Salutan anod: apakah itu, di mana ia digunakan, bagaimana ia dibuat

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Penganodisasi ialah proses elektrolitik yang digunakan untuk meningkatkan ketebalan lapisan oksida semula jadi pada permukaan produk. Teknologi ini mendapat namanya kerana fakta bahawa bahan yang diproses digunakan sebagai anod dalam elektrolit. Hasil daripada operasi ini, rintangan bahan terhadap kakisan dan haus meningkat, dan permukaan juga disediakan untuk penggunaan primer dan cat.

Penggunaan lapisan pelindung tambahan selepas anodisasi logam dilakukan dengan lebih baik daripada bahan asal. Salutan anod itu sendiri, bergantung pada kaedah penggunaannya, boleh berliang, menyerap pewarna dengan baik, atau nipis dan telus, menekankan struktur bahan asal dan memantulkan cahaya dengan baik. Filem pelindung yang terbentuk adalah dielektrik, iaitu, ia tidak mengalirkan arus elektrik.

Mengapa ini dilakukan

Kemasan beranod digunakan jika perlumemberikan perlindungan terhadap kakisan dan mengelakkan peningkatan haus pada bahagian mekanisme dan peranti yang bersentuhan. Antara kaedah lain untuk perlindungan permukaan logam, teknologi ini adalah salah satu yang paling murah dan paling boleh dipercayai. Penggunaan anodizing yang paling biasa adalah untuk melindungi aluminium dan aloinya. Seperti yang anda ketahui, logam ini, mempunyai sifat unik seperti gabungan ringan dan kekuatan, mempunyai peningkatan kerentanan terhadap kakisan. Teknologi ini juga telah dibangunkan untuk beberapa logam bukan ferus lain: titanium, magnesium, zink, zirkonium dan tantalum.

Beberapa Ciri

Proses yang dikaji, selain mengubah tekstur mikroskopik pada permukaan, juga mengubah struktur kristal logam di sempadan dengan filem pelindung. Walau bagaimanapun, dengan ketebalan besar salutan anodized, lapisan pelindung itu sendiri, sebagai peraturan, mempunyai keliangan yang ketara. Oleh itu, untuk mencapai rintangan kakisan bahan, pengedap tambahannya diperlukan. Pada masa yang sama, lapisan tebal memberikan peningkatan rintangan haus, lebih banyak daripada cat atau salutan lain, seperti penyemburan. Apabila kekuatan permukaan bertambah, ia menjadi lebih rapuh, iaitu, lebih terdedah kepada keretakan akibat retakan haba, kimia dan kesan. Keretakan pada salutan anod semasa pengecapan bukanlah kejadian yang jarang berlaku, dan pengesyoran yang dibangunkan tidak selalu membantu di sini.

Rekacipta

Pertama didokumenkanpenggunaan anodizing yang direkodkan berlaku pada tahun 1923 di England untuk melindungi bahagian pesawat laut daripada kakisan. Pada mulanya, asid kromik digunakan. Kemudian, asid oksalik digunakan di Jepun, tetapi hari ini, dalam kebanyakan kes, asid sulfurik klasik digunakan untuk mencipta salutan anodized dalam komposisi elektrolit, yang mengurangkan kos proses dengan ketara. Teknologi sentiasa dipertingkatkan dan dibangunkan.

Aluminium

Beranod untuk meningkatkan ketahanan kakisan dan bersedia untuk mengecat. Dan juga, bergantung kepada teknologi yang digunakan, sama ada untuk meningkatkan kekasaran atau untuk mencipta permukaan licin. Pada masa yang sama, anodisasi dengan sendirinya tidak mampu meningkatkan kekuatan produk yang diperbuat daripada logam ini dengan ketara. Apabila aluminium bersentuhan dengan udara atau mana-mana gas lain yang mengandungi oksigen, logam secara semula jadi membentuk lapisan oksida setebal 2-3 nm pada permukaannya, dan pada aloi nilainya mencapai 5-15 nm.

Ketebalan salutan aluminium anod ialah 15-20 mikron, iaitu, perbezaannya ialah dua urutan magnitud (1 mikron bersamaan dengan 1000 nm). Pada masa yang sama, lapisan yang dicipta ini diedarkan dalam perkadaran yang sama, secara relatifnya, di dalam dan di luar permukaan, iaitu, ia meningkatkan ketebalan bahagian sebanyak ½ daripada saiz lapisan pelindung. Walaupun anodisasi menghasilkan salutan yang padat dan seragam, rekahan mikroskopik yang terdapat di dalamnya boleh menyebabkan kakisan. Di samping itu, lapisan pelindung permukaan itu sendiri tertakluk kepada pereputan kimia.disebabkan pendedahan kepada persekitaran yang mempunyai keasidan yang tinggi. Untuk memerangi fenomena ini, teknologi digunakan yang mengurangkan bilangan retakan mikro dan memperkenalkan unsur kimia yang lebih stabil ke dalam komposisi oksida.

