Het anodiseren van aluminium is een elektrochemisch proces dat een slijtvaste, corrosiebestendige aluminiumoxidecoating op het oppervlak van aluminium onderdelen produceert. Het anodiseren van aluminium is een elektrolytisch proces dat wordt uitgevoerd in een elektrolyt zoals verdund zwavelzuur. Er wordt stroom door het onderdeel geleid, waardoor negatief geladen zuurstofionen in de elektrolyt worden aangetrokken door positief geladen aluminiumatomen die op het metaaloppervlak ontstaan. De oxyanionen reageren met de aluminiumkationen en vormen een sterk hechtende aluminiumoxidelaag. Er zijn drie verschillende anodiseerprocessen: Type I (chroomzuuranodiseren), type II (zwavelzuuranodiseren) en type III (hardcoat-anodiseren). Het anodiseerproces is toepasbaar op een grote verscheidenheid aan materialen, maar het belangrijkste en meest gebruikte materiaal is aluminium. Andere, minder vaak voorkomende typen zijn magnesiumanodiseren en titaniumanodiseren.
Anodiseren is een poreuze structuur die uit het basisaluminium groeit en gekleurde kleurstoffen zeer goed absorbeert. AN-Prototype gebruikt standaard organische kleurstoffen voor zwart, blauw, rood, goud en kleine batches groen en grijs om geanodiseerde aluminium onderdelen te creëren in elke kleur, gegeven uw pantograafnummer. Na elke gekleurde anodisatie is afdichting vereist om de kleur te behouden.
Geanodiseerd aluminium is een uitstekende keuze als u aluminium prototypes of aluminium onderdelen met een laag volume met superieure mechanische eigenschappen en professionele esthetische ontwerpen nodig heeft. Het anodiseerproces vormt een oxidelaag op metalen onderdelen, die de corrosieweerstand effectief verbetert, de visuele kwaliteit verbetert en het oppervlak tegen krassen beschermt.
Wat is het doel van het anodiseren van aluminium?
Het doel van het anodiseren van aluminium is om de slijtvastheid en corrosieweerstand te vergroten. Aluminium is een populair metaal dat wordt gebruikt om alles te maken, van elektronica tot auto-onderdelen, omdat het sterk en licht van gewicht is. Aluminium is echter ook zeer gevoelig voor corrosie en slijtage wanneer het corrosiepotentieel van de omgeving toeneemt, zoals blootstelling aan zeewater en andere extreme omstandigheden. Om dit te voorkomen anodiseren fabrikanten het metaal vaak, waardoor een dunne oxidelaag ontstaat die beschermt tegen corrosie en slijtage.
Waar wordt geanodiseerd aluminium gebruikt?
Geanodiseerd aluminium is overal geschikt waar aluminium onderdelen kunnen worden blootgesteld aan corrosieve of slijtvaste toepassingen, zoals auto-onderdelen, fietsen en outdoorproducten. Geanodiseerd aluminium kan eenvoudig worden gekleurd voor een krasbestendige gekleurde afwerking. Daarom wordt het in veel consumentenproducten gebruikt om het uiterlijk ervan te verbeteren en de duurzaamheid ervan te vergroten. De behuizing van de mobiele telefoon van Apple maakt bijvoorbeeld gebruik van een anodisch oxidatieproces. Door anodiseren wordt aluminium ook een isolator omdat de oxidecoating geen elektriciteit geleidt.
Oppervlaktebehandeling vóór het anodiseren van aluminium
Aluminium onderdelen worden vóór het anodiseren gereinigd. Dit is belangrijk om onzuiverheden te verwijderen die het proces kunnen belemmeren. Waar nodig worden mechanische afwerkingstechnieken toegepast. Het etsproces alleen is niet voldoende om bestaande oppervlaktedefecten op aluminium onderdelen, zoals krassen en deuken, te corrigeren. Als deze vlekken zichtbaar zijn op het oppervlak van het aluminium onderdeel, kunt u mechanische afwerkingstechnieken gebruiken, zoals slijpen, polijsten en zandstralen.
Wees voorzichtig met uw verpakking. Voordat u onderdelen opstuurt om te anodiseren, zorg ervoor dat u ze deukvrij en goed opgevuld verpakt. Vermijd ook dat u tape rechtstreeks op het oppervlak van het te anodiseren aluminium onderdeel aanbrengt. Zorg ervoor dat uw onderdelen goed gereinigd en ontvet zijn. Pas op voor ongereinigd spanen op blinde gaten, vingerafdrukken op oppervlakken (vermijd het hanteren van onderdelen met blote handen!) en olieresten van het productieproces.
Hoe aluminium onderdelen te anodiseren？
Het werkingsprincipe van geanodiseerde aluminium onderdelen omvat het induceren van oxidatie van het aluminium door het aluminium onderdeel onder te dompelen in een geleidende zure elektrolytoplossing, waarbij zuurstofionen vrijkomen. Deze methode maakt gebruik van een anodische film voor een esthetisch effect. Om een beter inzicht te krijgen in het proces van het anodiseren van aluminium onderdelen, zijn er 4 hoofdstappen:
Stap 1: Voorverwerking
Het voorbehandelingsproces omvat het bereiken van een zichtbare oppervlakteafwerking en een schoon werkstuk.
