Глубокое анодирование алюминиевых сплавов: Глубокое твёрдое анодирование – завод металлообработки, услуги электронно-сборочные и гальванические работы

alexxlab | 30.01.2023 | 0 | Разное

Глубокое анодирование | Защитные покрытия металлов

Глубоким анодированием называют процесс получения окисных пленок толщиной больше 40 мкм, отличающихся высокой твердостью, износостойкостью и хорошими электроизоляционными свойствами. С помощью таких пленок можно повысить износостойкость трущихся поверхностей деталей, например зубчатых передач, увеличить сопротивление эрозионному износу, обеспечить термостойкую электроизоляцию. Глубокое анодирование тонкостенных деталей повышает жесткость конструкции.

Глубокое анодирование часто отрицательно сказывается на механических свойствах анодированных изделий: уменьшается предел выносливости, относительное удлинение и сужение поперечного сечения. Такое влияние незначительно при малой толщине пленки и возрастает с ее увеличением. После удаления окисной пленки восстанавливаются первоначальные свойства (до анодирования).

Механические и электрические свойства толстых окисных пленок и степень их влияния на характеристики металла зависят от условий оксидирования и состава металла или сплава, подвергаемого электрохимической обработке. Роль тепловых процессов, протекающих в зоне формирования окисла, возрастает по мере наращивания толщины пленок. Это объясняется затруднением отвода тепла от поверхности металла в глубине пор, что может привести к увеличению скорости растворения пленки и растравливанию пленки и металла.

Институтом физической химии АН СССР исследован и разработан процесс глубокого анодирования при пониженной температуре электролита и обрабатываемых деталей. Электролиз ведут в 20%-ном растворе серной кислоты при температуре от —3 до 10° С. Для поддержания требуемой температуры применяют интенсивное перемешивание раствора очищенным сжатым воздухом или механическими мешалками и охлаждение его с помощью специальных агрегатов. Анодная плотность тока при глубоком анодировании 2—2,5 А/дм², в случае интенсивного охлаждения ее можно повысить до 5— 10 А/дм². Напряжение на ванне по мере увеличения толщины окисной пленки увеличивается и достигает 40— 80 В.

При оксидировании поддерживают постоянную плотность тока с помощью реостатов, включенных в цепь питания ванны. В зависимости от требуемой толщины окисной пленки изменяют скорость повышения напряжения от 22—26 до 30–36 В за 15 мин или до 45—60 В за 45 мин. При охлаждении и перемешивании электролита на алюминии и его сплавах можно получить окисные пленки толщиной 40—60 мкм, а в некоторых случаях — до 120—150 мкм. Хорошие результаты получаются, если применять циркуляцию электролита в ванне с помощью кислотоупорных насосов. Для получения пленок толщиной 200—300 мкм такого охлаждения недостаточно и приходится применять внутреннее охлаждение обрабатываемых деталей. Этот способ пригоден для деталей с внутренними неоксидируемыми полостями, через которые можно осуществить циркуляцию охлаждающего раствора.

В качестве охлаждающих средств используют жидкие хладоагенты или воду, предварительно охлажденную до —3+0° С. Скорость циркуляции охлаждающего раствора должна быть такой, чтобы разница температур при входе и выходе из детали не превышала 1 град. Режим оксидирования устанавливают с учетом марки сплава, из которого изготовлены детали. Окисные пленки, полученные при одинаковой плотности тока и продолжительности электролиза на техническом алюминии и сплаве АВ, имеют большую толщину и твердость, чем на других деформированных сплавах. Микротвердость (кгс/мм²) окисного слоя на техническом алюминии 500—520, на сплаве АВ — 480—500, сплаве Д16 — 330—360, сплаве AJT9 — 450—480.

Лучшие результаты по качеству пленок дает глубокое оксидирование алюминия и его сплавов с магнием и марганцем. На литейных сплавах типа силумина пробивное напряжение окисных пленок в 2—3 раза ниже, чем на деформируемых сплавах АВ, АК4, В95, АМг-5ВМ. Износостойкость деформируемых сплавов также относительно ниже.

Электроизоляционные окисные пленки получают в 15—20%-ном растворе H₂SO₄ при температуре от —5 до +2° С и анодной плотности тока 5 А/дм². Электрический режим процесса устанавливают с учетом материала, из которого изготовлены обрабатываемые детали. Для деталей из алюминия марки А7 начальное напряжение на ванне составляет 20—25 В, конечное 60—65 В, продолжительность оксидирования 75—90 мин, пробивное напряжение пленки 600—800 В. Для деталей из сплава Д16 начальное напряжение 20—25 В, конечное 60—65 В, продолжительность оксидирования 25—30 мин, пробивное напряжение пленки 380—450 В. Детали из сплава АМг оксидируют в течение 60—90 мин, начальное напряжение на ванне 20—25 В, конечное 60—70 В, пробивное напряжение 600—800 В. Детали, подвергаемые электроизоляционному оксидированию, должны иметь чистоту поверхности, соответствующую девятому классу, радиус закругления должен быть не менее 2—3 мм; уменьшение его приводит к снижению пробивного напряжения пленки.

