Обзор анодирования алюминия

Процесс анодирования (иногда известный как анодирование) превращает поверхность алюминия в более толстый и однородный оксидный слой посредством электролитического процесса.

Электрохимическое анодирование позволяет получить поверхность оксида алюминия, которая имеет:

• Устойчивость к коррозии

• Приятный внешний вид

• Износостойкость

• Улучшенная адгезия краски или клея.

• Улучшенная смазывающая способность

• Улучшенная адгезия гальванического покрытия

В этой статье речь пойдет об анодировании алюминия. Однако анодированию можно подвергнуть и другие металлы, в том числе сплавы магния, титана и алюминия. Существует несколько типов отделки анодированного алюминия, включая прозрачный анодированный алюминий, черный анодированный алюминий и твердый анодированный алюминий. Существуют также некоторые часто используемые типы анодирования: тип I, тип II и тип II.

С помощью этой статьи вы сможете быстро и точно выбрать подходящую обработку поверхности для вашего алюминиевого профиля.

Что такое анодированный алюминий?

Анодирование — это электрохимический процесс, который превращает металлическую поверхность в декоративное, прочное, устойчивое к коррозии анодированное оксидное покрытие. Алюминий хорошо подходит для анодирования, хотя другие цветные металлы, такие как магний и титан, также можно анодировать.

Как работает процесс анодирования?

Анодирование достигается путем погружения алюминия в ванну с кислым электролитом и пропускания через среду электрического тока. Внутри ванны анодирования установлена ​​катодная трубка; алюминий действует как анод, позволяя ионам кислорода высвобождаться из электролита и соединяться с атомами алюминия на поверхности анодированной детали. Таким образом, анодирование представляет собой строго контролируемую проблему окисления и усиление природного явления.

Доступные типы процессов анодирования алюминия

Чтобы понять, как анодировать алюминий, вам необходимо понять типы алюминия, используемые в процессе анодирования. Военная спецификация МИЛ-ПРФ-8625 Анодирование кислотой серы типа II и анодирование твердого покрытия типа III являются наиболее часто используемыми. Тип II широко известен как обычное анодирование, а тип III известен как прочное или жесткое анодирование.

Тип I – анодирование хромовой кислотой

В процессе анодирования типа I хромовая кислота используется для образования тонкого покрытия на поверхности металлической детали.

Хотя Тип I является самым тонким анодирующим покрытием, оно все равно повышает коррозионную стойкость детали. Однако это также приводит к наименьшему поглощению цвета при окрашивании.

Тип II – Анодирование серной кислотой

В процессе анодирования типа II вместо хромовой кислоты используется серная кислота. Это приводит к получению немного более толстого поверхностного слоя на алюминиевой детали.

Анодирование серной кислотой типа II имеет толщину от 0,0002 до 0,001 дюйма и больше подходит для окрашенных деталей.

Тип III – Анодирование твердого покрытия 

Это часто называют"жесткое анодирование"а также использует сернокислотный метод. Однако он дает более толстый (>0,001 дюйма) анодированного слоя, чем тип II. Анодированные детали с твердым покрытием обладают наилучшей износостойкостью и способностью к образованию пятен. Однако он может быть не идеальным для деталей с очень жесткими допусками.

Какой тип анодирования выбрать? В чем разница?

• Тип I использует хромовую кислоту для образования тонкого покрытия на поверхности металлических деталей. Именно здесь необходимы коррозионная стойкость и некоторая степень износостойкости, например, при производстве сильно утомляемых деталей конструкций самолетов.

  
  

• При анодировании типа II используется серная кислота для образования немного более толстого поверхностного слоя на алюминиевых деталях. Его применение находится в производстве потребительских товаров, кухонной утвари, архитектурных алюминиевых деталей и промышленных алюминиевых деталей.

  
  

• Тип III аналогичен Типу II, но с более толстым антикоррозийным слоем. Это делает его идеальным для деталей, которые должны выдерживать экстремальные температуры и химическое воздействие. Например, военные используют его для производства прочных металлических деталей, часто используемых в компонентах огнестрельного оружия, шестернях, клапанах и многих других деталях, скользящих друг против друга.

Все типы клеев обеспечивают лучшее сцепление краски и других клеев, чем голый алюминий. Помимо процесса анодирования, некоторые детали, возможно, потребуется окрасить, загерметизировать или обработать другими материалами, например сухой пленочной смазкой. Если деталь подлежит окраске, это считаетсяТип2, а неокрашенная частьТип1.

Как покрасить детали из анодированного алюминия?

