Menjelajahi anodisasi keras: proses, kelebihan dan teknik

Konsep dan kategori

Anodisasi keras adalah proses pengolahan permukaan khusus, terutama digunakan dalam bahan paduan aluminium dan aluminium. Ini dirancang untuk membentuk film oksida yang keras, tahan aus, tahan korosi dan isolasi yang baik dan tahan panas pada permukaan material dengan menggunakan oksidasi elektrolitik. Proses ini cocok untuk bagian -bagian aluminium dan aluminium yang membutuhkan ketahanan aus, ketahanan panas dan sifat isolasi yang baik, seperti dinding bagian dalam dari berbagai silinder, piston, busi uap, silinder, bantalan, lantai kargo, batang dan panduan roller, peralatan hidrolik, sia -sia, level, level, dan panduan ran.

Prinsip dasar

Dalam proses anodisasi yang keras, reaksi katoda adalah sebagai berikut: 4h⁺ + 4e^- = 2H₂& uarr ;; Reaksi anoda adalah: 4 oh < sup > - < / sup > - 4 e < sup > - < / sup > = 2 jam < sub > 2 < / sub > O + O < sub > 2 < / sub > menulis; Reaksi oksidasi aluminium adalah: 2al + 3o → Al₂O₃.

Penebalan film oksida adalah proses yang dinamis. Film oksida mengental secara bertahap dengan meningkatnya waktu dan arus elektrifikasi. Ini karena atom oksigen yang dihasilkan lebih reaktif daripada oksigen dalam keadaan molekul dan lebih cenderung bereaksi dengan aluminium untuk membentuk film oksida. Namun, pada saat yang sama, film oksida yang dihasilkan larut dalam larutan asam. Hanya ketika laju pembentukan film oksida lebih besar dari laju disolusi, film oksida dapat terus menebal. Ketika kedua kecepatannya sama, ketebalan film oksida tidak meningkat. Jika laju oksidasi terlalu besar dari laju disolusi, permukaan aluminium dan paduan aluminium mudah untuk membentuk film oksida bubuk.

Untuk mendapatkan film oksida yang lebih tebal, perlu menerapkan tegangan eksternal yang lebih tinggi untuk mengatasi resistensi tinggi film oksida. Namun, ini akan menyebabkan peningkatan arus, menghasilkan fenomena pemanasan yang parah, dan panas yang dilepaskan ketika film oksida dihasilkan akan membuat suhu elektrolit di sekitar bagian naik tajam. Peningkatan suhu akan mempercepat pembubaran film oksida dan mempengaruhi efek penebalan film oksida. Oleh karena itu, biasanya perlu menggunakan kombinasi peralatan pendingin dan agitasi untuk menjaga stabilitas suhu elektrolit untuk mendapatkan film oksida keras berkualitas tinggi.

Pretreatment

Pretreatment adalah langkah penting sebelum anodisasi keras. Pertama, permukaan aluminium atau paduannya perlu diturunkan, biasanya menggunakan solusi alkali untuk menghilangkan minyak dari permukaan. Oksida dan kotoran permukaan kemudian dihilangkan dengan acar, yang biasanya mencakup campuran asam nitrat dan asam fosfat. Langkah ini memberikan permukaan yang bersih untuk proses anodisasi berikutnya, memastikan kualitas dan adhesi film oksida.

Anodisasi

Dalam elektrolit spesifik, seperti larutan asam sulfat atau larutan asam sulfat yang ditambahkan dengan asam organik, reaksi elektrolitik dilakukan untuk membentuk film oksida. Dalam proses ini, parameter seperti kepadatan arus, tegangan dan suhu perlu dikontrol secara ketat. Secara umum, kepadatan saat ini adalah 2-6 a/dm², tegangannya antara 40-90 V, dan suhu perlu disesuaikan sesuai dengan persyaratan proses tertentu. Pada saat yang sama, perlu untuk memastikan bahwa posisi bagian -bagian dalam electrolyzer seragam untuk mendapatkan film oksida dengan ketebalan seragam.

Membilas

Peran pembilasan adalah untuk menghilangkan kotoran dan residu dari elektrolit yang melekat pada permukaan bagian. Biasanya dibilas beberapa kali dengan mengalir air dingin untuk memastikan pembersihan menyeluruh. Langkah ini dapat mengurangi pengaruh kotoran pada langkah -langkah pengobatan selanjutnya dan meningkatkan kualitas dan kinerja film oksida.

