Anodisert belegg: hva det er, hvor det påføres, hvordan det er laget

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Anodisering er en elektrolytisk prosess som brukes til å øke tykkelsen på laget av naturlige oksider på overflaten av produkter. Denne teknologien har fått navnet sitt på grunn av at det bearbeidede materialet brukes som en anode i elektrolytten. Som et resultat av denne operasjonen økes materialets motstand mot korrosjon og slitasje, og overflaten er også klargjort for påføring av grunning og maling.

Påføring av ekstra beskyttende lag etter metallanodisering utføres mye bedre enn originalmaterialet. Selve det anodiserte belegget, avhengig av påføringsmetoden, kan være porøst, absorberende fargestoffer godt, eller tynt og gjennomsiktig, og understreker strukturen til det originale materialet og reflekterer lyset godt. Den dannede beskyttelsesfilmen er et dielektrikum, det vil si at den ikke leder elektrisk strøm.

Hvorfor gjøres dette

Anodisert overflate brukes der det er nødvendiggi beskyttelse mot korrosjon og unngå økt slitasje i de kontaktende delene av mekanismer og enheter. Blant andre metoder for overflatebeskyttelse av metaller, er denne teknologien en av de billigste og mest pålitelige. Den vanligste bruken av anodisering er å beskytte aluminium og dets legeringer. Som du vet, har dette metallet, som har så unike egenskaper som en kombinasjon av letthet og styrke, økt mottakelighet for korrosjon. Denne teknologien er også utviklet for en rekke andre ikke-jernholdige metaller: titan, magnesium, sink, zirkonium og tantal.

Noen funksjoner

Prosessen som studeres, i tillegg til å endre den mikroskopiske teksturen på overflaten, endrer også krystallstrukturen til metallet ved grensen til den beskyttende filmen. Imidlertid, med en stor tykkelse på det anodiserte belegget, har selve beskyttelseslaget som regel betydelig porøsitet. Derfor, for å oppnå korrosjonsbestandighet av materialet, kreves det ytterligere tetning. Samtidig gir et tykt lag økt slitestyrke, mye mer enn maling eller andre belegg, som for eksempel sprøyting. Etter hvert som overflatestyrken øker, blir den sprøere, det vil si mer utsatt for sprekker fra termisk, kjemisk og slagsprekker. Sprekker i det anodiserte belegget under stempling er på ingen måte en sjelden forekomst, og de utarbeidede anbefalingene hjelper ikke alltid her.

Oppfinnelse

Først dokumentertden registrerte bruken av anodisering skjedde i 1923 i England for å beskytte sjøflydeler mot korrosjon. I utgangspunktet ble kromsyre brukt. Senere ble oksalsyre brukt i Japan, men i dag brukes i de fleste tilfeller klassisk svovelsyre for å lage et anodisert belegg i sammensetningen av elektrolytten, noe som reduserer kostnadene ved prosessen betydelig. Teknologien blir stadig forbedret og utviklet.

Aluminium

Anodisert for å forbedre korrosjonsbestandigheten og klargjøre for maling. Og også, avhengig av teknologien som brukes, enten for å øke ruheten eller for å skape en jevn overflate. Samtidig er anodisering i seg selv ikke i stand til å øke styrken til produkter laget av dette metallet betydelig. Når aluminium kommer i kontakt med luft eller annen gass som inneholder oksygen, danner metallet naturlig et 2-3 nm tykt oksidlag på overflaten, og på legeringer når verdien 5-15 nm.

Tykkelsen på det anodiserte aluminiumsbelegget er 15-20 mikron, det vil si at forskjellen er to størrelsesordener (1 mikron er lik 1000 nm). Samtidig er dette opprettede laget fordelt i like proporsjoner, relativt sett, innenfor og utenfor overflaten, det vil si at det øker tykkelsen på delen med ½ av størrelsen på det beskyttende laget. Selv om anodisering gir et tett og jevnt belegg, kan de mikroskopiske sprekkene som finnes i det føre til korrosjon. I tillegg er selve overflatebeskyttende laget utsatt for kjemisk forfall.på grunn av eksponering for et miljø med høy surhet. For å bekjempe dette fenomenet brukes teknologier som reduserer antallet mikrosprekker og introduserer mer stabile kjemiske elementer i oksidsammensetningen.

Application

Bearbeidede materialer er mye brukt. For eksempel, i luftfart inneholder mange strukturelle elementer aluminiumslegeringer som studeres, den samme situasjonen er i skipsbygging. De dielektriske egenskapene til det anodiserte belegget forutbestemte bruken i elektriske produkter. Produkter laget av bearbeidet materiale kan finnes i forskjellige husholdningsapparater, inkludert spillere, lys, kameraer, smarttelefoner. I hverdagen brukes et anodisert jernbelegg, mer presist, sålene, noe som forbedrer forbrukeregenskapene betydelig. Ved matlaging kan spesielle teflonbelegg brukes for å unngå å brenne mat. Vanligvis er slike kjøkkenutstyr ganske dyre. Imidlertid er en ikke-anodisert aluminiumsstekepanne i stand til å gi en løsning på det samme problemet. Samtidig til en lavere kostnad. I konstruksjon brukes anodisert belegg av profiler for montering av vinduer og andre behov. I tillegg tiltrekker fargerike detaljer oppmerksomheten til designere og kunstnere, de brukes i ulike kultur- og kunstobjekter rundt om i verden, samt i produksjon av smykker.

