Hogyan kell eloxálni az alumíniumot?

Valaha azt hittem, hogy az alumínium eloxálása olyan munka, amelyet csak a gyárak tudnak elvégezni. De miután tanulmányoztam a lépéseket, megtanultam, hogy a megfelelő beállításokkal bárki megértheti, hogyan működik.

Az alumínium eloxálása egy többlépcsős elektrokémiai folyamat, amely megvastagítja a természetes oxidréteget, javítva a korrózióállóságot, a tartósságot és a felületet.

Miután megértettem a teljes folyamatot - a tisztítástól a tömítésig - végre megértettem, miért használják olyan széles körben a repülőgépiparban, az építőiparban és a fogyasztói elektronikában.

Mik a lépések az alumínium eloxálásához?

Amikor először néztem meg az eloxálást, zavarosnak tűnt. Túl sok vegyszer, lépés és vezeték. De aztán egyszerű fázisokra bontottam.

Az eloxálási folyamat magában foglalja a tisztítást, a maratást, az eloxálást, a savas fürdőben történő eloxálást, az opcionális színezést és a tömítést.

Íme egy lépésről-lépésre történő áttekintés arról, hogy mit teszek egy alumínium alkatrész előkészítésekor és eloxálásakor.

1. Tisztítás

Az alumínium felület tisztításával kezdem, hogy eltávolítsam a zsírt, a szennyeződéseket és az oxidációt. Általában zsírtalanítót vagy enyhe lúgos tisztítószert használok. Ez a lépés kritikus, mert a maradékok tönkretehetik az eloxált felületet.

• Közös tisztítószerek: mosogatószer, Simple Green vagy trinátrium-foszfát
• Alaposan öblítse ki tiszta vízzel

2. Vésés

Ezután az alumíniumot nátrium-hidroxid oldattal maratom. A maratás eltávolít egy vékony réteget a felületről, és segít kiegyenlíteni a karcolásokat vagy hibákat.

• Megoldás: 5-10% NaOH (lúg) vízzel keverve
• Idő: 3-5 perc
• Maratás után mindig öblítse le

A maratás enyhén matt felületet hoz létre, és egységes alapot ad az eloxált rétegnek.

3. Kiszemezelés

A maratás után gyakran fekete vagy szürke maradvány (folt) marad vissza. Az alkatrészt salétromsavas oldatba mártom, hogy feloldjam ezt a maradékot.

• Megoldás: 20-30% salétromsav vízzel keverve
• Idő: 1-2 perc
• Alaposan öblítse ki

Ez a lépés különösen fontos a rezet, szilíciumot vagy cinket tartalmazó alumíniumötvözetek esetében.

4. Anodizálás (elektrolízis fázis)

Itt van a folyamat igazi lényege. A megtisztított alkatrészt kénsavas elektrolitba merítem, és egyenáramot vezetek át rajta. Az alumínium alkatrész lesz az anód (+), és egy ólom vagy alumínium katód (-) zárja az áramkört.

• Megoldás: 15-20% kénsav + desztillált víz
• Feszültség: 12-18 volt (DC)
• Jelenlegi: 0,03-0,06 amper/négyzetcentiméter
• Idő: 30-90 perc
• Hőmérséklet: 15-25°C (60-75°F) a legtöbb felületkezelésnél

Az elektrolízis során felszabaduló oxigén reakcióba lép az alumíniummal, és porózus oxidréteget képez. Ez a réteg az, amit később megfestenek vagy lezárnak.

5. Opcionális színezés

Ha egy adott színt szeretnék, akkor az alkatrészt közvetlenül az eloxálás után festem be. A festék bejut a porózus felületbe és kémiailag kötődik.

• Színezékek: anilin-, fémsó-alapú vagy szövetfestékek
• Idő: 5-15 perc fűtött festékfürdőben
• Zárás előtt jól öblítse ki

6. Tömítés

A festék vagy átlátszó bevonat rögzítése és az oxidréteg védelme érdekében az alkatrészt forró vízbe vagy nikkel-acetát oldatba merítve zárom le.

• Forrásban lévő víz módszer: 20-30 perc
• Hideg nikkel tömítés: gyorsabb, de kevésbé tartós

Ez az utolsó lépés döntő fontosságú a korrózióállóság és a felület tartóssága szempontjából.

Eloxálási folyamat összefoglaló táblázata

Milyen megoldásokat használnak az alumínium eloxálásához?

Amikor először olvastam az anodizálásról, elborítottak a kémiai nevek. De kiderült, hogy a lista nem is olyan hosszú - és a legtöbbet könnyű megtalálni.

Az eloxálás legfontosabb oldatai közé tartozik a kénsav az eloxáláshoz, a nátrium-hidroxid a maratáshoz, a salétromsav a salaktalanításhoz és a víz a tömítéshez.

