Rohde ma już blisko 60-letnią tradycję w obróbce powierzchni precyzyjnych wyrobów wysokiej jakości wykonanych z aluminium i jego stopów. Tutaj anodowanie (eloksalowanie) z barwieniem lub bez jest zdecydowanie najpopularniejszą formą ochrony przed korozją. Duża liczba technik obróbki wstępnej, takich jak szlifowanie dokładne, szczotkowanie, polerowanie, piaskowanie, szlifowanie wibracyjne i satynowanie, umożliwia uzyskanie dekoracyjnej powierzchni spełniającej najwyższe wymagania.
Informacje ogólne:
W procesach anodowania, w przeciwieństwie do powłok lakierowanych i galwanizowanych warstw ochronnych lub dekoracyjnych, nie nakłada się dodatkowej warstwy metalu na powierzchnię wyrobu. Podczas anodowania powierzchnia aluminiowa przekształca się w tlenek glinu, który jest mikroporowaty i dlatego może być barwiony.
Ponieważ anodowaniu nie towarzyszy efekt rozpływania się i wyrównywania (jak przy galwaniazacji), po anodowaniu widoczne są drobne rysy i uszkodzenia. Z tego powodu wcześniej zwykle wykonywana jest mechaniczna obróbka powierzchni lub bardziej przystępne cenowo matowienie chemiczne (trawienie). Oba procesy należą jednak do ubytkowych, co wiąże się z usunięciem pewnej grubości materiału.
Tworzenie powłoki
rys. 1
Podczas procesu anodowania kolumnowa warstwa tlenku wrasta w około 2/3 w materiał bazowy, a 1/3 osadza się na zewnątrz, co należy uwzględnić przy określaniu tolerancji wymiarów (patrz rys. 1).
Osiągalna grubość warstwy wynosi do 30 µm. Warstwy przekraczające tę wartość zwykle zaczynają kredować i nie nadają się do użytku. Większe grubości warstw są możliwe do uzyskania dzięki procesowi twardego anodowania.
Rys. 2
W celu uodpornienia warstwy anodowanej na warunki atmosferyczne i zamknięcia porów chłonnych konieczne jest przeprowadzenie tzw. „zagęszczenia”.
Osiąga się to przez chemiczną konwersję warstwy anodowanej (tlenku glinu) w wodorotlenek glinu o większej objętości (patrz rys. 2). Jednocześnie zapobiega to powstawaniu wykwitów barwionych przedmiotów.
Charakterystyka powierzchni i wady
Wady anodowania (np. kredowanie, odpryskiwanie, odbarwianie lub niewystarczająca grubość warstwy) można zwykle wyeliminować poprzez deanodowanie, a następnie ponowne anodowanie. Podobnie jak w przypadku wytrawiania następuje usuwanie materiału, który w zależności od grubości warstwy wynosi 15-25 µm. Dlatego w takim przypadku należy wcześniej uwzględnić wymiary montażowe pasowanych części precyzyjnych.
Cech powierzchni i defektów spowodowanych tłoczeniem, procesami metalurgicznymi, czy korozją nie da się skorygować przez anodowanie.
Ze względu na półprzezroczystość warstwy, ograniczenia dla dekoracyjnego anodowania występują tam, gdzie ze względu na wytrącanie składników stopowych i inne niejednorodności, widoczna staje się struktura powierzchni.
Poniżej opisanych jest kilka możliwych wad struktury i powierzchni, które były powodem częstych reklamacji. Jednak patrząc na przyczynę są one nieuniknione. Niektóre zalecenia dotyczące dekoracyjnych stopów aluminium, które można anodować, podaje norma DIN.
|
Rys. 3.0 Naturalna powierzchnia anodowana
Rys. 3.1 Ta sama część, co na rys. 3.0. Odanodowane, ponownie anodowane i zabarwione na czerwono |
Poprzeczna/podwójna Na dwóch przedstawionych elementach (rys. 3.0) wykonanych z wytłaczanego okrągłego lub prostokątnego profilu aluminiowego widoczne są paski, ciemne przebarwienia po anodowaniu, których wcześniej nie widać na surowej części. Takie niedoskonałości mogą zwykle wystąpić w wewnętrznych i zewnętrznych obszarach materiału podczas produkcji profili. Tego efektu (niejednorodności) nie da się zatuszować nawet przez zabarwienie warstwy anodowanej (patrz Rys. 3.1). Jedynym sposobem, aby temu zaradzić, jest modyfikacja kształtu matrycy. |
|
Korozja galwaniczna |
