Eloxovaný povlak: co to je, kde se nanáší, jak se vyrábí

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Eloxování je elektrolytický proces, který se používá ke zvýšení tloušťky vrstvy přírodních oxidů na povrchu výrobků. Tato technologie získala svůj název díky tomu, že zpracovávaný materiál se používá jako anoda v elektrolytu. V důsledku této operace se zvyšuje odolnost materiálu proti korozi a opotřebení a povrch je také připraven pro aplikaci základního nátěru a barvy.

Aplikace dalších ochranných vrstev po eloxování kovu je provedena mnohem lépe než u původního materiálu. Samotný eloxovaný povlak může být podle způsobu aplikace porézní, dobře absorbující barviva, nebo tenký a průhledný, zvýrazňující strukturu původního materiálu a dobře odrážející světlo. Vytvořený ochranný film je dielektrikum, to znamená, že nevede elektrický proud.

Proč se to dělá

V případě potřeby se používá eloxovaný povrchposkytují ochranu proti korozi a zabraňují zvýšenému opotřebení kontaktních částí mechanismů a zařízení. Mezi ostatními způsoby povrchové ochrany kovů patří tato technologie k nejlevnějším a nejspolehlivějším. Nejběžnějším použitím eloxování je ochrana hliníku a jeho slitin. Jak víte, tento kov, který má tak jedinečné vlastnosti, jako je kombinace lehkosti a pevnosti, má zvýšenou náchylnost ke korozi. Tato technologie byla také vyvinuta pro řadu dalších neželezných kovů: titan, hořčík, zinek, zirkonium a tantal.

Některé funkce

Studovaný proces kromě změny mikroskopické textury na povrchu také mění krystalickou strukturu kovu na hranici ochranného filmu. Při velké tloušťce eloxovaného povlaku má však samotná ochranná vrstva zpravidla významnou poréznost. Proto je pro dosažení korozní odolnosti materiálu nutné jeho dodatečné utěsnění. Silná vrstva zároveň poskytuje zvýšenou odolnost proti opotřebení, mnohem více než barvy nebo jiné nátěry, jako je nástřik. Jak se zvyšuje pevnost povrchu, stává se křehčí, to znamená, že je náchylnější k praskání v důsledku tepelného, chemického a nárazového praskání. Praskliny v eloxovaném povlaku během lisování nejsou v žádném případě vzácným jevem a vyvinutá doporučení zde vždy nepomohou.

Vynález

Poprvé zdokumentovánok zaznamenanému použití eloxování došlo v roce 1923 v Anglii k ochraně částí hydroplánu před korozí. Zpočátku se používala kyselina chromová. Později se v Japonsku začala používat kyselina šťavelová, ale dnes se ve většině případů používá klasická kyselina sírová k vytvoření anodizovaného povlaku ve složení elektrolytu, což výrazně snižuje cenu procesu. Technologie se neustále zdokonalují a vyvíjejí.

Hliník

Eloxováno pro zlepšení odolnosti proti korozi a přípravu na lakování. A také podle použité technologie buď pro zvýšení drsnosti, nebo pro vytvoření hladkého povrchu. Přitom eloxování samo o sobě není schopné výrazně zvýšit pevnost výrobků vyrobených z tohoto kovu. Když se hliník dostane do kontaktu se vzduchem nebo jiným plynem obsahujícím kyslík, kov přirozeně vytvoří na svém povrchu vrstvu oxidu o tloušťce 2-3 nm a na slitinách jeho hodnota dosahuje 5-15 nm.

Tloušťka eloxovaného hliníkového povlaku je 15-20 mikronů, to znamená, že rozdíl je dva řády (1 mikron se rovná 1000 nm). Zároveň je tato vytvořená vrstva rozmístěna ve stejných poměrech, relativně vzato, uvnitř a vně povrchu, to znamená, že zvětšuje tloušťku dílu o ½ velikosti ochranné vrstvy. Přestože eloxování vytváří hustý a stejnoměrný povlak, mikroskopické trhliny v něm přítomné mohou vést ke korozi. Navíc samotná povrchová ochranná vrstva podléhá chemickému rozkladu.v důsledku vystavení prostředí s vysokou kyselostí. V boji proti tomuto jevu se používají technologie, které snižují počet mikrotrhlin a zavádějí stabilnější chemické prvky do složení oxidu.