Permohonan

Bahan bermesin digunakan secara meluas. Sebagai contoh, dalam penerbangan, banyak elemen struktur mengandungi aloi aluminium yang dikaji, keadaan yang sama adalah dalam pembinaan kapal. Sifat dielektrik salutan anod telah ditentukan terlebih dahulu penggunaannya dalam produk elektrik. Produk yang diperbuat daripada bahan yang diproses boleh didapati dalam pelbagai peralatan rumah, termasuk pemain, lampu, kamera, telefon pintar. Dalam kehidupan seharian, salutan besi anodized digunakan, lebih tepat lagi, tapaknya, yang meningkatkan sifat penggunanya dengan ketara. Semasa memasak, salutan Teflon khas boleh digunakan untuk mengelakkan makanan terbakar. Biasanya peralatan dapur sebegini agak mahal. Walau bagaimanapun, kuali menggoreng aluminium bukan anod mampu memberikan penyelesaian kepada masalah yang sama. Pada masa yang sama, pada kos yang lebih rendah. Dalam pembinaan, salutan anodized profil digunakan untuk memasang tingkap dan keperluan lain. Di samping itu, butiran berwarna-warni menarik perhatian pereka dan artis, ia digunakan dalam pelbagai objek budaya dan seni di seluruh dunia, serta dalam pembuatan barang kemas.

Teknologi

Kedai saduran elektrik khas danindustri yang dianggap "kotor" dan berbahaya kepada kesihatan manusia. Oleh itu, pengesyoran untuk proses di rumah, yang diiklankan dalam beberapa sumber, harus diambil dengan sangat berhati-hati, walaupun teknologi yang diterangkan kelihatan mudah.

Salutan anod boleh dibuat dalam beberapa cara, tetapi prinsip umum dan urutan kerja kekal klasik. Pada masa yang sama, kekuatan dan sifat mekanikal bahan yang diperolehi bergantung pada, sebenarnya, logam sumber itu sendiri, pada ciri-ciri katod, kekuatan semasa dan komposisi elektrolit yang digunakan. Perlu ditekankan bahawa sebagai hasil daripada prosedur, tiada bahan tambahan digunakan pada permukaan, dan lapisan pelindung terbentuk dengan mengubah bahan sumber itu sendiri. Intipati penyaduran elektrik ialah kesan arus elektrik ke atas tindak balas kimia. Keseluruhan proses dibahagikan kepada tiga peringkat utama.

Peringkat pertama - penyediaan

Pada peringkat ini, produk dibersihkan dengan teliti. Permukaan adalah degreased dan digilap. Kemudian terdapat etsa yang dipanggil. Ia dijalankan dengan meletakkan produk dalam larutan alkali, diikuti dengan memindahkannya ke dalam larutan berasid. Prosedur-prosedur ini dilengkapkan dengan pembilasan, di mana sangat penting untuk membuang semua sisa kimia, termasuk kawasan yang sukar dicapai. Keputusan akhir sebahagian besarnya bergantung pada kualiti peringkat pertama.

Peringkat kedua - elektrokimia

Pada peringkat ini, salutan aluminium anod sebenarnya dibuat. Bahan kerja yang disediakan dengan telitidigantung pada kurungan dan diturunkan ke dalam tab mandi dengan elektrolit, diletakkan di antara dua katod. Untuk aluminium dan aloinya, katod yang diperbuat daripada plumbum digunakan. Biasanya komposisi elektrolit termasuk asid sulfurik, tetapi asid lain boleh digunakan, contohnya, oksalik, kromik, bergantung pada tujuan masa depan bahagian mesin. Asid oksalik digunakan untuk mencipta salutan penebat warna yang berbeza, asid kromik digunakan untuk memproses bahagian yang mempunyai bentuk geometri kompleks dengan lubang diameter kecil.

Masa yang diperlukan untuk membuat salutan pelindung bergantung pada suhu elektrolit dan pada kekuatan arus. Semakin tinggi suhu dan semakin rendah arus, semakin cepat prosesnya. Walau bagaimanapun, dalam kes ini, filem permukaan agak berliang dan lembut. Untuk mendapatkan permukaan yang keras dan padat, suhu rendah dan ketumpatan arus yang tinggi diperlukan. Untuk elektrolit sulfat, julat suhu adalah dari 0 hingga 50 darjah, dan kekuatan arus khusus adalah dari 1 hingga 3 ampere setiap desimeter persegi. Semua parameter untuk prosedur ini telah diusahakan selama bertahun-tahun dan terkandung dalam arahan dan piawaian yang berkaitan.

Peringkat ketiga - penyatuan

Selepas elektrolisis selesai, produk anodisasi dibetulkan, iaitu liang-liang dalam filem pelindung ditutup. Ini boleh dilakukan dengan meletakkan permukaan yang dirawat di dalam air atau dalam larutan khas. Sebelum peringkat ini, lukisan bahagian yang berkesan adalah mungkin, kerana kehadiran liang akan membolehkan penyerapan yang baik.pewarna.

Pembangunan teknologi anodisasi

Untuk mendapatkan filem oksida tugas berat pada permukaan aluminium, kaedah telah dibangunkan menggunakan komposisi kompleks pelbagai elektrolit dalam perkadaran tertentu, digabungkan dengan peningkatan beransur-ansur dalam ketumpatan arus elektrik. Sejenis "koktel" asid sulfurik, tartarik, oksalik, sitrik dan borik digunakan, dan kekuatan semasa dalam proses secara beransur-ansur meningkat lima kali ganda. Disebabkan oleh kesan ini, struktur sel berliang lapisan oksida pelindung berubah.

Teknologi menukar warna objek anodisasi perlu diberi perhatian khusus, yang boleh dilakukan dengan cara yang berbeza. Yang paling mudah ialah meletakkan bahagian dalam larutan dengan pewarna panas sejurus selepas prosedur anodizing, iaitu, sebelum peringkat ketiga proses. Proses pewarnaan dengan penggunaan bahan tambahan terus ke dalam elektrolit agak rumit. Bahan tambahan biasanya merupakan garam pelbagai logam atau asid organik, membolehkan anda mendapatkan julat warna yang paling pelbagai - daripada hitam sepenuhnya kepada hampir semua warna daripada palet.