Anodlash - bu metall sirtni bardoshli, korroziyaga-bardoshli va dekorativ anodik oksidli qoplamaga aylantiruvchi elektrokimyoviy jarayon. Bir nechta metallarga nisbatan qo'llanilishi mumkin bo'lsa-da, u ko'pincha alyuminiy bilan bog'liq. Sirtga qatlam qo'shadigan qoplama jarayonlaridan farqli o'laroq, anodlash sirt qatlamini alyuminiy oksidiga (Al₂O₃), juda qattiq, barqaror va gözenekli materialga aylantirish orqali mavjud alyuminiyni yaxshilaydi.
Asosiy tamoyillar va kimyo
Jarayon elektroliz tamoyillaridan foydalanadi:
Anod: alyuminiy qismi anod (musbat elektrod) bo'lib xizmat qiladi.
Katod: inert material (odatda qo'rg'oshin, zanglamaydigan po'lat yoki alyuminiy) katod (salbiy elektrod) bo'lib xizmat qiladi.
Elektrolit: suyultirilgan kislota eritmasi (ko'pincha sulfat kislota, shuningdek, xrom yoki fosfor kislotasi).
Quvvat manbai: to'g'ridan-to'g'ri oqim (DC) qo'llaniladi.
Asosiy reaktsiya:
Anodda (alyuminiy qism): 2Al + 3H₂O → Al₂O₃ + 6H⁺ + 6e⁻
Ushbu reaksiya alyuminiy oksidi qatlamini hosil qiladi, u asosiy metall substratga birlashtiriladi va undan o'sadi. Qatlamning taxminan 67% ichkariga, 33% esa asl sirtdan tashqariga o'sadi.
Standart jarayon bosqichlari
1. Oldindan-davolash
Tozalash: gidroksidi yoki kislotali tozalagichlar yordamida yog'lar, yog'lar va ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlaydi.
Oshlama (ixtiyoriy): Issiq natriy gidroksid eritmasiga botirish, sirtni mikroskopik tarzda qo'pollashtirish orqali bir xil mat, atlas qoplama hosil qiladi. Ushbu qadam kichik sirt kamchiliklarini yo'q qiladi.
Desmutatsiya (-oksidlanish): nitrat yoki sulfat kislota eritmasi yordamida oʻqlangandan keyin qolgan erimaydigan dogʻlarni (mis, kremniy kabi qotishma elementlar) olib tashlaydi. Bu kimyoviy jihatdan toza, faol alyuminiy sirtini ochib beradi.
2. Anodizatsiya vannasi (asosiy jarayon)
Tozalangan qismlar harorat-boshqariladigan elektrolit vannasiga botiriladi.
Ular doimiy tok manbaining musbat terminaliga (anod) ulangan.
Voltaj (odatda II-toifa uchun 12-21V) va oqim zichligi (taxminan . 12-18 A/m² yoki 1-1,5 A/ft²) qotishma va kerakli qoplama qalinligi asosida ehtiyotkorlik bilan nazorat qilinadi.
Oksid qatlamining shakllanishi: Elektr toki elektrolitdan kislorod ionlarini sirtdagi alyuminiy atomlari bilan birlashtirib, gözenekli alyuminiy oksidi qatlamini hosil qiladi.
Qatlamning qalinligi joriy zichlik va jarayon vaqtiga mutanosibdir (odatda standart anodlash uchun 15-60 daqiqa, natijada 5-25 mikron).
3. Davolanishdan keyingi-
Rang berish (ixtiyoriy): Yangi anodlangan qatlam juda gözenekli va singdiruvchan bo'lib, uni rang berish uchun ideal qiladi.
Elektrolitik (ikki{0}}bosqichli) rang berish: eng bardoshli usul. Qismlar metall tuzlari (masalan, qalay, nikel, kobalt) bo'lgan ikkinchi vannaga o'tkaziladi. AC toki bu metall zarralarini teshiklar ichiga chuqur joylashtiradi va bronza, qora va oltin kabi ranglarni yaratadi. Bu arxitektura ilovalarida keng tarqalgan.
Organik bo'yash: qismlar teshiklarga singib ketgan organik bo'yoqlardan iborat hammomga botiriladi. Bu jonli ranglarning keng spektriga imkon beradi, lekin elektrolitik rangga qaraganda kamroq UV barqarorligini ta'minlaydi.
Integral rang berish: anodizatsiya paytida to'g'ridan-to'g'ri bronza va qora ranglar hosil qilish uchun maxsus elektrolitlar va yuqori kuchlanish/toklar yordamida bir bosqichli jarayon. U energiya talab qiladigan-va kamroq tarqalgan.
Muhrlash: Bu muhim yakuniy bosqich anodik qatlamdagi mikro{0}}g'ovaklarni yopadi, rangni qulflaydi (agar qo'llanilsa) va korroziya va ishqalanishga chidamliligini keskin oshiradi.
Issiq suv muhri: eng keng tarqalgan usul. Qismlar-qaynayotgan deionlangan suvga botirilib, alyuminiy oksidi hidratlanadi, shishiradi va teshiklarni yopadi (Al₂O₃ + H₂O → Al₂O₃·H₂O).
