Tufram – SE

Tufram® är en ytbeläggningsmetod för aluminium och aluminiumlegeringar. Processen bygger på en kombination av hårdanodisering och fluorplastbeläggning som samtidigt ger detaljens yta ett antal funktionella egenskaper:

  • Hög hårdhet
  • God korrosionshärdighet
  • Låg skärningstendens
  • Snäva toleranser
  • God elektrisk isolation
  • God nötningsbeständighet
  • Låg friktionskoefficient
  • Goda slappningsegenskaper
  • Jämn skiktuppbyggnad / Ingen efterbearbetning

Ett antal varianter av beläggningsmetoden förekommer. Samtliga besitter kombinationer av egenskaper men var och en är optimerade mot någon eller några av dem.

TUFRAM® L-4
Ger högsta hårdhet och slitstyrka samt goda friktionsegenskaper.

TUFRAM® H-0
Ger släppegenskaper, hårdhet och nötningsbeständighet samt låg friktion.

TUFRAM® R66
Ger de bästa släppegenskaperna speciellt mot gummi och uretan.

TUFRAM® C-22
Ger de bästa korrosionsskyddande egenskaperna och har god hårdhet men något sämre nötningsbeständighet än L-4 och FC-12.

TUFRAM® FC-12
Ger bästa torrsmörjning med kombination av molybdendisulfid och fluorplast samt har hög hårdhet och god slitstyrka.

TUFRAM® HCD-31
Ger hög hårdhet och slitstyrka samt goda friktionsegenskaper i kombination med hög dielektricitetsstyrka, >2000 V vid 50 µm skikttjocklek, i torra applikationer.

Teknisk information

Hårdhet
Aluminiumoxid, som TUFRAM®-skiktet till största del är uppbyggt av, är näst efter diamant det hårdaste material som finns i naturen och har en hårdhet på mer än 2000 HV. Hårdheten i skikten är dock lägre p.g.a en viss mikroporositet. Beroende på skikttjocklek och vilken aluminiumkvalite som belagts kan hårdheten variera mellan 400 och 600 HV.

tufram-se-1

Då skiktet byggs upp genom omvandling av materialytan är det väl förankrat till grundmaterialet och kan ej flaga av. Skiktets höga hårdhet gör att detaljer belagda med TUFRAM® kan punktbelastas hårdare än obelagda aluminiumdetaljer. Stora punkbelastningar kan dock medföra att TUFRAM®-skiktet krackelerar.

Nötningsbeständighet
“Byggstenarna” som hårdanodiseringsskiktet är uppbyggt av har som ovan nämnts högre hårdhet än vad som kan uppmätas vid hårdhetsmätning av skiktet.
TUFRAM®-skikten uppviosar därför väsentligt bättre slitstyrka mot abrasivt slitage än andra material och ytbeläggningar med avsevärt högra hårdhet. Mot torrt abrasivt slitage har TUFRAM® bättre motståndskraft än t.ex sätthärdat stål och hårdkrom. Bästa nötningsbeständighet erhålls på material med god ytfinhet. Figuren visar en jämförelse med Taberprov som är en metod för att utvärdera abrasiv slitstyrka.

tufram-se-2

Viktminskning per 10.000 cykler vid Taber-prov med skiva CS-17 och 1000g last

Glidegenskaper
Fluorplaster och andra organiska material som används för att belägga och impregnera hårdanodiseringsskiktet vid TUFRAM®-beläggning ger en unik kombination av permanent smörjning och slitstyrka. Karakteristiskt för TUFRAM®-beläggningar är att de förhindrar sk stick-slip, dvs skillnaden mellan statisk och dynamisk friktion är mycket liten. Tabellen nedan visar statis och dynamisk friktionskoefficient under osmorda förhållanden mot stål samt för två lika ytor i kontakt med varandra.

Friktionskoefficient
mot stål mot sig själv
TUFRAM®L-4 0,14 0,11
TUFRAM®H-0 0,15 0,13
TUFRAM®FC-12 0,10* 0,05*
Ytox® (hårdanod.) 0,22 0,17
Anodisering 0,30 —–
Hårdkrom 0,23 0,18

* Efter inslitning

Vid slitagefall som normalt ger upphov till adhesivt slitage medför TUFRAM®-beläggning mycket ringa avverkning på båda ytorna. Prov har utförts i pinne-skiva-maskin under osmorda förhållanden med en stålpinne mot TUFRAM®-belagda provkuponger. I diagrammet nedan illustrerar uthålligheten hos torrsmörjningen för de i detta avseende mest intressanta TUFRAM®-varianterna. Diagrammet visar antalet varv till friktionskoefficient 0,3 uppnåtts som funktion av yttrycket.

tufram-se-3

Pinne-skiva-prov med stålpinne Ø2,7 mm mot belagda provkuponger, glidhastighet 0,5m/s

Korrosionsbeständighet
TUFRAM®-beläggning erbjuder ett avsevärt bättre korrosionsskydd än konventionell hårdanodisering. TUFRAM®C-22 och R 66 klarar mer än 2000 h korrosionsprovning i neutral saltdimma enligt ASTM B 117 utan angrepp, TUFRAM®L-4, och HCD-31 mer än 240 h. I starkt alkaliska eller sura lösningar (pH>9 eller pH<3) bör TUFRAM® R 66 användas såvida lösningen ej innehåller för aluminium effektiva korrosionsinhibitorer eller om det är fråga om kortvarigare exponering vid låg temperatur. För att uppnå bästa skydd bör detaljer som skall beläggas ej ha alltför små radier. I bottenhål och liknande skymda partier kan även skiktuppbyggnaden påverkas negativt.

Temperaturanvändningsområde
Samtliga TUFRAM®-beläggningar klarar kontinuerlig användning från -200 till +350ºC. Vid högre temperaturer sker sönderfall av fluorplasterna.

Dimensionsförändring
Vid hårdanodisering bildas ytskiktet genom omvandling av aluminiumytan. Dimensionstillväxten blir ej lika stor som skiktets tjocklek då en viss del av aluminiumytan förbrukas för skiktbildningen.

tufram-se-4

Skikttjockleken på TUFRAM®-beläggningen kan, beroende på aluminiumlegering, väljas mellan 5-100 µm, i vissa fall även tjockare skikt. Eftersom skikttillväxten sker snabbare och mer kontrollerat på bearbetade ytor, så gäller angivna krav på skikttjocklek för bearbetade ytor. Toleransområdet för skikttjockleken är oftast + 10% av angiven skikttjocklek men aldrig mindre än + 3µm.
Beroende av vilken legering som behandlas blir dimensionstillväxten 35 till 50% av skikttjockleken. Pga ytskiktets höga hårdhet kan gängor och andra passytor endast med svårighet ombearbetas efter beläggning.

Gods, typ och storlek
Tuframbehandling kan i likhet med övrig anodisering endast utföras på hänggods. Maximal detaljstorlek är L x b x h: 1700 x 400 x 1000 mm.

Val av aluminiumkvalite
Den kemiska sammansättningen hos den aluminiumlegering som beläggs påverkar hårdanodiseringsskiktets egenskaper samt vilken skikttjocklek som är möjligt att erhålla. Även skiktets färg påverkas av legeringsämnen och skikttjocklek. Någon infärgning av skikten kan ej göras. Tabellen nedan ger vägledning för att göra ett riktigt val.

tufram-se-5

Faktaruta

tufram-se-6

Korrosionstabell

tufram-se-7

Korrosionshastighet på prov av SS 4212, 50µm Ytox-beläggning, eftertätad. Proven är genomförda i rumstemperatur med lufttillträde.