Анодизација је процес електролитичке пасивизације који се користи за повећање дебљине природног оксидног слоја на површини металних делова.

Процес се назива елоксирањем јер део који се третира формира анодну електроду електролитичке ћелије.Анодизација повећава отпорност на корозију и хабање, и обезбеђује бољу адхезију за прајмере и лепкове боје него голи метал.Анодни филмови се такође могу користити за неколико козметичких ефеката, било са дебелим порозним премазима који могу да апсорбују боје или са танким провидним премазима који додају ефекте интерференције рефлектованог светлосног таласа.

Анодизација се такође користи за спречавање хабања компоненти са навојем и за прављење диелектричних филмова за електролитичке кондензаторе.Анодни филмови се најчешће примењују за заштиту легура алуминијума, мада постоје и процеси за титанијум, цинк, магнезијум, ниобијум, цирконијум, хафнијум и тантал.Метал гвожђа или угљеничног челика се љушти када се оксидује у неутралним или алкалним микро-електролитичким условима;тј. оксид гвожђа (заправо гвожђе хидроксид или хидратизовани оксид гвожђа, такође познат као рђа) се формира од аноксичних анодних јама и велике катодне површине, ове јаме концентришу ањоне као што су сулфат и хлорид који убрзавају метал у основи до корозије.Угљеничне љуспице или чворићи у гвожђу или челику са високим садржајем угљеника (челик са високим садржајем угљеника, ливено гвожђе) могу изазвати електролитички потенцијал и ометати премазивање или превлачење.Гвоздени метали се обично елоксирају електролитичким путем у азотној киселини или третманом са црвеном димећом азотном киселином да би се формирао тврди црни оксид гвожђа(ИИ,ИИИ).Овај оксид остаје конформан чак и када је постављен на ожичење и када је ожичење савијено.

Анодизација мења микроскопску текстуру површине и кристалну структуру метала близу површине.Дебели премази су обично порозни, тако да је често потребан процес заптивања да би се постигла отпорност на корозију.Површине од анодизираног алуминијума, на пример, су тврђе од алуминијума, али имају ниску до умерену отпорност на хабање која се може побољшати повећањем дебљине или применом одговарајућих заптивних супстанци.Анодни филмови су генерално много јачи и пријањанији од већине врста боја и металних облога, али су и крхкији.Због тога је мање вероватно да ће пуцати и љуштити се од старења и хабања, али су подложнији пуцању услед термичког стреса.

Врсте анодизације:

Анодизација се већ дуго користи у индустрији и може се сажети у следеће методе класификације:

Према врсти струје, постоје: анодизација једносмерном струјом, анодизација наизменичном струјом и анодизација импулсном струјом која може скратити време производње да би се достигла потребна дебљина, слој филма је дебео, уједначен и густ, а отпорност на корозију је значајно побољшана .

Према електролиту се дели на: сумпорну киселину, оксалну киселину, хромну киселину, мешану киселину и елоксирање природне боје са раствором органске сулфонске киселине.

Према природи филма, подељен је на: обични филм, тврди филм (дебели филм), порцелански филм, слој светле модификације, слој полупроводничке баријере и друге анодизације.

Примена методе анодизације сумпорне киселине једносмерне струје је најчешћа, јер има третман анодизације погодан за алуминијум и већину легура алуминијума;слој филма је дебео, тврд и отпоран на хабање, а након заптивања може се постићи боља отпорност на корозију;Слој филма је безбојан и провидан, са јаким капацитетом адсорпције и лако се боји;напон обраде је низак, а потрошња енергије ниска;процес обраде не мора да мења циклус напона, што је погодно за континуирану производњу и практичну аутоматизацију рада;сумпорна киселина је мање штетна за људско тело од хромне киселине, а залихе су широке., ниска цена и друге предности.

