Eloxovaný náter: čo to je, kde sa nanáša, ako sa vyrába

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Eloxovanie je elektrolytický proces, ktorý sa používa na zväčšenie hrúbky vrstvy prírodných oxidov na povrchu produktov. Táto technológia dostala svoje meno vďaka tomu, že spracovaný materiál sa používa ako anóda v elektrolyte. V dôsledku tejto operácie sa zvyšuje odolnosť materiálu voči korózii a opotrebovaniu a povrch je tiež pripravený na aplikáciu základného náteru a farby.

Aplikácia dodatočných ochranných vrstiev po eloxovaní kovu je vykonaná oveľa lepšie ako pôvodný materiál. Samotný eloxovaný náter v závislosti od spôsobu jeho aplikácie môže byť pórovitý, dobre absorbujúci farbivá, alebo tenký a transparentný, zvýrazňujúci štruktúru pôvodného materiálu a dobre odrážajúci svetlo. Vytvorený ochranný film je dielektrikum, to znamená, že nevedie elektrický prúd.

Prečo sa to robí

V prípade potreby sa používa eloxovaný povrchposkytujú ochranu proti korózii a zabraňujú zvýšenému opotrebovaniu kontaktných častí mechanizmov a zariadení. Spomedzi ostatných spôsobov povrchovej ochrany kovov patrí táto technológia k najlacnejším a najspoľahlivejším. Najbežnejšie použitie eloxovania je na ochranu hliníka a jeho zliatin. Ako viete, tento kov, ktorý má také jedinečné vlastnosti, ako je kombinácia ľahkosti a pevnosti, má zvýšenú náchylnosť na koróziu. Táto technológia bola vyvinutá aj pre množstvo iných neželezných kovov: titán, horčík, zinok, zirkónium a tantal.

Niektoré funkcie

Skúmaný proces okrem zmeny mikroskopickej textúry na povrchu mení aj kryštálovú štruktúru kovu na hranici ochranného filmu. Pri veľkej hrúbke eloxovaného povlaku má však samotná ochranná vrstva spravidla výraznú pórovitosť. Preto, aby sa dosiahla korózna odolnosť materiálu, je potrebné jeho dodatočné utesnenie. Hrubá vrstva zároveň poskytuje zvýšenú odolnosť proti opotrebeniu, oveľa viac ako farby alebo iné nátery, ako je striekanie. Keď sa pevnosť povrchu zvyšuje, stáva sa krehkejším, to znamená, že je náchylnejší na praskanie spôsobené tepelným, chemickým a nárazovým praskaním. Trhliny v eloxovanom povlaku počas razenia nie sú v žiadnom prípade zriedkavým javom a vyvinuté odporúčania tu nie vždy pomôžu.

Vynález

Prvé zdokumentovanézaznamenané použitie eloxovania sa vyskytlo v roku 1923 v Anglicku na ochranu častí hydroplánov pred koróziou. Spočiatku sa používala kyselina chrómová. Neskôr sa v Japonsku začala používať kyselina šťaveľová, ale dnes sa vo väčšine prípadov používa klasická kyselina sírová na vytvorenie eloxovaného povlaku v zložení elektrolytu, čo výrazne znižuje cenu procesu. Technológia sa neustále zdokonaľuje a vyvíja.

Hliník

Eloxované na zlepšenie odolnosti proti korózii a prípravu na lakovanie. A tiež v závislosti od použitej technológie buď na zvýšenie drsnosti, alebo na vytvorenie hladkého povrchu. Zároveň eloxovanie samo o sebe nie je schopné výrazne zvýšiť pevnosť výrobkov vyrobených z tohto kovu. Keď sa hliník dostane do kontaktu so vzduchom alebo akýmkoľvek iným plynom obsahujúcim kyslík, kov prirodzene vytvorí na svojom povrchu vrstvu oxidu s hrúbkou 2-3 nm a na zliatinách jeho hodnota dosahuje 5-15 nm.

Hrúbka eloxovaného hliníkového povlaku je 15-20 mikrónov, to znamená, že rozdiel predstavuje dva rády (1 mikrón sa rovná 1000 nm). Zároveň je táto vytvorená vrstva rozdelená v rovnakých pomeroch, relatívne povedané, vo vnútri a mimo povrchu, to znamená, že zväčšuje hrúbku dielu o ½ veľkosti ochrannej vrstvy. Hoci anodizácia vytvára hustý a rovnomerný povlak, mikroskopické trhliny v ňom prítomné môžu viesť ku korózii. Okrem toho samotná povrchová ochranná vrstva podlieha chemickému rozkladu.v dôsledku vystavenia prostrediu s vysokou kyslosťou. Na boj proti tomuto javu sa používajú technológie, ktoré znižujú počet mikrotrhlín a zavádzajú stabilnejšie chemické prvky do zloženia oxidu.

