Eloxování: co to je, aplikace, proces

Co je to? Eloxování je proces, který se používá od 1920. let XNUMX. století k ochraně a přidání barvy na kovové povrchy. Zahrnuje ponoření kovu do lázně s kyselinou, čímž se na jeho povrchu vytvoří tenká vrstva oxidu.

Na co se používá? Eloxování je široce používáno v mnoha průmyslových odvětvích, od automobilového průmyslu po výrobu elektroniky. V automobilovém průmyslu mohou díly z eloxovaného hliníku poskytovat vynikající ochranu proti rzi a korozi.

Problémy diskutované v materiálu:

• Co je eloxování
• Výhody eloxovaného kovu
• Kde se používá eloxovaný kov?
• Použitelná zařízení a vybavení
• Metody eloxování
• Proces eloxování hliníku
• Proces zpracování různých druhů kovů
• Aplikace eloxovaného hliníku
• Vlastnosti péče o eloxovaný povlak

Co je eloxování

Eloxování se obvykle nazývá způsob elektrochemického zpracování materiálů, který umožňuje zvýšit jejich odolnost proti opotřebení. Kromě toho se tato technologie používá ke zlepšení odolnosti proti korozi a dodává povrchu obrobků atraktivní vzhled. Tato technika je široce používána k dodání zlepšených vlastností různým výrobkům vyrobeným ze slitin mědi, titanu, manganu, hořčíku, zinku a nerezové oceli.

Proces eloxování zahrnuje aplikaci tenkého oxidového povlaku na povrch kovových obrobků prostřednictvím elektrochemické reakce. Obrobek funguje jako anoda, ponořená do nádoby s elektrolytem, ​​která se při průchodu elektrického proudu roztokem pokryje odolným kovovým filmem.

Je zvykem dělit techniku ​​do tří typů. Eloxování:

• kyselina chromová;
• kyselina sírová;
• solidní.

Níže se budeme podrobněji zabývat různými technologiemi eloxování a analyzujeme jejich výhody a nevýhody.

Výhody eloxovaného kovu

Eloxování ocelových polotovarů vám umožňuje dodat jim další vlastnosti. Tento kov je jiný:

1. Odolnost proti korozi, která je dána bariérovými vlastnostmi ochranného nátěru, který zabraňuje přímému kontaktu povrchu s vlhkým vzduchem a agresivními chemikáliemi.
2. Vysoká pevnost a odolnost proti opotřebení.
3. Dielektrické vlastnosti – ochranný oxidový povlak téměř nevede elektrický proud.
4. Šetrnost k životnímu prostředí.
5. Vnější přitažlivost – eloxování se často používá k dodání estetiky výrobků. Nejčastěji se dekorativní nátěry nanášejí přidáním hliníkových solí do roztoku, který aktivně interaguje s kyslíkem.

Aplikace oxidového filmu se často používá k maskování drobných povrchových defektů výrobků, jako jsou škrábance nebo oděrky.

Kde se používá eloxovaný kov?

Eloxování kovu umožňuje zlepšit jeho vlastnosti. Díly z eloxovaného hliníku jsou široce používány v celé řadě oblastí:

1. Protikorozní ochrana stavebních kovových konstrukcí. Konstrukční prvky z hliníku, které se rozšířily ve druhé polovině 15. století, se začaly pokrývat ochrannou fólií pomocí eloxování. Standardní tloušťka povlaku závisí na klimatických podmínkách a pohybuje se od 25 do XNUMX mikronů.
2. Využití reflexních vlastností. Eloxováním vznikají lesklé povrchy, které se používají v tepelných reflektorech, topných reflektorech, reflektorech, svítidlech atd.
3. Povlaky odolné proti opotřebení a proti tření. Hladký a tvrdý povrch eloxovaných dílů je méně náchylný na opotřebení. Oxidový film o tloušťce nepřesahující 60 mikronů vytváří účinnou ochranu pro prvky, jejichž provoz zahrnuje tření.
4. Dielektrické vlastnosti. Eloxovaná hliníková vrstva působí jako izolant a je široce používána v elektrických zařízeních, jako jsou elektrolytické kondenzátory a transformátory.
5. Eloxování, které může výrazně zvýšit tvrdost a pevnost konstrukčních prvků, je široce používáno při stavbě budov, letadel a lodí.
6. Eloxování dílů pro použití v různých topných a chladicích zařízeních.
7. Nanášení oxidové fólie na hliníkové okenní profily. To může výrazně zlepšit jejich estetiku, odolnost a maskovat mikrodefekty.
8. Ochranná vrstva nanesená eloxováním také umožňuje dodat atraktivní vzhled různým dekorativním prvkům a nábytkovému kování (panty, držáky zrcadel, kliky atd.). Barevná škála oxidových filmů je velmi široká a zahrnuje povlaky imitující bronz, stříbro a zlato.
9. Eloxovaný kov nešpiní vaše ruce. Technologie je široce používána při výrobě hliníkových dveřních klik, zábradlí, pletacích jehel atd.