Глубокое анодирование – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Глубокое анодирование производят на глубину 30 мк и более. Такое анодирование придает изделию высокую твердость, термостойкость, маслоемкость, износостойкость и улучшает электроизоляционные свойства.  [1]

Глубокое анодирование производят в электролите, содержащем 150 е / л серной кислоты ( уд. Режим обработки: температура электролита от – 5 до 2 С; плотность тока 30 а / дм2; начальное напряжение 23 – 24 в; конечное напряжение 70 – 75 а; время выдержки 1 ч 40 мин.  [2]

Глубокое анодирование поршней из алюминиевых сплавов двигателей внутреннего сгорания повышает надежность их работы ( уменьшается число заклиниваний поршней) и снижает скорость изнашивания поршневых канавок. Имеется положительный опыт использования анодированных зубчатых передач из алюминиевого сплава вместо бронзовых в часовых механизмах и анодированных цилиндров из алюминиевых сплавов вместо стальных в гидросистемах. Анодирование применяют в самолетостроении, приборостроении и – текстильном машиностроении.  [3]

Процесс глубокого анодирования отличается от обычного оксидирования в растворе серной кислоты режимом работы.  [4]

Что такое глубокое анодирование и как выполняется этот процесс.  [5]

Например, глубокое анодирование алюминия при температуре 286 – 300 К позволяет получать защитную пленку из окисла алюминия толщиной 10 – 15 мкм. Увеличение времени пребывания металла в ванне приводит к уравновешиванию процессов растворения и окисления.  [6]

Зависимость толщины анодной пленки h в мк от режима.  [7]

В процессе глубокого анодирования размеры деталей увеличиваются примерно на половину толщины образовавшейся анодной пленки на сторону. Поэтому при изготовлении деталей следует учитывать толщину анодных пленок.  [8]

Режим глубокого анодирования алюминия и его сплавов.  [9]

В результате глубокого анодирования поверхность алюминия покрывается оксидной пленкой темно-серого, доходящего до черного цвета, отличающейся высокой твердостью и износоустойчивостью. Толщина пленки зависит от марки материала, времени анодирования и величины конечного напряжения.  [10]

В результате глубокого анодирования поверхность металла покрывается пленкой от серого до черного цвета: тем темнее, чем в сплаве больше кремния и меди. После обработки пленки в растворе хромпика цвет пленки становится желто-зеленым, до коричнево-черного. Поверхность полированных деталей после глубокого анодирования сохраняется блестящей.  [11]

Характерными особенностями процесса глубокого анодирования

, в отличие от обычных условий, являются применение сравнительно высоких плотностей тока и напряжения на клеммах ванны при температуре электролита до – 10 С. Главной трудностью процесса является быстрый отвод джоулева тепла, возникающего на границе деталь – электролит в каналах пор формирующейся анодной пленки.  [12]

Особое внимание при глубоком анодировании следует уделять качеству и надежности контактов между деталями и анодными подвесками.  [13]

Как известно, процесс глубокого анодирования сопровождается изменением силы тока. По мере роста анодной пленки, которая обладает значительным электросопротивлением, сила тока во время анодирования падает и рост анодной пленки быстро прекращается. Для обеспечения роста анодной пленки приходится все время регулировать процесс так, чтобы сила тока оставалась постоянной, а изменялось напряжение.  [14]

По сравнению с режимом

глубокого анодирования при постоянной плотности тока режим падающей мощности позволяет в несколько раз уменьшить продолжительность электролиза.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Понимание и спецификация анодирования – Корпорация OMW

Что должен знать производитель…

© 2014, Джозеф Х. Осборн.
Автор: Джозеф Х. Осборн, корпорация OMW, электронная почта: [email protected]

Анодирование, возможно, является наиболее часто используемой отделкой алюминиевых деталей. Преимущества анодирования включают:

1. Очень тонкое покрытие (0,0002-0,0012 дюйма для типа II) по сравнению с красками и порошковым покрытием. Толщиной покрытия часто можно пренебречь для обработанных деталей.
2. Чрезвычайно прочный, твердый, устойчивый к истиранию и долговечный. Покрытие не отслаивается и не скалывается. Гораздо, намного более твердая поверхность, чем краска (тверже, чем инструментальная сталь). Покрытие держится бесконечно долго.
3. Некоторые типы (например, архитектурное анодирование) имеют цвета, устойчивые к выцветанию на солнце почти в течение неопределенного времени.
4. Превосходная защита от коррозии. Очень хорошо выдерживает воздействие соляного тумана и другие испытания.
5. Экологически чистая отделка. Может быть легко переработан. В производстве используются простые неорганические химические вещества, оказывающие минимальное воздействие на окружающую среду
6. Хороший электрический изолятор. В сочетании с другими покрытиями может применяться для селективной маскировки токов низкого напряжения.
7. Недорого. Цена очень конкурентоспособна с покраской и порошковой покраской.

Анодирование является «конверсионным покрытием» и сильно отличается от красок, гальванопокрытий и других обычных покрытий на металле. В то время как краски и покрытие наносятся на поверхность алюминия, анодирование превращает внешний слой алюминия в оксид алюминия, поэтому покрытие полностью интегрируется с алюминиевой подложкой. Вот почему анодирование не трескается и не отслаивается, как краска — оно полностью интегрировано с основным металлом.

Анодирование является конверсионным покрытием, поскольку алюминий на поверхности превращается в оксид алюминия. Точно так же, как древесный уголь на обугленном полене является неотъемлемой частью полена, слой оксида алюминия является неотъемлемой частью алюминиевой подложки.

Оксидное покрытие чаще всего создается путем помещения алюминиевой детали в ванну с серной кислотой при пропускании постоянного тока низкого напряжения через деталь к катодам на боковой стороне резервуара. Деталь действует как анод в электрической цепи, отсюда и происхождение термина «анодирование».

В большинстве случаев анодирование обрабатываемых деталей относится к двум обычно указанным типам: серное анодирование типа II (или «обычное») и серное анодирование типа III с твердым покрытием или «твердое» серное анодирование.

Обозначения типов II и III взяты из общей военной спецификации MIL-A-8625 (существует также анодирование типа I, но это делается с использованием экологически небезопасной хромовой кислоты, и в наши дни это редко указывается).

