Sert eloksalın keşfi: süreçler, avantajlar ve teknikler

(1) Kavramlar ve kategoriler

Sert eloksal, esas olarak alüminyum ve alüminyum alaşımlı malzemelerde kullanılan özel bir yüzey işleme işlemidir. Elektrolitik oksidasyon yoluyla malzemenin yüzeyinde sert, aşınmaya dayanıklı, korozyona dayanıklı ve iyi yalıtkan ve ısıya dayanıklı bir oksit film oluşturmak üzere tasarlanmıştır. Bu işlem, çeşitli silindirlerin iç duvarları, pistonlar, buhar tapaları, silindirler, yataklar, uçak kargo ambar zeminleri, silindir çubukları ve kılavuzlar gibi yüksek aşınma direnci, ısı direnci ve iyi yalıtım özellikleri gerektiren alüminyum ve alüminyum alaşımlı parçalar için uygundur. , hidrolik ekipmanlar, buhar pervaneleri, tesviye makineleri, dişliler ve yastık parçaları.

(2) Temel ilkeler

Sert eloksal işleminde katot reaksiyonu şu şekildedir: 4H+ + 4e- = 2H2↑; Anot reaksiyonu: 4 oh < akşam yemeği > - < / destek > - 4 e < akşam yemeği > - < / destek > = 2 saat < alt > 2 < / alt > O + O < alt > 2 < / alt > yazmak; Alüminyumun oksidasyon reaksiyonu: 2Al + 3O → Al2O3.

Oksit filmin kalınlaşması dinamik bir süreçtir. Oksit filmi, elektrifikasyon süresinin ve akımın artmasıyla birlikte giderek kalınlaşır. Bunun nedeni, ortaya çıkan oksijen atomlarının moleküler durumdaki oksijenden daha reaktif olması ve alüminyum ile reaksiyona girerek bir oksit filmi oluşturma olasılığının daha yüksek olmasıdır. Ancak aynı zamanda ortaya çıkan oksit filmi asidik bir çözelti içinde çözünür. Yalnızca oksit filmin oluşum hızı çözünme hızından daha büyük olduğunda oksit film kalınlaşmaya devam edebilir. İki hız eşit olduğunda oksit filmin kalınlığı artmaz. Oksidasyon hızı çözünme hızından çok daha büyükse, alüminyum ve alüminyum alaşımının yüzeyinin toz halinde bir oksit filmi oluşturması kolaydır.

Daha kalın bir oksit film elde etmek amacıyla, oksit filmin yüksek direncinin üstesinden gelmek için daha yüksek bir harici voltajın uygulanması gerekir. Ancak bu, akımda bir artışa neden olacak ve bu da ciddi bir ısınma olgusuna yol açacaktır ve oksit filmi oluştuğunda açığa çıkan ısı, parçaların etrafındaki elektrolit sıcaklığının keskin bir şekilde yükselmesine neden olacaktır. Sıcaklığın artması oksit filmin çözünmesini hızlandıracak ve oksit filmin kalınlaşma etkisini etkileyecektir. Bu nedenle, yüksek kaliteli bir sert oksit filmi elde etmek amacıyla elektrolitin sıcaklık stabilitesini korumak için genellikle soğutma ekipmanı ve çalkalama kombinasyonunun kullanılması gerekir.

(1) Ön Arıtma

Ön işlem, sert eloksal işleminden önce çok önemli bir adımdır. İlk olarak, alüminyumun veya alaşımlarının yüzeyinin, yüzeydeki yağı çıkarmak için genellikle alkali çözeltiler kullanılarak yağdan arındırılması gerekir. Yüzey oksitleri ve yabancı maddeler daha sonra genellikle nitrik asit ve fosforik asit karışımını içeren dekapaj yoluyla uzaklaştırılır. Bu adım, sonraki anotlama işlemi için temiz bir yüzey sağlayarak oksit filmin kalitesini ve yapışmasını sağlar.

(2) Eloksal

Sülfürik asit çözeltisi veya organik asitlerle eklenen sülfürik asit çözeltisi gibi spesifik bir elektrolitte, bir oksit filmi oluşturmak için bir elektrolitik reaksiyon gerçekleştirilir. Bu süreçte akım yoğunluğu, gerilim, sıcaklık gibi parametrelerin sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekmektedir. Genel anlamda akım yoğunluğu 2-6 A/dm'dir.2, voltaj 40-90 V arasındadır ve sıcaklığın özel proses gereksinimlerine göre ayarlanması gerekir. Aynı zamanda, eşit kalınlıkta bir oksit filmi elde etmek için elektrolizördeki parçaların konumunun eşit olmasını sağlamak gerekir.

(3) durulama

Durulamanın rolü, parçanın yüzeyine yapışan elektrolitteki yabancı maddeleri ve kalıntıları uzaklaştırmaktır. Kapsamlı bir temizlik sağlamak için genellikle birkaç kez akan soğuk suyla durulanır. Bu adım, yabancı maddelerin sonraki işlem adımları üzerindeki etkisini azaltabilir ve oksit filmin kalitesini ve performansını iyileştirebilir.

