Eloksiran premaz: kaj je, kje se uporablja, kako je izdelan

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Eloksiranje je elektrolitski postopek, ki se uporablja za povečanje debeline plasti naravnih oksidov na površini izdelkov. Ta tehnologija je dobila ime zaradi dejstva, da se predelani material uporablja kot anoda v elektrolitu. Zaradi te operacije se poveča odpornost materiala na korozijo in obrabo, površina pa je pripravljena tudi za nanos temeljnega premaza in barve.

Nanos dodatnih zaščitnih slojev po eloksiranju kovine je izveden veliko bolje kot originalni material. Sama eloksirana prevleka je, odvisno od načina nanosa, lahko porozna, dobro vpija barvila, ali tanka in prozorna, ki poudarja strukturo izvirnega materiala in dobro odbija svetlobo. Nastala zaščitna folija je dielektrik, torej ne prevaja električnega toka.

Zakaj je to storjeno

Kjer je potrebno, se uporablja anodizirana površinazagotavljajo zaščito pred korozijo in preprečujejo povečano obrabo kontaktnih delov mehanizmov in naprav. Med drugimi metodami površinske zaščite kovin je ta tehnologija ena najcenejših in najbolj zanesljivih. Najpogostejša uporaba eloksiranja je zaščita aluminija in njegovih zlitin. Kot veste, ima ta kovina tako edinstvene lastnosti, kot je kombinacija lahkotnosti in trdnosti, povečano dovzetnost za korozijo. Ta tehnologija je bila razvita tudi za številne druge neželezne kovine: titan, magnezij, cink, cirkonij in tantal.

Nekatere funkcije

Raziskovani proces poleg spreminjanja mikroskopske teksture na površini spreminja tudi kristalno strukturo kovine na meji z zaščitno folijo. Vendar pa ima pri veliki debelini eloksirane prevleke sama zaščitna plast praviloma znatno poroznost. Zato je za dosego odpornosti materiala proti koroziji potrebno njegovo dodatno tesnjenje. Hkrati debela plast zagotavlja večjo odpornost proti obrabi, veliko več kot barve ali drugi premazi, kot je pršenje. Ko se površinska trdnost poveča, postane bolj krhka, torej bolj dovzetna za razpoke zaradi toplotnega, kemičnega in udarnega razpokanja. Razpoke v eloksirani prevleki med žigosanjem nikakor niso redek pojav in tu razvita priporočila ne pomagajo vedno.

Izum

Prvo dokumentiranozabeležena uporaba eloksiranja se je zgodila leta 1923 v Angliji za zaščito delov hidroplana pred korozijo. Sprva je bila uporabljena kromova kislina. Kasneje so na Japonskem uporabljali oksalno kislino, danes pa se v večini primerov uporablja klasična žveplova kislina za ustvarjanje eloksirane prevleke v sestavi elektrolita, kar znatno zniža stroške postopka. Tehnologija se nenehno izboljšuje in razvija.

aluminij

Eloksirano za izboljšanje odpornosti proti koroziji in pripravo na barvanje. In tudi, odvisno od uporabljene tehnologije, za povečanje hrapavosti ali za ustvarjanje gladke površine. Hkrati eloksiranje samo po sebi ne more bistveno povečati trdnosti izdelkov iz te kovine. Ko aluminij pride v stik z zrakom ali katerim koli drugim plinom, ki vsebuje kisik, kovina naravno tvori na svoji površini oksidno plast debeline 2-3 nm, na zlitinah pa njena vrednost doseže 5-15 nm.

Debelina prevleke iz eloksiranega aluminija je 15-20 mikronov, kar pomeni, da je razlika dva reda velikosti (1 mikron je enak 1000 nm). Hkrati se ta ustvarjena plast porazdeli v enakih razmerjih, relativno gledano, znotraj in zunaj površine, to pomeni, da poveča debelino dela za ½ velikosti zaščitne plasti. Čeprav eloksiranje ustvari gosto in enotno prevleko, lahko mikroskopske razpoke v njej povzročijo korozijo. Poleg tega je površinska zaščitna plast podvržena kemičnemu razpadanju.zaradi izpostavljenosti okolju z visoko kislostjo. Za boj proti temu pojavu se uporabljajo tehnologije, ki zmanjšujejo število mikrorazpok in vnašajo stabilnejše kemične elemente v sestavo oksida.

