استكشاف الأنودة الصلبة: العمليات والمزايا والتقنيات

المفاهيم والفئات

إنوود الصلب هو عملية معالجة سطحية خاصة ، تستخدم بشكل رئيسي في مواد سبيكة الألومنيوم والألومنيوم. إنه مصمم لتشكيل فيلم أكسيد عازف قوي ومقاوم للارتداء ومقاوم للتآكل وجيد ومقاوم للحرارة على سطح المادة عن طريق الأكسدة الكهربائية. هذه العملية مناسبة لأجزاء سبيكة الألومنيوم والألومنيوم التي تتطلب مقاومة عالية للارتداء ، ومقاومة الحرارة ، وخصائص العزل الجيدة ، مثل الجدران الداخلية للأسطوانات المختلفة ، والمكابس ، والمقابس البخارية ، والأسطوانات ، والمحامل ، وأجهزة شحن الطائرات ، وألعاب الأسطوانة ، والمعدات الهيدروليكية ، والبخار ، ومقابيس الأجر ، والأجر.

المبادئ الأساسية

في عملية الأنود الصعبة ، يكون رد فعل الكاثود كما يلي: 4H<رشفة>+ + 4e<رشفة>- = 2H<الفرعية>2& uarr ؛؛ رد فعل الأنود هو: 4 أوه < رشفة > - < / رشفة > - 4 هـ < رشفة > - < / رشفة > = 2 ح < الفرعية > 2 < / الفرع > O + O < الفرعية > 2 < / الفرع > يكتب؛ تفاعل الأكسدة من الألمنيوم هو: 2AL + 3O → آل<الفرعية>2O<الفرعية>3.

سماكة فيلم الأكسيد هو عملية ديناميكية. يثخن فيلم الأكسيد تدريجياً مع زيادة وقت الكهربة والتيار. وذلك لأن ذرات الأكسجين الناتجة أكثر تفاعلًا من الأكسجين في الحالة الجزيئية ومن المرجح أن تتفاعل مع الألومنيوم لتشكيل فيلم أكسيد. ومع ذلك ، في الوقت نفسه ، يذوب فيلم الأكسيد الناتج في محلول حمضي. فقط عندما يكون معدل تكوين فيلم الأكسيد أكبر من معدل الذوبان ، يمكن أن يستمر فيلم الأكسيد في الثخانة. عندما تكون السرعتان متساوية ، لا يزداد سمك فيلم الأكسيد. إذا كان معدل الأكسدة أكبر بكثير من معدل الذوبان ، فإن سطح سبيكة الألومنيوم والألومنيوم يسهل تشكيل فيلم أكسيد مسحوق.

من أجل الحصول على فيلم أكسيد أكثر سمكا ، من الضروري تطبيق جهد خارجي أعلى للتغلب على المقاومة العالية لفيلم الأكسيد. ومع ذلك ، سيؤدي ذلك إلى زيادة في التيار ، مما يؤدي إلى ظاهرة تسخين شديدة ، وتُظهر الحرارة التي يتم إطلاقها عند توليد فيلم الأكسيد درجة حرارة الإلكتروليت حول الأجزاء بشكل حاد. ستؤدي زيادة درجة الحرارة إلى تسريع حل فيلم الأكسيد وتؤثر على تأثير سماكة فيلم الأكسيد. لذلك ، عادة ما يكون من الضروري استخدام مجموعة من معدات التبريد والإثارة للحفاظ على استقرار درجة حرارة المنحل بالكهرباء من أجل الحصول على فيلم أكسيد صلب عالي الجودة.

المعالجة

المعالجة هي خطوة حاسمة قبل أنوود الصعب. أولاً ، يجب أن يكون سطح الألومنيوم أو سبائكه مغمورًا ، وعادةً ما يستخدم المحاليل القلوية لإزالة الزيت من السطح. ثم تتم إزالة أكاسيد السطح والشوائب عن طريق التخليل ، والذي يتضمن عادة مزيجًا من حمض النيتريك وحمض الفوسفوريك. توفر هذه الخطوة سطحًا نظيفًا لعملية الأنود اللاحقة ، مما يضمن جودة وتصاق فيلم الأكسيد.