«Твердое» анодирование типа II и типа III является очень твердым покрытием. «Жесткое» анодирование типа III выполняется при более низкой температуре, оно дороже и немного сложнее, чем анодирование типа II, но вам нужно специальное оборудование, чтобы увидеть разницу на практике. Однако тип III намного толще, чем тип II, обычно 0,002 дюйма против 0,0006 дюйма соответственно, что делает его более устойчивым к царапинам и сильному износу.

Существует еще один тип анодирования, обычно называемый «архитектурным» анодированием. По сути, это то же самое, что и анодирование типа II, описанное выше, но используется окрашивание ионами металлов, которое полностью не окрашивается на солнце.

Alodine — это торговое название химического конверсионного покрытия алюминия (также называемого «химическая пленка» или «химическое конверсионное покрытие»). Поскольку название немного напоминает анодирование, иногда между двумя покрытиями возникает путаница. Хотя оба являются конверсионными покрытиями, химическая пленка намного тоньше, чем анодирование, и также создается погружением, но без использования электрического тока. В отличие от анодирования, химические пленки (которые обычно можно увидеть в золотых или прозрачных версиях ROHS) обеспечивают токопроводящее покрытие и иногда используются в сочетании с маскировкой в ​​анодированных деталях. Покрытие обеспечивает защиту от коррозии, а также является отличной базовой грунтовкой для красок. Общей военной спецификацией для химического конверсионного покрытия является MIL-DTL-5541.

Поскольку анодирование представляет собой конверсионное покрытие, поверхность алюминия фактически уменьшается в размерах, когда алюминий превращается в анодированный оксидный слой. Оксидный слой растет из алюминия с большей скоростью, чем алюминий удаляется, поэтому слой анодирования будет иметь тенденцию увеличивать толщину поверхностей с заданными размерами.

При описании анодирования с точки зрения конструктора-механика чрезвычайно важно понимать термины, используемые анодировщиком, поскольку они вызывают много путаницы. Толщина покрытия — фактическая толщина оксидного слоя. Это не то же самое, что нарост, который является общим термином для разницы в размерах между оксидным слоем и исходной алюминиевой поверхностью (см. рисунок выше).

Вихретоковые толщиномеры обычно используются для измерения анодированного (оксидного) слоя. Это позволит измерить толщину покрытия, но не нарост. Налипание необходимо измерять путем сравнения готовой детали с образцом без покрытия или расчетным путем.

Анодировщики обычно руководствуются эмпирическим правилом, согласно которому оксидный слой проникает в деталь на 50 % и накапливается на 50 %. Истинные проценты, согласно большинству источников, ближе к 67% и 33% для обычного анодирования Типа II и 50% и 50% для Типа III, анодирования с твердым покрытием. В любом случае, зная толщину покрытия и используя эти проценты, возможен приблизительный расчет налипания.

Сильное травление перед анодированием также может уменьшить отложения за счет удаления до нескольких десятых долей алюминия до образования анодного слоя.

При обычном анодировании типа II толщина покрытия обычно варьируется от 0,0002 дюйма до 0,0012 дюйма. Самые тонкие покрытия обычно видны при прозрачном анодировании, поскольку для правильного окрашивания анодирующим красителям требуется толщина покрытия не менее 0,0004–0,0006 дюйма. При средней толщине покрытия 0,0008 дюйма нарост обычно составляет 0,0002–0,0003 дюйма, что достаточно мало, чтобы его можно было эффективно игнорировать в большинстве обработанных и изготовленных деталей. Однако это не так. с типом III, анодированием с твердым покрытием, которое может иметь толщину покрытия до 0,004 дюйма и наплавку до 0,002 дюйма 9.0008

Даже при более тонком анодировании типа II налипание покрытия может вызвать проблемы с соблюдением допусков, например, с очень мелкими резьбовыми отверстиями, прецизионными отверстиями под штифты и точной посадкой скольжения.

Наиболее распространенным решением этой проблемы является маскирование элементов. Это делается с помощью мягких пластиковых заглушек для круглых отверстий или пластиковой ленты или окрашенного жидкого пластика для плоских участков.

Как отмечалось выше, маскирование часто не требуется для анодирования типа II. Тем не менее, это следует отметить в распечатке при указании более толстых покрытий Типа III и при наличии мелкой резьбы или характеристик с жесткими допусками.

Заглушки из силиконовой резины, такие как эти, часто используются для маскировки отверстий с высокими допусками перед анодированием.

В то время как общая толщина покрытия может быть указана на отпечатке, большинство анодаторов не будут сертифицировать точную однородную толщину покрытия. Это связано с тем, что толщина покрытия будет варьироваться на детали из-за геометрии детали, положения стеллажа и изменений электрического поля, которые неизбежно существуют в каждом резервуаре для анодирования. Обычно толщина покрытия на одной детали варьируется от 0,0001 до 0,0003. Хотя однородность толщины можно до некоторой степени контролировать путем размещения катода, стеллажа и позиционирования в резервуаре, это по-прежнему является искусством и наукой, а жесткие допуски по толщине могут быть чрезвычайно дорогими, если вообще достижимыми.

Твердое анодирование по сравнению с обычным: Поскольку твердое анодирование типа III выполняется при гораздо более низкой температуре, чем обычное анодирование типа II, и при более высоком токе и напряжении, оно требует гораздо большего энергопотребления и обычно значительно дороже.

Маскировка: Маскировка обычно требует значительного объема ручной работы, что увеличивает стоимость. Материалы для маскировки часто нельзя использовать повторно, что также увеличивает затраты.

Стеллаж: Трудно устанавливаемые детали могут увеличить стоимость. При необходимости обсудите добавление функций стеллажа с вашим анодизатором, когда это необходимо для крупносерийных и недорогих деталей.

Небольшие элементы, задерживающие химию: Небольшие отверстия, особенно глухие отверстия, а также небольшие глубокие карманы или другие закрытые элементы требуют тщательной промывки деталей и повышают трудозатраты.

