Alumiiniumist ekstrusioon sobivad sulamid anodeerimiseks?

Halvad anodeerimistulemused tulenevad sageli ühest valest valikust. Sulamist. Paljud ostjad seisavad silmitsi ebaühtlase värvi, nõrkade kihtide ja pinnadefektidega. Need probleemid suurendavad kulusid ja viivitavad projekte.

Anodeerimiseks sobivad alumiiniumist ekstrusioonisulamid on need, millel on madal lisandite tase, stabiilne keemiline koostis ja kontrollitud mikrostruktuur, näiteks 6xxx seeria sulamid, mis moodustavad anoodilise töötlemise käigus ühtlased ja vastupidavad oksiidikihid.

Paljud insenerid keskenduvad ainult protsessi juhtimisele. Sellest ei piisa. Sulami valik määrab suurel määral lõpliku välimuse ja toimivuse. Selle esimese sammu mõistmine aitab vältida hilisemaid kvaliteediriske.

Millised sulamid sobivad anodeerimiseks kõige paremini?

Probleemid ilmnevad kiiresti, kui valesti valitud sulam anodeeritakse. Värvi mittevastavus. Triibud. Halb korrosioonikindlus. Need probleemid algavad sageli sulami valikust, mitte anodeerimismahutist.

6xxx alumiiniumisulamite seeria sobib anodeerimiseks kõige paremini, kuna selles on magneesiumi ja räni sisaldus tasakaalus, mis võimaldab moodustada ühtlase oksiidikihi, millel on hea värvireaktsioon ja tugev adhesioon.

Alumiiniumisulamid käituvad anodeerimisel väga erinevalt. Oksiidikiht kasvab alusmetallist. Kui legeerimiselemendid häirivad seda kasvu, tekivad defektid. Tootmiskogemuste ja praktiliste tagasiside põhjal toimivad mõned sulamiperekonnad paremini kui teised.

Miks 6xxx seeria domineerib anodeerimise rakendustes

6xxx seeria hõlmab 6063, 6061 ja nendega seotud klassid. Neid sulameid kasutatakse laialdaselt arhitektuurilistes, tööstuslikes ja dekoratiivsetes ekstrusioonides. Nende keemiline koostis on stabiilne ja ennustatav.

Nende tulemuslikkuse peamised põhjused:

• Mõõdukas magneesiumisisaldus soodustab oksiidi kasvu
• Ränist valmistatud materjal parandab ekstrusioonivoolu, kahjustamata anodeerimist.
• Madal vase sisaldus vähendab värvuse varieerumist
• Peene terasuurusega struktuur tagab sileda pinna

6063 nimetatakse sageli arhitektuuriliseks sulamiks. See ei ole turunduskeel. See annab masstootmise tingimustes kõige ühtlasema anodeeritud pinna. 6061 on tugevam, kuid anodeerub hästi, kui parameetreid kontrollitakse.

Tavaliste anodeerimissulamite võrdlus

Tabelist on näha selge muster. Legeerimise tugevuse suurenemisega langeb sageli anodeerimise kvaliteet. See on tingitud lisatud elementidest, nagu vask ja tsink.

Miks teised sarjad vaevlevad

2xxx ja 7xxx seeria sulamid sisaldavad vaske ja tsinki. Need elemendid ei oksüdeeru ühtlaselt. Anodeerimise käigus moodustuvad neist tumedad laigud või nõrgad kohad. See halvendab välimust ja vähendab korrosioonikindlust.

5xxx sulamid sisaldavad rohkem magneesiumi. Neid on võimalik anodeerida, kuid värvi kontrollimine on raskem. Paksemates kiledes võivad need olla hallid või hägused.

Tarnija seisukohast on anodeerimise puhul kõige ohutum soovitus endiselt 6063 või kontrollitud 6061.

Kuidas mõjutab sulami puhtus oksüüdikihi kvaliteeti?

Paljud ostjad eeldavad, et anodeerimine on katmine. See ei ole nii. Tegemist on alusmetalli kontrollitud oksüdeerimisega. See tähendab, et puhtus on oluline iga mikroni puhul.

Kõrgem sulami puhtusaste tagab tihedama ja ühtlasema oksiidikihi, kuna vähem lisandeid häirib oksiidi kasvu ja elektrivoolu voolu anodeerimise ajal.

Puhtus ei tähenda ainult puhtat alumiiniumi. See tähendab soovimatute elementide kontrollitud piiranguid. Raud, vask ja tsink on kõige levinumad probleemid.

Lõhnaainete roll

Anodeerimise ajal voolab alumiiniumi pinnal vool. Oksiid kasvab ülespoole ja sissepoole. Lisandid takistavad seda voolu. Takistuse korral muutub oksiidi paksus ebaühtlaseks.

Tavalised lisandite mõjud:

• Raud tekitab tumedaid triipe
• Vask põhjustab musti laike
• Tsink vähendab korrosioonikindlust
• Plii tekitab pisikesi auke

Isegi väikesed kogused on olulised. 0,05 protsendiline muutus vase sisalduses võib muuta lõpliku värvi.

Mikrostruktuuri ühtlus

Puhtus mõjutab ka tera struktuuri. Puhta sulami puhul moodustuvad ekstrusiooni käigus peened ja ühtlased terad. Need terad reageerivad anodeerimisvoolule ühtlaselt.