الأنود

في الإلكتروليت المحدد ، مثل محلول حمض الكبريتيك أو محلول من حمض الكبريتيك المضافة مع الأحماض العضوية ، يتم إجراء تفاعل كهربائي لتشكيل فيلم أكسيد. في هذه العملية ، يجب التحكم بصرامة معلمات مثل الكثافة الحالية والجهد ودرجة الحرارة. بشكل عام ، الكثافة الحالية هي 2-6 A/DM<رشفة>2يتراوح الجهد بين 40-90 فولت ، ويجب ضبط درجة الحرارة وفقًا لمتطلبات العملية المحددة. في الوقت نفسه ، من الضروري التأكد من أن موضع الأجزاء في المنحل بالكهرباء موحد للحصول على فيلم أكسيد ذي سمك موحد.

الشطف

يتمثل دور الشطف في إزالة الشوائب والبقايا من المنحل بالكهرباء المتصل بسطح الجزء. عادة ما يتم شطفه عدة مرات مع تشغيل الماء البارد لضمان التنظيف الشامل. يمكن أن تقلل هذه الخطوة من تأثير الشوائب على خطوات العلاج اللاحقة وتحسين جودة وأداء فيلم الأكسيد.

ختم وقائي

تتمثل أهمية علاج الختم في ملء Micropores لفيلم الأكسيد ، وتحسين كثافة ومقاومة التآكل للفيلم. تشمل طرق الختم الشائعة إغلاق الماء الساخن وختم البخار وختم كيميائي. على سبيل المثال ، يتم إغلاق الماء الساخن هو نقع الأجزاء الموجودة في الماء الساخن عند 90-100 ° C لفترة من الوقت ، بحيث تمتلئ Micropores من فيلم الأكسيد بمنتجات الترطيب. الختم الكيميائي هو استخدام عوامل كيميائية محددة لعلاج سطح فيلم الأكسيد لتشكيل طبقة واقية.

تشكيل الفيلم

تتضمن عملية تشكيل الفيلم عادة الخبز في درجات حرارة عالية. يتم وضع الأجزاء المغلقة في فرن درجة حرارة عالية ويخبز في ظل درجة حرارة معينة وظروف زمنية. هذا يتسبب في خضوع فيلم الأكسيد لمزيد من التغييرات الهيكلية ، مما يشكل طلاء سطح أكثر كثافة وصعبة. تكون درجة الحرارة بشكل عام بين 150-200 ° C ، ووقت الخبز يعتمد على سمك الفيلم والمواد.

ما بعد المعالجة

يمكن للمعالجة السطحية للعينة بعد تكوين الفيلم ، مثل التلميع تحسين الانتهاء من السطح ، يمكن أن يمنح التلوين الجزء لونًا محددًا ، والسيراميك يمكن أن يعزز صلابة وارتداء السطح. يمكن أن يتم التلميع عن طريق التلميع الميكانيكي أو التلميع الكيميائي. يتم تحقيق التلوين من خلال نقع في حل صباغة معين. تتطلب معالجة السيراميك عمليات ومعدات خاصة لإكمالها.

صلابة عالية وارتداء المقاومة

يشكل سطح المعدن الصلب طبقة أكسيد سميكة وصعبة للغاية ، والتي يمكن أن تصل إلى 400-600HV على سبيكة الألومنيوم وحتى تتجاوز 1500HV على الألومنيوم النقي. هذا يجعل السطح المعالج له مقاومة ممتازة للارتداء ويمكن أن يقاوم الاحتكاك والارتداء بشكل فعال ، ويمتد إلى حد كبير عمر خدمة الجزء.

