Waarom wordt een aluminiumlegering geanodiseerd en wat gebeurt er tijdens het proces? Anodiseren verbetert niet alleen de corrosiebestendigheid en esthetische aantrekkingskracht van aluminium, maar verhoogt ook de hardheid van het oppervlak. Dit artikel leidt je door de wetenschap achter het anodiseren van aluminiumlegeringen, de verschillende oppervlaktebehandelingsmethoden en hoe deze de duurzaamheid en het uiterlijk van het eindproduct beïnvloeden. Duik erin om de precieze technieken en voordelen van dit essentiële industriële proces te ontdekken.
Lage dichtheid; goede plasticiteit; gemakkelijk te versterken; goed geleidingsvermogen; corrosiebestendig; recycleerbaar; lasbaar; gemakkelijke oppervlaktebehandeling.
1) Corrosie-eigenschappen:
(1) Zure corrosie: Aluminium vertoont een verschillend corrosiegedrag in verschillende zuren. In het algemeen wordt er een passiveringslaag gevormd in oxiderende geconcentreerde zuren, die een uitstekende corrosieweerstand hebben, terwijl er in verdunde zuren "putcorrosieverschijnselen" optreden. Gelokaliseerde corrosie;
(2) Alkalische corrosie: In alkalische oplossingen reageert alkali met aluminiumoxide om natriumaluminaat en water te vormen, dat verder reageert met aluminium om natriumaluminaat en waterstof te vormen. Algemene corrosie;
(3) Neutrale corrosie: In neutrale zoutoplossingen kan aluminium passief zijn of corroderen door het effect van bepaalde kationen of anionen. Putcorrosie.
2) Vormen van corrosie:
Putcorrosie, galvanische corrosie, spleetcorrosie, interkristallijne corrosiefiliforme corrosie en afschilferingscorrosie, enz.
Putcorrosie: De meest voorkomende vorm van corrosie, waarvan de mate gerelateerd is aan het medium en de legering.
Galvanische corrosie: Contactcorrosie, corrosie van ongelijksoortige (bimetaal) metalen. Wanneer twee metalen of legeringen in een elektrolytoplossing met elkaar in contact komen (geleiden), wordt de corrosie van het meer negatieve metaal versneld, terwijl het meer positieve metaal tegen corrosie wordt beschermd.
Spleetcorrosie: Treedt op wanneer twee oppervlakken met elkaar in contact komen en een spleet vormen. De zuurstofconcentratiecel wordt gevormd door het oplossen van zuurstof in dit gebied, wat leidt tot corrosie binnen de spleet.
Interkristallijne corrosie: Gerelateerd aan onjuiste warmtebehandeling, legeringselementen of intermetallische verbindingen neerslaan langs de korrelgrenzen, die zich gedragen als anodes ten opzichte van de korrels en een corrosiecel vormen.
Filiforme Corrosie: Een type onderlaagcorrosie dat zich wormachtig onder de film ontwikkelt. Deze film kan een verflaag zijn, of andere coatings, en treedt over het algemeen niet op onder de anodische oxidelaag. Filiforme corrosie is gerelateerd aan de samenstelling van de legering, voorbehandeling voor het coaten en omgevingsfactoren zoals vochtigheid, temperatuur en chloriden.
Afbladdercorrosie: Ook bekend als afbladdercorrosie.
Mechanische oppervlaktevoorbehandeling (mechanisch polijsten of schuren, enz.), chemische voorbehandeling of chemische behandeling (chemische conversie of chemisch verglazen, enz.), elektrochemische behandeling (anodiseren of galvaniseren, enz.) en fysische behandeling (spuiten, verglazen van email en andere fysische oppervlaktemodificatietechnieken), enz.
Emailvitrificatie: Het smelten van een mengsel van anorganische stoffen tot glasachtige materialen met verschillende smeltpunten.
Corrosiebestendigheid; hardheid en slijtvastheid; decoratief; hechting van organische coating en gegalvaniseerde laag; elektrische isolatie; transparantie; functionaliteit.
(1) Om het uiterlijk en de kwaliteit van de oppervlakteafwerking te verbeteren.
(2) De productkwaliteit verbeteren.
(3) De impact van lassen verminderen.
(4) Om decoratieve effecten te creëren.
(5) Om een schoon oppervlak te verkrijgen.
(1) Keuze van schuurmiddel type en korrelgrootte:
Dit is gebaseerd op de hardheid van het werkstukmateriaal, de oppervlaktegesteldheid en de kwaliteitseisen; hoe harder of ruwer het oppervlak, hoe harder en grover het gebruikte slijpmiddel.
(2) Het polijsten moet in meerdere stappen worden uitgevoerd en de druk van het werkstuk op de slijpschijf moet gematigd zijn.
(3) Een nieuwe slijpschijf moet eerst geschraapt worden om balans te krijgen voordat het slijpmiddel wordt opgeplakt.
(4) Het schuurmiddel moet regelmatig worden vervangen.
(5) Legeringsmaterialen moeten worden geselecteerd op basis van verschillende behoeften.
(6) De juiste snelheid van de slijpschijf moet gekozen worden, over het algemeen geregeld op 10~14m/s.
(7) Het polijsteffect hangt af van factoren zoals het slijpmiddel, de stijfheid van de slijpschijf, de rotatiesnelheid van de schijf, de contactdruk tussen het werkstuk en de slijpschijf, praktische ervaring en vakkundige technieken.
Slijpen: De bewerking nadat het doekwiel is gebonden met schuurmiddel. Doel: Om bramen verwijderenKrassen, corrosieplekken, zandogen, poriën en andere zichtbare defecten op het werkstukoppervlak.
Polijsten: De handeling na het aanbrengen van polijstpasta op een zachte doek of viltschijf.
Veel voorkomend probleem: "schroeiplek".
Oorzaak:
(1) Verkeerde selectie van slijpschijf, schuurmiddel en polijstmiddel;
(2) Onjuiste kracht gebruikt bij het polijsten;
(3) Langere maalduur;
(4) Oververhitting tijdens het slijpen.
