Твърдо анодизирано, пълно име твърдо анодно оксидиране.Основната цел на твърдо анодизираните алуминиеви сплави е да подобри свойствата на алуминия и алуминиевите сплави, включително устойчивост на корозия, устойчивост на износване, устойчивост на атмосферни влияния, изолация и адсорбция. Подходящ е както за деформирани алуминиеви сплави, така и за детайли от алуминиеви сплави за леене под налягане.
1. Въведение в процеса:
Като цяло се изисква дебелината на твърдия анодизиран филм да бъде 25-150um, но най-често дебелината на твърдия анодизиран филм е 50-80um. Докато дебелината на филма е по-малка от 25 um, той се използва за зъбни връзки и спирални части. Дебелината на анодния оксиден филм за устойчивост на износване или изолация е около 50 um. При някои специални технологични условия е необходимо да се произведе твърд аноден оксиден филм с дебелина над 125 um. Но трябва да се отбележи, че колкото по-дебел е анодният оксиден филм, толкова по-ниска може да бъде микротвърдостта на неговия външен слой и грапавостта на повърхността на филмовия слой може да се увеличи. Твърд анодизиран резервоар, обикновено разтвор на сярна киселина и органични киселини с добавена сярна киселина, като оксалова киселина, сулфаминова киселина и др. В допълнение, твърдата анодизирана обработка може да се постигне чрез намаляване на температурата на анодизиране или концентрацията на сярна киселина. Специални мерки за анодиране също могат да бъдат взети под внимание за деформирани алуминиеви сплави със съдържание на мед над 5 процента или съдържание на силиций над 8 процента, или за алуминиеви сплави, отлети под високо налягане на силиций. Например, за алуминиева сплав от серия 2XXX, за да се избегне изгарянето на алуминиевата сплав в процеса на анодно окисление, 385g/L сярна киселина плюс 15g/L оксалова киселина може да се използва като електролитен разтвор, плътността на тока също трябва да се увеличи до повече от 2,5A/DM.
2. Метод на процеса:
Има много методи за твърда анодизирана електролиза, като сярна киселина, оксалова киселина, пропилей гликол, сулфосалицилова киселина и други неорганични соли и органични киселини. Захранването може да бъде разделено на DC, AC, AC и DC суперпозиция, импулсно и суперпозиционно импулсно захранване, широко използвани в следното твърдо анодно оксидиране.
(1) твърд анодизиран метод със сярна киселина;
(2) твърд анодизиран метод с оксалова киселина.
(3) Твърдо анодно оксидиране от смесен киселинен тип
Сред тях методът със сярна киселина се използва широко като метод на твърдо окисление.
3. Принцип на твърд анодизиран
Няма съществена разлика между обикновения принцип на твърдо анодно оксидиране на алуминиева сплав със сярна киселина и обикновеното анодно оксидиране, но ще има някои странични реакции, ако смесва киселинно твърдо оксидиране.
(1) катодна реакция:4H плюс плюс 4E =2H2↑
(2) Анодна реакция:4OH-- 4E =2H2O плюс O2↑
(3) Алуминиево оксидиране:кислородът, утаен върху анода, е в атомно състояние, по-активен от молекулярното състояние на кислорода, по-лесен за реакция с алуминий: 2Al плюс 3O→Al2O3.
(4) Динамично равновесие на окисление при разтваряне на аноден филм:Окислителният филм се удебелява с увеличаване на времето на проводимост и увеличаване на тока. В същото време, поради двойната природа на химичните свойства на (Al2O3), тоест това е алкален оксид в кисел разтвор, киселинен оксид в алкален разтвор. Няма съмнение, че разтворът на оксидния филм се разтваря в разтвор на сярна киселина. Само когато скоростта на образуване на оксидния филм е по-голяма от скоростта му на разтваряне, има вероятност оксидният филм да се сгъсти. Когато скоростта на разтваряне е равна на скоростта на образуване, оксидният филм няма да се сгъсти. Когато скоростта на окисляване е твърде много по-висока от скоростта на разтваряне, повърхността на алуминия и алуминиевата сплав е лесно да се образува прахообразен оксиден филм.
4. Технологични изисквания
За да получите по-качествено твърдо анодизирано фолио и да осигурите необходимия размер на частите, то трябва да бъде обработено съгласно следните изисквания.
Остър ъгъл:Не се допуска обработените части да имат остри ъгли, неравности и други остри ъгли поради твърдо окисление, общото време на анодно окисление е много дълго и самият процес на окисление (Al плюс O2→A12O3 плюс Q) е екзотермична реакция. И тъй като общите части на ръбовете и ъглите често са по-концентрирани части от тока, така че тези части са най-вероятно да причинят части от локално прегряване, така че частите да бъдат изгорени. Следователно всички ръбове и ъгли на алуминий и алуминиеви сплави трябва да бъдат скосени, а радиусът на скосения Y кръг не трябва да бъде по-малък от 0,5 mm.