Itt van egy lista arról, hogy mit használok:

1. Kénsav (h-sO?)

Ez a II. típusú eloxáláshoz használt szabványos elektrolit. Én desztillált vízzel hígítom körülbelül 15-20% térfogatra.

• Porózus oxidréteget hoz létre
• Stabil hőmérséklet-szabályozást igényel
• Kapható vegyianyag-ellátó üzletekben

2. Nátrium-hidroxid (NaOH)

Ezt az alumínium maratására használják. Lebontja az oxidréteget és a felületi karcolásokat.

• Erősen maró
• Kemencetisztítókban és lefolyótisztítókban használatos
• Legjobb 5-10% hígításban használni

3. Salétromsav (HNO?)

Maratás utáni alumínium, különösen a rézzel vagy cinkkel ötvözött alumínium csiszolására szolgál.

• Feloldja a maradék nem alumíniummaradványokat
• Erős oxidálószer
• Óvatosan kell kezelni

4. Nikkel-acetát vagy forrásban lévő víz

Tömítésre én a következőket használom:

• Forrásban lévő desztillált víz (95-100°C) 20-30 percig
• Hideg nikkel tömítés (75-90°F) rövidebb kezelési idővel

Mindkettő lezárja a pórusokat és javítja a korrózióállóságot.

Kémiai megoldások táblázat

Mennyi ideig maradjon az alumínium a savas fürdőben?

Amikor először eloxáltam alumíniumot, nem tudtam, hogy meddig kell hagyni. Találgattam - és az eredmény egyenetlen lett. Később megtanultam, hogy minden egyes alkatrész mérete és célja befolyásolja az időzítést.

A standard eloxáláshoz (II. típus) az alumíniumnak 30-90 percig kell a savfürdőben maradnia, az áramsűrűségtől és a kívánt oxidvastagságtól függően.

Így döntöm el, hogy mennyi ideig kell eloxálni:

• Vékony bevonatok (5-10 mikron): 30 perc
• Standard bevonatok (10-25 mikron): 45-60 perc
• Kemény bevonatok (III. típus, 25-100 mikron): alacsonyabb hőmérsékleten legfeljebb 2 óra

Az időt befolyásoló tényezők

• Áramsűrűség: A nagyobb áram gyorsabb oxidnövekedést jelent. Én körülbelül 0,03 amper/négyzetcentimétert használok.
• Saverősség: Az erősebb sav felgyorsíthatja a folyamatot.
• Hőmérséklet: Az alacsonyabb hőmérséklet lassítja a reakciót, de javítja a rétegkeménységet.

Kisebb alkatrészek esetében gyakran 45 percnél kezdem, és a lezárás előtt ellenőrzöm a felületet.

Hogyan érhető el a tiszta eloxált felület?

Mindig is tetszett a természetes alumínium tiszta, csiszolt megjelenése. Kíváncsi voltam, hogyan lehet ezt a megjelenést szín nélkül megtartani.

A tiszta eloxált felület eléréséhez nagy tisztaságú alumíniumot, ellenőrzött kénsavas fürdőt és megfelelő, festékanyag nélküli tömítési módszert használok.

A következőkre összpontosítok:

1. Nagy tisztaságú alumínium használata

A kevesebb rezet, szilíciumot vagy cinket tartalmazó ötvözetek jobb eredményeket adnak. Én jobban szeretem:

• 6063 (kiváló kivitelben)
• 5052 (jó szilárdság és megjelenés)

Kerülje a 2024-es vagy 7075-öst, amelyek eloxáláskor sötétednek.

2. Következetes felület előkészítés

Az eloxálás előtt mechanikusan polírozom vagy kefével átfésülöm az alumíniumot, ha szatén vagy fényvisszaverő felületet szeretnék. Ezután a szokásos módon tisztítom és maratom.

3. A fürdő hőmérsékletének és feszültségének szabályozása

A fürdőt hűvösen tartom (~18°C / 65°F) és 12-15 volton tartom. Ez egy tiszta, finom pórusú oxidréteget képez.

4. Ne használjon festéket

A színezési fázist teljesen kihagyom. Az oxidréteg természetes ezüstszürke színű lesz. Ha előtte csiszoltam, akkor fényes marad.

5. Zárja le a felületet

Forró vízben vagy nikkel-acetátban zárom. Ez bezárja a pórusokat, és megakadályozza, hogy később szennyeződések kerüljenek be.

Tiszta eloxálás ellenőrzőlista

Következtetés

Most már értem, hogy az alumínium eloxálása több, mint a fém savba mártása. Ez egy precíz, többlépcsős folyamat, amely átalakítja a felületet. A megfelelő tisztítással, eloxáló oldattal, időzítéssel és tömítéssel mind a kinézetét, mind a teljesítményét szabályozhatom. Akár tiszta felületet, akár merész színt szeretnék, a folyamat ugyanaz marad - gondos, tiszta és következetes.