Použitelná zařízení a vybavení

Ocelové díly a výrobky v průmyslové výrobě jsou eloxovány pomocí roztoku kyseliny sírové, což umožňuje maximální výkon a hlubokou penetraci. V moderních továrnách je proces zpracování plně automatizovaný. Počet pracovníků je omezen na minimum – operátoři pouze řídí chod strojů.

Zařízení pro eloxování kovu se dělí do tří velkých skupin:

• Hlavní. Patří sem katoda a nádoba na elektrolyt, pro jejichž výrobu by měly být použity chemicky neutrální materiály s nízkou tepelnou vodivostí, což umožňuje rychlé zahřátí pracovního roztoku a zvyšuje životnost zařízení. Pro výrobu katod se materiál volí v závislosti na chemickém složení slitiny, ze které jsou vyráběny zpracovávané produkty. Například při eloxování hliníkových dílů se používají olověné desky, jejichž povrch by měl být dvojnásobkem povrchu obrobků.
• Porce. Zařízení je zodpovědné za dodávku elektrického proudu, ponoření a vyjmutí obrobků z elektrolytové lázně atd.
• Dceřiná společnost. Používá se k přípravě produktů pro eloxování. Do této skupiny patří také soubor mechanismů, které pohybují a skladují hotové výrobky.

doporučené články

• Jak účinně odstranit rez z kovu: mechanické a chemické metody
• Galvanizace kovů: podstata technologie, metod a aplikací
• Broušení kovů: metody, druhy

Zařízení zařízení pro anodickou oxidaci kovových obrobků se vybírá s ohledem na řadu vlastností technologického procesu:

1. Nejnáročnější operace při zpracování jsou nakládání a odebírání obrobků. Zařízení musí být spolehlivé a nespotřebovávat příliš mnoho energie.
2. Rychlost procesu eloxování přímo souvisí s výkonem hlavního zařízení. Odborníci doporučují používat usměrňovač s výkonem alespoň 2,5 kilowattu. Plynulé nastavení úrovně napětí je mimořádně užitečná funkce, která vám umožňuje přesně zvolit optimální režim zpracování obrobků.
3. Optimálním materiálem pro pružné kontaktní podložky, které se instalují na kroužky elektrolytické lázně, je měď a její slitiny.

Metody eloxování

Při volbě technologie anodické oxidace se obvykle vychází z vlastností zpracovávaných obrobků včetně jejich geometrie. Pracovní cykly zpracování ve velkých průmyslových odvětvích a v domácích dílnách jsou v podstatě totožné. Jediný podstatný rozdíl je v tom, že při eloxování složitých dílů se místo kyseliny sírové obvykle používá kyselina chromová.

• adsorpce;
• elektrolytické (černé);
• rušení;
• integrální.

Podívejme se blíže na hlavní metody eloxování:

Teplé eloxování

Toto je nejjednodušší metoda používaná k přípravě obrobků pro lakování. Vysoká přilnavost povlaku získaná teplou anodizací umožňuje nátěru spolehlivě přilnout k povrchu výrobku. Metoda se nazývala teplá, protože proces vyžaduje teplotu nepřesahující +50 °C.

Takto získaný povlak má sám o sobě nízkou odolnost proti korozi a nedostatečnou pevnost – při nedodržení správného režimu zpracování se film snadno ručně smaže. Z tohoto důvodu je technologie využívána pouze pro přípravné práce.

Eloxování za studena

Metoda eloxování kovu za studena je proces, při kterém se na povrchu materiálu, obvykle hliníku nebo jeho slitin, vytváří ochranný film dané barvy. Metoda je založena na elektrochemické reakci bez zahřívání roztoku elektrolytu (maximální teplota – +5 °C) a umožňuje získat vysoce kvalitní povlaky. Protože se ve středu nádoby tvoří zóna teplejší směsi, je při zpracování zajištěna stálá cirkulace.