Повърхностно покритие:Повърхността на частите се променя след завършване на твърдото анодно оксидиране. За грапава повърхност, след тази обработка може да изглежда по-висока от първоначалното ниво на някои, но за оригиналното покритие по-високи части, често след тази обработка, според гладката повърхност яркостта намалява вместо това, по-ниска амплитуда с 1 ~ 2 величина.
Надбавка за размер:Тъй като дебелината на твърдия оксиден филм е по-висока, така че ако алуминиевите части се нуждаят от допълнителна обработка или частите трябва да бъдат сглобени, трябва предварително да се резервира определено разрешение за обработка и посочените затягащи части.
Тъй като размерът на частите трябва да се промени по време на твърдо анодизиране, следователно, при машинна обработка е необходимо предварително да се предвиди възможната дебелина и толеранс на размера на оксидния филм и след това да се определи действителният размер на частите преди анодизиране, така че след обработка, в съответствие с предписания диапазон на допустими отклонения.
Най-общо казано, размерът на частта е приблизително половината от дебелината на оксидния филм.
Джиг:Тъй като твърдите анодизирани части в процеса на окисляване трябва да издържат на високо напрежение и висок ток, е необходимо да се уверите, че приспособлението и частите могат да поддържат отличен контакт, в противен случай ще причини повреда или изгаряне на частите, които контактуват с частите на повредата поради лошо контакт. Така че изискванията за различни форми на части и части след окисляване на специфичните изисквания за проектиране и производство на специално приспособление.
Местна защита:Например, в една и съща част, както обикновените анодно оксидиране, така и твърдите анодно оксидирани части според покритието и прецизността на частите за организиране на специфичния процес. Като цяло, първото обикновено анодиране, в твърдо анодизирано, не е необходимо да бъде твърдо анодизирана повърхностна изолация, методът на изолация е полезен пистолет или четка, ще бъде подготвен за нитро гума или перхидрогенно винилно лепило на повърхността не е необходимо да се третира, изолационният слой трябва да бъде покрит тънък и равномерен. Всяко покритие трябва да се суши при ниска температура за 30 ~ 60 минути за общо 2 ~ 4 слоя.
5. Технологични характеристики
Твърдият анодизиран електролит се електролизира при температура от -10 градуса ~ плюс 5 градуса. Поради високата устойчивост на оксидния филм, произведен от твърдо анодно оксидиране, окисляването на интензитета на тока ще бъде пряко засегнато. За по-дебел оксиден филм със сигурност ще се увеличи напрежението, целта му е да елиминира влиянието на съпротивлението е голямо и да запази текущата плътност, но по-големият ток ще доведе до интензивен феномен на нагряване и генерирането на оксидния филм ще освободи много топлина , което води до рязко повишаване на температурата на частите около електролита, повишаването на температурата ще ускори окислителната мембрана, разтворена, оксидният филм няма да се удебели. В допълнение, феноменът на нагряване е най-сериозният при контакта между филма и метала, ако не бъде решен навреме, локалната повърхност на обработваните части ще бъде изгорена поради повишаване на температурата.
Решение: комбинация от охлаждащо оборудване и разбъркване. Охлаждащо оборудване за принудително охлаждане на електролита, разбъркването трябва да направи температурата на електролита в целия резервоар равномерна, така че да се получи висококачествен твърд оксиден филм.
6. Фактор на влияние
Дали повърхността на алуминия и алуминиевата сплав може да генерира висококачествен слой от твърд оксиден филм зависи главно от състава на концентрацията на електролита, температурата, плътността на тока и състава на суровините.
Концентрация на електролита:Когато електролитът със сярна киселина се използва за твърдо анодиране, той обикновено е в диапазона на концентрация от 10 процента ~ 30 процента. Когато концентрацията е ниска, твърдостта на оксидния филм е висока, особено за чист алуминий, но алуминиевата сплав с високо съдържание на мед (CY12) е изключение. Тъй като алуминиевата сплав с по-високо съдържание на мед е лесна за производство на CuAl2 съединения, които се разтварят по-бързо по време на окисляване и лесно изгарят алуминиевите части. Поради това обикновено не е подходящо да се използва ниска концентрация на електролит от сярна киселина, трябва да бъде във висока концентрация (H2SO4 в 300 ~ 400 g/L) при окислителната обработка или използването на AC-DC суперпозиционен метод.
Ефект на температурата върху филмовия слой:Температурата на електролита оказва голямо влияние върху устойчивостта на износване на оксидния филм. Най-общо казано, ако температурата спадне, устойчивостта на износване на анодния оксидационен филм от алуминий и алуминиева сплав ще се увеличи, което се дължи на намаляването на скоростта на разтваряне на електролита за филма, за да се получи по-висока твърдост на оксиден филм, трябва да схванем температурата в диапазона от ±2 градуса за твърдо анодизиращо третиране.