Korozja kontaktowa (korozja galwaniczna) z typowymi wżerami lub powstawaniem wgnieceń, jak pokazano na sąsiednim rysunku, występuje przede wszystkim na elementach wykonanych z wysokostopowej grupy AlCu. Częstą przyczyną jest kontakt wilgotnego elementu z metalową powierzchnią po obróbce mechanicznej. W ten sposób powstaje potencjał napięciowy, który powoli zaczyna elektrolitycznie rozkładać niezabezpieczoną powierzchnię. Ten rodzaj korozji jest trudny do zaobserwowania w stanie nieanodowanym. Korozja pakowania ze względu na papier pakowy zawierający wodorowęglan sodu w wilgotnej atmosferze jest podobny do procesu chemicznego zachodzącego podczas trawienia (matowania) w roztworze wodorotlenku sodu i powoduje podobne wady powierzchni. Oba rodzaje korozji uwidaczniają się po anodowaniu i można je usunąć tylko przez mechaniczne usunięcie powierzchni.. |
|
Oznaczenia prętów |
Oznaczenia prętów na profilu w kierunku wytłaczania po anodowaniu są wynikiem mostków powstałych w narzędziu do wytłaczania. Istnieje wiele przyczyn, od projektu formy i temperatury po skład stopu i prędkość wytłaczania. Przeróbka zwykle nie jest możliwa. |
|
Grube ziarno |
Grube ziarno wygląda jak plamy o różnej wielkości po wytrawianiu. Efekt ten może rozciągać się na całą grubość ścianki w przypadku cienkich ścianek i jako pojedyncze ziarna w przypadku grubych przekrojów. Grube ziarna mogą być widoczne bezpośrednio na powierzchni (patrz rysunek) lub tuż pod nią. Tylko defekty na powierzchni można usunąć mechanicznie, a następnie ozdobnie anodować. Przyczyny leżą zarówno w składzie stopu jak i w procesie wytłaczania.. |
|
Wzór fal |
Odbarwienia faliste powstające na gładkich arkuszach blachy, są wynikiem wniknięcia tlenków w powierzchnię surowego materiału. Minimalne okrągłości rolek prasujących mogą powodować podobne zmiany w mikrostrukturze. Ta wada powierzchni będzie wyraźnie widoczna dopiero po anodowaniu i zwykle nie może być wyeliminowana przez szlifowanie lub intensywne wytrawianie. Jedynym sposobem aby mieć pewność niewystąpienia takiej wady, jest zamówienie blachy już anodowanej. |
Dane materiałów aluminiowych
Zalecenia dołączone do wyciągu z normy DIN dotyczą anodowania stopów aluminium.
EQ = jakość anodowana zgodnie z DIN 17611
- = powierzchnie odporne na ścieranie dzięki twardemu anodowaniu
– = brak dalszych odniesień bibliograficznych, jeśli brakuje kluczowych danych
Znaczenie ocen:
1 = doskonały
2 = dobry
3 = dopuszczalny
4 = niewystarczający
5 = niezalecany
6 = nieodpowiedni
Możliwość anodowania:
D = powłoka dekoracyjne
S = powłoka ochronna
HC = twarde anodowanie
Źródło:
Arkusze danych dotyczących materiałów aluminiowych
Producent aluminium
Stopy kuźnicze DIN EN 573-3
|
Standard EU |
DIN |
Przeznaczenie |
Możliwość anodowania |
|||
|
nowe |
poprzednie |
D |
S |
HC |
||
|
EN AW-1050A |
3.0255 |
Al99,5 |
– |
2 (EQ=1) |
1 |
– |
|
EN AW-1070A |
3.0275 |
Al99,7 |
– |
1 |
1 |
– |
|
EN AW-1080A |
3.085 |
Al99,8(A) |
– |
1 |
1 |
– |
|
EN AW-1098 |
3.0385 |
Al99,98 |
Al99,98R |
– |
– |
– |
|
EN AW-1200 |
3.0205 |
Al99,0 |
– |
3 |
1 |
– |
|
EN AW-1350A |
3.0257 |
EAl99,5(A) |
E-Al |
– |
– |
– |
|
EN AW-2007 |
3.1645 |
AlCu4PbMgMn |
AlCuMgPb |
– |
5 |
• |
|
EN AW-2011 |
3.1655 |
AlCu6BiPb |
AlCuBiPb |
6 |
5 |
• |
|
EN AW-2014 |
3.1255 |
AlCu4SiMg |
AlCuSiMn |
6 |
3 |
– |
|
EN AW-2017A |
3.1325 |
AlCu4MgSi(A) |
AlCuMg1 |
6 |
2 |
– |
|
EN AW-2024 |
3.1355 |
AlCu4Mg1 |
AlCuMg2 |
6 |
2 |
– |
|
EN AW-2117 |
3.1305 |
AlCu2,5Mg |
AlCu2,5Mg0,5 |
– |
– |
– |
|
EN AW-3003 |
3.0517 |
AlMn1Cu |
AlMnCu |
4 |
1 |
– |
|
EN AW-3004 |
3.0526 |
AlMn1Mg1 |
– |
4 |
1 |
– |
|
EN AW-3005 |
3.0525 |
AlMn1Mg0,5 |
– |
4 |
1 |
– |
|
EN AW-3103 |
3.0515 |
AlMn1 |
– |
4 |
1 |
– |
|
EN AW-3105 |
3.0505 |
AlMn0,5Mg0,5 |
– |
– |
– |
– |
|
EN AW-3207 |
3.0506 |
AlMn0,6 |
– |
– |
– |
– |
|
EN AW-5005 |
– |
AlMg1(B) |
– |
3 |
1 |
– |
|
EN AW-5005A |
3.3315 |
AlMg1(C) |
AlMg1 |
2 (EQ=1) |
1 |
– |
|
EN AW-5019 |
3.3555 |
AlMg5 |
– |
4 |
1 |
– |