(4) Koruyucu sızdırmazlık

Sızdırmazlık işleminin önemi, oksit filmin mikro gözeneklerini doldurmak, filmin yoğunluğunu ve korozyon direncini arttırmaktır. Yaygın sızdırmazlık yöntemleri arasında sıcak su yalıtımı, buhar yalıtımı ve kimyasal sızdırmazlık bulunur. Örneğin sıcak su yalıtımı, parçaların 90-90°C sıcaklıktaki sıcak suya batırılmasıdır.100 ° Oksit filmin mikro gözenekleri hidrasyon ürünleriyle dolacak şekilde bir süre C'de tutulur. Kimyasal sızdırmazlık, koruyucu bir tabaka oluşturmak üzere oksit filmin yüzeyini işlemek için özel kimyasal maddelerin kullanılmasıdır.

(5) Film oluşumu

Film oluşturma işlemi genellikle yüksek sıcaklıklarda pişirmeyi içerir. Kapatılan parçalar yüksek sıcaklık fırınına konularak belirli sıcaklık ve süre şartlarında pişirilir. Bu, oksit filmin daha fazla yapısal değişikliğe uğramasına ve daha yoğun ve sert bir yüzey kaplaması oluşturmasına neden olur. Sıcaklık genellikle 150-200 ° C ve pişirme süresi film kalınlığına ve malzemesine bağlıdır.

(6) İşlem sonrası

Numunenin film oluşumundan sonra cilalama gibi yüzey işlemleri yüzey kaplamasını iyileştirebilir, renklendirme parçaya belirli bir renk verebilir, seramik yüzeyin sertliğini ve aşınma direncini daha da artırabilir. Parlatma mekanik polisaj veya kimyasal polisaj ile yapılabilir. Renklendirme, belirli bir boyama çözeltisine batırılarak elde edilir. Seramik işlemenin tamamlanması özel işlemler ve ekipmanlar gerektirir.

(1) Yüksek sertlik ve aşınma direnci

Sert eloksallı metal yüzey, alüminyum alaşımında 400-600HV'ye ulaşabilen ve hatta saf alüminyumda 1500HV'yi aşabilen kalın ve son derece sert bir oksit tabakası oluşturur. Bu, işlenmiş yüzeyin mükemmel aşınma direncine sahip olmasını sağlar ve sürtünme ve aşınmaya etkili bir şekilde direnç göstererek parçanın servis ömrünü büyük ölçüde uzatır.

(2) Mükemmel korozyon direnci

Oksit tabakası çoğu kimyasalın erozyonuna etkili bir şekilde direnebilir ve metal yüzeyin oksidasyonu ve korozyonu riskini büyük ölçüde azaltır. Asidik, alkali veya nötr ortamlarda iyi stabiliteyi koruyabilir ve parçalar için güvenilir koruma sağlayabilir.

(3) İyi elektrik yalıtımı

Oksit film iyi bir elektrik yalıtım performansına sahiptir, direnci büyüktür ve arıza voltajı 2000V'un üzerine çıkabilir. Bu özellik sert eloksalın elektronik, elektrik ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmasını sağlar ve akım kaçağı ve elektrik korozyonunun oluşmasını etkili bir şekilde önleyebilir.

(4) Diğer avantajlar

Renk stabilitesi: Sert eloksal işleminden sonra metal yüzey siyah, gümüş vb. gibi çeşitli renkleri gösterebilir ve renk çok stabildir, solması kolay değildir ve uzun süreli güzelliği koruyabilir.

Estetik: İşlenen yüzey, parçaların kalitesini ve estetiğini iyileştirebilen iyi bir parlaklığa ve dokuya sahiptir.

Isı yalıtımı: Oksit film, yüksek sıcaklıktaki ortamlarda ısı transferini azaltabilen ve parçaları ve çevredeki ortamı koruyabilen belirli ısı yalıtım özelliklerine sahiptir.

(1) Akım ve gerilim kontrolü

Sert eloksalın akım yoğunluğu genellikle 2-5 A/dm'dir.²ve voltaj 25V'tan fazladır ve en yüksek değer 100V'a bile ulaşabilir. Çalışma sırasında akım ve voltaj, alüminyum alaşımının malzemesinin, parçanın şeklinin ve oksit filmin gereksinimlerine göre ayarlanmalıdır. Daha karmaşık parçalar veya daha kalın oksit film ihtiyacı için, akım yoğunluğu ve voltaj uygun şekilde artırılabilir, ancak aşırı başlangıç ​​voltajının oksit filmin kalitesinin düşmesine neden olmasını önlemek için voltajın kademeli olarak arttırılmasına dikkat edilmelidir. film, donuk, toz, aşınma ve diğer sorunlar yok.