Структура анодированного оксида возникает из алюминиевой подложки и полностью состоит из оксида алюминия. Вместо того, чтобы наноситься на поверхность, как краска или покрытие, этот оксид алюминия полностью интегрирован с алюминиевой подложкой под ней, поэтому он не отслаивается и не отслаивается. Он имеет высокоупорядоченную пористую структуру, которая позволяет проводить вторичную обработку, такую ​​как окраска и герметизация.

После нанесения красителя поры можно закрыть, позволяя цвету закрепиться в оксидном слое. Поскольку краситель теперь является частью этого пассивного слоя, он не выцветает и не отслаивается, обеспечивая прочное, долговечное и элегантное покрытие.

Улучшает ли анодирование теплоотдачу?

Да, это так. Если предмет горячее, чем его окружение, он начнет остывать. Чем больше площадь поверхности горячего предмета, тем быстрее он рассеивает тепло. Анодированный алюминий имеет большую площадь поверхности, чем необработанный алюминий, и поэтому более эффективно отдает тепло.

Эта улучшенная теплопроводность или рассеивание тепла обусловлена ​​улучшенной конвективной теплопередачей и повышенной излучательной способностью. Конвективная теплопередача — это передача тепла между поверхностью и окружающим воздухом, на которую в первую очередь влияет конструкция и, в меньшей степени, анодирование.

Лучистая теплопередача, также известная как излучательная способность, происходит между двумя поверхностями и может быть значительно улучшена путем анодирования. Это свойство делает анодированный алюминий хорошо подходящим для небольших радиаторов, как описано в нашей статье о радиаторах из анодированного алюминия.

Имеет ли анодированный алюминий высокую проводимость?

Нет это не так. Сам алюминий обладает высокой проводимостью; однако оксидный слой имеет физические и химические свойства, аналогичные керамике. Одним из основных свойств керамики является электроизоляция.

Листы анодированного алюминия по-прежнему способны обеспечивать ограниченную проводимость при контакте, поскольку оксидный слой очень тонкий, но проводимость намного ниже по сравнению с необработанным алюминием. Несмотря на то, что существуют обходные пути, если проводимость является важным аспектом конструкции вашего продукта, вы можете рассмотреть возможность другой обработки поверхности вашего алюминиевого продукта.

Преимущества процесса анодирования

В процессе анодирования естественный слой оксида алюминия заменяется новым, что повышает долговечность деталей, адгезию краски, внешний вид компонентов и устойчивость к коррозии. Он также образует химически стойкое покрытие, устойчивое к агрессивным чистящим средствам. На изображении ниже показаны некоторые детали, которые были анодированы, а затем окрашены в разные цвета.

В процессе анодирования используется кислотная ванна и электрический ток для формирования анодного слоя на исходном материале. Проще говоря, мы создаем контролируемый и прочный слой оксида алюминия на наших компонентах, а не полагаемся на тонкий оксидный слой, который естественным образом существует на любой голой алюминиевой поверхности. Это похоже на воронение, паркерцирование, пассивацию и другие обработки поверхности конверсионными покрытиями, используемые для защиты от коррозии и упрочнения поверхности.

Типичные применения деталей из анодированного алюминия

Анодированная краска имеет широкий спектр применения, но одно из наиболее распространенных — эстетическое, поскольку с ее помощью можно окрашивать компоненты в различные цвета.

Верхний флэш-накопитель имеет класс 1 (неокрашенный), поэтому анодированное покрытие выглядит чистым и почти соответствует цвету основного сплава. Нижний флэш-накопитель окрашен в ярко-синий цвет. Другой пример — резьбовой адаптер, представленный ниже, анодированный и окрашенный в черный цвет.

Покрытие резьбового адаптера не является износостойким, что указывает на то, что оно покрыто тонким анодированным покрытием типа II или что производственный процесс плохо контролировался.

В качестве четвертого примера у нас есть анодированные радиаторы, показанные ниже.

Анодные покрытия могут повысить эффективность радиаторов за счет увеличения излучательной способности поверхности на порядок, улучшая тем самым радиационную теплопередачу.

Ниже мы видим матовый черный клапан, имеющий относительно качественный анодный слой. Также обратите внимание на привлекательный логотип, выгравированный лазером, который хорошо контрастирует с остальной частью компонента. Логотип обычно выгравирован через анодный слой, а не напечатан на поверхности детали, что повышает долговечность и экономит затраты и технологические операции.

