پوشش آنودایز: چیست، کجا اعمال می شود، چگونه ساخته می شود

2023 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-08-25 10:48

آندایزینگ یک فرآیند الکترولیتی است که برای افزایش ضخامت لایه اکسیدهای طبیعی روی سطح محصولات استفاده می شود. این فناوری نام خود را به دلیل استفاده از مواد فرآوری شده به عنوان آند در الکترولیت گرفته است. در نتیجه این عمل مقاومت مواد در برابر خوردگی و سایش افزایش یافته و سطح برای اعمال آستر و رنگ نیز آماده می شود.

استفاده از لایه های محافظ اضافی پس از آنودایز کردن فلز بسیار بهتر از مواد اصلی انجام می شود. خود پوشش آنودایز بسته به روش کاربرد آن می‌تواند متخلخل باشد، رنگ‌ها را به خوبی جذب کند، یا نازک و شفاف باشد و بر ساختار ماده اصلی تأکید کند و نور را به خوبی منعکس کند. فیلم محافظ تشکیل شده یک دی الکتریک است، یعنی جریان الکتریکی را هدایت نمی کند.

چرا این کار انجام شد

روکش آنودایز شده در صورت لزوم استفاده می شودمحافظت در برابر خوردگی و جلوگیری از افزایش سایش در قسمت های تماس مکانیسم ها و دستگاه ها. در میان روش های دیگر حفاظت از سطح فلزات، این فناوری یکی از ارزان ترین و قابل اعتمادترین است. رایج ترین کاربرد آنودایز برای محافظت از آلومینیوم و آلیاژهای آن است. همانطور که می دانید این فلز با داشتن خواص منحصر به فردی مانند ترکیبی از سبکی و استحکام، حساسیت بیشتری به خوردگی دارد. این فناوری همچنین برای تعدادی از فلزات غیر آهنی دیگر توسعه یافته است: تیتانیوم، منیزیم، روی، زیرکونیوم و تانتالیم.

برخی ویژگی

فرآیند مورد مطالعه، علاوه بر تغییر بافت میکروسکوپی روی سطح، ساختار کریستالی فلز را در مرز با لایه محافظ نیز تغییر می دهد. با این حال، با ضخامت زیادی از پوشش آنودایز، خود لایه محافظ، به عنوان یک قاعده، دارای تخلخل قابل توجهی است. بنابراین، برای دستیابی به مقاومت در برابر خوردگی مواد، آب بندی اضافی آن مورد نیاز است. در عین حال، یک لایه ضخیم مقاومت در برابر سایش را افزایش می دهد، بسیار بیشتر از رنگ ها یا سایر پوشش ها، مانند پاشش. با افزایش استحکام سطح، شکننده‌تر می‌شود، یعنی در برابر ترک‌خوردگی ناشی از ترک‌های حرارتی، شیمیایی و ضربه‌ای حساس‌تر می‌شود. ترک در پوشش آنودایز شده در طول مهر زنی به هیچ وجه اتفاق نادری نیست و توصیه های ارائه شده همیشه در اینجا کمکی نمی کند.

اختراع

اول مستند شداستفاده ثبت شده از آنودایز در سال 1923 در انگلستان برای محافظت از قطعات هواپیماهای دریایی در برابر خوردگی رخ داد. در ابتدا از اسید کرومیک استفاده می شد. بعدها در ژاپن از اسید اگزالیک استفاده شد، اما امروزه در بیشتر موارد از اسید سولفوریک کلاسیک برای ایجاد یک پوشش آنودایز شده در ترکیب الکترولیت استفاده می شود که هزینه فرآیند را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. فناوری دائما در حال بهبود و توسعه است.

آلومینیوم

آنودایز شده برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی و آماده شدن برای رنگ آمیزی. و همچنین بسته به تکنولوژی مورد استفاده، یا برای افزایش زبری و یا ایجاد یک سطح صاف. در عین حال، آنودایز به خودی خود قادر به افزایش قابل توجه استحکام محصولات ساخته شده از این فلز نیست. هنگامی که آلومینیوم با هوا یا هر گاز دیگر حاوی اکسیژن تماس پیدا می کند، فلز به طور طبیعی یک لایه اکسید به ضخامت 2 تا 3 نانومتر بر روی سطح خود تشکیل می دهد و در آلیاژها مقدار آن به 5 تا 15 نانومتر می رسد.

