Eloksirani premaz: što je, gdje se nanosi, kako se izrađuje

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Eloksiranje je elektrolitički proces koji se koristi za povećanje debljine sloja prirodnih oksida na površini proizvoda. Ova tehnologija je dobila ime zbog činjenice da se obrađeni materijal koristi kao anoda u elektrolitu. Kao rezultat ove operacije povećava se otpornost materijala na koroziju i habanje, a površina se također priprema za nanošenje temeljnog premaza i boje.

Nanošenje dodatnih zaštitnih slojeva nakon anodizacije metala je mnogo bolje od originalnog materijala. Sam anodizirani premaz, ovisno o načinu nanošenja, može biti porozan, dobro upija boje, ili tanak i proziran, naglašavajući strukturu izvornog materijala i dobro reflektirajući svjetlost. Formirani zaštitni film je dielektrik, odnosno ne provodi električnu struju.

Zašto je to učinjeno

Eloksirana završna obrada koristi se tamo gdje je potrebnoosiguravaju zaštitu od korozije i izbjegavaju povećano trošenje dodirnih dijelova mehanizama i uređaja. Među ostalim metodama površinske zaštite metala, ova tehnologija je jedna od najjeftinijih i najpouzdanijih. Najčešća upotreba eloksiranja je zaštita aluminija i njegovih legura. Kao što znate, ovaj metal, koji ima jedinstvena svojstva kao što je kombinacija lakoće i čvrstoće, ima povećanu osjetljivost na koroziju. Ova tehnologija je također razvijena za niz drugih obojenih metala: titan, magnezij, cink, cirkonij i tantal.

Neke značajke

Proces koji se proučava, osim što mijenja mikroskopsku teksturu na površini, mijenja i kristalnu strukturu metala na granici sa zaštitnim filmom. Međutim, s velikom debljinom anodiziranog premaza, sam zaštitni sloj u pravilu ima značajnu poroznost. Stoga, kako bi se postigla otpornost materijala na koroziju, potrebno je njegovo dodatno brtvljenje. U isto vrijeme, debeli sloj osigurava povećanu otpornost na habanje, mnogo više od boja ili drugih premaza, poput prskanja. Kako se površinska čvrstoća povećava, ona postaje krhka, odnosno osjetljivija na pucanje uslijed toplinskog, kemijskog i udarnog pucanja. Pukotine u eloksiranoj prevlaci tijekom štancanja nikako nisu rijetka pojava, a razvijene preporuke tu ne pomažu uvijek.

Izum

Prvo dokumentiranozabilježena upotreba eloksiranja dogodila se 1923. u Engleskoj za zaštitu dijelova hidroaviona od korozije. U početku je korištena kromna kiselina. Kasnije se u Japanu koristila oksalna kiselina, no danas se u većini slučajeva koristi klasična sumporna kiselina za stvaranje eloksirane prevlake u sastavu elektrolita, što značajno smanjuje cijenu procesa. Tehnologija se stalno poboljšava i razvija.

aluminij

Eloksirano radi poboljšanja otpornosti na koroziju i pripreme za lakiranje. I također, ovisno o korištenoj tehnologiji, za povećanje hrapavosti ili za stvaranje glatke površine. Istodobno, eloksiranje samo po sebi nije sposobno značajno povećati čvrstoću proizvoda izrađenih od ovog metala. Kada aluminij dođe u dodir sa zrakom ili bilo kojim drugim plinom koji sadrži kisik, metal prirodno formira oksidni sloj debljine 2-3 nm na svojoj površini, a na legurama njegova vrijednost doseže 5-15 nm.

Debljina eloksiranog aluminijskog premaza je 15-20 mikrona, odnosno razlika je dva reda veličine (1 mikron je jednak 1000 nm). Pritom se taj stvoreni sloj raspoređuje u jednakim omjerima, relativno govoreći, unutar i izvan površine, odnosno povećava debljinu dijela za ½ veličine zaštitnog sloja. Iako eloksiranje proizvodi gust i ujednačen premaz, mikroskopske pukotine prisutne u njemu mogu dovesti do korozije. Osim toga, sam površinski zaštitni sloj podložan je kemijskom raspadanju.zbog izlaganja okolini s visokom kiselinom. Za borbu protiv ovog fenomena koriste se tehnologije koje smanjuju broj mikropukotina i uvode stabilnije kemijske elemente u sastav oksida.

