Anodizasyon, özellikle alüminyum ve alaşımlarının yüzeyinde doğal oksit katmanını geliştiren yüksek derecede kontrol edilen bir elektrokimyasal işlemdir.korozyona dayanıklı, ve estetik olarak çok yönlü bir anodik oksit tabakası, altta yatan metal substratın ayrılmaz bir parçasıdır ve bu nedenle soyulabilen veya parçalayabilen boyalardan veya kaplamalardan üstündür.İşlemler, tasarım düşünceleri ve çeşitli uygulamalar.
Giriş ve Temel İlkeler
Anodizasyon, metal yüzeylerindeki doğal oksit katmanının kalınlığını artırmak için kullanılan bir elektrolitik pasifikasyon işlemidir.ve bakır, en yaygın olarak alüminyum ve alaşımlarına uygulanır.
Temel ilke, alüminyum parçanın (anodun) asidik bir elektrolit banyosuna daldırılmasını ve devreye sabit akım geçirilmesini içerir.Güçlü bir form oluştururAl2O3, alüminyum oksit (Al2O3) koruyucu tabakasıdır.
| Mülkiyet | Açıklama | Kullanım İlişkileri |
| Yüksek Sertlik | Mikro sertliği HV500 ve daha yüksek olabilir. | Mükemmel aşınma ve aşınma direnci. |
| Kimyasal Dayanıklılık | Etkisiz ve çevresel faktörlere karşı dirençlidir. | Üstün korozyon direnci. |
| Mikroporoz yapısı | Mikroskobik gözeneklerin yoğunluğu yüksek. | Renklerin ve yağ maddelerinin emilimine izin verir, renk ve işlevselliği artırır. |
| Elektrikli yalıtım | Alüminyum oksit iyi bir yalıtıcıdır. | Elektriksel ve elektronik uygulamalarda kullanışlı. |
| Isı Özellikleri |
Yüksek erime noktası (sert anodizasyon için 2320K'ya kadar). |
Yüksek sıcaklıklı ortamlar için uygundur. |
Anodizasyon Süreci: Adım Adım Çözüm
Anodizasyon süreci, yüksek kaliteli bir bitiş elde etmek için her biri gerekli olan birkaç kritik aşamadan oluşur.
Ön Tedavi
Nihai anodize bitkinin kalitesi, ilk yüzey hazırlığına büyük ölçüde bağlıdır.
Temizlik ve yağsızlama:Yağlar, yağlar ve diğer kirleticilerin alkali veya asidik temizleyicilerle çıkarılması.
Çizim: Küçük yüzey kusurlarını çıkarmak ve tekdüze bir mat (satin) finiş oluşturmak için bir kaustik çözeltide (örneğin, sodyum hidroksit) daldırma.
Kimyasal cilalama/beyazlama: Aynaya benzeyen bir bitirme gerektiren dekoratif uygulamalar için, parçalar, anodizasyondan önce yüksek yansıtıcı bir yüzey elde etmek için kimyasal bir banyoda (örneğin, fosforik-nitrik asit karışımı) tedavi edilir.
Anodlayıcı Elektrolitler ve Türleri
Belirli elektrolit ve işlem parametreleri, oluşturulan anodik katmanın türünü belirler.
- Tip I: Hromik Asit Anodizasyonu (CAA): Hromik asit elektrolitini kullanır. Korozyona dayanıklılığı için mükemmel olan ve diğer türlere göre daha az gözenekli olan daha ince, şeffaf bir kaplama üretir.Ayrıca yüzey kusurlarını tespit etmek için de etkilidir.Bununla birlikte, altı değerli krom ile ilgili çevresel ve sağlık endişeleri, kullanımını azalttı.
- Tip II: Sülfürik Asit Anodizasyonu (SAA): Sülfürik asit elektrolitini kullanan en yaygın yöntem.Boyamaya çok uygun, korozyona ve aşınmaya karşı iyi bir dayanıklılık sağlayan açık kaplamaHem dekoratif hem de fonksiyonel uygulamalar için yaygın olarak kullanılır.