Teknologi

Spesielle galvaniseringsbutikker ogbransjer som anses som "skitne" og skadelige for menneskers helse. Derfor bør anbefalinger for prosessen hjemme, annonsert i noen kilder, tas med ekstrem forsiktighet, til tross for den tilsynelatende enkelheten til de beskrevne teknologiene.

Anodisert belegg kan lages på flere måter, men det generelle prinsippet og arbeidsrekkefølgen forblir klassisk. Samtidig avhenger styrken og de mekaniske egenskapene til det oppnådde materialet faktisk av selve kildemetallet, av egenskapene til katoden, strømstyrken og sammensetningen av elektrolytten som brukes. Det bør understrekes at som et resultat av prosedyren påføres ingen ytterligere stoffer på overflaten, og det beskyttende laget dannes ved å transformere selve kildematerialet. Essensen av galvanisering er effekten av elektrisk strøm på kjemiske reaksjoner. Hele prosessen er delt inn i tre hovedtrinn.

Første trinn – forberedelse

På dette stadiet er produktet grundig rengjort. Overflaten er avfettet og polert. Så er det den såk alte etsningen. Det utføres ved å plassere produktet i en alkalisk løsning, etterfulgt av å flytte det til en sur løsning. Disse prosedyrene fullføres med spyling, hvor det er ekstremt viktig å fjerne alle kjemiske rester, inkludert vanskelig tilgjengelige områder. Det endelige resultatet avhenger i stor grad av kvaliteten på den første etappen.

Andre trinn – elektrokjemi

På dette stadiet er det anodiserte aluminiumsbelegget faktisk laget. Nøye forberedt arbeidsstykkehengt på braketter og senket ned i et bad med elektrolytt, plassert mellom to katoder. For aluminium og dets legeringer brukes katoder laget av bly. Vanligvis inkluderer sammensetningen av elektrolytten svovelsyre, men andre syrer kan brukes, for eksempel oksalsyre, krom, avhengig av det fremtidige formålet med den maskinerte delen. Oksalsyre brukes til å lage isolerende belegg av forskjellige farger, kromsyre brukes til å behandle deler som har en kompleks geometrisk form med hull med liten diameter.

Tiden som kreves for å lage et beskyttende belegg avhenger av temperaturen på elektrolytten og av strømmens styrke. Jo høyere temperatur og jo lavere strøm, jo raskere går prosessen. Men i dette tilfellet er overflatefilmen ganske porøs og myk. For å få en hard og tett overflate kreves lave temperaturer og høy strømtetthet. For sulfatelektrolytt er temperaturområdet fra 0 til 50 grader, og den spesifikke strømstyrken er fra 1 til 3 ampere per kvadratdesimeter. Alle parametere for denne prosedyren har blitt utarbeidet gjennom årene og finnes i de relevante instruksjonene og standardene.

Tredje trinn – konsolidering

Etter at elektrolysen er fullført, fikseres det anodiserte produktet, det vil si at porene i beskyttelsesfilmen lukkes. Dette kan gjøres ved å legge den behandlede overflaten i vann eller i en spesiell løsning. Før dette stadiet er en effektiv maling av delen mulig, siden tilstedeværelsen av porer vil tillate god absorpsjon.fargestoff.

Utvikling av anodiseringsteknologi

For å oppnå en kraftig oksidfilm på overflaten av aluminium, ble det utviklet en metode med en kompleks sammensetning av forskjellige elektrolytter i en viss andel, kombinert med en gradvis økning i elektrisk strømtetthet. En slags "cocktail" av svovelsyre, vinsyre, oksalsyre, sitronsyre og borsyre brukes, og strømstyrken i prosessen øker gradvis fem ganger. På grunn av denne effekten endres strukturen til den porøse cellen i det beskyttende oksidlaget.

Spesielt bør nevnes teknologien for å endre fargen på et anodisert objekt, som kan gjøres på forskjellige måter. Det enkleste er å plassere delen i en løsning med varmt fargestoff umiddelbart etter anodiseringsprosedyren, det vil si før den tredje fasen av prosessen. Prosessen med å fargelegge med bruk av tilsetningsstoffer direkte inn i elektrolytten er noe mer komplisert. Tilsetningsstoffer er vanligvis s alter av forskjellige metaller eller organiske syrer, slik at du kan få det mest varierte fargespekteret - fra helt svart til nesten hvilken som helst farge fra paletten.