Analýza běžných problémů při eloxování hliníku

Eloxování hliníku je proces použití hliníku nebo slitiny hliníku jako anody a olověného plechu jako katody. Elektrolyzuje se ve vodných roztocích, jako je kyselina sírová, kyselina šťavelová a kyselina chromová, za vzniku oxidového filmu (obvykle o tloušťce 3-15 mikronů) na povrchu. Mezi nimi je nejpoužívanější eloxování kyselinou sírovou. Eloxovací povlak s kyselinou sírovou má výhody, jako je vysoká adsorpční kapacita, snadné utěsnění a barvení, odolnost proti korozi a zjevné zkrášlení vzhledu.
Eloxování kyselinou sírovou je vyzrálá procesní metoda s pohodlným provozem, stabilním elektrolytem a nízkou cenou. Během procesu anodizace kyselinou sírovou však nevyhnutelně existují určité problémy, které ovlivňují kvalitu oxidového filmu.
Analyzujte příčinu poruchy a přijměte účinná preventivní opatření. To má důležitý praktický význam pro zlepšení kvality eloxování hliníkových slitin kyselinou sírovou.
1. Po anodizaci výrobků z hliníkové slitiny kyselinou sírovou vznikne částečně nezoxidovaný film se zjevnými černými skvrnami a pruhy a oxidový film bude vyboulený. Taková selhání jsou vzácná, ale vyskytují se.
Příčiny výše uvedených poruch obecně souvisejí se složením, strukturou a fázovou uniformitou hliníku a hliníkových slitin nebo s některými kovovými ionty nebo suspendovanými nečistotami rozpuštěnými v elektrolytu. Chemické složení, struktura a stejnoměrnost kovových fází hliníku a hliníkových slitin ovlivňují tvorbu a výkonnost oxidových filmů. Čistý hliník nebo slitiny hliníku a hořčíku s větší pravděpodobností tvoří oxidové povlaky a kvalita povlaku je také dobrá. U slitin hliníku a křemíku nebo slitin hliníku s vysokým obsahem mědi je obtížnější vytvořit oxidový film a výsledný povlak je tmavý, šedý a má nízký lesk. Pokud povrch vytváří heterogenní struktury v každé složce v důsledku heterogenity kovových fází, strukturní segregace, segregace mikroskopických nečistot nebo nesprávného tepelného zpracování, pak je pravděpodobnější, že dojde k selektivní oxidaci nebo selektivnímu rozpouštění. Pokud je izolován místní obsah křemíku v hliníkové slitině, je to často způsobeno nepřítomností oxidového filmu, tvorbou pruhovaných černých skvrn nebo tvorbou pórů v důsledku místního selektivního rozpouštění. Nadměrné nečistoty, prach a kovové nečistoty, jako jsou ionty mědi a železa suspendované v elektrolytu, mohou také způsobit, že se na oxidovém filmu objeví černé skvrny nebo pruhy, které ovlivňují jeho antikorozní vlastnosti.
2. Některé eloxované díly zpracovávané ve stejné nádrži nemusí mít oxidový film, nebo může být oxidový film tenký nebo neúplný, nebo může docházet k hoření a korozi v kontaktní oblasti mezi přípravkem a díly. Tento typ závady se často vyskytuje při provádění procesu průtokové kyselé anodizace, což vážně ovlivňuje kvalitu eloxování hliníkové slitiny.
Kvůli vynikající izolaci filmu oxidu hlinitého musí být součásti z hliníkové slitiny před eloxováním pevně instalovány v obecných nebo speciálních upevňovacích zařízeních, aby byla zajištěna dobrá vodivost. Vodivá tyč by měla být vyrobena z mědi nebo materiálu ze slitiny mědi, aby byla zajištěna dostatečná kontaktní plocha. Kontaktní značky mezi svítidlem a součástmi musí být minimální a musí umožnit volný tok proudu. Pokud je kontaktní plocha příliš malá a hustota proudu příliš vysoká, díly nebo přípravky se mohou přehřát a spálit. Neexistuje žádný nebo neúplný oxidový film, hlavně kvůli špatnému kontaktu mezi upínačem a obrobkem, špatnou vodivostí nebo neúplným odstraněním oxidového filmu na upínači.
3. Po eloxování hliníkové slitiny kyselinou sírovou, zejména po naplnění a utěsnění, se při dotyku rukou oxidový film uvolní, změní se na prášek a dále se odloupne, čímž se na povrchu součásti odkryje závažná prášková vrstva, což má za následek špatná odolnost proti korozi. Tento typ poruchy se vyskytuje hlavně v létě, zejména v anodizačních nádržích s kyselinou sírovou bez chladicích systémů. Po zpracování jedné nebo dvou součástí nádrže se objeví sypký prášek, který jasně ovlivňuje kvalitu oxidového povlaku.
Díky vysoké odolnosti eloxovací vrstvy z hliníkové slitiny vzniká během procesu eloxování velké množství Jouleova tepla. Čím vyšší je napětí baterie, tím větší je generované teplo a teplota elektrolytu stále stoupá. Proto proces anodizace vyžaduje použití míchacích nebo chladicích zařízení k udržení teploty elektrolytu ve specifickém rozmezí. Za normálních okolností by měla být teplota řízena mezi 13 a 26 stupni, aby se zlepšila kvalita oxidového filmu. Pokud teplota elektrolytu překročí 30 stupňů, oxidový film se uvolní a stane se práškovým, což sníží kvalitu filmu a ve vážných případech dokonce způsobí „popáleniny“. Pokud je teplota elektrolytu konstantní, musí být omezena také hustota anodového proudu, protože hustota anodového proudu je příliš vysoká a teplota stoupá příliš rychle. Kromě toho je oxidový film náchylný k uvolňování prášku a písku, což má velmi nepříznivý dopad na kvalitu oxidového filmu.
4. Oxidový film hliníkové slitiny po eloxování kyselinou sírovou může být matný a může vykazovat důlkovou korozi. V závažných případech může být černá bodová koroze velmi zřejmá, což vede k vyřazení dílů a způsobuje značné ztráty.
Tyto poruchy jsou často náhodné a mají zvláštní příčiny. V procesu eloxování hliníkové slitiny je kvůli odpojení a opětovnému zapnutí napájení a odříznutí části, která zůstane v čisticí nádrži po dlouhou dobu, kyselost čisticí nádrže příliš silná, kvalita vody je nejsou čisté a jsou zde suspendované pevné látky, takže oxidový film je často matný a matný. Sediment se často zvyšuje, což způsobuje elektrochemickou korozi a důlkovou korozi součástí hliníkových slitin s černými skvrnami. Do elektrolytu může být přidána voda z vodovodu, může být ošetřen bělidlem, obsah Cl - může překračovat normu nebo nádoba obsahující chlorovodík nemusí být důkladně vyčištěna a může obsahovat kyselinu sírovou. To způsobí, že se přebytek Cl - smísí s anodovým elektrolytem. Výsledná anodická oxidace součástí z hliníkové slitiny vede k důlkové korozi a produkt je vyřazen.