Schoonmaken: Reiniging vóór de verwerking is belangrijk om vet, olie en andere onzuiverheden uit eerdere productieprocessen zoals extrusie of CNC-bewerking van aluminium om onzuiverheden en inconsistenties in het voltooide onderdeel te voorkomen.
etsen: De oppervlakteafwerking van het onderdeel vóór het anodiseren is belangrijk omdat dit de kwaliteit van het eindresultaat bepaalt. Etsen kan worden gebruikt om de gewenste oppervlakteafwerking aan te passen, waarbij kleine onvolkomenheden op het oppervlak worden gecorrigeerd ter voorbereiding op het anodiseren.
Stap 2: Anodiseren
Nadat het oppervlak is voorbereid, ondergaat het onderdeel een anodiseerstap, waarbij het in een bad met zwavelzuur-elektrolytoplossing wordt gedompeld (dit kan variëren afhankelijk van het gekozen type anodiseerproces). Elektrolytoplossing bevat veel positieve en negatieve ionen en is een geleidende oplossing.
Positieve ionen worden aangetrokken door de negatieve plaat en negatieve ionen worden aangetrokken door de positieve plaat. De stroom in het circuit veroorzaakt dit. Negatieve ionen trekken het aluminiumdeel, de positieve elektrode, aan. Aluminium onderdelen zullen als anoden worden gebruikt.
Tegelijkertijd wordt er een kathode in de cel geïnstalleerd, waardoor stroom actief door het systeem kan stromen en de afgifte van zuurstofionen in de elektrolytische oplossing kan worden geïnduceerd. Bij dit proces ontstaat aluminiumoxide in het substraat, ook wel een barrièrelaag genoemd. Maar het is ruwer dan aluminium oppervlak.
Stap 3: Kleuren
De op de oppervlaktelaag gevormde anodische coating is poreus vanwege de structuur, die kleur aan het onderdeel toevoegt. Verschillende methoden om kleur aan geanodiseerde onderdelen toe te voegen, zijn onder meer het onderdompelen van kleurstoffen of opgeloste metaalzouten. Het proces kan zwarte, blauwe, paarse, rode, gouden, gele en andere afwerkingen bereiken.
Stap 4: Verzegelen
Om het poreuze oppervlak dat tijdens het anodiseerproces ontstaat af te dichten en een uniform oppervlak te verkrijgen, moet het onderdeel een laatste stap doorlopen waarbij het wordt ondergedompeld in een nikkelacetaatoplossing. Afdichting zorgt voor een langdurige kleur en voorkomt verdere corrosie van geanodiseerde onderdelen.
Verschillende soorten anodisatie-aluminiumprocessen
Er zijn drie hoofdtypen van anodiseren processen voor aluminium onderdelen, wat leidt tot de verschillende afwerkingen en verschijningsvormen die we zien.
Type I chromatisch anodiseren
Type I chroomzuuranodiseren maakt gebruik van een chroomzuuroplossing om een dunne coating (0.5 tot 2.5 micron) op aluminium onderdelen te vormen. Chromaatanodiseren produceert de dunste coating en de minste kleurabsorptie van de drie belangrijkste anodiseertypen. Hoewel de coating relatief dun is, beschermt deze aluminium onderdelen tegen corrosie en is het een effectieve eerste laag voor poedercoating of geverfde afwerkingen.
Type II zwavelzuur anodiseren
Type II anodiseren is de meest gebruikelijke methode voor het anodiseren van aluminium onderdelen. Het produceert geanodiseerde lagen van 2.5 tot 25 micron. De poreuze aard van het proces is ideaal voor kleurstofabsorptie. Type II is niet geschikt voor aluminium onderdelen met nauwe toleranties.
Type III hard anodiseren (hard anodiseren)
Type III hardanodiseren wordt ook gedaan in een zwavelzuuroplossing. De resulterende coating is echter dikker en dichter dan bij gewoon anodiseren met zwavelzuur. Coatings op Type III aluminiumoxide zijn tamelijk hard, en verschillen in de dikte van de harde coating kunnen het uiterlijk van het oppervlak van het substraat veranderen. Het wordt gebruikt in zware toepassingen die een uitstekende slijtvastheid en corrosiebestendigheid vereisen, zoals medische apparatuur, enz.
Welk type anodisatie past bij u?
Het kiezen van de meest geschikte vorm van anodiseren en begrijpen hoe anodiseren werkt is niet eenvoudig. Kies een anodiseerproces op basis van de verschillende toepassingen voor uw aluminium onderdelen. Een gekwalificeerd snelproductiebedrijf kan u adviseren welk type anodisatie het beste is voor uw project. Door verschillende soorten anodisatie met elkaar te vergelijken, kunt u de beste geanodiseerde aluminium onderdelen kiezen.