Maatregelen:
(1) Licht alkalisch etsen in een verdunde alkali-oplossing;
(2) Mild zuur etsen: zoals chroomzuur-zwavelzuuroplossing, of 10% zwavelzuuroplossing gebruikt na het verwarmen;
(3) 3wt% Na2CO3 en 2wt% Na3PO4, de oplossing wordt behandeld bij een temperatuur van 40~50℃ gedurende 5min, ernstige gevallen kunnen worden uitgebreid tot 10~15min.
Na de bovenstaande reinigings- en droogbehandeling moet er onmiddellijk opnieuw worden gepolijst met een precisiepolijstschijf of spiegel polijsten wiel.
Preventie:
Gebruik geschikte slijpschijven en polijstschijven; gebruik het juiste polijstmiddel; de slijptijd tussen het werkstuk en de polijstschijf moet goed gecontroleerd worden.
1) Ontvettingsmethoden:
Zuur ontvetten, alkalisch ontvetten en ontvetten met organische oplosmiddelen. Doel: Het verwijderen van olie, vet, stof en andere verontreinigingen van het aluminiumoppervlak om een meer uniforme alkalische wassing mogelijk te maken, waardoor de kwaliteit van de anodische oxidatiefilm verbetert.
2) Principe
(1) Principe van zuur ontvetten: In een zure ontvettingsoplossing op basis van H2SO4, H3PO4 en HNO3 ondergaan oliën en vetten hydrolyse om glycerine en overeenkomstige hogere vetzuren te produceren, waardoor het doel van ontvetting wordt bereikt.
(2) Principe van alkalisch ontvetten: De alkali reageert met de olie om oplosbare zeep te vormen. Deze verzepingsreactie verwijdert de binding tussen de olie en het oppervlak van het aluminiummateriaal, waardoor het doel van ontvetten wordt bereikt.
(3) Principe van ontvetten met organische oplosmiddelen: Door gebruik te maken van het feit dat oliën goed oplosbaar zijn in organische oplosmiddelen, kunnen zowel verzeepte als niet-verzeepte oliën worden opgelost. Deze methode heeft een sterk ontvettend vermogen, is snel en niet corrosief voor aluminium, waardoor het doel van ontvetten wordt bereikt.
1) Doel: om oppervlakteverontreinigingen te verwijderen, de natuurlijke oxidelaag op het aluminiumoppervlak volledig te verwijderen, de zuivere metaalbasis te onthullen en de volgende hoofdbehandeling voor te bereiden oppervlaktebehandeling proces.
2) De drie belangrijkste gebreken van alkalisch wassen: ruw uiterlijk, vlekken en strepen.
3) Uiterlijk
(1) Ruw uiterlijk: een veel voorkomend probleem bij het produceren van gezandstraalde aluminium materialen met alkalisch wassen, wordt vaak veroorzaakt door structurele defecten in het oorspronkelijke aluminium materiaal (grote korrels of grote precipitaten van intermetallische verbindingen); verbetering van de interne structuurkwaliteit van het oorspronkelijke aluminium materiaal kan het probleem bij de bron oplossen.
Oorzaken: A: De oorspronkelijke korrelgrootte van de aluminium staaf voor extrusie is groot. B: De verwarmingstemperatuur van de aluminium staaf is te hoog of de extrusiesnelheid is te hoog. C: Het tonnage van de gebruikte extruder is te klein. D: Onvoldoende afschrikken na extrusie. E: De alkali-wassnelheid is te hoog.
Tegenmaatregelen: Gebruik geëxtrudeerde aluminiumstaven met een korrelgrootte die voldoet aan de nationale normen; controleer de uitgangstemperatuur van geëxtrudeerde producten; versterk het afschrikken na extrusie; controleer redelijkerwijs de alkali-wassnelheid, enz.
(2) Vlekken: een fatale afwijking in aluminium oppervlaktebehandelingOnderbreek volgende processen of voer het af als schroot.
Oorzaken:
A: Het aandeel gerecycled aluminium dat wordt toegevoegd bij het smelten van gietstaven is te hoog. Al2O3 heeft een smeltpunt van wel 2050°C, het smelt niet tijdens het smelten, het versplintert alleen; de erosie tijdens het alkalisch wasproces leidt tot sneeuwvlokachtige corrosieve plekken. Tegenmaatregelen: Controleer het aandeel gerecycled aluminium in de anodische oxidatiefilm, het moet minder zijn dan 10%; raffinage en slakverwijdering van de smelt, de smelt moet ongeveer 25 minuten rusten voordat deze wordt gegoten en de smelt moet worden gefilterd, enz.
B: Het chloorionengehalte in het water is hoog. Als de materiaalkwaliteit van het aluminium materiaal slecht is en het chloorionengehalte van het gebruikte water ook hoog is, zullen er corrosieve plekken ontstaan tijdens het alkalisch wassen of het wassen met water voor en na het alkalisch wassen. Tegenmaatregelen: Verbeter de kwaliteit van het originele aluminium materiaal; gebruik leidingwater dat voldoet aan de nationale normen; gebruik salpeterzuur of salpeterzuur plus zwavelzuur voor het ontkalken; het toevoegen van 1~5g/L HNO3 aan de watertanknikkel kan ook effectief het corrosieve effect van chloride-ionen onderdrukken.
C: Atmosferische corrosie. Aluminiummaterialen die ongeveer 3 dagen in een atmosferische omgeving aan de kust worden geplaatst, naast smeltovens met een corrosieve atmosfeer, regenachtig weer enz. hebben vaak corrosieve vlekken op het oppervlak. Tegenmaatregelen: Verkort de cyclustijd van het originele aluminium materiaal in anodische oxidatie; plaats het originele aluminium materiaal met anodische oxidatie in een droge en goed geventileerde omgeving; voor langdurige plaatsing of regenachtige dagen, kan een geschikte afdekbehandeling worden uitgevoerd op het originele aluminium materiaal, enz.