Плохая спецификация: Плохо написанные или отсутствующие спецификации на чертежах означают, что на уточнение тратится больше времени, что приводит к увеличению затрат. Чем четче анодирование определено на чертеже, с четкими примечаниями о стеллажах, маскировке и других желаемых характеристиках, тем лучше.

Термин «прозрачное» анодирование на самом деле является неправильным, так как неокрашенное анодирование на самом деле не является прозрачным. «Чистое» анодирование варьируется от очень светло-серого для очень тонких покрытий (0,0001–0,0003 дюйма) до темно-оливкового цвета для толстых покрытий типа III (0,002 или выше). Очень тонкое прозрачное анодирование (иногда называемое «косметическим» прозрачным) ) покрытия имитируют внешний вид чистого алюминия (хотя покрытие на самом деле слегка сероватое), отсюда и термин «прозрачное» анодирование. Но на толстых деталях с твердым покрытием цвет совсем не прозрачный.0008

Покрытие этих деталей варьируется от 0,0003 дюйма слева до более 0,002 дюйма справа — все они неокрашены.

Анодирующий слой может быть окрашенным или неокрашенным. В спецификации 8625 Mil для обозначения этого используется термин «класс»: класс 1 — прозрачный или неокрашенный, а класс 2 — окрашенный.

Анодированные слои обычно окрашивают органическими красителями, погружая деталь в бак с горячим красителем сразу после анодирования. С помощью этого процесса можно получить большое разнообразие цветов. На сегодняшний день наиболее часто указываемым цветом является черный, за ним следуют синий, красный и золотой. Обратите внимание, что только анодирование типа II может быть окрашено в различные цвета. «Жесткое» анодирование типа III, которое довольно темное даже в неокрашенном виде, обычно остается прозрачным или окрашивается в черный цвет.

Фото: пример анодированных деталей, окрашенных в красный цвет

Покрытие этих деталей варьируется от 0,0003 дюйма слева до более 0,002 дюйма справа — все они неокрашены. Важно отметить, что цвета, полученные в результате окрашивания не так однородны, как полученные с помощью покраски или порошковой окраски. В большинстве коммерческих анодированных материалов не существует такой вещи, как цвет, соответствующий пантону, а согласованность цвета и цветового соответствия чрезвычайно сложны. Как правило, цвета задаются более широко, чем при покраске, например, для анодированной детали вы должны указать «синий», или, возможно, «светло-синий» или «темно-синий», а не «темно-синий» или «синий электрик». Обратите внимание, что цвета, полученные с помощью органических красителей, не являются абсолютно стойкими, особенно в условиях сильного воздействия УФ-излучения. Все органически окрашенные детали со временем тускнеют. На открытом воздухе выцветание может быть драматичным.

Существует второй, менее распространенный процесс окрашивания, известный как двухэтапное электролитическое окрашивание. В этом процессе анодирующий слой аналогичен обычному анодированию типа II, но на стадии окрашивания вместо органических красителей используются неорганические металлические красители в сочетании с электрическим током. Хотя диапазон цветов гораздо более ограничен, чем у органических красителей (как правило, от светлых до очень темных, почти черных бронз), цвета чрезвычайно устойчивы к выцветанию и сохранятся на неопределенный срок даже в условиях очень сильного ультрафиолетового излучения.

Фото: Две черные детали после пребывания под интенсивным прямым солнечным светом в течение примерно 8 месяцев. Обе части начинались с одинакового черного цвета. Нижняя часть использовала обычный органический черный краситель и заметно поблекла. Верхняя часть была окрашена с использованием двухэтапного электролитического процесса («архитектурное анодирование») и не выцветает.

Поскольку анодирование представляет собой конверсионное покрытие и основано на преобразовании алюминиевой подложки в оксид алюминия, любые дефекты в алюминии будут иметь заметное влияние на качество анодирования. Основное правило, которое следует помнить, заключается в том, что алюминиевая отделка должна быть однородной, чистой и полностью открытой, чтобы анодный слой сформировался должным образом.

Общие проблемы возникают со сварными швами, экструзиями, зонами холодной или горячей обработки или плохо обработанными поверхностями.

Проблемы с материалом или механической отделкой часто выглядят как проблемы с анодированием. Часто дефекты материала выглядят как химические пятна или полосы, когда проблема связана с материалом. GIGO (мусор на входе, мусор на выходе) лучше подходит для анодирования, чем почти любая другая отделка. Чтобы анодный слой был идеальным, алюминиевая подложка также должна быть идеальной.

Это пятно очень похоже на химическое пятно, но это не так. Это место, где установочный штифт непреднамеренно поднял листовой металл. Машинист отшлифовал лист на место, но холодная обработка изменила материал настолько, что изменился цвет анодирования.

Это темное пятно выглядит как неисправность в баке для анодирования, но на самом деле оно было вызвано слишком грязной водой в вибромассажере. Грязный носитель впитался в алюминиевую отделку, что привело к появлению пятен.

Нехарактерно, что сварные швы на раме этого велосипеда практически не изменили цвет анодирования. Тем не менее, плохое шлифование и оставшиеся пятна бондо создают поверхность, на которой видны неанодированные пятна и механические царапины.

Алюминиевые сплавы также могут оказывать влияние на анодирование. Помните, что легирующие элементы, такие как медь, не анодируются, поэтому сплавы с высоким содержанием меди, такие как 7075 или 2024, будут давать заметно другие цвета, чем сплавы с более низким содержанием меди, такие как 6061, как с окрашенными частями, так и с прозрачным анодированием. Как правило, сплавы серий 6061, 3000 и 5000 анодируются достаточно последовательно друг с другом. 7075 и 2024 будут иметь желтый оттенок при прозрачном анодировании из-за высокого содержания меди, а черный цвет будет не таким глубоким. Серия 1000, хотя и редко указывается, на самом деле анодирует лучше всех, будучи наиболее близкой к чистому алюминию.

