Co to jest integralność powierzchni?
Integralność powierzchni odzwierciedla właściwości materiału po poddaniu go pewnego rodzaju procesowi produkcji lub modyfikacji. Inżynierowie i projektanci produktów często planują projekty w oparciu o znane cechy danego metalu. Na przykład ci projektanci wiedzą, że określony stop stali oferuje określony poziom wytrzymałości lub twardości. Po zmodyfikowaniu materiału te oryginalne właściwości mogą już nie mieć zastosowania, ponieważ wiele procesów produkcyjnych powoduje trwałą zmianę materiału. Integralność powierzchni pomaga tym osobom określić, w jaki sposób materiał zmieni się w określonych warunkach i jakie są jego nowe właściwości w porównaniu do jego starych.
Integralność powierzchni dowolnego materiału składa się z dwóch podstawowych elementów. Obejmują one topografię i cechy wewnętrznej powierzchni produktu. Topografia odzwierciedla zmiany na zewnętrznej powierzchni materiału i obejmuje takie elementy, jak gładkość, nierówności lub fale, wżery i pęknięcia. Cechy wewnętrzne dotyczą zmian tuż pod powierzchnią zewnętrzną, takich jak deformacja oraz zmiany wytrzymałości lub twardości. Nie obejmują one wewnętrznych zmian głęboko w sercu materiału, ale raczej w warstwie tuż pod powierzchnią.
Ostatecznie większość procesów produkcyjnych będzie miała pewien wpływ na integralność powierzchni, choć nie zawsze tak musi być. Standardowa praca tokarki, szlifowanie lub frezowanie, jeśli są wykonane prawidłowo, nie wpływają na integralność powierzchni. Gdy procesy te są przeprowadzane przy użyciu złych technik lub tępych narzędzi, mogą one mieć duży wpływ na właściwości materiału. Nadmierne ciepło, zimno, prędkość lub praca mogą również prowadzić do znacznych zmian.
Bardziej inwazyjne procedury prawie zawsze mają pewien stały wpływ na integralność powierzchni. Mogą obejmować obróbkę elektryczną, taką jak powlekanie galwaniczne, która nadaje metalowi trwałą powłokę lub obróbkę chemiczną. Prawie każda obróbka chemiczna, jak również nadmierne ciepło, może zmienić materiał na poziomie molekularnym, powodując nieodwracalne zmiany w jego samej strukturze. Nagniatanie i inne rodzaje deformacji również powodują zmiany, szczególnie w przypadku zastosowania do tworzyw sztucznych.
Zmiany integralności powierzchni mogą być dodatnie lub ujemne. Negatywne zmiany mogą oznaczać, że materiał nie może być dłużej używany zgodnie z przeznaczeniem. Na przykład stalowa kolumna poddawana hartowaniu może ostatecznie być zbyt krucha, aby utrzymać konstrukcję. Pozytywne zmiany to te, które nadają materiałowi pożądane wykończenie lub wygląd, takie jak polerowanie w celu wygładzenia szorstkiego kawałka materiału. Pozytywne zmiany integralności powierzchni obejmują również te, które poprawiają właściwości, takie jak twardość, wytrzymałość lub odporność na wilgoć.