D: Extrusie "hot spot". Het aluminium materiaal komt in contact met de thermisch geleidende grafietrol op de afvoertafel, door verschillende lokale afkoelsnelheden vormt zich de precipitatiefase (Mg2Si fase, temperatuurbereik 400~250℃) in het aluminium materiaal, waardoor intervalplekken ontstaan. Tegenmaatregelen: Controleer de werksnelheid van de extrusie-ontladingstafel (moet groter zijn dan de extrusiesnelheid van aluminium); gebruik andere hittebestendige materialen met een slechte thermische geleidbaarheid om grafietrollen te vervangen; leen de dovende kracht van kanonwind; verminder snel de extrusie-uitlaat van aluminiummateriaal tot onder 250℃.
(3) Strepen: Defecten van alkali-wasstrepen veroorzaakt door onjuiste omstandigheden en bewerkingen van het alkali-wasproces (de alkali-wassnelheid is te hoog en de transfersnelheid is te laag). Tegenmaatregelen: A: Versnel de overdracht. B: Verlaag de temperatuur van het alkalibad. C: Verlaag de NaOH-concentratie in het bad. D: Het aluminium materiaal is te dicht opeengepakt, het moet op de juiste manier worden verkleind.
Doel: Om oppervlaktestof te verwijderen, verontreiniging van het volgende anodiseerbad te voorkomen en de kwaliteit van de oxidelaag te verbeteren.
Methoden: Verwijdering van salpeterzuurstof, verwijdering van zwavelzuurstof,
Oppervlaktebehandeling met fluoridezand is een zuur corrosieproces dat fluoride-ionen gebruikt om zeer uniforme puntcorrosie met een hoge dichtheid op het oppervlak van aluminium te veroorzaken.
Defecten en tegenmaatregelen:
(1) Het oppervlak vertoont vlekken: Als er te veel neerslag in de tank zit en de concentratie fluoride-ionen laag is, is de reactiekracht zwak. Neerslag zet zich af of blijft te lang op het oppervlak liggen, waardoor de normale corrosie van fluoride-ionen wordt belemmerd.
Tegenmaatregel: Verwijder overmatige neerslag in de tank, verminder de dichtheid van aluminium, voeg een geschikte hoeveelheid ammoniumbifluoride en additieven toe, verhoog de concentratie fluoride-ionen en verhoog de reactiekracht.
(2) Het oppervlak is niet gemakkelijk te schuren: De tankvloeistof is vervuild door de voorafgaande zuurontvetting, waardoor de PH daalt en de concentratie fluoride-ionen en additieven onvoldoende is.
Tegenmaatregel: Pas de PH-waarde aan met ammoniak of ammoniumfluoride en voeg ammoniumbifluoride en additieven enz. toe.
(3) De zandkorrels op het oppervlak zijn te grof: De concentratie fluoride-ionen in de tank is te hoog of de additieven zijn onvoldoende, of de behandelingstijd is te lang.
Tegenmaatregel: Neem overeenkomstige maatregelen om te controleren.
(4) De oppervlakteglans varieert: De omstandigheden van het tankproces zijn niet goed geregeld, of de keuze van additieven is ongeschikt, of er is een probleem met het aluminiummateriaal.
Tegenmaatregel: Neem overeenkomstige maatregelen om te controleren.
(5) Gedeeltelijke gebieden schuren niet: Er is een samengestelde oxidelaag in het lokale gebied.
Tegenmaatregel: Pas de processtroom aan, zoals polijsten, polijsten, opnieuw zuren of alkalisch wassen, enz.
1) Chemisch polijsten: Door de selectieve oplossing van het aluminiumoppervlak te regelen, lossen de microscopische uitsteeksels sneller op dan de uitsparingen, waardoor een glad en glanzend oppervlak ontstaat.
2) Elektrochemisch polijstenOok bekend als elektrolytisch polijsten. Het principe is vergelijkbaar met chemisch polijsten en berust op het selectief oplossen van de uitstekende delen van het oppervlak om gladheid te bereiken. Het verschil is de toepassing van een externe stroom, wat de bewerkingstijd verkort.
3) Gemeenschappelijk punt: Beide gebruiken hetzelfde polijstmechanisme; verschil: Bij elektrochemisch polijsten wordt een stroom toegepast tijdens het proces, terwijl bij chemisch polijsten chemische oxidanten worden gebruikt.
Vergeleken met mechanisch polijsten hebben chemisch en elektrochemisch polijsten de volgende voordelen:
(1) Eenvoudige apparatuur, eenvoudig te regelen procesparameters, kostenbesparend en een helderder oppervlak;
(2) Kan grote componenten of grote hoeveelheden kleine componenten verwerken, evenals complex gevormde werkstukken;
(3) Schoner oppervlak, geen achterblijvend mechanisch polijststof, met goede corrosieweerstand;
(4) De spiegelreflectie van het chemisch gepolijste oppervlak is hoger, de metaaltextuur is beter en er vormt zich geen poederachtige "rijp" op het oppervlak.
1) Tekortkomingen en tegenmaatregelen van chemisch polijsten (met fosforzuur-zwavelzuur-nitroenzuur als voorbeeld)
(1) Onvoldoende helderheid: Beïnvloed door de samenstelling van aluminiumde inhoud van salpeterzuur, enz.
Tegenmaatregel: Gebruik aluminium met een hoge zuiverheidsgraad, controleer de concentratie salpeterzuur en zorg ervoor dat het aluminium droog is voor het polijsten.
(2) Witte afzettingen: Overmatig oplossen van aluminium, waardoor het gehalte in het bad moet worden gecontroleerd.
Tegenmaatregel: Pas de hoeveelheid opgelost aluminium in het bad aan tot binnen het normale bereik.
(3) Ruw oppervlak: Te hoog salpeterzuurgehalte, te intense reactie; of te hoog Cu-gehalte.
Tegenmaatregel: strikte controle van het salpeterzuurgehalte; verbetering van de interne kwaliteit van het materiaal, vermindering van de hoeveelheid additieven, enz.
(4) Overdrachtscorrosie: Treedt op wanneer de overgang naar het spoelproces na chemisch polijsten traag verloopt.
Tegenmaatregel: Breng onmiddellijk over in water om af te spoelen.
(5) Putcorrosie: Treedt op door de ophoping van gas op het oppervlak waardoor gaszakken ontstaan; of door een laag salpeterzuur- of Cu-gehalte.
