Tolerancje wymiarowe a obróbki galwaniczne

Klienci często pytają, w jaki sposób powłoki wpływają na wymiary elementów. Do najczęstszych pytań należą: jaka jest zmiana wymiaru spowodowana powłoką, czy otwory tolerowane należy maskować oraz co dzieje się z gwintami?

Powłoki galwaniczne dodają materiał, zwany naddatkiem, do powierzchni elementu. W konsekwencji im większa grubość powłoki, tym większa będzie zmiana wymiaru. Należy jednak pamiętać, że dotyczy to wyłącznie sytuacji, w której grubość powłoki jest jednorodna na całej powierzchni. Nadmierna zmienność grubości, w przypadku wąskich tolerancji, może zagrozić zachowaniu wymiarów końcowych.

W tym kontekście istotne jest rozróżnienie między powłokami elektrolitycznymi, takimi jak cynkowanie, niklowanie i chromowanie, a niklowaniem chemicznym.

Powłoki elektrolityczne

Powłoki elektrolityczne nakłada się z wykorzystaniem prądu elektrycznego i charakteryzują się one niewielką jednorodnością grubości. Wynika to z faktu, że prąd nie rozkłada się równomiernie na powierzchni elementu, co powoduje takie zjawiska jak efekt krawędziowy (czyli większa grubość w miejscach elementu o ostrzejszych kształtach oraz na krawędziach), słabe wnikanie do otworów (z redukcją grubości aż do zera na określonej głębokości) oraz różnice grubości między elementami (w zależności od położenia elementów na ramie procesowej).

Ogólnie, w przypadku stosowania powłok elektrolitycznych zaleca się przewidzieć maskowanie otworów tolerowanych lub gwintowanych, zwłaszcza jeśli są głębokie. Ponadto należy sprawdzić, czy nadmierna zmienność grubości nie zagraża zachowaniu tolerancji dla tolerowanych średnic zewnętrznych. Na przykład elementy pokrywane chromem twardym są często poddawane szlifowaniu w celu dostosowania do wymaganych tolerancji.

Niklowanie chemiczne

Powłoka z niklu chemicznego, w przeciwieństwie do powłok elektrolitycznych, powstaje w wyniku reakcji chemicznej, bez użycia prądu elektrycznego. Pozwala to uniknąć opisanych wcześniej zjawisk nierównomierności grubości.

Grubość niklu chemicznego jest stała na całej powierzchni elementu, bez rozróżnienia między strefami wewnętrznymi i zewnętrznymi, krawędziami i powierzchniami płaskimi. Ponadto grubość powłoki jest równie jednorodna pomiędzy poszczególnymi elementami znajdującymi się na tej samej ramie do niklowania.

W przypadku niklowania chemicznego maskowanie i dodatkowa obróbka są zazwyczaj zbędne. Wystarczy obliczyć wymiary obróbki, uwzględniając, że przyrost średnicy jest równy podwojonej grubości powłoki.

Warto poczynić dodatkową uwagę dotyczącą gwintów. Ze względu na geometrię zarysu gwintu przyrost średnicy nie jest już równy podwojonej grubości powłoki, lecz czterokrotności tej grubości. Należy to zatem uwzględnić podczas obliczania wymiarów obróbki.

Ing. Giacomo Bordiga

Quality Manager & Materials Engineer

Inżynier materiałowy z ponad 15-letnim doświadczeniem w metalowych obróbkach powierzchniowych. Specjalizuje się w niklowaniu chemicznym, anodowaniu oraz systemach zarządzania jakością ISO 9001 i IATF 16949.