مقاومة تآكل ممتازة

يمكن لطبقة الأكسيد أن تقاوم بشكل فعال تآكل معظم المواد الكيميائية ، مما يقلل بشكل كبير من خطر الأكسدة وتآكل سطح المعدن. سواء في البيئات الحمضية أو القلوية أو المحايدة ، يمكن أن تحافظ على استقرار جيد وتوفير حماية موثوقة للأجزاء.

عزل كهربائي جيد

يحتوي فيلم الأكسيد على أداء عزل كهربائي جيد ، ومقاومته كبيرة ، ويمكن أن يصل جهد الانهيار إلى أكثر من 2000 فولت. تجعل هذه الميزة أنوديس صلبة تستخدم على نطاق واسع في الحقول الإلكترونية والكهربائية وغيرها ، ويمكن أن تمنع بشكل فعال حدوث التسرب الحالي والتآكل الكهربائي.

مزايا أخرى

استقرار اللون: يمكن أن يظهر سطح المعدن بعد أنوود الصلب مجموعة متنوعة من الألوان ، مثل الأسود والفضي ، وما إلى ذلك ، واللون مستقر للغاية ، وليس من السهل التلاشي ، ويمكنه الحفاظ على الجمال طويل الأجل.

جماليات: السطح المعالج له بريق جيد وملمس ، مما يمكن أن يحسن الصف وجماليات الأجزاء.

عزل الحرارة: يحتوي فيلم أكسيد على خصائص عزل حرارية معينة ، والتي يمكن أن تقلل من نقل الحرارة في بيئات درجة الحرارة العالية وحماية الأجزاء والبيئة المحيطة.

السيطرة الحالية والجهد

الكثافة الحالية للتنقل الصلب عمومًا 2-5 A/DM²، والجهد هو أكثر من 25 فولت ، والأعلى قد يصل حتى 100 فولت. أثناء التشغيل ، يجب تعديل التيار والجهد وفقًا لمتطلبات مادة سبيكة الألمنيوم وشكل الجزء وفيلم الأكسيد. بالنسبة للأجزاء الأكثر تعقيدًا أو الحاجة إلى فيلم أكسيد أكثر سمكا ، يمكن زيادة الكثافة والجهد الحالي بشكل مناسب ، ولكن ينبغي إيلاء الاهتمام لزيادة الجهد تدريجياً لتجنب الجهد الأولي المفرط مما يؤدي إلى انخفاض في جودة فيلم الأكسيد ، والفيلم الناعم ، والمسحوق ، ولا تلبس وغيرها من المشكلات.

اختيار تزويد الطاقة

يعد مزود الطاقة النبضي أو إمدادات طاقة الطول الموجي الخاص خيارًا أكثر ملاءمة للتنقل الصلب. خاصة بالنسبة لسبائك الألومنيوم النحاسية المرتفعة أو سبيكة الألمنيوم المصبوبة بالسيليكون العالي ، غالبًا ما يكون أنود DC عاديًا ضعيفًا. يوفر مصدر الطاقة النبضي تحكم تيار أكثر دقة ، مما يساعد على تحسين جودة وتوحيد فيلم الأكسيد.

إدارة درجة حرارة الخزان

درجة حرارة الحمام لها تأثير مهم على جودة فيلم أكسيد الأنوديك الصلب. بشكل عام ، يجب السيطرة على درجة حرارة الخزان من أجل أنوود الصلب أدناه 5 ° C ، لأنه كلما انخفضت درجة الحرارة ، كلما ارتفعت صلابة فيلم الأكسيد الناتج. من أجل تحقيق درجات حرارة منخفضة والحفاظ عليها ، من الضروري عادةً أن يكون لديك معدات التبريد ، مثل المبرد. في الوقت نفسه ، انتبه إلى تحريك سائل الخزان لضمان درجة حرارة موحدة.