Mezi nevýhody metody odborníci poznamenávají nemožnost použití organických barev.

Tvrdé eloxování

Metoda tvrdé anodizace se používá k nanášení vysoce pevného ochranného povlaku na povrch ocelových dílů. Hlavními oblastmi použití jsou letecký a kosmický průmysl. Technologie umožňuje použití více elektrolytů v daných koncentracích najednou, což výrazně zlepšuje kvalitu oxidového filmu. Složení použitých směsí, stejně jako způsoby zpracování obrobků, jsou obvykle chráněny patenty.

Proces eloxování hliníku

Během procesu anodické oxidace procházejí hliníkové díly několika po sobě jdoucími fázemi zpracování: čištění, leptání, eloxování, lakování a těsnění. Velké obrobky se během technologického procesu přesouvají pomocí speciálních zvedacích zařízení – mostové jeřáby, nosníkové jeřáby atd.:

Čištění

Během přípravných prací se z povrchu obrobků odstraní tuky a olejové filmy, které se ponoří do nádoby se speciálním kyselým nebo alkalickým složením. Kvalita čištění a odmaštění povrchu je kriticky důležitá, protože vlhkost, mastnota a nečistoty mohou způsobit vady nátěru. Na hliníkových obrobcích se v důsledku nekvalitní přípravy objevují malé bílé skvrny.

Prach a nečistoty mohou navíc způsobit nerovnoměrné leptání, což také negativně ovlivňuje kvalitu oxidového filmu.

Leptání

Vyčištěné obrobky se odesílají k leptání v samostatné nádobě naplněné alkalickým nebo kyselým leptacím roztokem. Tento postup odstraní tenkou vrstvu kovu, čímž se povrch stane jednotnějším. Při leptání se také z povrchu odstraní všechny mikrodefekty, čímž se vyhladí.

Následně jsou obrobky vyjmuty z lázně s leptacím roztokem a důkladně očištěny od zbytků kyselin a jiných nečistot pomocí speciálních sloučenin – hydroxidu sodného, ​​neutralizačních přísad obsahujících amoniak nebo sloučeniny amoniaku, demineralizované vody atd.

Eloxování

V této fázi jsou připravené díly ponořeny do lázně s elektrolytem, ​​načež je aplikován elektrický proud, jehož síla se pohybuje od 30 do 300 A/m2 v závislosti na složení a koncentraci roztoku, jakož i na celková plocha ošetřovaného povrchu. Částice usazené na kovovém povrchu vytvářejí silný oxidový film.

Takové elektrochemické reakce jsou doprovázeny uvolňováním velkého množství tepla, proto musí být roztok elektrolytu v lázni neustále ochlazován. Jakmile je anodická oxidace dokončena, jsou obrobky omyty v deionizované vodě, aby se odstranily nabité částice, které mohou způsobit skvrny na anodizovaném povrchu.

Přidání barvy

Porézní struktura povlaku získaná eloxováním umožňuje jeho použití pro následné lakování, což dodává výrobkům další estetiku a chrání je před vlhkostí a agresivními chemikáliemi.

Těsnění

V konečné fázi zpracování jsou obrobky ponořeny do nádoby s roztokem octanu nikelnatého, který vyplňuje mikrodutiny a utěsňuje póry, což umožňuje dodat eloxovanému povrchu součástí další hladkost a jednotnost.

Proces zpracování různých druhů kovů

Při eloxování ocelových obrobků se berou v úvahu vlastnosti a charakteristiky konkrétního kovu. Podívejme se na vlastnosti technologického procesu pro jiné kovy a jejich slitiny:

Eloxování mědi a slitin mědi

Měď se obtížně eloxuje. Nejčastěji se měděné díly zpracovávají elektrochemickou metodou, která umožňuje změnit barvu povrchu. Roztok elektrolytu se připravuje na bázi fosfátů nebo oxalátů. Oxidace mědi a jejích slitin je velmi složitý technologický proces, a proto se používá velmi zřídka.

Eloxování titanem

U výrobků z tohoto kovu je oxidace téměř povinným postupem. Aplikace oxidového filmu nejen zvyšuje pevnost a odolnost dílů proti opotřebení, ale také dodává povrchu požadovanou barvu. Povlak lze lakovat v jakémkoli odstínu z velmi široké škály. Roztoky elektrolytů pro eloxování titanových obrobků jsou vyrobeny na bázi téměř jakékoli kyseliny.