Пре него што изаберете процес оксидације, требало би да разумете материјал алуминијума или легуре алуминијума, јер ће квалитет материјала и разлика у састојцима директно утицати на квалитет алуминијумског производа након анодизације.На пример, ако на површини алуминијума постоје недостаци као што су мехурићи, огреботине, љуштење и храпавост, сви недостаци ће и даље бити откривени након анодизације.Састав легуре такође има директан утицај на изглед површине након анодизације.На пример, легура алуминијума која садржи 1-2% мангана је браон-плава након оксидације.Са повећањем садржаја мангана у алуминијумском материјалу, боја површине након оксидације се мења од смеђе-плаве до тамно браон боје.Легуре алуминијума које садрже 0,6 до 1,5% силицијума су после оксидације сиве, а бело сиве када садрже 3 до 6% силицијума.Оне које садрже цинк су опалесцентне, оне које садрже хром су златне до сиве у неуједначеним нијансама, а оне које садрже никл су бледо жуте.Уопштено говорећи, само алуминијум који садржи магнезијум и титанијум који садржи више од 5% злата могу добити безбојан, провидан, светао и чист изглед након оксидације.

Након одабира алуминијума и материјала од легура алуминијума, природно је размотрити избор одговарајућег процеса анодизације.Данас су методе оксидације сумпорне киселине, методе оксидације оксалне киселине и методе оксидације хромне киселине које се широко користе у нашој земљи детаљно представљене у приручницима и књигама, па их је непотребно понављати.Овај чланак жели да пружи кратак увод у неке нове технологије које се тренутно развијају у Кини, као и неке методе у страним земљама.

1. Нова технологија анодизације је развијена у Кини

(1) Брза оксидација мешаног раствора оксалне киселине и мравље киселине

Употреба мешавине оксалне киселине и мравље киселине је зато што је мравља киселина јак оксидант, у таквој купки мравља киселина убрзава растварање унутрашњег слоја (баријерног слоја и баријерног слоја) оксидног филма, чинећи га порозним слојем. (тј. спољни слој оксидног филма).Проводљивост купатила се може побољшати (тј. може се повећати густина струје), тако да се оксидни филм може брзо формирати.У поређењу са методом оксидације чисте оксалне киселине, ово решење може повећати продуктивност за 37,5%, смањити потрошњу енергије (потрошња енергије методе оксидације оксалне киселине је 3,32 кВх/м2, ова метода је 2 кВх/м2) и уштедети електричне енергије за 40%.

Технолошка формула је: оксална киселина 4-5%, мравља киселина 0,55%, трофазна АЦ 44±2 волта, густина струје 2-2,5А/д㎡, температура 30±2℃.

(2) Мешовита кисела оксидација

Ова метода је званично уграђена у јапански национални стандард 1976. године, а усвојила ју је Јапан Нортх Стар Никкеи Хоусехолд Продуцтс Цо., Лтд. Његове карактеристике су да се филм брзо формира, тврдоћа, отпорност на хабање и отпорност на корозију филма су виши од оних код уобичајене методе оксидације сумпорне киселине, а слој филма је сребрно-бели, што је погодно за штампање и бојење производа.Након што је индустрија алуминијумских производа моје земље посетила Јапан, препоручена је за употребу 1979. Препоручена формула процеса је: Х2СО4 10～20%, ЦООХЦООХ·2Х2О 1～2%, напон 10～20В, густина струје 1～3А/д㎡ , температура 15～30℃, време 30 минута.

(3) Оксидација порцелана

Оксидација порцелана углавном користи хромну киселину, борову киселину и калијум титанијум оксалат као електролите, а користи висок напон и високу температуру за електролитичку обраду.Изглед слоја филма је попут глазуре на порцелану, који има високу отпорност на корозију и добру отпорност на хабање.Филмски слој се може обојити органским или неорганским бојама, тако да изглед има посебан сјај и боју.Тренутно се углавном користи у алуминијумском посуђу, упаљачима, златним оловкама и другим производима и веома је популаран међу масама.

