Erkundung des Hartanodisierens: Prozesse, Vorteile und Techniken

Konzepte und Kategorien

Hartanodisierend ist ein spezieller Oberflächenbehandlungsprozess, der hauptsächlich in Aluminium- und Aluminiumlegierungsmaterialien verwendet wird. Es ist so konzipiert, dass es einen harten, käferbeständigen, korrosionsbeständigen und guten isolierenden und hitzebeständigen Oxidfilm auf der Oberfläche des Materials mittels elektrolytischer Oxidation bildet. Dieses Verfahren eignet sich für Aluminium- und Aluminium -Legierungs -Teile, die einen hohen Verschleißfestigkeit, Wärmebeständigkeit und gute Isolationseigenschaften erfordern, wie die inneren Wände verschiedener Zylinder, Pistons, Dampfstopfen, Zylinder, Lager, Lagern, Flugzeugladungsböden, Walzenstangen und -leitfaden, hydraulischen Geräte, Dampfantrieb, Dampfantrieb, Dampfantrieb, Teile, Dampfanlagen, Geschäfte, Gesicherteile.

Grundprinzipien

Im harten Anodierungsprozess lautet die Kathodenreaktion wie folgt: 4H⁺ + 4e^- = 2H₂& uarr ;; Die Anodenreaktion ist: 4 Oh < sup > - < / sup > - 4 e < sup > - < / sup > = 2 h < Sub > 2 < / sub > O + O < Sub > 2 < / sub > schreiben; Die Oxidationsreaktion von Aluminium beträgt: 2al + 3o → Al₂O₃.

Die Verdickung des Oxidfilms ist ein dynamischer Prozess. Der Oxidfilm verdickt sich allmählich mit zunehmender Elektrifizierungszeit und Strom. Dies liegt daran, dass die resultierenden Sauerstoffatome im molekularen Zustand reaktiver als Sauerstoff sind und häufiger mit Aluminium auf einen Oxidfilm reagieren. Gleichzeitig löst sich der resultierende Oxidfilm jedoch in einer sauren Lösung. Nur wenn die Bildungsrate des Oxidfilms größer ist als die Auflösungsrate, kann sich der Oxidfilm weiter verdicken. Wenn die beiden Geschwindigkeiten gleich sind, nimmt die Dicke des Oxidfilms nicht zu. Wenn die Oxidationsrate zu viel größer ist als die Auflösungsrate, ist die Oberfläche von Aluminium und Aluminiumlegierung leicht zu einem pudrigen Oxidfilm zu bilden.

Um einen dickeren Oxidfilm zu erhalten, ist es erforderlich, eine höhere externe Spannung anzuwenden, um den hohen Widerstand des Oxidfilms zu überwinden. Dies führt jedoch zu einer Erhöhung des Stroms, was zu einem schweren Erheizungsphänomen führt, und die Wärme, die beim Erzeugen des Oxidfilms freigesetzt wird, wird die Elektrolyttemperatur um die Teile stark ansteigen. Die Temperaturerhöhung beschleunigt die Auflösung des Oxidfilms und beeinflusst die Verdickungseffekt des Oxidfilms. Daher ist es normalerweise erforderlich, eine Kombination aus Kühlgeräten und Bewegung zu verwenden, um die Temperaturstabilität des Elektrolyten aufrechtzuerhalten, um einen hochwertigen Hartoxidfilm zu erhalten.

Vorbehandlung

Die Vorbehandlung ist ein entscheidender Schritt vor hartem Anodieren. Zunächst muss die Oberfläche von Aluminium oder seinen Legierungen entfettet werden, normalerweise mit alkalischen Lösungen, um Öl von der Oberfläche zu entfernen. Die Oberflächenoxide und Verunreinigungen werden dann durch Einwähnen entfernt, was üblicherweise eine Mischung aus Salpetersäure und Phosphorsäure enthält. Dieser Schritt bietet eine saubere Oberfläche für den anschließenden Anodisierungsvorgang und stellt die Qualität und Adhäsion des Oxidfilms sicher.

Anodisierung

In einem spezifischen Elektrolyt wie einer Schwefelsäurelösung oder einer mit organischen Säuren zugegebenen Schwefelsäure -Lösung wird eine elektrolytische Reaktion durchgeführt, um einen Oxidfilm zu bilden. In diesem Prozess müssen Parameter wie Stromdichte, Spannung und Temperatur streng gesteuert werden. Im Allgemeinen beträgt die aktuelle Dichte 2-6 A/DM²Die Spannung liegt zwischen 40 und 90 V, und die Temperatur muss entsprechend den spezifischen Prozessanforderungen angepasst werden. Gleichzeitig ist es notwendig, sicherzustellen, dass die Position der Teile im Elektrolyator gleichmäßig ist, um einen Oxidfilm mit gleichmäßiger Dicke zu erhalten.

Spülung

Die Rolle des Spülens besteht darin, Verunreinigungen und Rückstände aus dem an die Oberfläche des Teils gebundenen Elektrolyten zu entfernen. Es wird normalerweise mehrmals mit kaltem Wasser gespült, um eine gründliche Reinigung zu gewährleisten. Dieser Schritt kann den Einfluss von Verunreinigungen auf die nachfolgenden Behandlungsschritte verringern und die Qualität und Leistung des Oxidfilms verbessern.

