Anodowanie aluminium to proces elektrochemiczny, w wyniku którego na powierzchni części aluminiowych powstaje odporna na zużycie i korozję powłoka z tlenku glinu. Anodowanie aluminium to proces elektrolityczny przeprowadzany w elektrolicie, takim jak rozcieńczony kwas siarkowy. Przez część przepływa prąd, powodując przyciąganie ujemnie naładowanych jonów tlenu w elektrolicie do dodatnio naładowanych atomów aluminium utworzonych na powierzchni metalu. Oksyaniony reagują z kationami glinu, tworząc silnie przylegającą warstwę tlenku glinu. Istnieją trzy różne procesy anodowania: Typ I (anodowanie kwasem chromowym), typ II (anodowanie kwasem siarkowym) i typ III (anodowanie twardą powłoką). Proces anodowania ma zastosowanie do szerokiej gamy materiałów, ale najważniejszym i najczęściej stosowanym materiałem jest aluminium. Inne, mniej popularne typy to anodowanie magnezowe i anodowanie tytanowe.
Anodowanie to porowata struktura, która wyrasta z podstawowego aluminium i bardzo dobrze wchłania kolorowe barwniki. AN-Prototype wykorzystuje standardowe barwniki organiczne w kolorze czarnym, niebieskim, czerwonym, złotym oraz małe partie zieleni i szarości, aby stworzyć anodowane części aluminiowe w dowolnym kolorze, zgodnie z numerem pantografu. Po każdym kolorowym anodowaniu wymagane jest uszczelnienie, aby zachować kolor.
Anodowane aluminium to doskonały wybór, gdy potrzebujesz aluminiowych prototypów lub małych części aluminiowych o doskonałych właściwościach mechanicznych i profesjonalnych projektach estetycznych. Proces anodowania tworzy na elementach metalowych warstwę tlenku, która skutecznie poprawia odporność na korozję, poprawia także jakość wizualną i chroni powierzchnię przed zarysowaniami.
Jaki jest cel anodowania aluminium?
Celem anodowania aluminium jest zwiększenie jego odporności na zużycie i korozję. Aluminium to popularny metal używany do produkcji wszystkiego, od elektroniki po części samochodowe, ponieważ jest mocny i lekki. Jednak aluminium jest również bardzo podatne na korozję i zużycie, gdy wzrasta potencjał korozyjny środowiska, na przykład narażenie na działanie wody morskiej i inne ekstremalne warunki. Aby temu zapobiec, producenci często anodują metal, tworząc cienką warstwę tlenku, która chroni przed korozją i zużyciem.
Gdzie stosuje się aluminium anodowane?
Anodowane aluminium nadaje się wszędzie tam, gdzie elementy aluminiowe mogą być narażone na działanie korozji lub odporności na zużycie, np. części samochodowe, rowery i produkty zewnętrzne. Anodowane aluminium można łatwo zabarwić, aby uzyskać kolorowe wykończenie odporne na zarysowania. Dlatego też wykorzystuje się go w wielu produktach konsumenckich w celu poprawy ich wyglądu i zwiększenia ich trwałości. Na przykład obudowa telefonu komórkowego Apple wykorzystuje proces utleniania anodowego. Anodowanie zmienia również aluminium w izolator, ponieważ powłoka tlenkowa nie przewodzi prądu.
Obróbka powierzchni przed anodowaniem aluminium
Części aluminiowe są czyszczone przed anodowaniem. Jest to ważne, aby usunąć zanieczyszczenia, które mogą utrudniać proces. W razie potrzeby stosuje się mechaniczne techniki wykańczania. Sam proces trawienia nie wystarczy, aby skorygować istniejące defekty powierzchni części aluminiowych, takie jak rysy i wgniecenia. Jeżeli te ślady są widoczne na powierzchni części aluminiowej, można zastosować mechaniczne techniki wykańczania, takie jak szlifowanie, polerowanie i piaskowanie.
Uważaj na opakowanie. Przed wysłaniem części do anodowania upewnij się, że zapakowałeś je w sposób odporny na wgniecenia i dobrze amortyzujący. Należy także unikać nakładania taśmy bezpośrednio na powierzchnię anodowanej części aluminiowej. Upewnij się, że części są odpowiednio oczyszczone i odtłuszczone. Uważaj na nieoczyszczone wióry na ślepych otworach, odciski palców na powierzchniach (unikaj dotykania części gołymi rękami!) i pozostałości oleju z procesu produkcyjnego.
Jak anodować części aluminiowe?
