekleri için tavanı belirler; bu nedenle hiçbir adım atlanamaz veya aceleye getirilemez. 0,01 ila 0,05 µm arasındaki nihai Ra değeri Gerçek bir ayna yüzey silindirini tanımlayan bu özellik, endüstriyel üretimde elde edilebilecek en yüksek yüzey bitirme düzeylerinden birini temsil eder ve silindirin dokunduğu her ürünün parlaklığını, berraklığını ve kalitesini doğrudan belirler.