Tegenmaatregel: Laad de onderdelen op de juiste manier, verhoog de helling van het werkstuk, verbeter het roeren om gas te laten ontsnappen. Reinig het oppervlak grondig; controleer het salpeterzuurgehalte, enz.
2) Defecten en tegenmaatregelen van elektrochemisch polijsten (met fosforzuur-zwavelzuur-chroomzuurproces als voorbeeld)
(1) Elektrische brandwonden: veroorzaakt door onvoldoende geleidend oppervlak, slecht contact, te snelle spanningsverhoging of te hoge stroomdichtheid. Tegenmaatregel: Zorg voor een goed contact tussen het werkstuk en de elektrische inrichting, voldoende contactoppervlak voor een hoge stroom en vermijd een te snelle toename van de spanning.
(2) Donkere plekken: veroorzaakt door lage stroomdichtheid of ongelijkmatige lokale distributie van elektriciteitsleidingen. Tegenmaatregel: Vermijd overbelasting en probeer dode zones te voorkomen waar elektriciteitsleidingen niet kunnen komen.
(3) Gasstrepen: veroorzaakt door ontsnappend gas. Tegenmaatregel: Plaats elk oppervlak van het werkstuk onder een hoek tijdens het laden, plaats decoratieve oppervlakken verticaal in de richting van de kathode en voorkom gasophoping.
(4) IJskristalachtige hechtingen: gevormd door een hoog aluminiumgehalte in het bad of een hoog fosforzuurgehalte waardoor aluminiumfosfaatneerslag ontstaat. Tegenmaatregel: Verminder de hoeveelheid opgelost aluminium in het bad of verlaag het fosforzuurgehalte.
(1) Type barrière: Ook bekend als schild type of het blokkeren van laag oxide film, het is nauw grenzend aan het metaaloppervlak, dicht, zonder poriën, dun, met een dikte bepaald door de oxidatie spanning, niet meer dan 0,1μm, voornamelijk gebruikt voor elektrolytische condensatoren.
(2) Poreus type: De onderste laag is een blokkeerlaag, met een dichte, poreuze dunne oxidelaagstructuur die identiek is aan de barrièrelaag en waarvan de dikte spanningsafhankelijk is; het hoofdgedeelte is een poreuze laagstructuur waarvan de dikte afhangt van de hoeveelheid elektriciteit die wordt doorgelaten.
(Blokkerende laag: Verwijst naar de oxidelaag met barrière filmeigenschappen en vormingsregels die de poreuze laag van de poreuze oxidelaag scheiden van het aluminiummetaal).
Samenstelling poreuze anodiseerhuidfilm: blokkeerlaag en poreuze laag; de structuur en vormingsregels van de blokkeerlaag zijn gelijkwaardig aan de barrière-type oxidelaag; de vormingsregels, structuur en samenstelling van de poreuze laag zijn volledig verschillend van de blokkeerlaag.
1) Dikte van de blokkerende laag: Deze hangt af van de extern aangebrachte oxidatiespanning en is niet gerelateerd aan de oxidatietijd. De filmvormingssnelheid of filmverhouding δb/Va; de filmvormingssnelheid van de barrièreoxidelaag is groter dan de filmvormingssnelheid van de blokkeerlaag van de poreuze oxidelaag.
Dikte van de poreuze laag: totale dikte = poreuze laag + blokkerende laag; de totale dikte is recht evenredig met het product van de stroomdichtheid en de oxidatietijd (d.w.z. de hoeveelheid elektriciteit die wordt doorgelaten).
2) Samenstelling van de blokkerende laag: dicht, poreus amorf oxide.
Samenstelling van de poreuze laag: amorf Al2O3, maar niet zuiver.
3) Structuur van de blokkeerlaag: Structuur met twee lagen. Buitenlaag: bevat anionen uit de oplossing; binnenlaag: voornamelijk samengesteld uit zuiver aluminiumoxide.
Structuur van de poreuze laag: buitenlaag: bevat γ-Al2O3 en α-AlOOH; binnenlaag: amorf Al2O3, waterinfiltratie in de oxidelaag verandert geleidelijk in boehmiet α-AlOOH.
Invloed van de parameters in aluminiumzwavelzuur anodiseerproces
(1) De invloed van de zwavelzuurconcentratie:
Het beïnvloedt de dikte van de barrièrelaag van de oxidatiefilm, het geleidingsvermogen van de elektrolyt, het oplossende effect op de oxidatiefilm, de corrosieweerstand van de oxidatiefilm en de kwaliteit van de latere poriënafdichting.
Een hoge concentratie heeft een aanzienlijk oplossend effect op de oxidatiefilm, wat resulteert in een dunne barrièrelaag en een afname van de spanning die nodig is om een bepaalde stroomdichtheid te handhaven; het omgekeerde resulteert in een dikke film en een hoge spanning.
Een hoge concentratie zwavelzuur vereist een lage spanning om een bepaalde stroom te handhaven, maar heeft een aanzienlijke invloed op de oxidatiefilm. Naarmate de concentratie en de temperatuur van het zwavelzuur toenemen, neemt de vereiste spanning af.
Een hogere zwavelzuurconcentratie verhoogt echter de erosie van de oxidatiefilm door het zuur. Naarmate de zwavelzuurconcentratie toeneemt, neemt de efficiëntie af: er wordt meer elektriciteit verbruikt om een oxidatiefilm van een bepaalde dikte te verkrijgen. Naarmate de zwavelzuurconcentratie toeneemt, nemen de corrosiebestendigheid en slijtvastheid van de film af.
(2) De invloed van de badtemperatuur:
1) Als de badtemperatuur binnen een bepaald bereik stijgt, neemt het type oxidatiefilm dat wordt verkregen af, de film wordt zachter maar helderder;
2) Wanneer de badtemperatuur hoog is, hebben de poriëndiameter en de conus van de buitenlaag van de oxidatiefilm de neiging toe te nemen, waardoor het afdichten moeilijker wordt en het afdichten ook kan "bevriezen".