(4) Оксидација боја националне одбране

Оксидација боја националне одбране се углавном користи у декорацији производа од војног алуминијума, тако да захтева посебну заштиту.Оксидни филм је војно зелене боје, мат, отпоран на хабање и издржљив и има добре заштитне перформансе.Процес је следећи: прво се оксална киселина оксидује да би се формирао златно жути филмски слој, а затим се анодизира раствором калијум перманганата 20г/л и Х2СО41г/л.Фабрика алуминијумских производа Шењанг користила је овај процес за производњу војних котлића и посуђа за кување.

(5) Вишебојна оксидација

Навлажите обојени, али незапечаћени слој анодног оксида хромном киселином или оксалном киселином да бисте раширили ЦрО3.Део површине обојеног производа ће избледети након влажења ЦрО3.По потреби додајте оксалну киселину или хром у било који део производа.Испирање киселине генерално може зауставити реакцију са сликом.Затим обојите другу боју или поновите поступке брисања ЦрО3, испирања, фарбања итд., а шаре попут цвећа и облака могу се појавити по потреби.Тренутно се углавном користи у златним шољама, шољама за воду, кутијама за чај, упаљачима и другим производима.

(6) Процес бојења узорка мермера

Оксидовани производ се прво боји првом основном бојом, осуши, а затим урони у воду са уљем које плута на површини.Када се подигне или урони, уље и вода ће природно попустити, чинећи слој филма неправилним пругама.Контаминиран машћу.Приликом поновног фарбања друге боје, делови оксидног филма који су умрљани машћу неће бити обојени, а делови без масти биће обојени другом бојом, формирајући неправилан узорак попут мермерне шаре.Овај метод се може видети у чланцима друга Џоу Шоујуа из Фабрике ножева Јангђианг у државном власништву у Гуангдонгу („Галванизација и завршна обрада“, бр. 2, 1982).

(7) Хемијско нагризање и оксидација

Након механичког полирања и одмашћивања, алуминијумски производи се премазују маскирним средством или фотоосетљивим, а затим се хемијски угризају (флуорид или сољу гвожђа) након сушења да би се формирао конкавно-конвексни узорак.Након електрохемијског полирања и анодизације, представља површински узорак са јаким осећајем тела, који је упоредив са изгледом површине нерђајућег челика.Сада се углавном користи у златним оловкама, кутијама за чај и екранима.

(8) Брза анодна оксидација на собној температури

Обично, оксидација Х2СО4 захтева опрему за хлађење, која троши много електричне енергије.Након додавања α-хидроксипропионске киселине и глицерола, растварање оксидног филма може бити инхибирано, тако да се оксидација може извести на нормалној температури.У поређењу са уобичајеном методом оксидације сумпорне киселине, дебљина филма се може повећати за 2 пута.Препоручена формула процеса је:

Х2СО4 150～160г/л

ЦХ3ЦХ(ОХ)ЦООХ 18мл/л

ЦХ2ОХЦХОХЦХ2ОХ 12мл/л

Густина струје 0,8～12А/д㎡

Напон 12-18 волти

Температура 18～22℃

(9) Метода хемијске оксидације (позната и као проводљиви оксидни филм)

Отпорност филма на корозију је блиска отпорности филма анодизираног сумпорном киселином.Проводљиви оксидни филм има мали контактни отпор и може да спроводи електричну енергију, док филм од анодног оксида Х2СО4 не може да спроводи електричну енергију због свог великог контактног отпора.Отпорност на корозију проводног оксидног филма је много јача од отпорности бакра, сребра или калаја на алуминијуму.Недостатак је што се слој филма не може лемити, већ се може користити само тачкасто заваривање.Препоручена формула процеса је:

ЦрО3 4г/л, К4Фе(ЦН)6·3Х2О 0,5г/л, НаФ 1г/л, температура 20～40℃, време 20～60 секунди.