تعديل تركيز السائل للدبابات

أخذ أنوود حمض الكبريتيك كمثال ، فإن تركيز الخزان من الأنود الصلب هو أقل من 15 ٪ عمومًا. يمكن تحسين جودة فيلم الأكسيد عن طريق ضبط تركيز الحمام. عندما يكون من الضروري الحصول على فيلم أكسيد صلابة أكثر سمكا وأعلى ، يمكن تقليل تركيز الخزان بشكل مناسب. ومع ذلك ، قد يؤثر التركيز المنخفض للغاية على معدل نمو فيلم الأكسيد ، لذلك يجب موازنة وفقًا للاحتياجات المحددة.

إضافة الأحماض العضوية

إن إضافة حمض الأكساليك وحمض التتار والأحماض العضوية الأخرى إلى الحمام يمكن أن يحسن صلابة الفيلم. عند اختيار الأحماض العضوية ، ينبغي النظر في توافقه مع حمض الكبريتيك وتأثيره على خصائص أفلام الأكسيد. يجب تحديد المبلغ المضافة وفقًا للتجربة والخبرة ، قد يؤثر الكثير أو القليل جدًا على تأثير الأكسدة.

الفضاء

في حقل الفضاء ، يلعب أنودس الصعب دورًا لا غنى عنه. يمكن أن تصمد أجزاء محرك الطائرات ، مثل شفرات التوربينات ، المكابس ، وما إلى ذلك ، بعد العلاج الصلب ، إلى تحمل الظروف القصوى التي تسببها ارتفاع درجة الحرارة والضغط العالي والتشغيل عالي السرعة ، بشكل كبير من مقاومة التآكل والتآكل للأجزاء ، لضمان سلامة الطيران. تستخدم بعض الأجزاء الرئيسية من بنية جسم الطائرة ، مثل الموصلات وأجزاء الدعم ، أيضًا عمليات أنودية صلبة لتعزيز قوتها ومتانةها ، مما يقلل من وزن جسم الطائرة مع ضمان الاستقرار الهيكلي.

صناعة السيارات

يتم استخدام الأنود الصعب على نطاق واسع في صناعة السيارات. يمكن أن تقاوم أجزاء محرك السيارات ، مثل الصمامات ، أعمدة الكامات ، وما إلى ذلك بشكل فعال التآكل والتآكل بعد العلاج ، وتمديد عمر خدمة المحرك. الأسطوانة الهيدروليكية صلبة أنوود للحفاظ على مقاومة ختم جيدة وارتداء المقاومة في بيئات العمل عالية الضغط. بالإضافة إلى ذلك ، تستفيد بعض مكونات نظام الكبح أيضًا من هذه العملية ، مما يحسن الأداء العام وسلامة السيارة.

المجال الإلكتروني

في مجال الإلكترونيات ، يلعب الأنود الصعب دورًا مهمًا. تحتوي قشرة الأجهزة الإلكترونية ، مثل القشرة المعدنية للهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر ، على مقاومة جيدة للارتداء ومقاومة التآكل بعد العلاج ، ويمكن أن توفر أيضًا تأثيرًا محميًا كهرومغناطيسيًا معينًا. تتبنى المشتت الحراري عملية أنود صلبة ، والتي لا يمكن أن تزيد فقط من مساحة السطح وتحسين كفاءة تبديد الحرارة ، ولكن أيضًا تمنع الأكسدة والتآكل ، وضمان الاستقرار طويل الأجل لأداء تبديد الحرارة.

الصناعة العسكرية

أداء قطع الغيار في الصناعة العسكرية مرتفع للغاية ، وقد تم تطبيق عملية الأنود الصعبة فيه بنتائج رائعة. يتم التعامل مع مكونات السلاح ، مثل البرميل والبراغي ، للحفاظ على أداء جيد في بيئات التشغيل القاسية. يتم تحسين بعض المكونات الرئيسية لمعدات الرادار ، مثل الهوائي والدليل الموجي ، عن طريق العلاج الصلب لتحسين مقاومة الطقس والخصائص الكهرومغناطيسية ، وضمان موثوقية واستقرار المعدات. احصل على عرض أسعار