3) De oxidatiefilm die wordt verkregen bij hogere badtemperaturen is gemakkelijk te verven, maar het is moeilijk om de consistentie van de kleurdiepte te behouden, en de oxidatietemperatuur van de algemeen geverfde film is 20~25℃;
4) De oxidatiefilm die wordt verkregen door de badtemperatuur te verlagen heeft een hoge hardheid en een goede slijtvastheid, maar om dezelfde stroomdichtheid te behouden tijdens het onderhoud is een hogere spanning nodig en de gebruikelijke film gebruikt 18~22℃.
Voor films dikker dan 15 µm, wanneer de badtemperatuur toeneemt, nemen de filmkwaliteit en de metaalverliesratio aanzienlijk af en is de hardheid van de buitenlaag van de film lager.
De temperatuur is van grote invloed op de kwaliteit van de oxidatiefilm: temperaturen boven 15℃ produceren allemaal niet-kristallijne zachte films. Lagere temperaturen helpen om dichte oxidatiefilms te produceren. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt de hardheid van de film af.
Om een film met een hoge hardheid en goede slijtvastheid te verkrijgen, moet anodiseren bij lage temperatuur worden toegepast. Met uitzondering van legering 3004, hebben legeringen over het algemeen de beste corrosiebestendigheid bij 20℃. De corrosiebestendigheid neemt af naarmate de temperatuur stijgt en bereikt zijn laagste waarde bij 40℃.
(3) Invloed van de oxidatiespanning:
De spanning bepaalt de grootte van de poriën in de oxidatiefilm: lage spanning - kleine poriën, meer poriën - grote poriën, minder poriën.
(Binnen een bepaald bereik is een hoge spanning bevorderlijk voor de vorming van dichte, uniforme oxidatiefilms. Bij een constante spanning neemt de stroomdichtheid af naarmate de oxidatietijd toeneemt.
Hoe hoger de spanning die nodig is om een bepaalde stroom te handhaven, hoe meer warmte er vrijkomt tijdens het oxidatieproces, wat niet bevorderlijk is voor de stabiliteit van de prestaties van de oxidelaag. Wanneer de stroom constant is, geldt: hoe lager de temperatuur, hoe hoger de spanning).
(4) Invloed van oxidatiestroom:
De oxidatiestroom heeft een directe invloed op de productie-efficiëntie: een hoge stroom heeft een hoge productie-efficiëntie.
(Een hoge stroom vereist een condensator met een grote capaciteit, wat resulteert in grote schommelingen in de laagdikte en gemakkelijk "brandwonden" op het werkstuk veroorzaakt. Bij een lage stroom is de oxidatietijd lang, wat de corrosiebestendigheid en slijtvastheid van de film vermindert. De optimale stroomsterkte is 1,2~1,8A/dm2.
Hoe hoger de concentratie zwavelzuur, hoe beter de geleidbaarheid van de badoplossing en hoe groter de stroomdichtheid bij dezelfde spanning. Naarmate het aluminiumgehalte toeneemt, neemt de weerstand van de badoplossing toe en de geleidbaarheid af).
(5) De invloed van het roeren van de badoplossing:
Om de temperatuur en concentratie van de anodische oxidatiebadoplossing uniform te maken, vooral bij gebruik van een grotere stroom, wordt een grote hoeveelheid warmte gegenereerd op het grensvlak tussen de film en de badoplossing en door te roeren wordt de interfacetemperatuur verlaagd.
(6) De invloed van oxidatietijd:
Bij oxidatie met constante stroom is de toename van de oxidatielaagdikte recht evenredig met de tijd binnen een bepaalde periode. (Gebaseerd op elektrolytconcentratie, badoplossingtemperatuur, stroomdichtheid, oxidatielaagdikte en prestatievereisten, enz.)
1) Zwavelzuurproces: Lage productiekosten; hoge filmtransparantie; goede corrosie- en slijtvastheid; gemakkelijk elektrolytisch en chemisch te kleuren.
2) Chroomzuurproces: De dikte van de oxidelaag is gemiddeld, met een ruw oppervlak; de laag is zacht; hij heeft minder slijtvastheid dan de sulfaatlaag, maar hij is goed elastisch.
3) Oxaalzuurproces: De oxidelaag heeft een lage porositeit, een betere corrosiebestendigheid, slijtvastheid en elektrische isolatie dan de zwavelzuurlaag, maar de kosten zijn hoger.
4) Fosforzuurproces: De oxidelaag is dunner, met grotere poriën.
1) AC: Laag stroomrendement; slechte corrosiebestendigheid van de oxidelaag, lage hardheid.
2) DC: Hoge productiekosten; hoge filmtransparantie; goede corrosie- en slijtvastheid; gemakkelijk elektrolytisch en chemisch te kleuren.
Beïnvloedt voornamelijk de slijtvastheid, corrosiebestendigheid, helderheid en elektrolytgeleiding van de oxidelaag
(1) Aluminiumionen:
Een concentratie van 1~10g/L is gunstig, maar meer dan 10g/L veroorzaakt een effect. De stroom neemt af naarmate de concentratie aluminiumionen toeneemt; kleuren wordt moeilijker; als het aluminiumgehalte hoog is, worden onoplosbare aluminiumzouten afgezet op het oppervlak van het aluminium werkstuk, de tankwand en de warmtewisselaar, wat het uiterlijk van het product en de efficiëntie van de warmtewisseling beïnvloedt.
(2) Kationen Fe, MN, Cu en Ni, enz:
Fe: schadelijke onzuiverheid, voornamelijk afkomstig van zwavelzuur en aluminium. Als het Fe-gehalte hoger is dan 25~50μg/g, ondervindt de oxidelaag veel problemen, zoals verminderde helderheid en een zachte film.
Mn: Het effect is vergelijkbaar met Fe, maar niet zo significant.
Cu en Ni: Voornamelijk afkomstig van gelegeerd aluminium, hun effecten zijn vergelijkbaar, wanneer de inhoud meer dan 100μg/g, de corrosieweerstand van de oxidelaag afneemt.
