Anodowanie

Anodowanie (eloksacja, czyli „elektrolityczna oksydacja”) to proces powierzchniowej obróbki metali polegający na wytworzeniu warstwy tlenku za pomocą elektrolizy. Anodowanie stosuje się głównie do aluminium i jego stopów, ale możliwe jest także jego zastosowanie do niektórych odmian stali, tytanu i stopów magnezu.

Anodowanie aluminium

Anodowanie aluminium i jego stopów to proces, który polega na pokryciu wierzchniej warstwy aluminiowego elementu cienką warstwą tlenku Al2O3 w celach ochronnych.

Aluminium to metal o stosunkowo wrażliwej powierzchni, która z upływem czasu może matowieć i szarzeć. Za sprawą anodowania, wytworzona warstwa tlenku poprawia odporność na korozję, uszkodzenia mechaniczne, ścieranie i szkodliwe czynniki zewnętrzne takie jak kwaśne deszcze, promieniowanie UV, czy woda morska. Powłoka tlenkowa powoduje również opóźnienie procesów starzenia aluminium.

Anodowanie wpływa również na walory estetyczne aluminium, często stosowane jest w celach dekoracyjnych. Anodowana powierzchnia delikatnie połyskuje, wyróżnia się trwałą barwą, jest przyjemna w dotyku, a jednocześnie nie zatrzymuje brudu.

Proces anodowania aluminium

W przemyśle stosowane są różne typy anodowania aluminium:

Anodowanie typu I

Proces anodowania aluminium prowadzony jest w kąpieli zawierającej kwas chromowy który pełni funkcję elektrolitu. Stosowane dla przedmiotów ze skomplikowaną powierzchnią która stwarza ryzyko zatrzymania elektrolitu. Powłoka jest cienka i ciemna, ale twardsza od powłoki powstałej w wyniku anodowania typu II. Często stosowane przy anodowaniu odlewów. Powłoka tlenkowa w 1/2 wrasta w element, reszta wystaje ponad jego powierzchnię.

Anodowanie typu II

Aluminium anodowane jest w kąpieli elektrolitycznej w roztworze kwasu siarkowego. Jest to najbardziej rozpowszechniony rodzaj anodowania. Powłoka jest dość gruba i odporna na ścieranie, a przy tym dość jasna i porowata, co ułatwia barwienie aluminium. Powłoka tlenkowa w 2/3 wrasta w niego, a 1/3 wyrasta ponad element.

Anodowanie typu III / Anodowanie twarde

Również używany jest kwas siarkowy, ale w wyższym stężeniu. Jako dodatek bywa używany również kwas szczawiowy. W anodowaniu twardym prąd elektryczny ma wyższe natężenie. W efekcie uzyskuje się powłokę o dużej twardości, dorównującej hartowanej stali węglowej. Aluminiowe elementy zyskują wysoką odporność na korozję, wzmocnienie wytrzymałości, a twarda powierzchnia znosi duże obciążenia bez uszkodzeń. Ten typ procesu stosuje się w obróbce wymagających części np. zaworów, tłoków, przekładni, oraz w wyposażeniu wojskowym.

Anodowanie powierzchni metalu - przebieg

Proces anodowania powierzchni metalu składa się z następujących po sobie etapów: odtłuszczanie, trawienie, płukanie, odtlenianie, anodowanie, płukanie, barwienie, płukanie DEMI, uszczelnianie.

Na początku całego procesu anodowania wykonywane jest odtłuszczenie i oczyszczenie wierzchniej warstwy metalu. Wykonuje się je w kwaśnych i zasadowych roztworach myjących. W efekcie aluminium będzie czyste, pozbawione pozostałości z obróbki mechanicznej, a powłoka anodowa będzie lepiej przywierać do metalu.