Nikel asetat plomba: bo'yoqni ushlab turishni yaxshilaydigan va yuqori korroziyaga chidamliligini ta'minlovchi o'rta{0}}haroratli muhr.
Sovuq muhrlar: energiya sarfini kamaytirib, xona haroratida nikel{0}}ftorid-asosidagi kimyodan foydalaning.
Anodlash turlari
I tur: xrom kislotani anodlash
Xrom kislota elektrolitidan foydalanadi.
Eng nozik, shaffof bo'lmagan qoplamani (1-5 mikron) ishlab chiqaradi.
Charchoq{0}}muhim qismlar uchun juda yaxshi, korroziyaga yaxshi qarshilik ko‘rsatadi va aerokosmik ilovalarda qo‘llaniladi. Olti valentli xrom bilan bog'liq ekologik va sog'liq muammolari tufayli hozir kamroq tarqalgan.
II tur: sulfat kislotani anodlash
Eng keng tarqalgan sanoat jarayoni.
10-20% sulfat kislota elektrolitidan foydalanadi.
Qalinligi 1,8 dan 25 mikrongacha bo'lgan qoplamalar ishlab chiqaradi.
Korroziyaga chidamlilik, dekorativ qoplamalar va rang berish uchun juda yaxshi. Bu iste'mol tovarlari, avtomobilsozlik va umumiy muhandislik uchun standartdir.
III-toifa: Qattiq qoplamali anodizatsiya
Bundan tashqari, sulfat kislota ishlatiladi (ko'pincha 0-10 daraja / 32-50 daraja F past haroratlarda).
Juda qalin (25-100+ mikron), zich va juda aşınmaya bardoshli-qoplamalar hosil qiladi.
Yuqori kuchlanish va oqim zichligini talab qiladi.
Harbiy jihozlar, pistonlar, klapanlar va gidravlik qismlar kabi-yuqori eskirish uchun ishlatiladi. Ko'pincha moylash xususiyatini saqlab qolishi uchun-yopilmaydi.
Fosfor kislotasini anodlash (PAA):
Asosan ishlatiladi
noyob ochiq g'ovak tuzilishi tufayli-aerokosmik elimlar va bo'yoq astarlari uchun dastlabki ishlov berish sifatida.
Anodik qoplamalarning asosiy xususiyatlari va afzalliklari
Chidamlilik: Juda qattiq va ishqalanishga-bardoshli (ayniqsa qattiq qoplama). Qoplama metallning ajralmas qismi bo'lib, qobig'i yoki parchalanishi mumkin emas.
Korroziyaga chidamlilik: atmosfera va kimyoviy buzilishdan mukammal himoya qiladi.
Estetik ko'p qirralilik: ranglar va qoplamalarning keng assortimentida ishlab chiqarilishi mumkin (tiniq, mot, atlas, ayna).
Yaxshilangan yopishqoqlik: gözenekli struktura bo'yoqlar, astarlar va yopishtiruvchi moddalar uchun ajoyib kalitni taqdim etadi.
Elektr izolyatsiyasi: alyuminiy oksidi qatlami ajoyib elektr izolyatoridir.
Ekologik toza: jarayon toʻgʻri boshqarilsa, -xavfli mahsulotlar chiqarmaydi; oksid qatlamining o'zi inert va toksik emas-.
Ilovalar
Arxitektura: Deraza ramkalari, binolarning jabhalari, pardalar devorlari.
Aerokosmik: Samolyotning konstruktiv va ichki qismlari.
Iste'mol tovarlari: smartfon va noutbuk korpuslari, oshxona anjomlari, sport anjomlari.
Avtomobil: trim, g'ildiraklar, dvigatel komponentlari.
Sanoat: Mashina komponentlari, issiqlik qabul qiluvchilar, gidravlik tizimlar.
Tanqidiy mulohazalar
Qotishma tarkibi: Yakuniy ko'rinishga sezilarli ta'sir qiladi, anodlash qulayligi va rang. 5xxx va 6xxx seriyali qotishmalarga afzallik beriladi.
Yuzaki tugatish kamchiliklari: anodizatsiya tuzatish jarayoni emas; oldingi ishlov berish yoki ekstruziyadan olingan tirnalgan joylarni, o'lik chiziqlarini va sirt kamchiliklarini kuchaytiradi.
O'lchovli o'sish: jarayon qism o'lchamlarini umumiy qoplama qalinligining taxminan 50% ga oshiradi (ichkariga va tashqariga o'sishni hisobga olgan holda).
Birlashma va yig'ish: Yig'ishdan oldin qismlar odatda anodlangan bo'lishi kerak, chunki jarayon harakatlanuvchi qismlarni bo'shliqlarga oksidi infiltratsiyasi orqali yopishi mumkin.
Xulosa qilib aytganda, anodizatsiya alyuminiyning xususiyatlarini o'zgartiradigan murakkab va yuqori darajada boshqariladigan sirt muhandislik jarayoni bo'lib, uni zamonaviy ishlab chiqarish uchun mavjud bo'lgan eng ko'p qirrali va bardoshli qoplamalardan biriga aylantiradi.