Анодированный алюминий идеально подходит для наружных вывесок, поскольку он легкий, устойчивый к коррозии и более прочный, чем краска. На анодированную поверхность можно легко нанести трафаретную печать или покрыть светоотражающими материалами, как на примере наружной вывески ниже:

Хотя мы обсудили широкий спектр применений, мы едва коснулись всех потенциальных применений анодированного алюминия. Если вам нужна дополнительная информация и примеры, мы рекомендуем вам ознакомиться с Советом по анодированию алюминия. Веб-сайт.

Стоит ли анодировать алюминиевые профили?

Выбор того, анодировать или нет алюминиевые профили, зависит от предполагаемого применения продукта. Как подчеркивается в этой статье, анодирование имеет как преимущества, так и недостатки.

Допустим, вас больше всего беспокоит устойчивость к коррозии и очень красивый металлический внешний вид, или вы хотите улучшить излучательную способность или адгезию грунтовки или клея. В этом случае анодирование может быть хорошим выбором для отделки экструдированных изделий.

Однако если электропроводность важна или заготовке предстоит пройти дальнейшие процессы формования, анодирование может быть не лучшим выбором. Это может привести к растрескиванию оксидного слоя. Анодирование также немного увеличивает размер заготовки. Поэтому не рекомендуется, если вы работаете с очень жесткими допусками по размерам.

Если вы ищете альтернативу анодированию, вы можете рассмотретьпорошковое покрытиекак способ отделки алюминиевых изделий, придания им яркого цвета. Если матовая поверхность подходит для вашего применения и вам нужна более высокая долговечность и защита от выцветания под воздействием ультрафиолета, вы можете рассмотреть возможность нанесения покрытия ПВДФ на ваши алюминиевые изделия.

Часто задаваемые вопросы

• Как работает процесс анодирования алюминия?

Процесс анодирования превращает поверхность алюминия в более толстый, прочный и однородный оксидный слой посредством электрохимического процесса. Пористая структура полученной поверхности обеспечивает улучшенное сцепление краски и клея, адгезию покрытия, улучшенный отвод тепла, а также позволяет осуществлять вторичные инъекции смазочных материалов и красителей.

• В какие цвета можно анодировать алюминий?

Большинства цветов можно добиться, используя красители в процессе анодирования или нанося последующую окраску (например, для получения чистого белого цвета).

Существует множество методов анодирования, включая электролитическое окрашивание, окраску погружением, интегральную окраску и интерференционную окраску (см. раздел «Методы окраски»). Возможные цвета анодирования: черный, синий, сине-серый, коричневый, золотой, серый, зеленый, оливковый, розовый, красный, фиолетовый и желтый. Некоторые процессы позволяют получить цвета, устойчивые к ультрафиолетовому излучению. Некоторые процессы создают цвета, вызванные эффектами оптической интерференции, а некоторые — рассеянием света.

Важно отметить, что для некоторых цветов могут потребоваться специальные химические реагенты и более сложная обработка, поэтому необходимо также учитывать стоимость и осуществимость.

• Как выглядит прозрачный анодированный алюминий?

Прозрачный анодированный алюминий имеет однородную прозрачную пленку, обеспечивающую повышенную устойчивость к коррозии и износу. Цвет пленки варьируется от очень светлого до темно-серого по мере увеличения толщины покрытия.

Прозрачный анодированный алюминий сочетает в себе прочность металла со стеклоподобным полупрозрачным качеством, обеспечивая уникальный эстетический и функциональный выбор материала для дизайна и производства.

• Какой тип анодирования выбрать?

Большинство обрабатываемых деталей анодированы по типу II (или"общепринятый") анодирование серной кислотой и твердое покрытие типа III или"жесткий"анодирование серной кислотой в соответствии с военной спецификацией МИЛ-ПРФ-8625. При анодировании типа I используется экологически вредная хромовая кислота, которая редко указывается.

Вы можете обсудить конкретные детали обработки, включая толщину оксидной пленки, цвет, процесс обработки и соответствующие стандарты качества, с вашим поставщиком или профессиональным техническим специалистом, чтобы гарантировать, что конечный продукт соответствует вашим ожиданиям и требованиям.

• Сколько стоит анодирование алюминия?

Стоимость зависит от толщины покрытия, типа анодирования, услуг вторичной отделки, геометрии детали и размера партии.

• Изнашивается ли анодирование?

Анодирование долговечно, поскольку оно является частью основного алюминиевого материала. Однако он изнашивается от истирания, а цвет может потускнеть от длительного пребывания на открытом воздухе. Твердое анодирование типа III сохраняет цвет и износостойкость дольше, чем тип II.