ضخامت پوشش آلومینیوم آنودایز شده 15-20 میکرون است، یعنی تفاوت دو مرتبه بزرگی است (1 میکرون برابر است با 1000 نانومتر). در عین حال، این لایه ایجاد شده به نسبت مساوی در داخل و خارج از سطح توزیع می شود، یعنی ضخامت قطعه را به اندازه ½ اندازه لایه محافظ افزایش می دهد. اگرچه آنودایز کردن یک پوشش متراکم و یکنواخت ایجاد می کند، ترک های میکروسکوپی موجود در آن می تواند منجر به خوردگی شود. علاوه بر این، لایه محافظ سطح خود در معرض پوسیدگی شیمیایی است.به دلیل قرار گرفتن در محیطی با اسیدیته بالا. برای مبارزه با این پدیده، از فناوری هایی استفاده می شود که تعداد ریزترک ها را کاهش می دهد و عناصر شیمیایی پایدارتری را وارد ترکیب اکسید می کند.

برنامه

مواد ماشینکاری شده به طور گسترده استفاده می شود. به عنوان مثال، در حمل و نقل هوایی، بسیاری از عناصر ساختاری حاوی آلیاژهای آلومینیومی مورد مطالعه هستند، در کشتی سازی نیز همین وضعیت وجود دارد. خواص دی الکتریک پوشش آنودایز استفاده از آن را در محصولات الکتریکی از پیش تعیین کرده است. محصولات ساخته شده از مواد فرآوری شده را می توان در لوازم خانگی مختلف از جمله پخش کننده، چراغ ها، دوربین ها، گوشی های هوشمند یافت. در زندگی روزمره، از یک پوشش آهن آنودایز شده، به طور دقیق تر، کف آن استفاده می شود که به طور قابل توجهی خواص مصرف کننده آن را بهبود می بخشد. هنگام آشپزی می توان از روکش های تفلون مخصوص برای جلوگیری از سوختن غذا استفاده کرد. معمولاً چنین ظروف آشپزخانه بسیار گران هستند. با این حال، یک ماهیتابه آلومینیومی بدون آنودایز می تواند راه حلی برای همین مشکل ارائه دهد. در عین حال با هزینه کمتر. در ساخت و ساز از پوشش آنودایز پروفیل ها برای نصب پنجره ها و سایر نیازها استفاده می شود. علاوه بر این، جزئیات رنگارنگ توجه طراحان و هنرمندان را به خود جلب می کند، از آنها در اشیاء فرهنگی و هنری مختلف در سراسر جهان و همچنین در ساخت جواهرات استفاده می شود.

فناوری

فروشگاه های ویژه آبکاری وصنایعی که «کثیف» و برای سلامتی انسان مضر تلقی می شوند. بنابراین، با وجود سادگی ظاهری فناوری‌های توصیف‌شده، توصیه‌هایی برای این فرآیند در خانه، که در برخی منابع تبلیغ می‌شود، باید با احتیاط کامل انجام شود.

پوشش آنودایز را می توان به روش های مختلفی ایجاد کرد، اما اصل کلی و توالی کار کلاسیک باقی می ماند. در عین حال، استحکام و خواص مکانیکی ماده به‌دست‌آمده در واقع به خود فلز منبع، ویژگی‌های کاتد، قدرت جریان و ترکیب الکترولیت مورد استفاده بستگی دارد. لازم به تأکید است که در نتیجه این روش، هیچ ماده اضافی روی سطح اعمال نمی شود و لایه محافظ با تبدیل خود ماده منبع تشکیل می شود. ماهیت آبکاری الکتریکی تأثیر جریان الکتریکی بر واکنش های شیمیایی است. کل فرآیند به سه مرحله اصلی تقسیم می شود.