Schutzversiegelung

Die Bedeutung der Versiegelungsbehandlung besteht darin, die Mikroporen des Oxidfilms zu füllen, die Dichte und Korrosionsbeständigkeit des Films zu verbessern. Zu den üblichen Versiegelungsmethoden gehören Heißwasserversiegelung, Dampfverdichtung und chemische Versiegelung. Zum Beispiel soll die Heißwasserversiegelung die Teile in heißem Wasser bei 90-100 ° C für einen bestimmten Zeitraum, so dass die Mikroporen des Oxidfilms mit Hydratationsprodukten gefüllt sind. Chemische Versiegelung ist die Verwendung spezifischer Chemiemittel zur Behandlung der Oberfläche des Oxidfilms als Schutzschicht.

Filmbildung

Der Filmformierungsprozess umfasst normalerweise das Backen bei hohen Temperaturen. Die geschlossenen Teile werden in einen Hochtemperaturofen eingelegt und unter bestimmten Temperatur- und Zeitbedingungen gebacken. Dies führt dazu, dass der Oxidfilm weitere strukturelle Veränderungen unterzogen wird und eine dichtere und harte Oberflächenbeschichtung bildet. Die Temperatur liegt im Allgemeinen zwischen 150-200 ° C, und die Backzeit hängt von der Filmdicke und dem Material ab.

Nachbearbeitung

Die Oberflächenbehandlung der Probe nach Filmbildung wie Polieren kann die Oberflächenbeschaffung verbessern. Färben können dem Teil eine bestimmte Farbe ermöglichen. Keramik kann die Härte und den Verschleißfestigkeit der Oberfläche weiter verbessern. Das Polieren kann durch mechanisches Polieren oder chemisches Polieren erfolgen. Das Färben wird durch Einweichen in einer bestimmten Färbungslösung erreicht. Die Keramikverarbeitung erfordert spezielle Prozesse und Geräte, um abzuschließen.

Hohe Härte und Verschleißfestigkeit

Die harte anodierte Metalloberfläche bildet eine dicke und extrem harte Oxidschicht, die auf Aluminiumlegierung 400-600 HV erreichen und sogar 1500HV auf reinem Aluminium überschreitet. Dadurch hat die behandelte Oberfläche einen hervorragenden Verschleißfestigkeit und kann der Reibung und dem Verschleiß effektiv widerstehen und die Lebensdauer des Teils erheblich erweitern.

Hervorragende Korrosionsbeständigkeit

Die Oxidschicht kann der Erosion der meisten Chemikalien wirksam widerstehen und das Risiko einer Oxidation und Korrosion der Metalloberfläche erheblich verringern. Ob in sauren, alkalischen oder neutralen Umgebungen, es kann eine gute Stabilität aufrechterhalten und zuverlässigen Schutz für Teile bieten.

Gute elektrische Isolierung

Der Oxidfilm hat eine gute elektrische Isolationsleistung, sein Widerstand ist groß und die Breakdown -Spannung kann mehr als 2000 V erreichen. Diese Funktion macht die harte Anodierung in elektronischer, elektrischer und anderer Felder weit verbreitet und kann das Auftreten von Strom und elektrischer Korrosion effektiv verhindern.

Andere Vorteile

Farbstabilität: Die Metalloberfläche nach hartem Anodieren kann eine Vielzahl von Farben wie Schwarz, Silber usw. zeigen, und die Farbe ist sehr stabil, nicht leicht zu verblassen und kann langfristige Schönheit aufrechterhalten.

Ästhetik: Die behandelte Oberfläche hat einen guten Glanz und eine gute Textur, die die Note und die Ästhetik der Teile verbessern kann.

Wärmeisolierung: Der Oxidfilm hat bestimmte thermische Isolationseigenschaften, die die Wärmeübertragung in Hochtemperaturumgebungen und die Teile und die Umgebung schützen können.

Strom- und Spannungsregelung

Die aktuelle Dichte der harten Anodierung beträgt im Allgemeinen 2-5 A/DM²und die Spannung beträgt mehr als 25 V und die höchste können sogar 100 V erreichen. Während des Betriebs sollte der Strom und die Spannung gemäß den Anforderungen des Materials der Aluminiumlegierung, der Form des Teils und des Oxidfilms eingestellt werden. Für komplexere Teile oder die Notwendigkeit eines dickeren Oxidfilms kann die Stromdichte und Spannung angemessen erhöht werden, aber es sollte die Aufmerksamkeit geschenkt werden, die Spannung allmählich zu erhöhen, um übermäßige Anfangsspannung zu vermeiden, was zu einem Rückgang der Qualität des Oxidfilms, des weichen Films, des Stumpfes, des Pulvers, der Verschleiß und anderer Probleme führt.