Penyegelan pelindung

Pentingnya perawatan penyegelan adalah untuk mengisi mikropori film oksida, meningkatkan kepadatan dan resistensi korosi film. Metode penyegelan umum termasuk penyegelan air panas, penyegelan uap dan penyegelan kimia. Misalnya, penyegelan air panas adalah merendam bagian dalam air panas di 90-100 ° C untuk jangka waktu tertentu, sehingga mikropori film oksida diisi dengan produk hidrasi. Penyegelan kimia adalah penggunaan agen kimia spesifik untuk mengobati permukaan film oksida untuk membentuk lapisan pelindung.

Formasi Film

Proses pembentukan film biasanya melibatkan memanggang pada suhu tinggi. Bagian -bagian tertutup dimasukkan ke dalam tungku suhu tinggi dan dipanggang di bawah suhu dan kondisi waktu tertentu. Hal ini menyebabkan film oksida mengalami perubahan struktural lebih lanjut, membentuk lapisan permukaan yang lebih padat dan keras. Suhu umumnya antara 150-200 ° C, dan waktu memanggang tergantung pada ketebalan dan bahan film.

Pasca-pemrosesan

Perlakuan permukaan sampel setelah pembentukan film, seperti pemolesan dapat meningkatkan permukaan, pewarnaan dapat memberikan bagian warna tertentu, keramik dapat lebih meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus dari permukaan. Pemolesan dapat dilakukan dengan pemolesan mekanis atau pemolesan kimia. Mewarnai dicapai dengan merendam dalam solusi pewarnaan tertentu. Pemrosesan keramik membutuhkan proses dan peralatan khusus untuk diselesaikan.

Kekerasan tinggi dan ketahanan aus

Permukaan logam anodized yang keras membentuk lapisan oksida yang tebal dan sangat keras, yang dapat mencapai 400-600HV pada paduan aluminium dan bahkan melebihi 1500hv pada aluminium murni. Ini membuat permukaan yang dirawat memiliki ketahanan aus yang sangat baik dan dapat secara efektif menahan gesekan dan keausan, sangat memperpanjang masa pakai bagian.

Resistensi korosi yang sangat baik

Lapisan oksida dapat secara efektif menahan erosi sebagian besar bahan kimia, sangat mengurangi risiko oksidasi dan korosi permukaan logam. Baik dalam lingkungan asam, basa atau netral, ia dapat mempertahankan stabilitas yang baik dan memberikan perlindungan yang andal untuk bagian -bagiannya.

Insulasi Listrik yang Baik

Film oksida memiliki kinerja isolasi listrik yang baik, resistivitasnya besar, dan tegangan kerusakan dapat mencapai lebih dari 2000V. Fitur ini membuat anodisasi keras banyak digunakan dalam bidang elektronik, listrik dan lainnya, dan secara efektif dapat mencegah terjadinya kebocoran arus dan korosi listrik.

Keuntungan lainnya

Stabilitas Warna: Permukaan logam setelah anodisasi keras dapat menunjukkan berbagai warna, seperti hitam, perak, dll., Dan warnanya sangat stabil, tidak mudah memudar, dan dapat mempertahankan kecantikan jangka panjang.

Estetika: Permukaan yang dirawat memiliki kilau dan tekstur yang baik, yang dapat meningkatkan tingkat dan estetika bagian -bagiannya.

Insulasi panas: Film oksida memiliki sifat isolasi termal tertentu, yang dapat mengurangi perpindahan panas di lingkungan suhu tinggi dan melindungi bagian -bagian dan lingkungan sekitarnya.

Kontrol arus dan tegangan

Kepadatan anodisasi keras saat ini umumnya 2-5 a/dm², dan tegangan lebih dari 25V, dan tertinggi bahkan dapat mencapai 100V. Selama operasi, arus dan tegangan harus disesuaikan sesuai dengan persyaratan bahan paduan aluminium, bentuk bagian dan film oksida. Untuk bagian yang lebih kompleks atau kebutuhan untuk film oksida yang lebih tebal, kepadatan dan tegangan arus dapat ditingkatkan secara tepat, tetapi perhatian harus diberikan secara bertahap untuk meningkatkan tegangan untuk menghindari tegangan awal yang berlebihan yang mengakibatkan penurunan kualitas film oksida, film lunak, kusam, bubuk, tidak ada keausan dan masalah lainnya.