مرحله اول - آماده سازی

در این مرحله محصول کاملاً تمیز می شود. سطح چربی زدایی و جلا می شود. سپس به اصطلاح اچینگ وجود دارد. با قرار دادن محصول در محلول قلیایی و سپس انتقال آن به محلول اسیدی انجام می شود. این مراحل با شستشو کامل می شوند، که در طی آن حذف تمام باقی مانده های شیمیایی، از جمله مناطقی که دسترسی به آن ها سخت است، بسیار مهم است. نتیجه نهایی تا حد زیادی به کیفیت مرحله اول بستگی دارد.

مرحله دوم - الکتروشیمی

در این مرحله، پوشش آلومینیوم آنودایز شده در واقع ایجاد می شود. قطعه کار با دقت آماده شده استروی براکت ها آویزان شده و داخل حمام با الکترولیت قرار می گیرد که بین دو کاتد قرار می گیرد. برای آلومینیوم و آلیاژهای آن از کاتدهای ساخته شده از سرب استفاده می شود. معمولاً ترکیب الکترولیت شامل اسید سولفوریک است، اما می توان از اسیدهای دیگر، به عنوان مثال، اگزالیک، کرومیک، بسته به هدف آینده قطعه ماشینکاری شده استفاده کرد. اسید اگزالیک برای ایجاد پوشش های عایق با رنگ های مختلف، اسید کرومیک برای پردازش قطعاتی که دارای شکل هندسی پیچیده با سوراخ هایی با قطر کوچک هستند استفاده می شود.

زمان لازم برای ایجاد یک پوشش محافظ به دمای الکترولیت و قدرت جریان بستگی دارد. هر چه دما بیشتر و جریان کمتر باشد، فرآیند سریعتر است. با این حال، در این مورد، فیلم سطح کاملا متخلخل و نرم است. برای به دست آوردن یک سطح سخت و متراکم، دماهای پایین و چگالی جریان بالا مورد نیاز است. برای الکترولیت سولفات، محدوده دما از 0 تا 50 درجه و قدرت جریان ویژه از 1 تا 3 آمپر بر دسی متر مربع است. تمام پارامترهای این روش طی سال‌ها بررسی شده و در دستورالعمل‌ها و استانداردهای مربوطه آمده است.

مرحله سوم - ادغام

پس از اتمام الکترولیز، محصول آنودایز ثابت می شود، یعنی منافذ در فیلم محافظ بسته می شود. این کار را می توان با قرار دادن سطح تصفیه شده در آب یا در محلول مخصوص انجام داد. قبل از این مرحله، رنگ آمیزی موثر قطعه امکان پذیر است، زیرا وجود منافذ باعث جذب خوب می شود.رنگ.

توسعه فناوری آندایزینگ

برای به دست آوردن یک فیلم اکسید سنگین روی سطح آلومینیوم، روشی با استفاده از ترکیب پیچیده ای از الکترولیت های مختلف به نسبت معین، همراه با افزایش تدریجی چگالی جریان الکتریکی ایجاد شد. نوعی "کوکتل" از اسیدهای سولفوریک، تارتاریک، اگزالیک، سیتریک و بوریک استفاده می شود و قدرت فعلی در این فرآیند به تدریج پنج برابر افزایش می یابد. با توجه به این اثر، ساختار سلول متخلخل لایه اکسید محافظ تغییر می کند.

باید به فناوری تغییر رنگ یک جسم آنودایز شده اشاره ویژه ای کرد که می تواند به روش های مختلف انجام شود. ساده ترین کار این است که بلافاصله پس از فرآیند آنودایز، یعنی قبل از مرحله سوم فرآیند، قطعه را در محلول با رنگ داغ قرار دهید. فرآیند رنگ آمیزی با استفاده از مواد افزودنی به طور مستقیم در الکترولیت تا حدودی پیچیده تر است. افزودنی‌ها معمولاً نمک‌های فلزات مختلف یا اسیدهای آلی هستند که به شما امکان می‌دهند متنوع‌ترین طیف رنگ‌ها - از سیاه مطلق تا تقریباً هر رنگی را در پالت دریافت کنید.