Aplikace

Obráběné materiály jsou široce používány. Například v letectví mnoho konstrukčních prvků obsahuje zkoumané hliníkové slitiny, stejná situace je ve stavbě lodí. Dielektrické vlastnosti eloxovaného povlaku předurčily jeho použití v elektrotechnických výrobcích. Produkty vyrobené ze zpracovaného materiálu lze nalézt v různých domácích spotřebičích, včetně přehrávačů, světel, fotoaparátů, chytrých telefonů. V každodenním životě se používá eloxovaný železný povlak, přesněji jeho podrážky, což výrazně zlepšuje jeho spotřebitelské vlastnosti. Při vaření lze použít speciální teflonové povlaky, aby se jídlo nepřipálilo. Obvykle jsou takové kuchyňské potřeby poměrně drahé. Neeloxovaná hliníková pánev je však schopna poskytnout řešení stejného problému. Zároveň za nižší cenu. Ve stavebnictví se eloxovaný nátěr profilů používá pro montáž oken a další potřeby. Barevné detaily navíc přitahují pozornost designérů a umělců, používají se v různých kulturních a uměleckých předmětech po celém světě a také při výrobě šperků.

Technology

Speciální galvanovny aprůmyslová odvětví, která jsou považována za „špinavá“a škodlivá pro lidské zdraví. Doporučení pro postup doma, inzerovaná v některých zdrojích, by proto měla být brána s extrémní opatrností, navzdory zdánlivé jednoduchosti popsaných technologií.

Eloxovaný povlak lze vytvořit několika způsoby, ale obecný princip a postup práce zůstávají klasické. Pevnost a mechanické vlastnosti získaného materiálu přitom závisí ve skutečnosti na samotném zdrojovém kovu, na vlastnostech katody, proudové síle a složení použitého elektrolytu. Je třeba zdůraznit, že v důsledku postupu nejsou na povrch nanášeny žádné další látky a ochranná vrstva je tvořena transformací samotného výchozího materiálu. Podstatou galvanického pokovování je vliv elektrického proudu na chemické reakce. Celý proces je rozdělen do tří hlavních fází.

První fáze – příprava

V této fázi je produkt důkladně vyčištěn. Povrch je odmaštěn a leštěn. Pak je tu tzv. leptání. Provádí se umístěním produktu do alkalického roztoku a následným převedením do kyselého roztoku. Tyto procedury jsou zakončeny proplachováním, při kterém je nesmírně důležité odstranit veškeré zbytky chemikálií, včetně těžko dostupných míst. Konečný výsledek do značné míry závisí na kvalitě první fáze.

Druhá fáze – elektrochemie

V této fázi se skutečně vytváří eloxovaný hliníkový povlak. Pečlivě připravený obrobekzavěšené na konzolách a spuštěné do lázně s elektrolytem, umístěné mezi dvě katody. Pro hliník a jeho slitiny se používají katody vyrobené z olova. Obvykle složení elektrolytu zahrnuje kyselinu sírovou, ale mohou být použity i jiné kyseliny, například šťavelová, chromová, v závislosti na budoucím účelu obráběné součásti. Kyselina šťavelová se používá k vytváření izolačních povlaků různých barev, kyselina chromová se používá ke zpracování dílů, které mají složitý geometrický tvar s otvory o malém průměru.

Doba potřebná k vytvoření ochranného povlaku závisí na teplotě elektrolytu a na síle proudu. Čím vyšší je teplota a čím nižší proud, tím je proces rychlejší. V tomto případě je však povrchový film značně porézní a měkký. Pro získání tvrdého a hustého povrchu jsou nutné nízké teploty a vysoká proudová hustota. Pro síranový elektrolyt je teplotní rozsah od 0 do 50 stupňů a měrná proudová síla je od 1 do 3 ampérů na čtvereční decimetr. Všechny parametry pro tento postup byly vypracovány v průběhu let a jsou obsaženy v příslušných pokynech a normách.

Třetí fáze – konsolidace

Po dokončení elektrolýzy je eloxovaný produkt fixován, to znamená, že póry v ochranném filmu jsou uzavřeny. To lze provést umístěním ošetřeného povrchu do vody nebo do speciálního roztoku. Před touto fází je možné provést efektivní nátěr dílu, protože přítomnost pórů umožní dobrou absorpci.barvivo.

Vývoj technologie eloxování

Pro získání vysoce odolného oxidového filmu na povrchu hliníku byla vyvinuta metoda využívající komplexní složení různých elektrolytů v určitém poměru v kombinaci s postupným zvyšováním hustoty elektrického proudu. Používá se jakýsi „koktejl“kyselin sírové, vinné, šťavelové, citrónové a borité a proudová síla v procesu se postupně pětinásobně zvyšuje. Díky tomuto efektu se mění struktura porézní buňky ochranné oxidové vrstvy.

Zvláštní je třeba zmínit technologii změny barvy eloxovaného předmětu, kterou lze provést různými způsoby. Nejjednodušší je umístit součást do roztoku s horkým barvivem bezprostředně po eloxování, tedy před třetí fází procesu. Poněkud složitější je proces barvení s použitím přísad přímo do elektrolytu. Aditiva jsou obvykle soli různých kovů nebo organických kyselin, což vám umožňuje získat nejrozmanitější škálu barev - od absolutně černé až po téměř jakoukoli barvu z palety.