Type 1 anodiseren heeft specifieke eigenschappen zoals goede corrosiebestendigheid en gebruikt chroomzuur om een dunne laag op het oppervlak van aluminium onderdelen te vormen. Type 1 is voor vliegtuigonderdelen.
Type II anodiseren wordt voornamelijk gebruikt voor de meeste toepassingen. Type II gebruikt zwavelzuur in plaats van chroomzuur om een dikke geanodiseerde laag op het onderdeel te creëren. Type II heeft een matige slijtvastheid en gebruikt zwavelzuur om een dikkere laag op het oppervlak van het aluminium onderdeel te vormen.
Type III anodiseren is het beste voor onderdelen die bestand zijn tegen chemische blootstelling en hoge temperaturen. Type III heeft dezelfde kenmerken als type II, maar met enkele verschillen in uitkomst. Type III produceert een corrosielaag die wordt gebruikt om sterke aluminium onderdelen te maken.
Voordelen van geanodiseerde aluminium onderdelen
Er zijn veel voordelen verbonden aan het anodiseren van aluminium onderdelen. Hier zijn enkele redenen waarom u dit zou willen doen:
schoonheidsleer – Geanodiseerde onderdelen voegen een vleugje elegantie toe en verbeteren de algehele oppervlakteafwerking en visuele aantrekkingskracht van het onderdeel.
Duurzaamheid - Het hele anodisatieproces verbetert de algehele corrosie- en slijtvastheid van het onderdeel, wat in grote mate bijdraagt aan het verlengen van de levensduur van het aluminium onderdeel.
Gemakkelijk onderhoud – De corrosie- en slijtvastheid van geanodiseerd aluminium maakt onderdelen minder gevoelig voor deuken en slijtage.
Kleurstabiliteit – In tegenstelling tot andere galvaniseringsmethoden die in de industrie worden gebruikt, zullen geanodiseerde onderdelen niet schilferen vanwege hun dichte structuur.
Zuinig – Het anodiseren van aluminium is goedkoop en zorgt voor een aantrekkelijke afwerking en indrukwekkende oppervlakte-eigenschappen.
Isolerende eigenschappen – De buitenste geanodiseerde laag van geanodiseerde aluminium onderdelen is isolerend en heeft een lage elektrische geleidbaarheid. Dit is een belangrijke reden waarom aluminium wordt gekozen voor geanodiseerde onderdelen.
Ontwerptips en overwegingen voor geanodiseerd aluminium
Maatcompensatie
Houd er rekening mee dat u de anodisatiedikte moet compenseren bij het verkrijgen van de uiteindelijke onderdeelafmetingen en functietolerantietoewijzingen.
Hardheidsvereisten
Noteer uw toepassing en de vereisten inzake treksterkte om inzicht te krijgen in de hardheid die u moet bereiken in uw onderdeelontwerp.
Kleurvergelijking
Beheer uw verwachtingen bij het instellen van de gewenste kleur, aangezien verschillende metalen en legeringen reageren met verschillende beitsverbindingen en kleurparameters.
Combinatie verf
Geanodiseerde onderdelen kunnen ook secundaire coatingprocessen ondergaan, zoals schilderen en teflondompelen, om hun corrosieweerstand en structurele integriteit verder te verbeteren.
Geleidingsvermogen
Testen op geleidbaarheid is een eenvoudige manier om de anodisatie van aluminium onderdelen te controleren. Het kan de geleidbaarheid van een oppervlak controleren met behulp van een digitale multimeter. De anodelaag kan een goede isolator zijn en kan op sommige plaatsen worden gecoat met een heldere chemische conversiecoating.
Toepassingen van geanodiseerd aluminium
Geanodiseerde aluminium onderdelen presteren uitstekend op het gebied van mechanische en esthetische eigenschappen en worden in bijna alle lagen van de bevolking gebruikt:
- LUCHT- EN RUIMTEVAART
- defensie-industrie
- Medische industrie
- Auto industrie
- Consumentenelektronica producten
- Achitechisch
- Prototyping en productontwikkeling
- Huishoudartikelen enz.
Conclusie
Anodiseren is een belangrijk proces bij de vervaardiging van aluminium onderdelen, waarbij aluminium onderdelen worden ondergedompeld in elektrolytische oplossingen en chemische baden. Het wordt veel gebruikt in veel industrieën en het is bewezen dat het bijdraagt aan een veilige levensstijl. De kosten en complexiteit van het proces variëren, maar het zorgt ervoor dat u een beter eindproduct van hoge kwaliteit krijgt.
Bij AN-Prototype bieden we professionele aluminiumanodisatiediensten die u de beste waarde bieden door hoogwaardige afwerking, snelle doorlooptijden en concurrerende prijzen. Als u offertes of projecten heeft die u wilt beoordelen, neem dan gerust contact met ons op.