Acoperire anodizată: ce este, unde se aplică, cum se face

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Anodizarea este un proces electrolitic care este folosit pentru a crește grosimea stratului de oxizi naturali de pe suprafața produselor. Această tehnologie și-a primit numele datorită faptului că materialul prelucrat este folosit ca anod în electrolit. În urma acestei operațiuni, rezistența materialului la coroziune și uzură este crescută, iar suprafața este pregătită și pentru aplicarea grundului și a vopselei.

Aplicarea straturilor de protecție suplimentare după anodizarea metalului se realizează mult mai bine decât materialul original. Acoperirea anodizată în sine, în funcție de metoda de aplicare, poate fi poroasă, absorbind bine coloranții, sau subțire și transparentă, subliniind structura materialului original și reflectând bine lumina. Filmul de protecție format este un dielectric, adică nu conduce curentul electric.

De ce se face asta

Finisaj anodizat folosit acolo unde este necesarasigură protecție împotriva coroziunii și evită uzura crescută a părților în contact ale mecanismelor și dispozitivelor. Printre alte metode de protecție a suprafeței metalelor, această tehnologie este una dintre cele mai ieftine și mai fiabile. Cea mai comună utilizare a anodizării este protejarea aluminiului și a aliajelor sale. După cum știți, acest metal, având proprietăți unice precum o combinație de ușurință și rezistență, are o susceptibilitate crescută la coroziune. Această tehnologie a fost dezvoltată și pentru o serie de alte metale neferoase: titan, magneziu, zinc, zirconiu și tantal.

Unele funcții

Procesul studiat, pe lângă modificarea texturii microscopice de la suprafață, modifică și structura cristalină a metalului la marginea cu pelicula de protecție. Cu toate acestea, cu o grosime mare a stratului anodizat, stratul protector însuși, de regulă, are o porozitate semnificativă. Prin urmare, pentru a obține rezistența la coroziune a materialului, este necesară etanșarea suplimentară a acestuia. În același timp, un strat gros oferă o rezistență sporită la uzură, mult mai mult decât vopselele sau alte acoperiri, precum pulverizarea. Pe măsură ce rezistența suprafeței crește, aceasta devine mai fragilă, adică mai susceptibilă la fisurare din cauza fisurilor termice, chimice și de impact. Crăpăturile în stratul anodizat în timpul ștanțarii nu sunt deloc rare, iar recomandările elaborate nu ajută întotdeauna aici.

Invenție

Documentat pentru prima datăutilizarea înregistrată a anodizării a avut loc în 1923 în Anglia pentru a proteja părțile hidroavionului de coroziune. Inițial, a fost folosit acidul cromic. Mai târziu, acidul oxalic a fost folosit în Japonia, dar astăzi, în majoritatea cazurilor, acidul sulfuric clasic este folosit pentru a crea o acoperire anodizată în compoziția electrolitului, ceea ce reduce semnificativ costul procesului. Tehnologia este îmbunătățită și dezvoltată în mod constant.

Aluminiu

Anodizat pentru a îmbunătăți rezistența la coroziune și a se pregăti pentru vopsire. Și de asemenea, în funcție de tehnologia folosită, fie pentru a crește rugozitatea, fie pentru a crea o suprafață netedă. În același timp, anodizarea în sine nu este capabilă să crească semnificativ rezistența produselor fabricate din acest metal. Când aluminiul intră în contact cu aerul sau cu orice alt gaz care conține oxigen, metalul formează în mod natural un strat de oxid de 2-3 nm grosime pe suprafața sa, iar pe aliaje valoarea sa ajunge la 5-15 nm.

Grosimea stratului de aluminiu anodizat este de 15-20 microni, adică diferența este de două ordine de mărime (1 micron este egal cu 1000 nm). În același timp, acest strat creat este distribuit în proporții egale, relativ vorbind, în interiorul și în exteriorul suprafeței, adică crește grosimea piesei cu ½ din dimensiunea stratului protector. Deși anodizarea produce o acoperire densă și uniformă, fisurile microscopice prezente în acesta pot duce la coroziune. În plus, stratul protector de suprafață în sine este supus degradarii chimice.datorită expunerii la un mediu cu aciditate ridicată. Pentru combaterea acestui fenomen se folosesc tehnologii care reduc numărul de microfisuri și introduc elemente chimice mai stabile în compoziția oxizilor.

Aplicație

Materialele prelucrate sunt utilizate pe scară largă. De exemplu, în aviație, multe elemente structurale conțin aliaje de aluminiu aflate în studiu, aceeași situație este și în construcțiile navale. Proprietățile dielectrice ale acoperirii anodizate au predeterminat utilizarea sa în produsele electrice. Produsele realizate din material prelucrat pot fi găsite în diverse aparate electrocasnice, inclusiv playere, lumini, camere foto, smartphone-uri. În viața de zi cu zi, se folosește un strat de fier anodizat, mai precis, tălpile sale, ceea ce îi îmbunătățește semnificativ proprietățile de consumator. Când gătiți, se pot folosi învelișuri speciale de teflon pentru a evita arderea alimentelor. De obicei, astfel de ustensile de bucătărie sunt destul de scumpe. Cu toate acestea, o tigaie din aluminiu neanodizat este capabilă să ofere o soluție la aceeași problemă. În același timp, la un cost mai mic. În construcții, acoperirea anodizată a profilelor este utilizată pentru montarea ferestrelor și a altor nevoi. În plus, detaliile colorate atrag atenția designerilor și artiștilor, ele fiind folosite în diverse obiecte culturale și de artă din întreaga lume, precum și la fabricarea de bijuterii.