(3) Anionen zoals fosfaat, nitraat, chloride, enz:
Fosfaat: Veroorzaakt door onvoldoende wassen na chemisch polijsten; het effect is niet significant als het gehalte laag is (ppm-niveau). Het grootste gevaar bij een hoog gehalte is dat het fosfaat wordt geadsorbeerd door de oxidelaag en vrijkomt tijdens het sealen met water, wat schadelijk is voor de sealkwaliteit als het gehalte hoger is dan 5μg/g.
Nitraat: Komt voornamelijk van onvoldoende wassen na het vorige proces en commercieel zwavelzuur in het bad. Als het gehalte hoger is dan 30μg/g, is het schadelijk voor de helderheid en een te hoog gehalte verhoogt het oplossend vermogen van het bad, wat niet bevorderlijk is voor de filmvorming.
Chloride: Komt voornamelijk van het gebruikte water, het chloridegehalte in leidingwater is hoog. Wanneer Cl- en F- meer dan 50μg/g bedragen, veroorzaakt de oxidelaag corrosieplekken.
De bereiding van een harde anodiseerhuid verschilt qua principes, apparatuur en processen niet fundamenteel van gewone anodisatie. De specifieke technische maatregelen zijn iets anders. Het verschil ligt in het verminderen van de oplossnelheid van de oxidelaag tijdens het oxidatieproces.
De harde anodiseerhuid heeft een grotere dikte, hogere hardheid, betere slijtvastheid, lagere porositeit, hogere diëlektrische doorslagspanning, maar de oppervlaktegladheid is iets slechter.
(Als de toegepaste spanning hoog is, de concentratie laag en de behandelingstijd lang, zal de film dik, hard en slijtvast zijn, een hoge diëlektrische doorslagspanning hebben, een lage porositeit, grote poriën en een slechte oppervlaktegladheid).
(1) Lage badtemperatuur: minder dan 5°C, hoe lager de temperatuur, hoe harder de film. De badtemperatuur voor gewone zwavelzuuranodisatie ligt rond de 20°C.
(2) Lage badconcentratie: over het algemeen minder dan 15% voor zwavelzuur; de badconcentratie voor gewone anodisatie is ongeveer 20%.
(3) Toevoeging van organische zuren aan het zwavelzuurbad: oxaalzuur, wijnsteenzuur, citroenzuur, enz.
(4) Hoge toegepaste stroom/spanning: 2~5A/dm2, 25~100V. Gewone anodisatie gebruikt 1,0~1,5 A/dm2, onder 18V.
(5) Werkingsmethode met geleidelijke spanningsverhoging: stapsgewijze drukverhoging.
(6) Gebruik van pulsvoeding of voeding met speciale golfvorm: voor hoge Cu-legering of hoge Si gegoten aluminium legering.
1) Sn zout elektrolytisch kleurproces:
Het gaat hierbij voornamelijk om enkel Sn-zout en Sn-Ni gemengde elektrolytische kleuring, waarbij SnSO4 het primaire kleurzout is. De kleur wordt verkregen door de reductie van Sn2+ ionen in de microporiën van de anodiseerhuid.
Voordelen: Sn-zout heeft een goede weerstand tegen onzuiverheden, een sterk elektrolytisch vermogen om de kleuroplossing te verdelen en een eenvoudige industriële besturing. Er zijn geen inherente problemen met wisselstroom Sn zoutkleuring. Nadelen: Sn2+ heeft een slechte stabiliteit en het is moeilijk om kleurverschillen en tinten te controleren.
2) Nikkelzout elektrolytisch kleurproces:
Gelijkaardig aan het elektrolytische kleurproces met Sn-zout, omvat het de afzetting van Ni voor kleuring. Voordelen: Nikkelzoutkleuring is snel en de badoplossing heeft een goede stabiliteit. Nadelen: Het is gevoelig voor onzuiverheden in de badoplossing.
1) AC-kleuring.
Voordelen: Het ondervangt het risico van het afschilferen van de oxidelaag bij DC elektrolytisch kleuren. Nadelen: Bij AC-kleuring beïnvloedt de anodespanning de snelheid van de kathode-kleuringsreactie, waardoor de anodestroomdichtheid en kathodestroomdichtheid afnemen en de kleursnelheid vertraagt.
2) DC-kleuring.
Voordelen: Snelle kleursnelheid, hoog gebruik van elektrische energie. Nadelen: Bij DC elektrolytisch kleuren bestaat het risico dat de oxidelaag afbladdert.
(1) De anodiseerhuid van aluminium verkregen in zwavelzuuroplossing is kleurloos en poreus;
(2) De oxidelaag moet een bepaalde dikte hebben, meer dan 7um;
(3) De oxidelaag moet een bepaalde porositeit en adsorptie hebben;
(4) De oxidelaag moet volledig en uniform zijn, zonder defecten zoals krassen, zandogen of puntcorrosie;
(5) De oxidelaag zelf moet een geschikte kleur hebben en geen metallografische structuurverschillen, zoals ongelijke korrelgrootte of ernstige segregatie.
(1) Organisch verven is gebaseerd op de theorie van materiaaladsorptie, inclusief fysische adsorptie en chemische adsorptie.
Fysische adsorptie: Moleculen of ionen worden geadsorbeerd door elektrostatische kracht. De samenstelling van de oxidelaag is amorf aluminiumoxide, de dichte barrièrelaag vlakbij het aluminiumsubstraat bevindt zich aan de binnenkant en de poreuze structuur die naar buiten groeit in een klokvorm bevindt zich aan de bovenkant, wat uitstekende fysische adsorptieprestaties laat zien. Wanneer kleurstofmoleculen de poriën van de film binnendringen, worden ze aan de poriewanden geadsorbeerd.
Chemische adsorptie: Adsorptie door chemische kracht. Op dit moment reageren de organische kleurstofmoleculen chemisch met het aluminiumoxide en bestaan binnen de filmporiën door chemische binding.
Dit type adsorptie omvat het volgende: de oxidelaag vormt een covalente binding met de sulfonische groep op het kleurstofmolecuul; de oxidelaag vormt een waterstofbrug met de fenolgroep op het kleurstofmolecuul; de oxidelaag vormt een complex met het kleurstofmolecuul.