Halb puhtus viib järgnevani:

• Segatud terade suurus
• Segregatsiooniribad
• Ebavõrdne söövitamine
• Ebamäärased värvitoonid

Seetõttu võivad kaks profiili, millel on sama sulami nimetus, anodeerida erinevalt, kui need on pärit erinevatest tehasest.

Praktilised puhtuse juhised ostjatele

Need piirangud on rangemad kui standardse sulami spetsifikatsioonid. Need peegeldavad tegelikku anodeerimise tulemuslikkust, mitte ainult keemilist vastavust.

Tegelikest tootmisliinidest pärit rangem puhtuse kontroll vähendab tagasilükkamise määra. Samuti lühendab see anodeerimistsükli kohandamist.

Kas kõrge tugevusega sulamid on võimalik tõhusalt anodeerida?

Kõrge tugevusega kaasnevad sageli varjatud kulud. Anodeerimine on üks neist. Paljud insenerid küsivad, kas tugevus ja välimus võivad üheaegselt eksisteerida.

Kõrge tugevusega alumiiniumsulamid on anodeeritavad, kuid tulemused on sageli piiratud värvi ühtluse, kihi terviklikkuse ja korrosioonikindluse osas võrreldes keskmise tugevusega sulamitega.

Alumiiniumi tugevus tuleneb tavaliselt vasest, tsingist või mõlemast. Need elemendid mõjutavad anodeerimise keemiat.

Tüüpilised probleemid kõrge tugevusega sulamite puhul

Kõrge tugevusega sulamid, nagu 2024 ja 7075, näitavad ühiseid probleeme:

• Tume või ebaühtlane värv
• Servade põlemine
• Vähendatud oksiidi adhesioon
• Kõrgemad tagasilükkamise määrad

Need probleemid ei ilmne alati väikestes valimites. Need ilmnevad sageli masstootmises.

Kui kõrge tugevusega sulamite anodeerimine on mõttekas

On juhtumeid, kus anodeerimine on endiselt vajalik:

• Lennundus- ja kosmosevaldkonna komponendid
• Sõjaline varustus
• Funktsionaalne korrosioonikaitse
• Elektrilise isolatsiooni vajadused

Sellistel juhtudel tuleb ootusi kohandada. Selge anodeerimine toimib paremini kui värviline anodeerimine. Õhukesed kiled toimivad paremini kui paksud kiled.

Protsesside kohandused, mis aitavad

Tulemuste parandamiseks:

• Kasutage madalamat voolutugevust
• Kohaldage pikemaid käivitumisajaid
• Valige ainult väävelhappe anodeerimine
• Vältige orgaanilisi värvaineid

Isegi kohandustega jäävad tulemused 6xxx seeria tulemustest halvemaks.

Tugevus versus anodeerimine kompromiss

Seda kompromissi tuleb arutada juba projekteerimise varases etapis. Paljud ümberprojekteerimised toimuvad liiga hilja, kuna seda küsimust ignoreeritakse.

Millised pinnatöötlused peavad eelnema anodeerimisele?

Anodiseerimine ei andesta vigu. Pinnatöötlus loob aluse kõigele järgnevale.

Pinnatöötlus, nagu rasva eemaldamine, leeliselise söövitamine ja mustuse eemaldamine, peab toimuma enne anodeerimist, et tagada puhas ja reaktiivne alumiiniumipind ühtlase oksiidi kasvu jaoks.

Ettevalmistuste vahelejätmine või kiirustamine põhjustab püsivaid defekte. Pärast anodeerimist ei ole vigu enam võimalik parandada.

Rasvatustamine

Ekstrusioonid kannavad endaga kaasas ekstrusioonist ja käitlemisest pärit õlisid. Need õlid blokeerivad anodeerimisvoolu.

Rasva eemaldamine eemaldab:

• Määrdeained
• Sõrmejäljed
• Pakendijäägid

Võib kasutada nii leeliselist kui ka lahustipõhist rasvatustamist. Kontrollige hoolikalt aega, et vältida plekkide tekkimist.

Aluseline söövitamine

Söövitamine eemaldab pinnalt oksiidid ja väikesed kriimustused. Samuti tasandab see ekstrusioonijäljed.

Õige söövitamise mõju:

• Ühtlane matt pind
• Vähendatud surnud jooned
• Parem värvi imendumine

Üle-etsimine põhjustab mõõtmete kadu ja apelsinikoore tekstuuri.

Desmutting

Pärast söövitamist jäävad järele sulamijäägid. Neid nimetatakse mustuseks. Mustuse eemaldamine kõrvaldab need.

See samm on oluline järgmistel põhjustel:

• Vase eemaldamine
• Rauaosakeste eemaldamine
• Tsinkijääkide eemaldamine

Lämmastikhappepõhine desmuttimine on levinud.

Pinna ettevalmistamise protsess

Iga samm tugineb eelmisele. Halb kontroll alguses tekitab hiljem nähtavaid defekte.

Pikaajalistest tootmisandmetest nähtub, et enamik anodeerimisega seotud kaebusi on seotud ettevalmistusega, mitte anodeerimismahutitega.

Kokkuvõte

Õige sulami valik ning puhtuse ja ettevalmistuse kontrollimine määravad anodeerimise edukuse. Keskmise tugevusega, puhtad 6xxx sulamid koos sobiva pinnatöötlusega tagavad stabiilsed, korratavad tulemused suuremahulistes ekstrusiooniprojektides.