(2) Güç kaynağı seçimi

Darbeli güç kaynağı veya özel dalga biçimi güç kaynağı, sert eloksal için daha uygun bir seçimdir. Özellikle yüksek bakırlı alüminyum alaşımı veya yüksek silikonlu dökme alüminyum alaşımı için sıradan DC anotlama genellikle zayıftır. Darbeli güç kaynağı, oksit filmin kalitesini ve homojenliğini artırmaya yardımcı olan daha hassas akım kontrolü sağlar.

(3) Tank sıcaklığı yönetimi

Banyo sıcaklığının sert anodik oksit filmin kalitesi üzerinde önemli bir etkisi vardır. Genel olarak sert eloksal için tankın sıcaklığı aşağıda kontrol edilmelidir. 5 ° C, çünkü sıcaklık ne kadar düşük olursa, oluşan oksit filmin sertliği de o kadar yüksek olur. Düşük sıcaklıklara ulaşmak ve bunu korumak için genellikle soğutucu gibi soğutma ekipmanlarına sahip olmak gerekir. Aynı zamanda, homojen bir sıcaklık sağlamak için tank sıvısını karıştırmaya dikkat edin.

(4) tank sıvı konsantrasyonu ayarı

Örnek olarak sülfürik asit eloksalını alırsak, sert eloksalın tank konsantrasyonu genellikle %15'ten azdır. Oksit filmin kalitesi, banyonun konsantrasyonu ayarlanarak optimize edilebilir. Daha kalın ve daha yüksek sertlikte bir oksit filmi elde etmek gerektiğinde tank konsantrasyonu uygun şekilde azaltılabilir. Ancak çok düşük bir konsantrasyon, oksit filmin büyüme hızını etkileyebilir, bu nedenle özel ihtiyaçlara göre dengelenmesi gerekir.

(5) Organik asitlerin eklenmesi

Banyoya oksalik asit, tartarik asit ve diğer organik asitlerin eklenmesi filmin sertliğini artırabilir. Organik asitleri seçerken sülfürik asitle uyumluluğu ve oksit filmlerin özelliklerine etkisi dikkate alınmalıdır. Eklenen miktar deney ve tecrübeye göre belirlenmelidir, çok fazlası veya çok azı oksidasyon etkisini etkileyebilir.

(1) Havacılık

Havacılık alanında sert eloksal vazgeçilmez bir rol oynamaktadır. Sert eloksal işleminden sonra türbin kanatları, pistonlar vb. uçak motoru parçaları, yüksek sıcaklık, yüksek basınç ve yüksek hızlı çalışmanın getirdiği aşırı koşullara dayanabilir, parçaların aşınma ve korozyon direncini önemli ölçüde iyileştirerek uçuşu garanti altına alabilir. emniyet. Konektörler ve destek parçaları gibi gövde yapısının bazı önemli parçaları da sağlamlıklarını ve dayanıklılıklarını arttırmak için sert anotlama işlemlerini kullanır, yapısal stabiliteyi sağlarken gövdenin ağırlığını azaltır.

(2) Otomobil endüstrisi

Sert eloksal, otomobil endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Valfler, eksantrik milleri vb. gibi otomotiv motor parçaları, işlemden sonra aşınma ve korozyona etkili bir şekilde direnebilir ve motorun servis ömrünü uzatabilir. Hidrolik silindir, yüksek basınçlı çalışma ortamlarında iyi sızdırmazlık ve aşınma direnci sağlamak için sert anodize edilmiştir. Ayrıca fren sisteminin bazı bileşenleri de bu süreçten faydalanarak otomobilin genel performansını ve güvenliğini artırır.

(3) Elektronik alan

Elektronik alanında sert eloksal önemli bir rol oynamaktadır. Cep telefonlarının ve bilgisayarların metal kabuğu gibi elektronik cihazların kabuğu, işlemden sonra iyi bir aşınma direncine ve korozyon direncine sahiptir ve ayrıca belirli bir elektromanyetik koruma etkisi de sağlayabilir. Isı emici, yalnızca yüzey alanını arttırmakla ve ısı dağıtım verimliliğini artırmakla kalmayıp aynı zamanda oksidasyonu ve korozyonu önleyen ve ısı dağıtım performansının uzun vadeli stabilitesini sağlayan sert anotlama işlemini benimser.

(4) Askeri endüstri

Askeri endüstride parçaların performansı oldukça yüksektir ve sert eloksal işlemi uygulanarak dikkate değer sonuçlar elde edilmiştir. Silahın namlu ve sürgü gibi bileşenleri, zorlu çalışma ortamlarında iyi performansı koruyacak şekilde işlenmiştir. Radar ekipmanının anten ve dalga kılavuzu gibi bazı temel bileşenleri, hava koşullarına dayanıklılıklarını ve elektromanyetik özelliklerini geliştirmek ve ekipmanın güvenilirliğini ve stabilitesini sağlamak için sert anotlama işlemiyle iyileştirilir. Fiyat teklifi al