(2) Anorganisch verfmechanisme: Tijdens het verven wordt het geoxideerde werkstuk eerst ondergedompeld in een anorganische zoutoplossing in een bepaalde volgorde en vervolgens achtereenvolgens ondergedompeld in een andere anorganische zoutoplossing, waardoor deze anorganische stoffen een chemische reactie ondergaan in de filmporiën om een in water onoplosbare gekleurde verbinding te vormen. Dit vult de poriën van de oxidelaag en sluit ze af, waardoor de filmlaag kleur krijgt.
Procesverloop: Voorbehandeling - Anodiseren - Reinigen - Neutralisatie met ammoniak of andere bewerking - Reinigen - Verven - Reinigen - Verzegelen - Drogen.
Normen:
1) De concentratie voor gemakkelijk verven: Lichte kleuren worden over het algemeen gecontroleerd op 0,1 ~ 1 g / L, terwijl donkere kleuren vereisen 2 ~ 5 g / L, en zwart vereist meer dan 10 g / L;
2) Temperatuur van de kleurstofoplossing: Over het algemeen geregeld bij 50~70℃;
3) PH-waarde van de kleurstofoplossing: PH bereik is 5 ~ 6;
4) Verftijd: Meestal tussen 5~15min.
(1) Effect van natriumsulfaat: Natriumsulfaat vertraagt de verfsnelheid, dit effect neemt toe met de toename van zwavelgroepen in de kleurstofionen, vooral in metaalcomplexkleurstoffen.
(2) Effect van natriumchloride: De belangrijkste oorzaak van pitting (witte vlekken). Pitting wordt onderdrukt door kathodische stroom.
(3) Effect van oppervlakteactieve stoffen: Niet-ionogene oppervlakte-actieve stoffen hebben geen effect op het verven, maar kationogene oppervlakte-actieve stoffen zoals in zwarte MLW zullen het verven vertragen, daarom zijn ionogene oppervlakte-actieve stoffen niet geschikt om aan de ontvetter te worden toegevoegd omdat sommige anionen niet bevorderlijk zijn voor het verven.
(4) Effect van driewaardige aluminiumionen: Een kleine hoeveelheid Al3+ heeft geen effect op veel kleurstofoplossingen, tenzij het 500~1000ug/g bereikt, wat kleurverandering kan veroorzaken, zoals blauw dat rood wordt, enz.
(5) Effect van zware metaalionen.
(6) Effect van anionen.
(7) Effect van bacteriën op het verven: Bacteriën vermenigvuldigen zich in de verfoplossing, waardoor de verfoplossing beschimmelt. Aanvankelijk verschijnen er kleine belletjes op het oppervlak van de verfoplossing. Als de verfoplossing blijft staan zonder te werken, verzamelen zich enkele onoplosbare gekleurde deeltjes rond de belletjes, wat een abnormale kleuring veroorzaakt.
Als dit met het blote oog zichtbaar is, moet de schimmelsubstantie aan het oppervlak worden verwijderd en moet een geschikt bacteriedodend middel, zoals dichloorfenol G4, worden toegevoegd in een concentratie van 0,05 ~ 0,10 g/L, opgelost in een ethanoloplossing en toegevoegd aan de tank.
Soms is het nodig om de kleurstofoplossing te lozen. Gebruik op dat moment een bacteriedodend middel of een oplossing van hypochlorigzuur om de tankwand schoon te maken en configureer de tank opnieuw.
(8) Effect van onoplosbare onzuiverheden op het verven: De verfoplossing draagt soms onvermijdelijk olievlekken met zich mee, waardoor het werkstuk vervuild raakt en het verven gaat bloeien.
Op dat moment moet olieabsorberend papier worden gebruikt om de olie te absorberen en te verwijderen, of moet een kleine hoeveelheid niet-ionische oppervlakteactieve stof worden toegevoegd om de oliedruppels te dispergeren zodat ze zich niet op het oppervlak van de verfoplossing verzamelen.
Over het algemeen bij kamertemperatuur, meestal in twee stappen: eerst 5~10 minuten onderdompelen in de eerste oplossing, dan afspoelen en nog eens 5~10 minuten onderdompelen in de tweede oplossing om de gewenste kleur te krijgen.
Gangbare normen voor anorganische verfprocessen.
| Kleuren | Oplossingscomponenten: | Concentratie/(g/L) | Productie van gekleurde zouten |
| Blauw | ① [K4Fe(CN)6.3H2O] ② [FeCl3] of [Fe2(SO4)2] | 30~50 40~50 | Ijzerhoudend ferricyanide (Pruisisch blauw) |
| Zwart | ① [CoAc2] ② [KMnO4] | 50~100 15~25 | Kobaltoxide |
| Geel | ① [PbAc2.3H2O] ② [K2Cr2O7] | 100~200 50~100 | Loodchromaat |
| Wit | ① [PbAc2.3H2O] [Na2SO4] | 10~50 10~50 | Loodsulfaat |
| Bruin | ① [K3Fe(CN)6] ② [CuSO4.5H2O] | 10~50 10~100 | Koper Ferrocyanide |
| Goud | [NH4Fe(C2O4)2] (Ph=4.8~5.3, 35~50oC, 2min) | 10 (Ondiep) 25 (Diep) |
1) Kleur is niet van toepassing.
Oplossing:
a) Verander het pigment
b) Pas de PH aan
c) De filmdikte verhogen
d) Op tijd verven
e) Kies het juiste pigment.
2) Sommige gebieden nemen geen kleur aan of de kleur is licht.
Oplossing:
a) Beschermende maatregelen versterken
b) Pigmentconcentratie verhogen
c) De filmdikte verhogen
d) Werkstuk opspannen, positie aanpassen
e) Verander de kleurstofoplossing
f) Het oplossen van pigment verbeteren.
3) Het oppervlak ziet er wit en wazig uit na het verven.
Oplossing:
a) Waterdamp verwijderen
b) Pas de concentratie van de vervagingsoplossing aan
c) De fadingtijd verkorten.
4) De kleur bloeit na het verven.
Oplossing:
a) Pas de PH aan en verbeter de reiniging
b) Het oplossen van pigment verbeteren
c) Temperatuur van de kleurstofoplossing verlagen.