Stříbrná anodizace

Při anodické oxidaci povrchu stříbrných výrobků se nejčastěji používá směs polysulfidů sodných (sirná játra), pomocí kterých je povrch lakován do různých odstínů modré nebo fialové.

Eloxování hliníku

Pro zlepšení povrchových vlastností hliníkových obrobků se široce používá anodická oxidace. Existuje velké množství technik, které umožňují nejen zvýšit pevnost a odolnost výrobků proti opotřebení, ale také natřít jejich povrch v různých barvách. Nejčastěji se pro dekorativní účely používá eloxovaný hliník a jeho slitiny.

Aplikace eloxovaného hliníku

Eloxovaný hliník je ve srovnání s jinými kovy výhodný ve své nízké hmotnosti a relativní levnosti, což z něj v kombinaci se zvýšenou odolností proti opotřebení činí bezkonkurenční materiál pro výrobu stavebních konstrukcí. Tyto vlastnosti určují široké použití hliníku při výrobě automobilů, letadel, lodí, střel a různého vybavení domácností a užitkových zařízení.

Estetický a odolný oxidovaný povlak umožňuje široké použití hliníkových slitin pro výrobu sportovních potřeb, nádobí, doplňků a mnoha dalších produktů.

Vlastnosti péče o eloxovaný povlak

Pojďme zjistit, jak se starat o díly s oxidovaným povlakem na příkladu vidlic na jízdní kola. Selhání dílů na vašem oblíbeném kole je velká nepříjemnost. Ochranný povlak chrání kov před rzí a poškozením, ale pouze v případě, že je neporušený. To je důvod, proč je péče tak důležitá.

Pokud jde o díly, které hrají důležitou roli ve fungování celé konstrukce, jako je vidlice a tyč tlumiče, poškození ochranného povlaku může mít za následek nejen korozi a poškozený vzhled. Mnohem závažnějším problémem bude únik oleje skrz vzniklé trhliny.

I když estetika je pro každého cyklistu také velmi důležitá. Eloxovaný kov vypadá mnohem zajímavěji než lakovaný kov. Na trhu najdete různé díly a náhradní díly v širokém sortimentu. Jedná se o různé představce, pedály, bonky, krytky na fotoaparáty atd.

Zvláště je třeba zmínit různé možnosti bezbarvých eloxovaných povlaků, které díky interferenci světelných paprsků dodávají dílům jízdního kola luxusní vzhled. A reflexní efekt oxidových filmů dělá cyklisty viditelnými ve tmě.

Vidlice a tlumiče vyžadují zvláštní pozornost a péči. Pokud je poškrábaný nebo opotřebovaný povlak na řídítkách čistě estetickým problémem, pak poškození pohyblivých částí konstrukce, jako jsou nohy vidlice, vede k vážnějším problémům. Sebemenší závady na této části mohou způsobit obrovské problémy. Celkově je nutné zajistit, aby na nohách nebyly vůbec žádné vady.

Pokud se poškození stále nelze vyhnout, měli byste se pokusit otřepy zcela odstranit pomocí jemného brusného papíru. V opačném případě se na pouzdru a botách začnou objevovat škrábance, které následně dále poškrábou povlak nohou vidlice. V důsledku toho se brzy vytvoří mezera, kterou bude protékat olej.

Pokud zjistíte vážné poškození povrchu nohou vidlice, musíte kontaktovat opravnu. Pokud budete mít štěstí, vada bude odstraněna nanesením laku na nehty nebo obnovením oxidového filmu. Bohužel problém často nelze vyřešit. Může se ukázat, že již není možné vidlici opravit, což znamená, že je třeba vyměnit díl.

Je důležité sledovat stav prašníků a keřů. Pokud se naplní pískem, poškodí povlak na chodidlech. Je také nutné zajistit, aby vidlice nezůstala bez mazání, jinak budete čelit podobným potížím.

Eloxování není příliš složitý proces. V případě potřeby můžete v domácí dílně aplikovat oxidový film na hliníkové díly, aniž byste za to utratili spoustu peněz. Tato univerzální technologie se používá jak k přípravě kovových výrobků k lakování, tak k vytvoření pevného a odolného ochranného povlaku na kovovém povrchu. Kromě toho je anodická oxidace široce používána, aby kovové části byly vizuálně atraktivní.

Vedoucí obchodního oddělení