Mezi běžné chemické úpravy hliníku patří chromátování, lakování, galvanické pokovování, eloxování a elektroforéza. Mechanické úpravy zahrnují procesy jako kartáčování, leštění, pískování a broušení.
Část 1: Úprava chromátů
Úprava chromátem vytváří na povrchu produktu chemickou konverzní vrstvu o tloušťce 0.5-4 mikrometrů. Tento konverzní nátěr má dobrou přilnavost a slouží především jako základní vrstva pro nátěry. Vzhled může být zlatý, hliníkový nebo zelený. Tento typ povlaku má dobrou elektrickou vodivost, takže je ideální pro elektronické výrobky, jako jsou vodivé proužky v bateriích mobilních telefonů a elektromagnetických zařízeních. Je vhodný pro všechny výrobky z hliníku a slitin hliníku. Povlak je však měkký a není odolný proti opotřebení, takže je méně vhodný pro vnější součásti produktu.
Průběh procesu chromátu:Odmašťování → Leptání hliníkem → Úprava chromátů → Balení → Skladování
Úprava chromátem je vhodná pro hliník, slitiny hliníku, hořčík a slitiny hořčíku.
Požadavky na kvalitu:
Jednotná barva a jemný povlak bez škrábanců nebo poškození. Povrch by neměl být hrubý nebo prašný.
Tloušťka povlaku by měla být 0.3-4 mikrometrů.
Sekce 2: Eloxování
Eloxování vytváří na povrchu produktu rovnoměrnou hustou vrstvu oxidu (Al2O3·6H2O, běžně známý jako korund). Tato vrstva může dosáhnout tvrdosti 200-300 HV a specializované produkty mohou projít tvrdou anodizací, která dosahuje úrovně tvrdosti 400-1200 HV. Proto je tvrdá anodizace základním procesem povrchové úpravy hydraulických válců a součástí převodovky.
Kromě toho tato úprava poskytuje vynikající odolnost proti opotřebení, díky čemuž je nezbytným předpokladem pro letecký průmysl a související produkty. Rozdíl mezi eloxováním a tvrdým eloxováním spočívá ve schopnosti obarvit eloxovanou vrstvu, přičemž elox nabízí mnohem lepší dekorativní možnosti.
Běžné procesy:Mezi typické anodizační procesy patří kartáčovaná matná přírodní barva, kartáčovaná lesklá přírodní barva, kartáčovaná lesklá barevná, kartáčovaná matná barevná (lze obarvit v jakékoli barvě), leštěná lesklá přírodní barva, leštěná matná barva, leštěná lesklá barva a leštěná matná barva. Všechny tyto nátěry lze použít ve svítidlech.
Průtok procesu eloxování:Odmaštění → Alkalické leptání → Chemické leštění → Neutralizace → Oplachování → Neutralizace → Eloxování → Barvení → Utěsnění → Oplach horkou vodou → Sušení
Běžné problémy s kvalitou:Odpověď: Povrch se zdá být skvrnitý, obvykle kvůli špatné úpravě kovu nebo nekvalitnímu materiálu. Řešení: přehřátí nebo změna materiálu. B. Povrch vykazuje duhové barvy, často kvůli chybám při eloxování. Řešení: Odstraňte povlak a znovu eloxujte. C. Vážné škrábance nebo oděrky na povrchu jsou obvykle způsobeny přepravou nebo neopatrným zpracováním. Řešení: Odstraňte povlak, brouste a znovu eloxujte. D. Bílé skvrny se objevují během barvení, typicky kvůli olejům nebo nečistotám ve vodě během eloxování.
Normy kvality:
Tloušťka povlaku 5-25 mikrometrů, tvrdost nad 200 HV, rychlost změny barvy během testu těsnění menší než 5 %.
Test v solné mlze po dobu více než 36 hodin, splňující úroveň 9 norem CNS.
Žádné škrábance, oděrky nebo změna barvy na povrchu.
Poznámka:Tlakově litý hliník (např. A380, A365, A382) by neměl být eloxován.
Část 3: Galvanické pokovování hliníkových materiálů
Výhody hliníku a hliníkových slitin:Hliník a jeho slitiny nabízejí dobrou elektrickou vodivost, rychlý přenos tepla, nízkou hustotu a snadné tvarování. Mají však také nevýhody, jako je nízká tvrdost, špatná odolnost proti opotřebení, náchylnost k mezikrystalové korozi a potíže se svařováním, což může omezovat jejich použití. K překonání těchto omezení moderní průmysl používá galvanické pokovování.
Výhody galvanického pokovování hliníku:
Zlepšuje estetiku.
Zvyšuje tvrdost povrchu a odolnost proti opotřebení.
Snižuje koeficient tření a zvyšuje kluznost.
Zvyšuje povrchovou elektrickou vodivost.
Zlepšuje odolnost proti korozi (včetně jiných kovů).
Usnadňuje svařování.
Zlepšuje pevnost spojení během tepelného lisování s pryží.
Zvyšuje odrazivost.
Opravuje rozměrové tolerance.