5) Er zijn vlekken na het verven.
Oplossing:
a) Spoel het oppervlak van het monster af met water
b) Filter de kleurstofoplossing
c) Plaats het werkstuk na de oxidatie in een watertank
d) De bescherming verbeteren.
6) De kleur vervaagt gemakkelijk na het verven.
Oplossing:
a) PH verhogen
b) Verhoog de temperatuur van het verfbad, verleng de verftijd, pas de PH van het sealbad aan, verleng de sealtijd.
7) Het geverfde oppervlak kan er gemakkelijk afgewreven worden.
Oplossing:
a) Re-oxideren
b) Temperatuur van de kleurstofoplossing verhogen
c) Verhoog de oxidatietemperatuur.
8) De kleur is te donker na het verven.
Oplossing:
a) Verdun de kleurstofoplossing
b) De temperatuur verlagen
c) Verkort de tijd.
1. Afdichting
Een chemisch of fysisch proces uitgevoerd op de geoxideerde film na aluminiumanodisatie om de porositeit en adsorptiecapaciteit te verminderen.
De belangrijkste principes van afdichting zijn:
(1) hydratatiereactie; (2) anorganische vulling; (3) organische vulling.
2. Techniek van thermisch afdichten
De techniek van thermisch afdichten wordt bereikt door de hydratatiereactie van aluminiumoxide, waarbij amorf aluminiumoxide wordt omgezet in een gehydrateerd aluminiumoxide dat bekend staat als boehmiet, of Al2O3-H2O(AlOOH).
De essentie van het thermische afdichtingsmechanisme is de hydratatiereactie, vaak "hydratatie-thermische afdichting" genoemd.
3. De rol van de hydratatiereactie
Het veroorzaakt een volume-uitzetting van 30%, het toegenomen volume vult en sluit de microporiën van de geoxideerde film af, waardoor de weerstand tegen vervuiling en corrosie wordt verbeterd, terwijl de geleidbaarheid afneemt (impedantie toeneemt) en de diëlektrische constante toeneemt.
4. De invloed van onzuiverheden in water
1) De efficiëntie van het sealen hangt sterk af van de kwaliteit van het water en de PH-controle;
2) Veel voorkomende onzuiverheden zijn SiO2 en H2SiO3; 3) Tegenmaatregelen: ionenuitwisseling.
5. Vergelijking van de parameters voor kokendwaterafdichting en koude afdichting
1) De temperatuur van het sealen met kokend water: over het algemeen boven de 95 graden. Koud sealen gebeurt bij kamertemperatuur.
2) De PH-waarde van kokend water afdichting: het optimale bereik is 5,5 ~ 6,5. Het bereik voor koud sealen is ook 5,5~6,5, met een industriële controle die het best is bij 6.
3) De tijd van het sealen met kokend water: hangt af van de filmdikte, de poriegrootte en de eisen van de sealkwaliteitstest. Koud sealen is over het algemeen 10~15 minuten.
1) Verschijning en kleurverschil:
Inspectiemethoden: Visuele detectie en instrumentdetectie.
Voor- en nadelen: Visuele inspectie is eenvoudig, maar wordt gemakkelijk beïnvloed door de vorm en grootte van het monster en de intensiteit van het licht. Instrumentdetectie lost de tekortkomingen van visuele inspectie op en is geschikt om de kleur van gereflecteerd licht te meten.
2) Oxidelaagdikte:
Meetmethoden:
a) Microscopische meetmethode voor de dikte van de dwarsdoorsnede: Filmdikte groter dan 5um, verticaal.
b) Spectrale bundel microscoop meetmethode: Filmdikte groter dan 5um, brekingsindex oxidelaag 1,59~1,62.
c) Massaverliesmethode: Laagdikte minder dan 5um, ontbindingsmethode, oppervlaktedichtheid, dichtheid oxidelaag (zwavelzuur vloeistofoxidatie) voor en na afdichting zijn 2,6 en 2,4g/cm3.
d) Wervelstroommethode: Niet geschikt voor dunne films.
3) Verzegelende kwaliteit:
a) Vingerafdruktest.
b) Kwaliteit van geverfde vlekken na zuurbehandeling, niet geschikt voor inhoud met Cu hoger dan 2% en Si hoger dan 4%.
c) Fosfochroomzuur experiment.
4) Corrosiebestendigheid:
a) Zoutnevelcorrosietest.
b) SO2-corrosietest in vochtige atmosfeer.
c) Machu corrosietest.
d) Vochtige-hitte-corrosietest.
e) Test op alkalicorrosie door vallen.
5) Chemische stabiliteit:
a) Zuurbestendigheidstest.
b) Alkalibestendigheidstest.
c) Weerstandstest met mortel.
6) Weerbestendigheid:
a) Natuurlijke blootstellingstest.
b) Kunstmatige versnelde verweringstest.
7) Hardheid:
a) Indrukhardheid.
b) Potloodhardheid.
c) Microhardheid.
8) Slijtvastheid:
a) Schuurweerstand gedetecteerd door een zandstraaltester.
b) Slijtvastheid gedetecteerd door een wielslijtagetester.
c) Schuurweerstand gedetecteerd door een vallend zand tester.
9) Hechting:
a) Experiment met rastersnede.
b) Instrument experiment: Krasmethode.
10) Mechanische eigenschappen:
a) Slagvastheid.
b) Buigweerstand.
c) Vermoeidheidsprestatie.
d) Hechtsterkte.
e) Weerstand tegen vervormingsbreuk.
f) Hittebarst weerstand.
11) Elektrische isolatie: Methode voor doorslagspanning.
12) Reflectieve prestaties.
13) Overige:
a) Polymerisatieprestaties van de coating.
b) Bestendigheid tegen kokend water.
c) Bewerkbaarheid.
Samenstelling van de legering, laagdikte, uithardingsomstandigheden van coatings met een hoog polymeergehalte, anodiseeromstandigheden, afdichtingsomstandigheden enz.
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
ID 
IT 
JA 
PT 
PT_BR 
RU 
KO 
TR