Prijava

Obrađeni materijali se široko koriste. Primjerice, u zrakoplovstvu mnogi strukturni elementi sadrže proučavane aluminijske legure, ista je situacija u brodogradnji. Dielektrična svojstva anodiziranog premaza unaprijed su odredila njegovu upotrebu u električnim proizvodima. Proizvodi izrađeni od obrađenog materijala mogu se naći u raznim kućanskim aparatima, uključujući playere, svjetla, kamere, pametne telefone. U svakodnevnom životu koristi se premaz od eloksiranog željeza, točnije, njegovi potplati, što značajno poboljšava njegova potrošačka svojstva. Prilikom kuhanja mogu se koristiti posebni teflonski premazi kako bi se izbjeglo gorenje hrane. Obično su takvi kuhinjski pribor prilično skupi. Međutim, tava od neeloksiranog aluminija može pružiti rješenje za isti problem. U isto vrijeme, uz nižu cijenu. U građevinarstvu se eloksirani premaz profila koristi za montažu prozora i druge potrebe. Osim toga, šareni detalji privlače pažnju dizajnera i umjetnika, koriste se u raznim kulturnim i umjetničkim objektima diljem svijeta, kao iu izradi nakita.

Tehnologija

Specijalne trgovine za galvanizaciju iindustrije koje se smatraju "prljavim" i štetnim za ljudsko zdravlje. Stoga preporuke za postupak kod kuće, oglašene u nekim izvorima, treba uzeti s velikim oprezom, unatoč naizgled jednostavnosti opisanih tehnologija.

Eloksirani premaz može se napraviti na više načina, ali opći princip i redoslijed rada ostaje klasičan. Istodobno, čvrstoća i mehanička svojstva dobivenog materijala ovise, zapravo, o samom izvornom metalu, o karakteristikama katode, jakosti struje i sastavu upotrijebljenog elektrolita. Treba naglasiti da se kao rezultat postupka ne nanose dodatne tvari na površinu, a zaštitni sloj nastaje transformacijom samog izvornog materijala. Bit galvanizacije je učinak električne struje na kemijske reakcije. Cijeli je proces podijeljen u tri glavne faze.

Prva faza - priprema

U ovoj fazi proizvod je temeljito očišćen. Površina je odmašćena i polirana. Zatim je tu tzv. Provodi se stavljanjem proizvoda u alkalnu otopinu, nakon čega se premješta u kiselu otopinu. Ovi se postupci završavaju ispiranjem, tijekom kojeg je iznimno važno ukloniti sve ostatke kemikalija, uključujući i teško dostupna mjesta. Konačni rezultat uvelike ovisi o kvaliteti prve faze.

Drugi stupanj - elektrokemija

U ovoj fazi zapravo se stvara premaz od anodiziranog aluminija. Pažljivo pripremljen radni komadobješen na nosače i spušten u kadu s elektrolitom, smješten između dvije katode. Za aluminij i njegove legure koriste se katode od olova. Obično sastav elektrolita uključuje sumpornu kiselinu, ali se mogu koristiti i druge kiseline, na primjer, oksalna, kromna, ovisno o budućoj namjeni strojno obrađenog dijela. Oksalna kiselina se koristi za stvaranje izolacijskih premaza različitih boja, kromna kiselina se koristi za obradu dijelova koji imaju složen geometrijski oblik s rupama malog promjera.

Vrijeme potrebno za stvaranje zaštitnog premaza ovisi o temperaturi elektrolita i jačini struje. Što je viša temperatura i niža struja, to je proces brži. Međutim, u ovom slučaju, površinski film je prilično porozan i mekan. Za dobivanje tvrde i guste površine potrebne su niske temperature i velika gustoća struje. Za sulfatni elektrolit raspon temperature je od 0 do 50 stupnjeva, a specifična jačina struje je od 1 do 3 ampera po kvadratnom decimetru. Svi parametri za ovaj postupak razrađeni su godinama i sadržani su u relevantnim uputama i standardima.

Treća faza - konsolidacija

Nakon što je elektroliza završena, anodizirani proizvod je fiksiran, odnosno pore u zaštitnom filmu su zatvorene. To se može učiniti stavljanjem tretirane površine u vodu ili u posebnu otopinu. Prije ove faze moguće je učinkovito slikanje dijela, jer će prisutnost pora omogućiti dobro upijanje.boja.

Razvoj tehnologije anodiziranja

Da bi se dobio oksidni film za teške uvjete rada na površini aluminija, razvijena je metoda korištenjem složenog sastava različitih elektrolita u određenom omjeru, u kombinaciji s postupnim povećanjem gustoće električne struje. Koristi se svojevrsni "koktel" sumporne, vinske, oksalne, limunske i borne kiseline, a trenutna snaga u procesu postupno raste pet puta. Zbog toga se mijenja struktura porozne ćelije zaštitnog oksidnog sloja.

Posebno treba istaknuti tehnologiju promjene boje eloksiranog predmeta, koja se može izvesti na različite načine. Najjednostavnije je staviti dio u otopinu s vrućom bojom odmah nakon postupka eloksiranja, odnosno prije treće faze procesa. Postupak bojanja uz korištenje aditiva izravno u elektrolit je nešto složeniji. Aditivi su obično soli raznih metala ili organskih kiselina, što vam omogućuje da dobijete najrazličitiji raspon boja - od apsolutno crne do gotovo bilo koje boje iz palete.