Díky vysoké reaktivitě hliníku jsou galvanicky pokovené materiály obvykle reaktivnější než samotný hliník. K zajištění dobré vazby mezi mezivrstvou zinku nebo slitiny zinku a hliníkovým substrátem je tedy nezbytný proces chemické konverze, jako je zinkové ponoření, slitina zinku a železa nebo slitina zinku a niklu. Tlakově lité hliníkové konstrukce jsou porézní; nadměrné broušení může vést k dírkám, bublání kyseliny nebo loupání.
Průběh procesu galvanického pokovování:Odmašťování → Alkalické leptání → Aktivace → Vytěsnění zinku → Aktivace → Galvanizace (např. nikl, zinek, měď) → Chromování nebo pasivace → Sušení.
Požadavky na kvalitu:
Žádné žloutnutí, dírky, otřepy, bublinky, škrábance nebo jiné vady.
Tloušťka povlaku nad 15 mikrometrů, s testem v solné mlze trvající 48 hodin, splňující vojenský standard úrovně 9 a potenciální rozdíl v rozsahu 130-150 mV.
Pevnost spoje musí projít 60-stupňovou zkouškou ohybem.
Produkty pro speciální prostředí mohou vyžadovat úpravy.
Část 4: Hliníkový povlak
Metody nanášení nátěrů zahrnují máčení, stříkání, zaplavování, válcování a natírání, přičemž hlavními technikami jsou máčení a stříkání. Máčení neboli elektroforetické nanášení využívá elektrochemické metody k ukládání částic organické pryskyřice na povrch, čímž se vytváří průhledné nebo barevné organické povlaky. Mezi nimi je katodická elektroforéza vyvinutá v 70. letech minulého století hlavní metodou v průmyslu nátěrových hmot, která je známá svou vynikající odolností proti korozi, barevnou stálostí a dobrou přilnavostí.
Průběh procesu lakování:Mechanické broušení → Odmaštění → Odstranění oxidového filmu → Úprava chromátováním → Práškové nebo tekuté stříkání → Vypalování → Finální kontrola → Balení → Skladování.
Část 5: Elektroforetické ošetření hliníku
Barevný elektroforetický povlak je inovativní technika povrchové úpravy, která využívá elektrochemické metody k nanášení koloidních částic organické pryskyřice na součásti, čímž vytváří průhledné nebo různě barevné organické vrstvy. Na základě náboje pryskyřičných částic v elektroforetickém nátěru ji lze rozdělit na anodickou elektroforézu (se záporně nabitými částicemi pryskyřice) a katodickou elektroforézu (s kladně nabitými částicemi).
Vrstva elektroforetického povlaku má vynikající odolnost proti korozi (přesahující 400 hodin v testech neutrální solné mlhy), silnou barevnou stálost a dobrou přilnavost k základnímu kovu, což umožňuje různé mechanické procesy. Povlak je zářivý a barvy lze upravit podle požadavků uživatele, včetně zlata, kávy, červeného bronzu a černé. Ve srovnání s tradičními barvami nabízejí elektroforetické povlaky lepší aplikační výkon se sníženým dopadem na životní prostředí.
Proces elektroforézy:
Elektroforéza:Kladně nabité ve vodě rozpustné částice pryskyřice a jejich adsorbované pigmenty se pohybují směrem ke katodě.
Elektrodepozice:Kladně nabité částice pryskyřice dosáhnou povrchu obrobku (katody) a vybijí se a vytvoří nerozpustnou vrstvu, která se zapeče a vytvoří film.
Propustnost vody:Z nanesené vrstvy je vytlačena vlhkost; jakmile obsah vlhkosti klesne na 5 %-15 %, pečení může začít.
Elektrolýza vody:Stejnosměrný proud elektrolyzuje vodu a uvolňuje vodík a kyslík. Elektrolýza může snížit propustnost, ovlivnit vzhled povlaku, snížit přilnavost a zvýšit spotřebu energie; proto je nezbytné minimalizovat elektrolýzu vody.
Část 6: Klasifikace a výběr podmínek nátěru
Z hlediska odolnosti proti korozi by návrh povrchové úpravy měl vzít v úvahu následující:
Ušlechtilé kovy (zlato, platina), nerezová ocel s více než 18 % chrómu, magnetické slitiny a slitiny niklu a mědi obecně nevyžadují dodatečné ochranné vrstvy.
Díly vyrobené z uhlíkové oceli, nízkolegované oceli a litiny, které jsou náchylné k atmosférické korozi, by měly mít ochranné nátěry.
Díly vyrobené z mědi a slitin mědi mohou vyžadovat čistění kyselinou, pasivaci, galvanické pokovování nebo lakování pro ochranu, zatímco přesné díly vyrobené z fosforového bronzu nebo berylliového bronzu nemusí vyžadovat povrchovou úpravu.
Díly vyrobené z hliníku a hliníkových slitin mohou využívat anodizační a těsnící úpravy. Malé díly nevhodné pro eloxování mohou podléhat chemické oxidaci. Slitiny litého hliníku mohou používat jako ochranu barvu.
Díly vyrobené ze slitin zinku mohou být chráněny fosfátováním, pasivací, galvanickým pokovováním nebo lakováním.