Eloksirani premaz: šta je, gdje se nanosi, kako se pravi

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

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 priprema i za nanošenje prajmera 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 originalnog materijala i dobro reflektirajući svjetlost. Formirani zaštitni film je dielektrik, odnosno ne provodi električnu struju.

Zašto je to urađeno

Eloksirana završna obrada koristi se tamo gdje je potrebnopružaju zaštitu od korozije i izbjegavaju povećano habanje u dodirnim dijelovima 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 razvijena i za niz drugih obojenih metala: titanijum, magnezijum, cink, cirkonijum i tantal.

Neke karakteristike

Proces koji se proučava, osim promjene mikroskopske teksture 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 pruža povećanu otpornost na habanje, mnogo više od boja ili drugih premaza, poput prskanja. Kako se površinska čvrstoća povećava, ona postaje krhka, odnosno podložnija pucanju uslijed termičkog, kemijskog i udarnog pucanja. Pukotine u eloksiranoj prevlaci tokom štancanja nikako nisu rijetka pojava, a razvijene preporuke tu ne pomažu uvijek.

Izum

Prvo dokumentovanoZabilježena upotreba eloksiranja dogodila se 1923. u Engleskoj za zaštitu dijelova hidroaviona od korozije. U početku je korištena hromna kiselina. Kasnije se u Japanu koristila oksalna kiselina, ali danas se u većini slučajeva koristi klasična sumporna kiselina za stvaranje anodiziranog premaza u sastavu elektrolita, što značajno smanjuje cijenu procesa. Tehnologija se stalno poboljšava i razvija.

Aluminij

Eloksirano radi poboljšanja otpornosti na koroziju i pripreme za farbanje. I također, ovisno o korištenoj tehnologiji, ili za povećanje hrapavosti ili za stvaranje glatke površine. Istovremeno, eloksiranje samo po sebi nije u stanju značajno povećati čvrstoću proizvoda izrađenih od ovog metala. Kada aluminijum dođe u kontakt sa vazduhom ili bilo kojim drugim gasom koji sadrži kiseonik, metal prirodno formira oksidni sloj debljine 2-3 nm na svojoj površini, a na legurama njegova vrednost dostiže 5-15 nm.

Debljina premaza od eloksiranog aluminijuma je 15-20 mikrona, odnosno razlika je dva reda veličine (1 mikron je jednak 1000 nm). Istovremeno, ovaj stvoreni sloj se 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 ove pojave koriste se tehnologije koje smanjuju broj mikropukotina i uvode stabilnije hemijske elemente u sastav oksida.

Prijava

Obrađeni materijali se široko koriste. Na primjer, u zrakoplovstvu mnogi strukturni elementi sadrže proučavane aluminijske legure, ista situacija je u brodogradnji. Dielektrična svojstva anodiziranog premaza predodredila su njegovu upotrebu u električnim proizvodima. Proizvodi napravljeni od obrađenog materijala mogu se naći u raznim kućanskim aparatima, uključujući plejere, svjetla, kamere, pametne telefone. U svakodnevnom životu koristi se premaz od eloksiranog željeza, tačnije, njegov potplat, što značajno poboljšava njegova potrošačka svojstva. Prilikom kuhanja mogu se koristiti posebni teflonski premazi kako bi se izbjeglo zagorjevanje hrane. Obično je takav kuhinjski pribor prilično skup. Međutim, tiganj od neeloksiranog aluminijuma može da pruži rešenje za isti problem. Istovremeno, po nižoj cijeni. 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 širom svijeta, kao iu izradi nakita.

Tehnologija

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

Eloksirani premaz može se napraviti na više načina, ali opći princip i redoslijed rada ostaje klasičan. Istovremeno, 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 se formira transformacijom samog izvornog materijala. Suština galvanizacije je djelovanje električne struje na kemijske reakcije. Cijeli proces je podijeljen u tri glavne faze.

Prva faza - priprema

U ovoj fazi, proizvod je temeljno očišćen. Površina je odmašćena i polirana. Zatim je tu tzv. Izvodi se stavljanjem proizvoda u alkalni rastvor, nakon čega se prebacuje u kiseli rastvor. Ovi postupci se završavaju ispiranjem, pri čemu je izuzetno važno ukloniti sve ostatke hemikalija, uključujući i teško dostupna mjesta. Konačan rezultat u velikoj mjeri zavisi od kvaliteta prve faze.

Drugi stepen - elektrohemija

U ovoj fazi se zapravo stvara eloksirani aluminijumski premaz. Pažljivo pripremljen radni komadokačen 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 izolacionih premaza različitih boja, hromna kiselina se koristi za obradu delova koji imaju složen geometrijski oblik sa rupama malog prečnika.

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. Da bi se dobila tvrda i gusta površina, potrebne su niske temperature i velika gustina struje. Za sulfatni elektrolit, raspon temperature je od 0 do 50 stepeni, a specifična jačina struje je od 1 do 3 ampera po kvadratnom decimetru. Svi parametri za ovu proceduru razrađeni su godinama i sadržani su u relevantnim uputstvima 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 poseban rastvor. Prije ove faze moguće je efikasno farbanje dijela, jer će prisustvo pora omogućiti dobru apsorpciju.boja.

Razvoj tehnologije anodizacije

Da bi se dobio oksidni film za teške uslove rada na površini aluminijuma, razvijena je metoda koja koristi složenu kompoziciju različitih elektrolita u određenom omjeru, u kombinaciji sa postepenim povećanjem gustine električne struje. Koristi se svojevrsni "koktel" sumporne, vinske, oksalne, limunske i borne kiseline, a jačina struje u procesu se postepeno povećava pet puta. Zbog ovog efekta mijenja se struktura porozne ćelije zaštitnog oksidnog sloja.

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