Меньшая часть слева изготовлена ​​из сплава 7075, а большая круглая часть изготовлена ​​из сплава 6061. Обратите внимание на характерный желтоватый оттенок левой части, характерный для прозрачного анодирования сплавов 7075 или 2024.

Вы когда-нибудь задумывались, почему так хорошо окрашивается анодирование? Это связано с микроскопической структурой анодирующего слоя.

Оксидный или «анодный» слой, образующийся в процессе анодирования, состоит из микроскопических шестиугольных столбцов оксида с отверстиями или «порами», которые проходят почти по всей длине каждого столбца. Именно эти поры удерживают краситель

Анодный слой очень твердый – обычно между 60-70 градусами по шкале Роквелла. Этот слой также является отличным изолятором, а слой твердого покрытия толщиной 0,002 дюйма имеет напряжение пробоя 1500-2000 вольт.

Характерная гексагональная структура анодирование (гипотетически около 40 000-кратное увеличение).Обратите внимание, что шестиугольные оксидные столбцы были разрезаны, чтобы показать структуру.Реальный слой был бы намного толще, а высота столбцов в 200 или более раз превышает их диаметр.

Анодный слой растет наружу от поверхности алюминия по мере анодирования детали. Таким образом, очень острые внутренние или внешние углы на детали могут привести к образованию зазоров или пустот, особенно с толстыми анодными слоями, такими как анодирование твердого покрытия типа III. По возможности избегайте очень острых внутренних или внешних углов и оставляйте радиус не менее 0,015 дюйма (1/64 дюйма).

Военная спецификация США MIL-A-8625 является наиболее распространенной спецификацией для используемого анодирования. Хотя спецификация несколько устарела, особенно в отношении воздействия некоторых процессов на окружающую среду (например, анодирование хромовой кислотой типа I), она по-прежнему используется в качестве модели для большей части анодирования, предназначенного для военной и аэрокосмической продукции. и формирует основу для многих собственных спецификаций компаний.

Наиболее распространенными типами и классами анодирования, указанными в MIL-A-8625, являются:

• Сернокислотное анодирование типа II (обычное или «стандартное» анодирование)
• Сернокислотное анодирование типа III (твердое или твердое анодирование)
• Класс 1 – неокрашенный (прозрачный)
• Класс 2- Окрашенный (цветной)

Обратите внимание, что MIL-A-8625 не распространяется на архитектурное анодирование, на которое обычно распространяется система обозначений, предоставленная Алюминиевой ассоциацией (например, AA-M12-C22-A34 для архитектурного анодирования с электролитическим окрашиванием).

Например, стандартная черная деталь, обозначенная MIL-A-8625, будет обозначена на чертеже следующим образом:

“MIL-A-8625, тип II, класс 2, черный”

Поскольку анодирование включает пропуская электрический ток через анодируемую деталь, детали должны быть зажаты токопроводящими стойками или проводами. Там, где эти стойки или провода соприкасаются с деталью, на поверхности кромок деталей остаются небольшие неанодированные следы или «точки контакта». MIL-A-8625 упоминает и специально разрешает эти метки на стойках.

Метками реек можно управлять, указав на чертеже допустимые места для захвата детали. Если маркировка стойки имеет решающее значение, заранее обсудите возможные варианты установки с вашим анодировщиком.

На этой фотографии показано несколько различных подходов к стеллажированию деталей разных размеров и форм. Детали можно соединять проводами через отверстия, захватывается по краям или захватывается внутри полостей с помощью «пружинных» захватов. Везде, где есть контакт металла с металлом, будут небольшие неанодированные участки.

Как правило, сборки, состоящие из нескольких частей, должны быть анодированы перед сборкой. Поскольку детали погружаются как в сильную щелочь (гидроксид натрия), так и в серную кислоту, любые шпильки, резьбовые вставки, штифты, стойки и т. д. подвержены коррозии и вызовут проблемы в резервуарах для анодирования. Даже компоненты из нержавеющей стали могут подвергаться коррозии в резервуарах во время анодирования и могут влиять на протекание тока во время электролитических процессов. Зазоры между компонентами также могут задерживать химические вещества и вызывать проблемы из-за вытекания коррозионно-активных веществ после анодирования. Как правило, собирают после анодирования.

Поскольку тонкое «кометическое» прозрачное анодирование часто имитирует внешний вид чистого алюминия, иногда бывает трудно определить, была ли деталь анодирована. Так как анодирование является сильным изолятором, простой тест состоит в том, чтобы использовать вольтметр, установленный для измерения сопротивления. Прикоснитесь обоими щупами к металлической части – если есть высокое сопротивление, скорее всего, деталь анодирована.

Установите вольтомметр для измерения сопротивления и прикоснитесь щупами к поверхности детали, которая, как вы подозреваете, имеет чистое анодирование. Если есть высокое сопротивление, деталь, вероятно, анодирована. 9№ 0004

Анодирование является отличным фоновым покрытием для механической или лазерной гравировки. Использование твердосплавного инструмента, т.е. небольшая фреза с фаской 90, буквы, цифры или другие символы могут быть выгравированы непосредственно через анодный слой с помощью фрезерного или фрезерного станка с ЧПУ. Алюминиевая подложка обеспечивает отличный контраст символов.