Następnie przeprowadza się wybłyszczanie lub poddaje element trawieniu alkalicznemu. Wybłyszczanie to wygładzenie struktury materiału za pomocą mieszaniny stężonych kwasów. Aluminium rozjaśnia swoją powierzchnię i nabywa efekt połysku. Trawienie alkaliczne w sodzie kaustycznej, pozwala na usunięcie korozji z metalu, niweluje zarysowania i smugi, a także nadaje mu jednolity i matowy wygląd. Te dwie techniki stosuje się zamiennie w zależności od potrzebnego efektu. Każdy etap kończy płukanie, prowadzone w odpowiednich wannach technologicznych.

Kolejnym etapem procesu technologicznego jest rozjaśnianie. Usuwa ono osady i warstwy tlenkowe, które mogły zostać po wcześniejszych czynnościach wybłyszczania i trawienia. Dzięki temu można osiągnąć na aluminium jednolitą strukturalnie powłokę tlenkową.

Po tych wszystkich procesach przygotowawczych realizowany jest właściwy proces anodowania wybranego elementu z aluminium, czyli wytworzenie na jego wierzchniej warstwie powłoki z tlenku. Powłoka anodowa powstaje w roztworze odpowiedniego kwasu (siarkowego lub chromowego, zależnie od typu procesu), poprzez przyłożenie do anodowanego elementu prądu stałego o określonej gęstości natężenia.

Pod działaniem prądu z roztworu wydziela się tlen, który reagując z metalem wytwarza powłoki tlenkowe, które jednocześnie wrastają w metal i narastają na jego powierzchnię. Taka powłoka anodowa powstaje szybciej i jest grubsza od naturalnej, zwiększając wytrzymałość elementu i chroniąc go przed korozją.

Anodowanie kolorowe aluminium

Kolejną czynnością możliwą do wykonania podczas operacji anodowanie aluminium, jest barwienie go. To dodatkowe opcjonalne działanie, stosowane w celach zdobniczych przy anodowaniu dekoracyjnym.

Można wykonać dwa rodzaje barwienia aluminium. Pierwszy z nich to barwienie elektrochemiczne: przez dodanie substancji barwiących do elektrolitu można uzyskać na powierzchni trwałe kolory. Można uzyskać w ten sposób cały wachlarz kolorów (np kolor złoty, czerwony, czarny itp), nie jest konieczne malowanie proszkowe elementu.

Kolejnym możliwym rodzajem barwienia jest barwienie interferencyjne, polegające na modyfikacji kształtu porów powłoki anodowej metodą elektrochemiczną w kąpieli solicyny. Dzięki wykorzystaniu zjawiska interferencji na tych porach, uzyskuje się pożądany efekt optyczny, czyli odpowiedni kolor.

Końcowym elementem anodowania aluminium jest uszczelnianie go, czyli zamknięcie porowatej struktury powłoki tlenkowej, w celu nadania jej większej odporności. Aluminium jest zanurzone w wrzącej wodzie zdemineralizowanej lub innej cieczy, dzięki temu glin zamienia się w bemit zamykając pory. To sprawia że powierzchnia anodowanego elementu staje się lśniąca i gładka, nabierając odporności na szkodliwe czynniki zewnętrzne.

Powłoki wytworzone podczas procesu anodowania, nie tylko zwiększają odporność elementu na warunki środowiska, ale sprawiają że przedmiot zyskuje wyjątkowe walory estetyczne. Dlatego cieszą się popularnością w przemyśle meblarskim (okucia, ramy), spożywczym (naczynia, pojemniki). Poza tym, anodowania używa się w przemyśle stoczniowym, lotniczym, elektronicznym (obudowy smartfonów, komputerów), kosmetycznym i spożywczym.

Usługa anodowanie aluminium

Zapraszamy do skorzystania z systemowego parku technologicznego MetalTop. Znajdziesz w nim oferty anodowania detali z aluminium i innych metali. Firmy wykonujące te usługi można wyszukiwać według parametrów technicznych procesu, lokalizacji, terminie wykonania usługi itp. Zapraszamy!