Anodowanie
Anodowanie to proces elektrolizy polegający na wytworzeniu warstwy konwersyjnej (tlenkowej, chromianowej oraz fosforowej) na powłoce metalu, aby dzięki temu polepszyć jego właściwości powierzchniowe. W efekcie staje się on trwalszy na uszkodzenia mechaniczne, odporniejszy na szkodliwe warunki zewnętrze (ochrona przed korozją, promieniowaniem UV oraz zanieczyszczeniami takimi jak sól, woda morska). Szeroki wybór tych procesów, w tym anodowanie twarde, oferuje firma Poeton Polska mająca swoją siedzibę w Rzeszowie.
Fotografia
Aluminium
Aluminium jest jednym z najczęściej poddawanych temu procesowi metalem. Dzięki warstwie tlenkowej posiada ono właściwości antykorozyjne powstałej już w warunkach naturalnych. Z upływem czasu jego powierzchnia matowieje i aluminium traci swoje atrybuty. Dlatego też w wyniku procesu, jakim jest anodowanie aluminium, metal ten zyskuje wiele istotnych cech:
- Zwiększa się odporność na korozję – zastosowanie w przemyśle samochodowym i lotniczym,
- Ochrona przed zabrudzeniem- spełnia wymogi surowych warunków sanitarnych,
- Powłoka nie przewodzi prądu – zastosowanie w branży elektronicznej,
- Estetyczny wygląd – wykorzystywane w budownictwie oraz w celach dekoracyjnych,
- Twardsza powłoka – zastosowanie w przemyśle lotniczym. Dzięki wysokiej odporności warstwy tlenku na ścieranie, anodowane aluminium jest wykorzystywane np. w częściach ruchomych maszyn.
Etapy procesu anodowania
- Przygotowanie powierzchni – przedmiot aluminiowy należy precyzyjnie oczyścić ze smaru, tłuszczu i innych zabrudzeń, dzięki czemu elektrolit może w jednakowym stopniu nawilżyć całą jego powierzchnię. Jeżeli wymagany jest specjalny wygląd powierzchni (np. wysoki połysk), element powinien zostać wstępnie oszlifowany i polerowany mechaniczne (lub tez możliwe jest polerowanie elektrolityczne lub chemiczne). Odtłuszczanie i trawienie prowadzi się łącznie w gorącej kąpieli na bazie wodorotlenku sodu. Powstały na powierzchni osad należy zetrzeć, np. kwasem azotowym.
- Anodowe utlenianie – następnie ma miejsce anodowe utlenianie aluminium we właściwym elektrolicie. Istotnym elementem tego etapu jest skuteczne mieszanie oraz chłodzenie kąpieli. W przeciwnym razie w wyniku za wysokiej temperatury roztworu tworzą miękkie i łatwo ścieralne powłoki.
Fotografia
- Barwienie powłok – wyróżniamy:
Barwienie tlenkowe – odbywa się na skutek kąpieli barwiącej elementy. Stosuje się do tego substancje organiczne lub nieorganiczne (sole). Przygotowane aluminium jest zanurzane w kąpieli barwiącej, podczas której następuje dyfuzja barwnika w głąb porów. Taki efekt można osiągnąć także trakcie anodowanego utleniania poprzez zastosowanie odpowiedniego elektrolitu.
Barwienie elektrolityczne – odpowiednio przygotowane aluminium zanurzane jest w roztworze soli metali (np. miedzi, niklu lub cyny) i włączane w obwód elektrolityczny jako katody. Dzięki temu igiełki metalu osadzają się wewnątrz porów prostopadle do powierzchni aluminium. Barwione powierzchnie przybierają trwałe kolory takie jak: ciemnoniebieski, szary, brązowy, czarny, złoty lub czerwony.
- Uszczelnianie powłok – to końcowy etap mający istotne znaczenie w zabezpieczaniu metalu przed korozją. Podczas uszczelniania warstwa tlenkowa zmienia budowę – tworzy się uwodniony tlenek (bemit). Jednocześnie następuje pęcznienie, które skutkuje zamknięciem porów i wytworzeniem bardzo gładkiej, szklistej powierzchni. Metal jest tym samym doskonale zabezpieczony przed korozją. Proces uszczelniania dokonuje się najczęściej w gorącej wodzie, parze wodnej, roztworach soli (np. octanach) niklu i kobaltu, a także w roztworach dwuchromianu sodu lub potasu.
Konserwacja powierzchni anodowanej
Elementy anodowane, jeśli są utrzymywane w czystości, nie wymagają konserwacji. Do ich czyszczenia wystarczy woda lub benzyna lakowa (jednakże środki czyszczące nie mogą zawierać chloru). Obiekty aluminiowe należy chronić przed zetknięciem z wapnem, cementem oraz gipsem, powstają bowiem plamy trudne do usunięcia. Dlatego też rekomenduje się zastosowanie powłoki bitumicznej lub lakieru odpornego na działanie substancji alkalicznych.
Do czego służy warstwa anodowa i jak ją pielęgnować
Anodowanie to powierzchniowa obróbka metali, w której elektrolitycznie wytwarza się cienką warstwę tlenku. Najczęściej obejmuje aluminium i jego stopy, ale można w ten sposób obrabiać także niektóre odmiany stali, tytan i stopy magnezu. Powłoka chroni metal przed korozją i uszkodzeniami mechanicznymi, a dodanie barwników do elektrolitu pozwala uzyskać trwałe, nieścieralne kolory. Warstwa anodowa jest też izolatorem elektrycznym, dlatego stosuje się ją na folii aluminiowej do kondensatorów, a także jako podkład pod klej lub farbę drukarską.
Właściwe przygotowanie obejmuje nie tylko oczyszczenie powierzchni. Kształtowanie profili i spawanie należy wykonać przed anodowaniem, ponieważ powłoka anodowa słabo znosi formowanie na zimno. Im grubsza powłoka, tym lepiej chroni przed korozją, przebarwieniem i ścieraniem.
Anodowane profile nie wymagają konserwacji, o ile utrzymuje się je w czystości. Wystarczy woda z neutralnym detergentem lub benzyna lakowa. Rozpuszczalniki nie uszkadzają powierzchni, natomiast należy unikać substancji silnie alkalicznych.
Trzy najpopularniejsze rodzaje anodowania
Przygotowanie aluminium warto dopasować do rodzaju anodowania, który zostanie zastosowany. Anodowanie chromowe (typ I) wykorzystuje roztwór kwasu chromowego i daje najcieńszą warstwę tlenku, od 0,5 do 2,5 µm. Sprawdza się przy skomplikowanych częściach, które trudno dokładnie opłukać, i ma najmniejszy wpływ na wytrzymałość zmęczeniową materiału. Stosuje się je między innymi w przemyśle lotniczym i zbrojeniowym.
Anodowanie siarkowe (typ II) jest najpopularniejsze. Warstwa tlenku może osiągnąć do 25 µm i jest porowata, dlatego łatwo ją barwić, a także stanowi dobrą bazę dla podkładów i powłok organicznych. Chroni przed korozją i znajduje zastosowanie w architekturze, lotnictwie, motoryzacji i branży komputerowej.
Anodowanie twarde (typ III) prowadzi się w kwasie siarkowym o wyższym stężeniu i w niższej temperaturze. Powstaje bardzo twarda powłoka o grubości od 10 do 100 µm, odporna na ścieranie i korozję, o wysokiej odporności dielektrycznej, choć jej powierzchnia jest szorstka.