Лазерная гравировка также дает отличные результаты. Вместо того, чтобы прожигать анодный слой, лазерный гравер обесцвечивает краску в слое, что обычно обеспечивает превосходный контраст символов. Преимущество лазерной гравировки на цветном анодированном покрытии заключается в том, что на поверхность не нужно добавлять никаких дополнительных химикатов, чтобы подчеркнуть маркировку, чего нельзя сказать о чистом алюминии, нержавеющей стали или большинстве других металлов

Пример символов, выгравированных лазером на черной анодированной детали.

Анодирование удивительно долговечно и устойчиво к коррозии. Однако, как и его алюминиевая основа, он чувствителен к сильным щелочам, таким как щелочь или гидроксид натрия. Он также может быть поврежден сильными кислотами, такими как азотная или серная. Остерегайтесь сильных щелочных чистящих средств, которые часто содержат аммиак или щелочь, а также чистящих средств для кирпичной кладки или цемента, которые могут содержать сильные кислоты. Удивительно, но анодирование довольно устойчиво к органическим растворителям. В то время как спирт или ацетон быстро удаляют чернила, например, с перманентного маркера, они не повредят и не обесцветят цветное анодирование и могут быть превосходны для очистки.

1. Укажите тип анодирования, например, «Тип II анодирование» или «Тип III твердое анодирование» для обозначения типа покрытия. При желании можно включить спецификацию Mil, например, «Mil 8625, анодирование типа II». Укажите желаемый цвет, например, «черный»

Примеры правильных выносок для печати:

Анодирование типа II, черное.

Mil-A-8625, тип III, прозрачный (или класс I)

Анодирование, Тип II, бесцветное

Анодирование, тип III, черный

Архитектурное анодирование, двухэтапное электролитическое покрытие, темная бронза.

2. Подумайте, потребуется ли маскирование (особенно при твердом анодировании типа III). Вызовите места маскировки на распечатке.
3. Не забудьте назвать приемлемые места стеллажей, если вас беспокоят следы стеллажей.

——————

За копиями или разрешением на использование этого документа обращайтесь в OMW Corporation, 354 Bel Marin Keys Blvd., Novato, CA 94949. Тел. 415 -382-1669. www.omwelectronics.com

Рекомендации: Совет по анодированию алюминия. www.anodizing.org. The Aluminium Association, www.aluminum.org Кредиты: Большинство иллюстраций автора. Иллюстрация анодного слоя Джозефа А. Осборна.

Измерение толщины анодирования алюминия | Ресурсы

DeFelsko производит портативный неразрушающий толщиномер покрытия, который идеально подходит для измерения толщины анодирования алюминия.

Какие проблемы возникают при измерении толщины анодирования?

Для эффективного контроля толщины анодированных и других тонких покрытий требуются точные неразрушающие средства измерения.

Второстепенной задачей является измерение анодирования на небольших или труднодоступных участках.

Решения для измерения толщины анодированного покрытия

Вихретокомеры серии PosiTector 6000 “N” идеально подходят для неразрушающего измерения непроводящих покрытий на цветных подложках. Датчик PosiTector 6000 NAS специально разработан для измерения анодирования алюминия с высоким разрешением. Хотя датчик PosiTector 6000 NAS способен измерять до 625 мкм (25 мил), он является наиболее точным и обеспечивает самое высокое разрешение до 100 мкм (4 мил), что находится в пределах ожидаемого диапазона для большинства приложений анодирования.

Рис. 1 — Зонд PosiTector 6000 NAS для измерения анодирования

 

При измерении толщины покрытия на небольших или труднодоступных участках серия микрозондов PosiTector 6000 N является идеальной альтернативой измерениям. С наконечниками зонда с углом наклона 0°, 45° или 90° можно снимать показания в глубоких отверстиях, на небольших выступах или на внутренних диаметрах. При использовании фиксатора или быстроразъемного адаптера N-микрозонды имеют такие же характеристики, как и датчики NAS.

Рисунок 2 – PosiTector 6000 N Микрозонд для измерения анодирования

Бесплатная консультация

Чтобы узнать текущие цены или заказать приборы для измерения толщины анодированного покрытия, посетите нашу страницу продаж.

История анодирования

Что такое анодирование?

Анодирование — это процесс электрохимического преобразования, существующий с 1930-х годов. Некоторые металлы могут быть анодированы, включая алюминий, магний, титан и тантал. Анодированный алюминий используется во многих областях благодаря своей низкой стоимости, эстетическим качествам и идеальным механическим свойствам.

В отличие от большинства защитных покрытий, анодирование необратимо изменяет внешнюю структуру металла. Когда алюминий подвергается воздействию воздуха, он естественным образом образует тонкую пленку оксида алюминия, которая защищает алюминий от дальнейшего окисления. Процесс анодирования делает окисленную поверхность намного толще, до нескольких тысячных дюйма. Твердость покрытия из анодированного оксида алюминия сопоставима с твердостью алмаза, что повышает стойкость алюминия к истиранию. Дополнительная толщина оксидного слоя улучшает коррозионную стойкость алюминия, облегчая очистку поверхности. Пористая природа отдельных видов анодирования позволяет окрашивать алюминий в различные цвета, делая его более привлекательным.

Анодирование обычно имеет толщину до 5 мил. Три наиболее распространенных варианта анодирования алюминия включают хромовое анодирование (тип I), серное анодирование (тип II) и твердое анодирование (тип III).