Tehnologie

Magazine speciale de galvanizare șiindustrii care sunt considerate „murdare” și dăunătoare sănătății umane. Prin urmare, recomandările pentru procesul de acasă, promovate în unele surse, ar trebui luate cu extremă prudență, în ciuda aparentei simplități a tehnologiilor descrise.

Acoperirea anodizată poate fi creată în mai multe moduri, dar principiul general și succesiunea de lucru rămân clasice. În același timp, rezistența și proprietățile mecanice ale materialului obținut depind, de fapt, de metalul sursă însuși, de caracteristicile catodului, de puterea curentului și de compoziția electrolitului utilizat. Trebuie subliniat faptul că, în urma procedurii, nu se aplică substanțe suplimentare pe suprafață, iar stratul protector se formează prin transformarea materialului sursă în sine. Esența galvanizării este efectul curentului electric asupra reacțiilor chimice. Întregul proces este împărțit în trei etape principale.

Prima etapă - pregătire

În această etapă, produsul este curățat temeinic. Suprafața este degresată și lustruită. Apoi există așa-numita gravură. Se realizează prin plasarea produsului într-o soluție alcalină, urmată de mutarea acestuia într-o soluție acidă. Aceste proceduri sunt finalizate prin spălare, timp în care este extrem de importantă îndepărtarea tuturor reziduurilor chimice, inclusiv a zonelor greu accesibile. Rezultatul final depinde în mare măsură de calitatea primei etape.

A doua etapă - electrochimie

În această etapă, stratul de aluminiu anodizat este de fapt creat. Piesa de prelucrat pregătită cu grijăatârnat pe console și coborât într-o baie cu electrolit, plasat între doi catozi. Pentru aluminiu și aliajele sale se folosesc catozi din plumb. De obicei, compoziția electrolitului include acid sulfuric, dar pot fi utilizați alți acizi, de exemplu, oxalic, cromic, în funcție de scopul viitor al piesei prelucrate. Acidul oxalic este folosit pentru a crea acoperiri izolatoare de diferite culori, acidul cromic este folosit pentru prelucrarea pieselor care au o formă geometrică complexă cu găuri de diametru mic.

Timpul necesar pentru a crea un strat de protecție depinde de temperatura electrolitului și de puterea curentului. Cu cât temperatura este mai mare și cu cât curentul este mai scăzut, cu atât procesul este mai rapid. Cu toate acestea, în acest caz, pelicula de suprafață este destul de poroasă și moale. Pentru a obține o suprafață dură și densă, sunt necesare temperaturi scăzute și densitate mare de curent. Pentru electrolitul sulfat, intervalul de temperatură este de la 0 la 50 de grade, iar puterea specifică a curentului este de la 1 la 3 amperi pe decimetru pătrat. Toți parametrii acestei proceduri au fost elaborați de-a lungul anilor și sunt incluși în instrucțiunile și standardele relevante.

A treia etapă - consolidare

După ce electroliza este finalizată, produsul anodizat este fixat, adică porii din pelicula de protecție sunt închiși. Acest lucru se poate face prin plasarea suprafeței tratate în apă sau într-o soluție specială. Înainte de această etapă, este posibilă o vopsire eficientă a piesei, deoarece prezența porilor va permite o bună absorbție.vopsea.

Dezvoltarea tehnologiei de anodizare

Pentru a obține o peliculă de oxid de rezistență pe suprafața aluminiului, a fost dezvoltată o metodă folosind o compoziție complexă de diverși electroliți într-o anumită proporție, combinată cu o creștere treptată a densității curentului electric. Se folosește un fel de „cocktail” de acizi sulfuric, tartric, oxalic, citric și boric, iar puterea curentă în proces crește treptat de cinci ori. Datorită acestui efect, structura celulei poroase a stratului protector de oxid se modifică.

Mențiune specială trebuie făcută asupra tehnologiei de schimbare a culorii unui obiect anodizat, care se poate face în diferite moduri. Cel mai simplu este să plasați piesa într-o soluție cu colorant fierbinte imediat după procedura de anodizare, adică înainte de a treia etapă a procesului. Procesul de colorare cu utilizarea aditivilor direct în electrolit este ceva mai complicat. Aditivii sunt de obicei săruri ale diferitelor metale sau acizi organici, permițându-vă să obțineți cea mai diversă gamă de culori - de la absolut negru la aproape orice culoare din paletă.