- Tip III: Sert Anodizasyon (Sert kaplama): Aynı zamanda sülfürik asitte (veya özel organik asit/sülfürik asit karışımlarında) yapılır, ancak daha düşük sıcaklıklarda ve daha yüksek akım yoğunluklarında.Bu işlem son derece kalın (genellikle 25-150 μm), yoğun ve eskisine dayanıklı kaplama, koyu gri veya siyah görünümlüdür.
| Parametreler | Tip I (Kromik) | Tip II (Gürtülü) | Tip III (Sert) |
| Kaplama kalınlığı | 1 - 8 μm | 5 - 25 μm | 25 - 150 μm |
| Görünüşü | Şeffaf olmayan, gri | Şeffaf, kolayca boyanır | Koyu gri siyah |
| Başlıca Avantaj | Korozyona dayanıklılık, yorgunluk dayanıklılığı | Özelliklerin mükemmel dengesi, boyanma | Aşırı sertlik ve aşınma direnci |
| Tipik Uygulamalar | Havacılık yapıları, kritik bileşenler | Mimarlık, tüketici elektroniği, otomotiv dekorasyonu | Askeri ekipman, hidrolik bileşenler, pistonlar, dişliler |
Renkleme
Anodize katmanın gözenekli doğası, boyaları ve pigmentleri emmesine izin verir. Renkleme yöntemleri şunları içerir:
Elektrolitik Renkleme (İki Adımlı): En havalara dayanıklı yöntem. Anodizasyondan sonra parça metal tuz çözeltisine batırılır ve bir AC akımı uygulanır,Metal parçacıkları gözenek tabanlarına yerleştirir.Bu, mimari uygulamalar için mükemmel bronz, siyah ve diğer renkler üretir.
Organik Boyalama: Parçalar organik boyalardan oluşan bir banyoya daldırılır ve bunlar gözeneklere emilir.,İç mekan ürünleri için daha uygun hale getiriyor.
Entegre Renkleme: Alüminyumun organik asitler ve renkli bileşikler içeren bir elektrolitte anodlaştırıldığı daha az yaygın bir tek aşamalı işlem.Oksit katmanının kendisinin ayrılmaz bir parçası olan bir renk üretir.
Mühürleme
Son ve kritik adım, anodik katmandaki mikroskobik gözenekleri kapatan mühürlemektir.Genel yöntemler şunlardır::
Sıcak Su ile Sıfırlama: Oksitin hidratlanmasını sağlamak ve gözeneklerin şişmesine ve kapanmasına neden olmak için neredeyse kaynar ionize edilmiş su kullanılır.
Nikel Asetat Sıfırlama: Sıfırlanmış parçalar için yaygın bir yöntem, etkili bir mühürleme ve iyileştirilmiş performans sunar.
Orta sıcaklıklı mühürleme: Enerji verimliliği ve mühürleme kalitesi arasındaki denge.
Soğuk Sızdırma: Nikel-fluorür bazlı kimya kullanarak oda sıcaklığında gerçekleştirilerek enerji tüketimini azaltır.
Anodizasyon (DFM) için ana tasarım düşünceleri
Anodizasyon için parçaların tasarlanması (Yaratılabilirlik Tasarımı - DFM) yüksek kaliteyi sağlar, maliyeti azaltır ve yaygın kusurları önler.
Tuzaklı Çözümlerden Kaçının: Elektrolit veya temizlik çözeltileri kanama veya korozyona yol açabilecek kör delikler ve derin deliklerden kaçınmak için parçaları tasarlayın.Mümkünse drenaj delikleri dahil edin.
Toleransları yönetin: Anodik kaplama hem dışa hem de içe doğru orijinal alüminyum boyutuna doğru büyür.%50'si substratın içine nüfuz ederkenKritik boyutların anodizasyondan sonra işlenmesi veya başlangıçta işlenmesi gerekebilir.
Radius Kenarları ve Köşeleri: Keskin kenarlar ve köşeler, daha yüksek akım yoğunluğu nedeniyle anodlama sırasında yanma eğilimindedir.5 mm) önerilir..