• Хромовое анодирование использует электролит на основе хромовой кислоты и дает самые тонкие покрытия толщиной всего от 0,02 до 0,1 мил (от 0,5 до 2,5 микрон). Происходит 50% проникновение в подложку и 50% рост по сравнению с первоначальными размерами. Хромовое анодирование оказывает наименьшее влияние на усталостную прочность и менее агрессивно, поэтому идеально подходит для сложных и трудно поддающихся промывке деталей. Отлично подходит для покрытия алюминиевых отливок, большинство хромированных анодированных деталей используются в военных и аэрокосмических целях и носят скорее функциональный, чем декоративный характер.
• Серное анодирование является наиболее распространенным методом анодирования с использованием серной кислоты для получения покрытий толщиной до 1 мил (25 микрон). Происходит 67% проникновение в подложку и 33% рост по сравнению с первоначальными размерами. Благодаря своей проницаемости серное анодирование отлично подходит для цветного окрашивания и служит основой для грунтовок, связующих веществ и органических покрытий. Серное анодирование обеспечивает коррозионную стойкость и очень прочно. Типичные области применения включают архитектуру, аэрокосмическую промышленность, производство, автомобилестроение и компьютеры.
• Твердое анодирование (также известное как твердое покрытие) использует электролит с более высокой концентрацией серной кислоты при более низкой температуре, в результате чего получается прочная внешняя оболочка с превосходной стойкостью к истиранию, коррозионной стойкостью, стойкостью к выцветанию, диэлектрической прочностью и поверхностной твердостью (по шкале С по шкале Роквелла до 70). 50% проникновение в подложку и 50% рост по сравнению с первоначальными размерами происходит при общей толщине от 0,5 до 4 мил. Твердые анодированные металлы имеют повышенную шероховатость поверхности. Обычное использование включает недекоративное оборудование для упаковки пищевых продуктов, рулоны бумаги для копировальных аппаратов и наружные применения, такие как витрины зданий и окна.

Процесс анодирования алюминия

Алюминиевая деталь подвешивается на зачищенных алюминиевых или титановых стойках, обеспечивающих хороший электрический контакт. На протяжении всего процесса анодирования детали закрепляются, а стойки подвешиваются в ряде резервуаров.

1. Алюминиевая деталь погружается в горячую ванну, содержащую моющее средство для замачивания, чтобы удалить всю поверхностную грязь.
2. Деталь промывается во избежание загрязнения раствора в последующих резервуарах.
3. В следующем баке деталь раскисляется раствором кислоты (хромовой, серной, азотной или фосфорной), удаляя тонкую неоднородную поверхность оксида алюминия.
4. Деталь снова промывается, чтобы избежать загрязнения бака.
5. Травление выполняется путем подвешивания детали в емкости с раствором гидроксида натрия. Травление удаляет естественный блеск алюминия и придает ему мягкий, матовый, фактурный вид.
6. Деталь подвешена в резервуаре для анодирования, который содержит разбавленную смесь кислоты и воды, способную пропускать электрический ток. Тип кислоты, процентное содержание раствора и температура являются критическими параметрами и зависят от желаемой отделки и цвета. Отрицательная сторона электрической цепи соединяется со стойкой деталей, а положительная сторона цепи соединяется с одним или несколькими «катодами», которые подают электричество в резервуар. Количество и расположение катодов зависит от размера и формы детали, а также от общей площади обрабатываемой алюминиевой поверхности. Ближайшие к катоду поверхности получат более толстое анодное покрытие. Для обычного серного анодирования используется источник питания постоянного тока, способный вырабатывать до 24 вольт, при этом напряжение обычно поддерживается в диапазоне от 18 до 24 вольт. Сила тока, подаваемого на бак для анодирования, будет варьироваться в зависимости от площади обрабатываемой поверхности, как правило, на каждый квадратный фут покрытия требуется от 12 до 16 ампер. Раствор электролита перемешивается во время процесса анодирования, чтобы обеспечить однородную температуру раствора. Процесс анодирования в нормальных условиях занимает менее часа.
7. Для добавления цвета (красителя) деталь погружают в резервуар с разбавленным водорастворимым органическим красителем. Каждый краситель различается по времени и температуре для этого погружения.
8. Последним моментом в процессе анодирования является герметизация уже окрашенной внешней поверхности, чтобы она не обесцвечивалась и не окрашивалась солнечным светом. Негерметичная пористая внешняя поверхность имеет пониженную коррозионную стойкость. Для неокрашенных покрытий деталь из анодированного алюминия помещают в кипящую деионизированную воду на 20–30 минут. Это преобразует неструктурированные поры оксида алюминия в более твердую кристаллогидратную форму. Если анодированные детали окрашены, процесс герметизации проводят в течение 3-5 минут в емкости с раствором ацетата никеля.
9. При твердом анодировании в зависимости от процесса используется смесь серной и щавелевой кислот. Относительно низкие температуры используются наряду с более высоким током и гораздо более высоким напряжением. Образующийся «серый» оксидный слой обычно имеет толщину от 2 до 3 мил и является очень плотным, износостойким и устойчивым к коррозии.

Альтернативой стеллажированию является объемное анодирование, которое лучше всего подходит для анодирования небольших деталей неправильной формы, таких как заклепки, наконечники и медицинские втулки. Вместо стоек детали обрабатываются в перфорированных алюминиевых, пластиковых или титановых корзинах. Независимо от того, нужно ли вам производство в рулонах или серийное производство, анодирование является одним из лучших вариантов отделки алюминия в отрасли.

Другой альтернативой является анодирование рулонов. Рулонный алюминий предварительно анодируется, чтобы снизить затраты на отделку, сэкономить время производства и уменьшить объем обработки материалов. Преимущества предварительно анодированного алюминия можно применить к большинству изделий, изготовленных из листового или рулонного материала. Изделия, изготовленные из экструзии, отливок, стержней, прутков или пластин, ограничиваются процессами анодирования отдельных деталей, такими как стеллажное или объемное.

Хотя большинство алюминиевых сплавов образуют оксид алюминия в ванне для анодирования, они склонны к анодированию по-разному. Некоторые сплавы труднее анодировать, в то время как другие анодируют до слегка отличающихся оттенков цвета. При анодировании различные сплавы обеспечивают различные уровни обрабатываемости (механическая обработка, шлифование, полировка), свойства устойчивости к воздействию окружающей среды и стабильность размеров.