Aplikácia

Obrobené materiály sú široko používané. Napríklad v letectve mnohé konštrukčné prvky obsahujú skúmané hliníkové zliatiny, rovnaká situácia je aj pri stavbe lodí. Dielektrické vlastnosti eloxovaného povlaku predurčili jeho použitie v elektrotechnických výrobkoch. Výrobky vyrobené zo spracovaného materiálu možno nájsť v rôznych domácich spotrebičoch, vrátane prehrávačov, svetiel, fotoaparátov, smartfónov. V každodennom živote sa používa eloxovaný železný povlak, presnejšie jeho podrážky, čo výrazne zlepšuje jeho spotrebiteľské vlastnosti. Pri varení je možné použiť špeciálne teflónové povlaky, aby sa jedlo nepripálilo. Zvyčajne sú takéto kuchynské potreby dosť drahé. Avšak neeloxovaná hliníková panvica je schopná poskytnúť riešenie rovnakého problému. Zároveň za nižšie náklady. V stavebníctve sa eloxovaný náter profilov používa na montáž okien a iné potreby. Farebné detaily navyše priťahujú pozornosť dizajnérov a umelcov, používajú sa v rôznych kultúrnych a umeleckých predmetoch po celom svete, ako aj pri výrobe šperkov.

Technológia

Špeciálne obchody na galvanické pokovovanie aodvetvia, ktoré sú považované za „špinavé“a škodlivé pre ľudské zdravie. Odporúčania pre postup doma, propagované v niektorých zdrojoch, by sa preto mali brať s mimoriadnou opatrnosťou, napriek zdanlivej jednoduchosti opísaných technológií.

Eloxovaný povlak je možné vytvoriť niekoľkými spôsobmi, ale všeobecný princíp a postupnosť práce zostáva klasická. Pevnosť a mechanické vlastnosti získaného materiálu v skutočnosti závisia od samotného zdrojového kovu, od charakteristík katódy, sily prúdu a zloženia použitého elektrolytu. Je potrebné zdôrazniť, že v dôsledku postupu sa na povrch neaplikujú žiadne ďalšie látky a ochranná vrstva sa vytvára transformáciou samotného východiskového materiálu. Podstatou galvanického pokovovania je vplyv elektrického prúdu na chemické reakcie. Celý proces je rozdelený do troch hlavných etáp.

Prvá fáza – príprava

V tejto fáze je produkt dôkladne vyčistený. Povrch je odmastený a vyleštený. Potom je tu takzvané leptanie. Uskutočňuje sa umiestnením produktu do alkalického roztoku, po ktorom nasleduje premiestnenie do kyslého roztoku. Tieto procedúry sú ukončené preplachovaním, pri ktorom je mimoriadne dôležité odstrániť všetky chemické zvyšky, vrátane ťažko dostupných miest. Konečný výsledok do značnej miery závisí od kvality prvej fázy.

Druhá fáza – elektrochémia

V tejto fáze sa skutočne vytvára eloxovaný hliníkový povlak. Starostlivo pripravený obrobokzavesené na konzolách a spustené do kúpeľa s elektrolytom, umiestneného medzi dve katódy. Pre hliník a jeho zliatiny sa používajú katódy vyrobené z olova. Zvyčajne zloženie elektrolytu zahŕňa kyselinu sírovú, ale môžu sa použiť aj iné kyseliny, napríklad šťaveľová, chrómová, v závislosti od budúceho účelu obrábanej časti. Kyselina šťaveľová sa používa na vytváranie izolačných povlakov rôznych farieb, kyselina chrómová sa používa na spracovanie častí, ktoré majú zložitý geometrický tvar s otvormi s malým priemerom.

Čas potrebný na vytvorenie ochranného povlaku závisí od teploty elektrolytu a od intenzity prúdu. Čím vyššia je teplota a nižší prúd, tým rýchlejší je proces. V tomto prípade je však povrchový film dosť pórovitý a mäkký. Na získanie tvrdého a hustého povrchu sú potrebné nízke teploty a vysoká prúdová hustota. Pre síranový elektrolyt je teplotný rozsah od 0 do 50 stupňov a špecifická sila prúdu je od 1 do 3 ampérov na štvorcový decimeter. Všetky parametre pre tento postup boli vypracované v priebehu rokov a sú obsiahnuté v príslušných pokynoch a normách.

Tretia fáza – konsolidácia

Po dokončení elektrolýzy je eloxovaný produkt fixovaný, to znamená, že póry v ochrannom filme sú uzavreté. To sa dá dosiahnuť umiestnením ošetreného povrchu do vody alebo do špeciálneho roztoku. Pred touto fázou je možné efektívne natrieť diel, pretože prítomnosť pórov umožní dobrú absorpciu.farbivo.

Vývoj technológie eloxovania

Na získanie vysoko odolného oxidového filmu na povrchu hliníka bola vyvinutá metóda využívajúca komplexné zloženie rôznych elektrolytov v určitom pomere v kombinácii s postupným zvyšovaním hustoty elektrického prúdu. Používa sa akýsi „koktail“z kyseliny sírovej, vínnej, šťaveľovej, citrónovej a boritej a sila prúdu v procese sa postupne päťnásobne zvyšuje. Vďaka tomuto efektu sa mení štruktúra poréznej bunky ochrannej oxidovej vrstvy.

Zvláštne treba spomenúť technológiu zmeny farby eloxovaného predmetu, ktorú je možné vykonať rôznymi spôsobmi. Najjednoduchšie je umiestniť diel do roztoku s horúcim farbivom bezprostredne po eloxovaní, teda pred treťou fázou procesu. O niečo zložitejší je proces farbenia s použitím prísad priamo do elektrolytu. Aditíva sú zvyčajne soli rôznych kovov alebo organických kyselín, čo vám umožňuje získať najrozmanitejšiu škálu farieb – od úplne čiernej až po takmer akúkoľvek farbu z palety.