Zasada działania anodowanych części aluminiowych polega na wywoływaniu utleniania aluminium poprzez zanurzenie części aluminiowej w przewodzącym kwaśnym roztworze elektrolitu, który uwalnia jony tlenu. W tej metodzie dla uzyskania efektu estetycznego wykorzystuje się warstwę anodową. Aby lepiej zrozumieć proces anodowania części aluminiowych, należy wyróżnić 4 główne etapy:
Krok 1: Przetwarzanie wstępne
Proces obróbki wstępnej polega na uzyskaniu widocznego wykończenia powierzchni i czystego przedmiotu obrabianego.
Czyszcząca: Czyszczenie przed obróbką jest ważne, aby usunąć tłuszcz, olej i inne zanieczyszczenia z poprzednich procesów produkcyjnych, takich jak wytłaczanie lub CNC obróbka aluminium aby uniknąć zanieczyszczeń i niespójności w gotowej części.
Akwaforta: Wykończenie powierzchni części przed anodowaniem jest ważne, ponieważ od niej zależy jakość efektu końcowego. Trawienie można zastosować w celu dostosowania pożądanego wykończenia powierzchni, korygując drobne niedoskonałości powierzchni w ramach przygotowań do anodowania.
Krok 2: Anodowanie
Po przygotowaniu powierzchni część przechodzi etap anodowania, zanurzając ją w kąpieli z roztworem elektrolitu kwasu siarkowego (może to się różnić w zależności od wybranego rodzaju procesu anodowania). Roztwór elektrolitu zawiera wiele jonów dodatnich i ujemnych i jest roztworem przewodzącym.
Jony dodatnie są przyciągane do płyty ujemnej, a jony ujemne do płyty dodatniej. Powoduje to prąd w obwodzie. Jony ujemne przyciągają część aluminiową, elektrodę dodatnią. Jako anody zostaną użyte części aluminiowe.
Jednocześnie w ogniwie zainstalowana jest katoda, która umożliwia aktywny przepływ prądu przez układ i indukuje uwalnianie jonów tlenu w roztworze elektrolitu. W wyniku tego procesu w podłożu powstanie tlenek glinu, zwany również warstwą barierową. Ale jest bardziej szorstka niż powierzchnia aluminiowa.
Krok 3: Kolorowanie
Powłoka anodowa powstająca na warstwie wierzchniej jest ze względu na swoją strukturę porowata, co nadaje detalowi kolor. Różne metody nadawania koloru anodowanym częściom obejmują zanurzanie ich w barwnikach lub rozpuszczonych solach metali. W procesie można uzyskać wykończenia w kolorze czarnym, niebieskim, fioletowym, czerwonym, złotym, żółtym i inne.
Krok 4: Pieczęć
Aby uszczelnić porowatą powierzchnię powstałą w procesie anodowania i zapewnić jednolitą powierzchnię, część musi przejść ostatni etap, podczas którego zostaje zanurzona w roztworze octanu niklu. Uszczelnienie zapewnia długotrwały kolor i zapobiega dalszej korozji anodowanych części.
Różne rodzaje procesów anodowania aluminium
Istnieją trzy główne typy anodowanie procesy części aluminiowych, prowadzące do różnych wykończeń i wyglądów, które widzimy.
Anodowanie chromianowe typu I
Anodowanie kwasem chromowym typu I wykorzystuje roztwór kwasu chromowego do utworzenia cienkiej powłoki (0.5 do 2.5 mikrona) na częściach aluminiowych. Anodowanie chromianowe zapewnia najcieńszą powłokę i najmniejszą absorpcję koloru spośród trzech głównych typów anodowania. Chociaż powłoka jest stosunkowo cienka, chroni części aluminiowe przed korozją i stanowi skuteczną pierwszą warstwę dla wykończeń malowanych proszkowo lub malowanych.
Anodowanie kwasem siarkowym typu II
Anodowanie typu II jest najczęstszą metodą anodowania części aluminiowych. Wytwarza warstwy anodowane o grubości od 2.5 do 25 mikronów. Porowata natura procesu jest idealna do absorpcji barwnika. Typ II nie nadaje się do części aluminiowych o wąskich tolerancjach.
Anodowanie twarde typu III (anodowanie twarde)
Anodowanie twarde typu III przeprowadza się również w roztworze kwasu siarkowego. Jednak powstała powłoka jest grubsza i gęstsza niż zwykłe anodowanie kwasem siarkowym. Powłoki na tlenku glinu typu III są dość twarde, a różnice w grubości twardej powłoki mogą zmienić wygląd powierzchni podłoża. Jest stosowany w trudnych zastosowaniach wymagających doskonałej odporności na zużycie i korozję, takich jak sprzęt medyczny itp.
Który rodzaj anodowania jest dla Ciebie odpowiedni?
Wybór najodpowiedniejszego rodzaju anodowania i zrozumienie działania anodowania nie jest łatwe. Powinieneś wybrać proces anodowania w oparciu o różne zastosowania części aluminiowych. Wykwalifikowana firma zajmująca się szybką produkcją może doradzić, jaki rodzaj anodowania jest najlepszy dla Twojego projektu. Możesz wybrać najlepsze anodowane części aluminiowe, porównując różne rodzaje anodowania.