Зачем анодировать?

Анодирование является высокоэффективным и предпочтительным способом отделки алюминия. Некоторые из основных преимуществ анодирования включают в себя:

• Долговечность – Большинство анодированных деталей не изнашиваются при обращении, установке, использовании и обслуживании
• Адгезия – Анодирование является частью алюминия для полного склеивания и непревзойденной адгезии.
• Цвет – анодированные детали сохраняют хорошую стабильность цвета при воздействии ультрафиолетовых лучей, не имеют нанесенного покрытия, подверженного скалыванию или отслаиванию, и имеют воспроизводимый процесс окраски.
• Качество оригинальной отделки – Детали не подлежат маркировке в процессе первоначального анодирования.
• Техническое обслуживание. Мягкая очистка водой с мылом обычно возвращает анодированному профилю его первоначальный вид.
• Эстетика – Анодирование предлагает большое количество вариантов блеска и цвета, позволяя просвечивать металлический внешний вид экструдированного алюминия.
• Стоимость. Анодирование является очень рентабельным по сравнению с другими методами отделки. В дополнение к низким затратам на обработку и техническое обслуживание долговечность сводит к минимуму затраты на замену.
• Окружающая среда, здоровье и безопасность. Анодирование не противоречит действующим государственным нормам, поскольку это один из наиболее экологически чистых промышленных процессов, который, как правило, не наносит вреда здоровью человека. Анодированное покрытие химически стабильно, не разлагается, нетоксично и термостойко до точки плавления алюминия. Поскольку процесс анодирования является усилением природного оксидного процесса, он не является опасным и не производит вредных или опасных побочных продуктов. Химические ванны, используемые в процессе анодирования, часто регенерируются, перерабатываются и используются повторно.

Зачем измерять толщину анодирования?

Параметры процесса анодирования оказывают значительное влияние на свойства образующегося оксида. Если используются низкие температуры и концентрации кислоты, получается менее пористое и более твердое покрытие. Более высокие температуры и содержание кислоты, а также более длительное время погружения приводят к более мягким и пористым покрытиям. Незначительные изменения самого сплава или любого из этих параметров могут существенно повлиять на покрытие.

С помощью различных средств контроля процесса и методов измерения анодизаторы могут контролировать, контролировать и корректировать нанесение анодированного покрытия. Одним из наиболее важных параметров контроля качества анодирования является толщина. Толщину анодирования можно измерить неразрушающим методом с помощью вихретокового толщиномера покрытия или путем расчета веса на единицу площади. Простота вихретокового метода не только более эффективна, чем расчетный метод, но также позволяет инспектору убедиться в том, что адекватное анодирование происходит на всех поверхностях детали.

Где находится рынок анодированных материалов?

Анодированные изделия и компоненты используются в тысячах коммерческих, промышленных и потребительских приложений:

• Строительные изделия (навесные стены, кровельные системы)
• Коммерческие и бытовые изделия (вентиляционные отверстия, навесы, рамы, арматура)
• Приборы ( холодильники, микроволновые печи, кофеварки)
• оборудование для приготовления пищи (сковороды, холодильники, грили)
• мебель для дома и офиса (столы, кровати, шкафы)
• спортивные товары (тележки для гольфа, лодки, туристическое и рыболовное снаряжение)
• компоненты автомобилей (отделка, колпаки, панели, таблички)
• электроника (телевизоры, фотооборудование)
• аэрокосмическая промышленность (спутниковые панели)

ассоциации

AAC (Совет по анодированию алюминия)

AEC (Совет по производству экструдеров алюминия)

FGIA (Альянс производителей окон и остекления) — ранее AAMA —Ассоциация производителей архитектурных решений

The Aluminium Association

Промышленные спецификации анодирования

Военные стандарты анодирования

MIL-A-8625 — Анодные покрытия для алюминия и алюминиевых сплавов

MIL-STD-171 — Стандарт для финишной обработки и обработки поверхностей

8 AS

8 AS

B244-09 – Стандартный метод испытаний для измерения толщины анодных покрытий на алюминии и других непроводящих покрытий на немагнитных металлах с помощью вихретоковых приборов

B487-85 — Стандартный метод испытаний для измерения толщины металлического и оксидного покрытия путем микроскопического исследования поперечного сечения

B137-95 — Стандартный метод испытаний для измерения массы покрытия на единицу площади на алюминии с анодным покрытием

B136-84 — Стандартный метод измерения стойкости к загрязнению анодных покрытий на алюминии

B457-67 — Стандартный метод испытаний на измерение импеданса анодных покрытий на алюминии

B580-79 — Стандартные технические условия для анодно-оксидных покрытий на алюминии

B680-80 — Стандартный метод испытаний качества уплотнения анодных покрытий на алюминии растворением в кислоте

B893-98 — Спецификация для анодирования магния твердым покрытием для инженерных приложений

SAE International AMS (Спецификации аэрокосмических материалов) Стандарты анодирования

AMS2468 — Нанесение твердого покрытия на алюминиевые сплавы

AMS2469 — Нанесение твердого покрытия на алюминий и алюминиевые сплавы

AMS2471 — Анодная обработка алюминиевых сплавов Сернокислотный процесс, технологический неокрашенный

AMS2472 — Анодная обработка алюминиевых сплавов в сернокислотном процессе, технологическое окрашивание

AMS-A-8625 — Анодные покрытия для алюминия и алюминиевых сплавов (копия MIL-A-8625)

Международные стандарты Стандарты анодирования

ISO 75999 — Анодирование алюминия и его сплавов; Общие технические требования к анодно-оксидным покрытиям алюминия

ISO 8078 — Анодная обработка алюминиевых сплавов.