Pemilihan catu daya

Catu daya pulsa atau catu daya gelombang khusus adalah pilihan yang lebih cocok untuk anodisasi keras. Khusus untuk paduan aluminium tembaga tinggi atau paduan aluminium cor silikon tinggi, anodisasi DC biasa seringkali buruk. Catu daya berdenyut memberikan kontrol arus yang lebih tepat, yang membantu meningkatkan kualitas dan keseragaman film oksida.

Manajemen suhu tangki

Suhu mandi memiliki efek penting pada kualitas film oksida anodik keras. Secara umum, suhu tangki untuk anodisasi keras harus dikontrol di bawah ini 5 ° C, karena semakin rendah suhunya, semakin tinggi kekerasan film oksida yang dihasilkan. Untuk mencapai dan mempertahankan suhu rendah, biasanya perlu memiliki peralatan pendingin, seperti chiller. Pada saat yang sama, perhatikan mengaduk cairan tangki untuk memastikan suhu yang seragam.

Penyesuaian konsentrasi cairan tangki

Mengambil anodisasi asam sulfat sebagai contoh, konsentrasi tangki anodisasi keras umumnya kurang dari 15%. Kualitas film oksida dapat dioptimalkan dengan menyesuaikan konsentrasi mandi. Ketika diperlukan untuk mendapatkan film oksida kekerasan yang lebih tebal dan lebih tinggi, konsentrasi tangki dapat dikurangi dengan tepat. Namun, konsentrasi A yang terlalu rendah dapat mempengaruhi laju pertumbuhan film oksida, sehingga perlu diseimbangkan sesuai dengan kebutuhan spesifik.

Menambahkan asam organik

Menambahkan asam oksalat, asam tartarat dan asam organik lainnya ke dalam bak dapat meningkatkan kekerasan film. Saat memilih asam organik, kompatibilitasnya dengan asam sulfat dan dampaknya pada sifat -sifat film oksida harus dipertimbangkan. Jumlah yang ditambahkan harus ditentukan sesuai dengan percobaan dan pengalaman, terlalu banyak atau terlalu sedikit dapat mempengaruhi efek oksidasi.

Aerospace

Di bidang kedirgantaraan, anodisasi keras memainkan peran yang sangat diperlukan. Bagian mesin pesawat, seperti bilah turbin, piston, dll., Setelah perlakuan anodisasi keras, dapat menahan kondisi ekstrem yang dibawa oleh suhu tinggi, tekanan tinggi dan operasi berkecepatan tinggi, secara signifikan meningkatkan keausan dan resistansi korosi bagian, untuk memastikan keamanan penerbangan. Beberapa bagian utama dari struktur badan pesawat, seperti konektor dan bagian pendukung, juga menggunakan proses anodisasi keras untuk meningkatkan kekuatan dan daya tahannya, mengurangi berat badan pesawat sambil memastikan stabilitas struktural.

Industri mobil

Anodisasi keras banyak digunakan dalam industri mobil. Bagian mesin otomotif, seperti katup, camshafts, dll., Dapat secara efektif menahan keausan dan korosi setelah perawatan, dan memperpanjang masa pakai mesin. Silinder hidrolik dianodisasi keras untuk mempertahankan ketahanan penyegelan dan keausan yang baik di lingkungan kerja bertekanan tinggi. Selain itu, beberapa komponen sistem pengereman juga mendapat manfaat dari proses ini, meningkatkan kinerja dan keamanan mobil secara keseluruhan.

Medan elektronik

Di bidang elektronik, anodisasi keras memainkan peran penting. Cangkang perangkat elektronik, seperti cangkang logam ponsel dan komputer, memiliki ketahanan aus yang baik dan resistensi korosi setelah perawatan, dan juga dapat memberikan efek pelindung elektromagnetik tertentu. Heat sink mengadopsi proses anodisasi yang keras, yang tidak hanya dapat meningkatkan luas permukaan dan meningkatkan efisiensi disipasi panas, tetapi juga mencegah oksidasi dan korosi, dan memastikan stabilitas jangka panjang dari kinerja disipasi panas.

Industri Militer

Kinerja bagian -bagian dalam industri militer sangat tinggi, dan proses anodisasi yang keras telah diterapkan di dalamnya dengan hasil yang luar biasa. Komponen senjata, seperti laras dan baut, disuguhi untuk mempertahankan kinerja yang baik di lingkungan operasi yang keras. Beberapa komponen utama peralatan radar, seperti antena dan pandu gelombang, ditingkatkan dengan perlakuan anodisasi keras untuk meningkatkan ketahanan cuaca dan sifat elektromagnetik, dan memastikan keandalan dan stabilitas peralatan. Dapatkan penawaran