Prijava

Obdelani materiali se pogosto uporabljajo. Na primer, v letalstvu številni strukturni elementi vsebujejo preučevane aluminijeve zlitine, enaka situacija je v ladjedelništvu. Dielektrične lastnosti eloksirane prevleke so vnaprej določile njeno uporabo v električnih izdelkih. Izdelke iz predelanega materiala najdemo v različnih gospodinjskih aparatih, vključno s predvajalniki, lučmi, fotoaparati, pametnimi telefoni. V vsakdanjem življenju se uporablja prevleka iz eloksiranega železa, natančneje, njeni podplati, kar bistveno izboljša njegove potrošniške lastnosti. Pri kuhanju lahko uporabite posebne teflonske prevleke, da se hrana ne zažge. Običajno so takšni kuhinjski pripomočki precej dragi. Vendar pa lahko ponev iz neeloksiranega aluminija ponudi rešitev za isto težavo. Hkrati pa po nižji ceni. V gradbeništvu se eloksirani premaz profilov uporablja za montažo oken in druge potrebe. Poleg tega barviti detajli pritegnejo pozornost oblikovalcev in umetnikov, uporabljajo se v različnih kulturnih in umetniških predmetih po vsem svetu, pa tudi pri izdelavi nakita.

tehnologija

Posebne prodajalne za galvanizacijo inpanoge, ki veljajo za "umazane" in škodljive za zdravje ljudi. Zato je treba priporočila za postopek doma, ki jih oglašujejo nekateri viri, jemati skrajno previdno, kljub navidezni preprostosti opisanih tehnologij.

Eloksiran premaz je mogoče ustvariti na več načinov, vendar splošen princip in zaporedje dela ostajata klasična. Hkrati so trdnost in mehanske lastnosti pridobljenega materiala odvisne od same izvorne kovine, od značilnosti katode, jakosti toka in sestave uporabljenega elektrolita. Poudariti je treba, da se zaradi postopka na površino ne nanašajo nobene dodatne snovi, zaščitni sloj pa nastane s preoblikovanjem samega izvornega materiala. Bistvo galvanizacije je učinek električnega toka na kemične reakcije. Celoten proces je razdeljen na tri glavne stopnje.

Prva faza - priprava

Na tej stopnji je izdelek temeljito očiščen. Površina je razmaščena in polirana. Potem je tu tako imenovano jedkanje. Izvaja se tako, da izdelek damo v alkalno raztopino, nato pa ga premaknemo v kislo raztopino. Te postopke zaključimo s splakovanjem, med katerim je izjemno pomembno, da odstranimo vse ostanke kemikalij, tudi težko dostopna mesta. Končni rezultat je v veliki meri odvisen od kakovosti prve stopnje.

Druga stopnja - elektrokemija

Na tej stopnji se dejansko ustvari prevleka iz anodiziranega aluminija. Skrbno pripravljen obdelovanecobešena na nosilce in spuščena v kopel z elektrolitom, nameščeno med dve katodi. Za aluminij in njegove zlitine se uporabljajo katode iz svinca. Običajno sestava elektrolita vključuje žveplovo kislino, vendar se lahko uporabijo druge kisline, na primer oksalna, kromova, odvisno od prihodnjega namena obdelanega dela. Oksalna kislina se uporablja za ustvarjanje izolacijskih premazov različnih barv, kromova kislina se uporablja za obdelavo delov, ki imajo zapleteno geometrijsko obliko z luknjami majhnega premera.

Čas, potreben za ustvarjanje zaščitne prevleke, je odvisen od temperature elektrolita in od jakosti toka. Višja kot je temperatura in nižji tok, hitrejši je proces. Vendar je v tem primeru površinski film precej porozen in mehak. Za pridobitev trde in goste površine so potrebne nizke temperature in visoka gostota toka. Za sulfatni elektrolit je temperaturno območje od 0 do 50 stopinj, specifična jakost toka pa od 1 do 3 ampere na kvadratni decimeter. Vsi parametri za ta postopek so bili izdelani v preteklih letih in so navedeni v ustreznih navodilih in standardih.

Tretja stopnja - konsolidacija

Po končani elektrolizi se eloksirani izdelek fiksira, to pomeni, da se pore v zaščitni foliji zaprejo. To lahko storite tako, da obdelano površino postavite v vodo ali v posebno raztopino. Pred to fazo je možno učinkovito barvanje dela, saj bo prisotnost por omogočila dobro vpojnost.barvilo.

Razvoj tehnologije eloksiranja

Za pridobitev močnega oksidnega filma na površini aluminija je bila razvita metoda z uporabo kompleksne sestave različnih elektrolitov v določenem razmerju v kombinaciji s postopnim povečevanjem gostote električnega toka. Uporablja se nekakšen "koktajl" žveplove, vinske, oksalne, citronske in borove kisline, trenutna moč v procesu pa se postopoma poveča petkrat. Zaradi tega učinka se spremeni struktura porozne celice zaščitne oksidne plasti.

Posebno je treba omeniti tehnologijo spreminjanja barve eloksiranega predmeta, ki se lahko izvede na različne načine. Najpreprosteje je, da del postavite v raztopino z vročim barvilom takoj po postopku eloksiranja, torej pred tretjo stopnjo postopka. Postopek barvanja z uporabo dodatkov neposredno v elektrolit je nekoliko bolj zapleten. Dodatki so običajno soli različnih kovin ali organskih kislin, ki vam omogočajo, da dobite najrazličnejši nabor barv - od popolnoma črne do skoraj katere koli barve iz palete.