Racking için parça geometrisini düşünün: Parçalar, bir raf armatürü aracılığıyla anod rayına elektrikle bağlanmalıdır.Tasarımcılar, bu kritik bir durumsa düşük görünürlükte rafların yerlerini belirtmelidir..
Malzeme Seçimi: Farklı alüminyum alaşımları farklı görünümlere ve niteliklere anode edilir. 1xxx (saf Al), 5xxx (Al-Mg) ve 6xxx (Al-Mg-Si) serisi alaşımları genellikle net bir,parlak bitirme. 2xxx (Al-Cu) and 7xxx (Al-Zn) alloys contain elements that can cause the anodized layer to appear yellowish or darker and may have slightly reduced corrosion performance unless a specific thick coating is applied.
Anodize Parçaların Avantajları ve Sınırları
Avantajları:
Geliştirilmiş Dayanıklılık: Anodik katman son derece sert ve aşınmaya dayanıklıdır, boya ve diğer kaplamalardan önemli ölçüde daha iyi performans gösterir.
Üstün korozyon direnci: Çevre bozulmasına karşı mükemmel koruma sağlar.
Estetik Çok yönlülük: Alüminyumun metal görünümünü gizlemeden geniş bir kalıcı, yarı şeffaf veya şeffaf olmayan renkler yelpazesinde üretilebilir.
Daha İyi Yapışkanlık: Gözenekli yüzey boyalar, yapıştırıcılar ve primerler için mükemmel bir temel sağlar.
Temizlik kolaylığı: Yüzey zehirli değildir, mühürlendikten sonra gözenekli değildir ve temizlenmesi kolaydır.
Çevresel Sürdürülebilirlik: Süreçde (çoğu türde) uçucu organik madde veya ağır metaller kullanılmaz ve nihai ürün alüminyum substrat ile tamamen geri dönüştürülebilir.
Sınırlar:
Renk Eşleşmesi: Toplular arasında tam bir renk eşleşmesine ulaşmak zor olabilir.
Boyut kısıtlamaları: Parça boyutu işleme tanklarının boyutlarıyla sınırlıdır.
Yorgunluk Gücü üzerindeki etkisi: Kırılgan oksit tabakası, temel malzemenin, özellikle daha kalın sert katman katmanlarında yorgunluk ömrünü azaltabilir.
Elektrik yalıtımı: Kaplama iletken değildir, bu da elektrik teması gerekirse maskeleme veya son işlem gerektirebilir.
Anodize Alüminyumun Uygulamalar
Anodize alüminyum, eşsiz özellik kombinasyonu nedeniyle endüstrilerde her yerde bulunur.
Mimarlık ve İnşaat: Pencere çerçeveleri (örneğin, alüminyum kapılar ve pencereler), perde duvarları, çatılar ve yapısal bileşenler için kullanılır.Dayanıklılığı ve renk kararlılığı, uzun süre dış mekanlara maruz kalmak için idealdir.
Havacılık: Hem uçak yapısal bileşenleri hem de iç dekore için kullanılır.
Otomobil ve Ulaşım: Uygulamalar dekoratif dekorasyon ve ızgaralardan fonksiyonel motor bileşenlerine ve tekerlek kenarlarına kadar uzanır.
Tüketici Elektronikleri: Sabit, kaliteli ve estetik açıdan hoş bir sonlandırma gerektiren dizüstü bilgisayar kılıfları, akıllı telefon vücutları ve diğer cihazlar için bir temel.
Endüstriyel ve Askeri Ekipmanlar: Sert anodizasyon (Tip III), pistonlar, dişliler, valfler ve silah sistemleri gibi aşırı aşınma direnci gerektiren bileşenler için kritik önem taşır.
Tüketici Malları: Mutfak malzemelerinde (örneğin, yemek malzemeleri, aletler), spor ekipmanlarında (örneğin, bisiklet bileşenleri - tekerlek tekerlekleri, merkezler, kransetler vb.), el fenerlerinde ve mobilyalarda bulunur.