Anodowanie typu 1 ma specyficzne właściwości, takie jak dobra odporność na korozję i wykorzystuje kwas chromowy do tworzenia cienkiej warstwy na powierzchni części aluminiowych. Typ 1 dotyczy podzespołów samolotów.
Anodowanie typu II jest używany głównie w większości zastosowań. Typ II wykorzystuje kwas siarkowy zamiast kwasu chromowego, aby utworzyć grubą anodowaną warstwę na części. Typ II ma umiarkowaną odporność na zużycie i wykorzystuje kwas siarkowy do utworzenia grubszej warstwy na powierzchni części aluminiowej.
Anodowanie typu III jest najlepszy do części odpornych na działanie środków chemicznych i wysokich temperatur. Typ III ma te same cechy co typ II, ale z pewnymi różnicami w wynikach. Typ III wytwarza warstwę korozji, która służy do tworzenia mocnych części aluminiowych.
Zalety anodowanych części aluminiowych
Anodowanie części aluminiowych ma wiele zalet. Oto kilka powodów, dla których warto to zrobić:
Estetyka – Części anodowane dodają elegancji i poprawiają ogólne wykończenie powierzchni oraz atrakcyjność wizualną części.
Trwałość - Cały proces anodowania poprawia ogólną odporność części na korozję i zużycie, co w znacznym stopniu przyczynia się do wydłużenia żywotności części aluminiowej.
Łatwość obsługi – Odporność na korozję i zużycie anodowanego aluminium sprawia, że części są mniej podatne na wgniecenia i zużycie.
Stabilność koloru – W przeciwieństwie do innych metod galwanizacji stosowanych w branży, części anodowane nie łuszczą się ze względu na ich gęstą strukturę.
Ekonomiczne – Anodowanie aluminium jest niedrogie i pozwala uzyskać pożądane wykończenie i imponujące właściwości powierzchni.
Właściwości izolacyjne – Zewnętrzna anodowana warstwa anodowanych części aluminiowych ma właściwości izolacyjne i ma niską przewodność elektryczną. Jest to główny powód, dla którego do części anodowanych wybiera się aluminium.
Wskazówki i uwagi dotyczące projektowania aluminium anodowanego
Kompensacja rozmiaru
Pamiętaj, że podczas uzyskiwania ostatecznych wymiarów części i przypisań tolerancji cech będziesz musiał skompensować grubość anodowania.
Wymagania dotyczące twardości
Zanotuj swoje zastosowanie i wymagania dotyczące wytrzymałości na rozciąganie, aby zrozumieć, jaką twardość należy osiągnąć w projekcie części.
Dopasowanie koloru
Zarządzaj swoimi oczekiwaniami podczas ustawiania pożądanego koloru, ponieważ różne metale i stopy reagują z różnymi związkami bejcowymi i parametrami barwienia.
Farba kombinowana
Części anodowane można również poddać procesom wtórnego powlekania, takim jak malowanie i zanurzanie w teflonie, w celu dalszego zwiększenia ich odporności na korozję i integralności strukturalnej.
Przewodność
Testowanie przewodności to łatwy sposób sprawdzenia anodowania części aluminiowych. Może sprawdzić przewodność powierzchni za pomocą multimetru cyfrowego. Warstwa anody może być dobrym izolatorem i w niektórych obszarach może być pokryta przezroczystą chemiczną powłoką konwersyjną.
Zastosowania aluminium anodowanego
Części z anodyzowanego aluminium charakteryzują się doskonałymi właściwościami mechanicznymi i estetycznymi i są stosowane w prawie wszystkich dziedzinach życia:
- Lotnictwo
- Przemysł obronny
- branży medycznej
- Przemysł samochodowy
- Produkty elektroniki użytkowej
- Osiągnięcie
- Prototypowanie i rozwój produktu
- Artykuły gospodarstwa domowego itp.
Podsumowanie
Anodowanie to ważny proces w produkcji części aluminiowych, który polega na zanurzaniu części aluminiowych w roztworach elektrolitycznych i kąpielach chemicznych. Jest szeroko stosowany w wielu gałęziach przemysłu i udowodniono, że pomaga zapewnić bezpieczny styl życia. Koszt i złożoność procesu są różne, ale zapewnia on lepszy produkt końcowy, wysokiej jakości.
W AN-Prototype świadczymy profesjonalne usługi anodowania aluminium, które zapewniają najlepszą wartość dzięki wysokiej jakości wykonania, krótkim terminom realizacji i konkurencyjnym cenom. Jeśli masz jakieś oferty lub projekty do sprawdzenia, skontaktuj się z nami.