Stromversorgungsauswahl

Impulsnetzteil oder spezielle Wellenformstromversorgung ist eine geeignetere Wahl für die hartnäckige Anodierung. Insbesondere für eine Aluminiumlegierung mit hoher Kupfer -Aluminium oder eine Aluminiumlegierung mit hohem Siliziumguss ist die gewöhnliche DC -Anodierung oft schlecht. Die gepulste Stromversorgung bietet eine präzisere aktuelle Kontrolle, die dazu beiträgt, die Qualität und Gleichmäßigkeit des Oxidfilms zu verbessern.

Tanktemperaturmanagement

Die Temperatur des Bades wirkt sich wichtig auf die Qualität des harten anodischen Oxidfilms aus. Im Allgemeinen sollte die Temperatur des Tanks zur harten Anodierung unten kontrolliert werden 5 ° C, weil je niedriger die Temperatur ist, desto höher die Härte des Oxidfilms erzeugte. Um niedrige Temperaturen zu erreichen und aufrechtzuerhalten, ist es in der Regel erforderlich, Kühlgeräte wie Chiller zu haben. Achten Sie gleichzeitig auf das Rühren der Tankflüssigkeit, um eine gleichmäßige Temperatur zu gewährleisten.

Einstellung der Tankflüssigkeitskonzentration

Wenn Sie als Beispiel Schwefelsäureanodierung einnehmen, beträgt die Tankkonzentration der hartnäckigen Anodierung im Allgemeinen weniger als 15%. Die Qualität des Oxidfilms kann optimiert werden, indem die Konzentration des Bades angepasst wird. Wenn es notwendig ist, einen dickeren und höheren Härteoxidfilm zu erhalten, kann die Tankkonzentration angemessen reduziert werden. Eine zu niedrige Konzentration kann jedoch die Wachstumsrate des Oxidfilms beeinflussen, sodass sie je nach den spezifischen Bedürfnissen ausgeglichen werden muss.

Hinzufügen von organischen Säuren

Das Hinzufügen von Oxalsäure, Tartarsäure und anderen organischen Säuren zum Bad kann die Härte des Films verbessern. Bei der Auswahl organischer Säuren sollte seine Kompatibilität mit Schwefelsäure und ihre Auswirkungen auf die Eigenschaften von Oxidfilmen in Betracht gezogen werden. Die hinzugefügte Menge sollte gemäß Experiment und Erfahrung bestimmt werden, zu viel oder zu wenig kann den Oxidationseffekt beeinflussen.

Luft- und Raumfahrt

Im Bereich der Luft- und Raumfahrt spielt harte Anodierung eine unverzichtbare Rolle. Flugzeugmotorteile wie Turbinenblätter, Kolben usw. nach hart anodierender Behandlung können den extremen Bedingungen standhalten, die durch hohe Temperatur, Hochdruck und Hochgeschwindigkeitsbetrieb mitgebracht werden, die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit von Teilen erheblich verbessern, um die Flugsicherheit zu gewährleisten. Einige wichtige Teile der Rumpfstruktur, wie Steckverbinder und Stützteile, verwenden auch hart anodisierende Prozesse, um ihre Stärke und Haltbarkeit zu verbessern und das Gewicht des Rumpfes zu verringern und gleichzeitig strukturelle Stabilität zu gewährleisten.

Die Automobilindustrie

In der Automobilindustrie wird harte Anodierung häufig eingesetzt. Automobilmotorteile wie Ventile, Nockenwellen usw. können nach der Behandlung Verschleiß und Korrosion effektiv widerstehen und die Lebensdauer des Motors verlängern. Der hydraulische Zylinder ist hart anodiert, um eine gute Versiegelung und Verschleißfestigkeit in Hochdruckarbeitsumgebungen aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus profitieren einige Komponenten des Bremssystems auch von diesem Prozess und verbessern die Gesamtleistung und Sicherheit des Autos.

Elektronisches Feld

Auf dem Gebiet der Elektronik spielt hart Anodier eine wichtige Rolle. Die Hülle elektronischer Geräte wie die Metallhülle von Mobiltelefonen und Computern hat nach der Behandlung eine gute Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit und kann auch einen bestimmten elektromagnetischen Abschirmeffekt liefern. Der Kühlkörper setzt einen harten Anodierungsprozess an, der nicht nur die Oberfläche erhöhen und die Effizienz der Wärmeableitung verbessern, sondern auch Oxidation und Korrosion verhindern und die langfristige Stabilität der Wärmeableitungsleistung gewährleisten.

Militärindustrie

Die Leistung von Teilen in der Militärindustrie ist sehr hoch, und der harte Anodierungsprozess wurde mit bemerkenswerten Ergebnissen angewendet. Die Komponenten der Waffe wie Fass und Bolzen werden behandelt, um eine gute Leistung in rauen Betriebsumgebungen aufrechtzuerhalten. Einige Schlüsselkomponenten von Radargeräten wie Antenne und Wellenleiter werden durch harte Anodierung verbessert, um ihre Wetterbeständigkeit und elektromagnetische Eigenschaften zu verbessern und die Zuverlässigkeit und Stabilität der Geräte zu gewährleisten. Holen Sie sich ein Zitat