Последњих година, површинска обрада алуминијумских материјала се брзо развила на међународном нивоу.Неки стари процеси који коштају радну снагу, струју и ресурсе су реформисани, а неки нови процеси и технологије су широко коришћени у индустријској производњи. Ево типичних метода подизања:

(1) Метода елоксирања велике брзине

Процес елоксирања великом брзином углавном смањује импедансу електролита променом састава електролитског раствора, чиме се омогућава брзо елоксирање са већом густином струје.Решење старог процеса користило је густину струје од 1А/д㎡ за формирање филма брзином од 0,2 до 0,25 μ/мин.Након коришћења овог новог процесног решења, чак и ако се и даље користи густина струје од 1А/д㎡, брзина формирања филма би се могла побољшати.Повећајте на 0,4 ~ 0,5 μ/мин, увелико скратите време обраде и побољшајте ефикасност производње.

(2) Метода типа Томита (брза оксидација).

Метода Томита је много краћа од старог процеса, а ефикасност производње може се повећати за више од 33%.Ова метода није погодна само за обичан анодни оксидни филм, већ и за оксидацију тврдог филма.

Ако треба да се произведе тврд филм, то се постиже смањењем температуре раствора, а брзина формирања филма је отприлике иста као она наведена у горњој табели.Однос између тврдоће филма и температуре раствора је следећи:

10℃——тврдоћа 500Х, 20℃——400Х, 30℃——30Х

(3) Руби филм

Процес формирања рубинског филма на површини алуминијума је нов процес.Боја филма може бити упоредива са бојом вештачког рубина, тако да је декоративни ефекат одличан, а отпорност на корозију и отпорност на хабање су такође добри.Појаву различитих боја могу припремити и различите врсте металних оксида садржаних у раствору.Метода процеса је следећа: Прво, користите 15% сумпорну киселину за анодну оксидацију, коришћена густина струје је 1А/д㎡, а време је 80 минута.Након вађења, радни предмет се може потопити у (НХ4)2ЦрО4 растворе различитих концентрација у складу са захтевима дубине боје, температура је 40 ℃, а време је 30 минута, углавном да се метални јони уђу у порозне извор рупе од анодног оксидног филма.Затим додајте натријум хидроген сулфат (1 г молекулске тежине), амонијум хидроген сулфат (1,5 г молекулске тежине), температура је 170 ℃, густина струје је 1А/д㎡, након горе наведеног третмана, љубичасто-црвени и трепћући флуоресцентни рубин филм се може добити.Ако је потапање Фе2(ЦрО4)3, На2ЦрО4, резултујући филм је плаве боје са тамно љубичастом флуоресценцијом.

(4) Асада методом електролитичког бојења

Електролитичко бојење Асада методом је да се катјони метала (соли никла, соли бакра, соли кобалта, итд.) продру у дно рупица оксидног филма након анодизације, електролизом електричном струјом, чиме се боје.Овај процес се убрзано развија последњих година, углавном зато што може да добије бронзане тонове и црне боје, што је добродошло у грађевинској индустрији.Боја има веома стабилну светлосну постојаност и такође може да издржи оштре временске услове.У поређењу са природном методом бојења, овај процес може уштедети електричну енергију.Овим методом су обојени скоро сви алуминијумски профили за грађевинарство у Јапану.Тиањин, Јингкоу, Гуангдонг и друга места моје земље су такође увела такву технологију и комплетан сет опреме.Неке јединице у Гуангдонгу су такође успешно тестиране и примењене у производњи.

(5) Природна метода бојења

Природна метода бојења је завршена једном електролизом.Такође постоји неколико типова раствора, укључујући сулфосалицилну киселину и сумпорну киселину, сулфотитанску киселину и сумпорну киселину и сулфосалицилну киселину и малеинску киселину.Пошто већина природних метода бојења користи органске киселине, оксидни филм је релативно густ, а слој филма има одличну отпорност на светлост, отпорност на хабање и отпорност на корозију.Али недостатак ове методе је: да би се добила добра боја, састав материјала од легуре алуминијума мора бити строго контролисан.