Anodizing ialah proses pempasifan elektrolitik yang digunakan untuk meningkatkan ketebalan lapisan oksida semula jadi pada permukaan bahagian logam.

Proses ini dipanggil anodizing kerana bahagian yang akan dirawat membentuk elektrod anod sel elektrolitik.Anodisasi meningkatkan ketahanan terhadap kakisan dan haus, dan memberikan lekatan yang lebih baik untuk primer cat dan gam berbanding logam kosong.Filem anodik juga boleh digunakan untuk beberapa kesan kosmetik, sama ada dengan salutan berliang tebal yang boleh menyerap pewarna atau dengan salutan lutsinar nipis yang menambah kesan gangguan gelombang cahaya yang dipantulkan.

Anodizing juga digunakan untuk mengelakkan pedih komponen berulir dan untuk membuat filem dielektrik untuk kapasitor elektrolitik.Filem anodik paling biasa digunakan untuk melindungi aloi aluminium, walaupun proses juga wujud untuk titanium, zink, magnesium, niobium, zirkonium, hafnium, dan tantalum.Besi atau logam keluli karbon mengelupas apabila teroksida di bawah keadaan mikro-elektrolitik neutral atau alkali;iaitu, oksida besi (sebenarnya ferik hidroksida atau oksida besi terhidrat, juga dikenali sebagai karat) terbentuk melalui lubang anodik anoksik dan permukaan katodik yang besar, lubang ini menumpukan anion seperti sulfat dan klorida yang mempercepatkan logam asas kepada kakisan.Serpihan karbon atau nodul dalam besi atau keluli dengan kandungan karbon tinggi (keluli karbon tinggi, besi tuang) boleh menyebabkan potensi elektrolitik dan mengganggu salutan atau penyaduran.Logam ferus biasanya dianodkan secara elektrolitik dalam asid nitrik atau dengan rawatan dengan asid nitrik wasap merah untuk membentuk besi hitam keras (II,III) oksida.Oksida ini kekal selaras walaupun bersalut pada pendawaian dan pendawaian dibengkokkan.

Anodizing mengubah tekstur mikroskopik permukaan dan struktur kristal logam berhampiran permukaan.Salutan tebal biasanya berliang, jadi proses pengedap selalunya diperlukan untuk mencapai rintangan kakisan.Permukaan aluminium anod, sebagai contoh, lebih keras daripada aluminium tetapi mempunyai rintangan haus yang rendah hingga sederhana yang boleh diperbaiki dengan peningkatan ketebalan atau dengan menggunakan bahan pengedap yang sesuai.Filem anodik umumnya lebih kuat dan lebih melekat daripada kebanyakan jenis cat dan penyaduran logam, tetapi juga lebih rapuh.Ini menjadikan mereka kurang berkemungkinan retak dan mengelupas akibat penuaan dan haus, tetapi lebih terdedah kepada keretakan akibat tekanan haba.

Jenis-jenis anodizing:

Anodizing telah digunakan secara meluas dalam industri untuk masa yang lama, dan boleh disimpulkan dalam kaedah pengelasan berikut:

Mengikut jenis semasa, terdapat: anodisasi arus terus, anodisasi arus ulang-alik, dan anodisasi arus nadi yang boleh memendekkan masa pengeluaran untuk mencapai ketebalan yang diperlukan, lapisan filem tebal, seragam dan padat, dan rintangan kakisan bertambah baik dengan ketara. .

Menurut elektrolit, ia dibahagikan kepada: asid sulfurik, asid oksalik, asid kromik, asid campuran dan anodisasi warna semula jadi dengan larutan asid sulfonik organik.

Mengikut sifat filem, ia dibahagikan kepada: filem biasa, filem keras (filem tebal), filem porselin, lapisan pengubahsuaian terang, lapisan penghalang semikonduktor dan anodisasi lain.

Penggunaan kaedah anodisasi asid sulfurik arus terus adalah yang paling biasa, kerana ia mempunyai rawatan anodizing yang sesuai untuk aluminium dan kebanyakan aloi aluminium;lapisan filem tebal, keras dan tahan haus, dan rintangan kakisan yang lebih baik boleh diperolehi selepas pengedap;Lapisan filem tidak berwarna dan telus, dengan kapasiti penjerapan yang kuat dan mudah diwarnakan;voltan pemprosesan adalah rendah, dan penggunaan kuasa adalah rendah;proses pemprosesan tidak perlu mengubah kitaran voltan, yang kondusif untuk pengeluaran berterusan dan automasi operasi praktikal;asid sulfurik kurang berbahaya kepada tubuh manusia berbanding asid kromik, dan bekalannya luas., harga rendah dan kelebihan lain.

Sebelum memilih proses pengoksidaan, anda harus memahami bahan aloi aluminium atau aluminium, kerana kualiti bahan dan perbezaan bahan secara langsung akan menjejaskan kualiti produk aluminium selepas anodisasi.Sebagai contoh, jika terdapat kecacatan seperti buih, calar, pengelupasan, dan kekasaran pada permukaan aluminium, semua kecacatan masih akan terungkap selepas anodisasi.Komposisi aloi juga mempunyai kesan langsung pada penampilan permukaan selepas anodisasi.Sebagai contoh, aloi aluminium yang mengandungi 1-2% mangan berwarna coklat-biru selepas pengoksidaan.Dengan peningkatan kandungan mangan dalam bahan aluminium, warna permukaan selepas pengoksidaan berubah daripada coklat-biru kepada coklat gelap.Aloi aluminium yang mengandungi silikon 0.6 hingga 1.5% berwarna kelabu selepas pengoksidaan, dan kelabu putih apabila mengandungi silikon 3 hingga 6%.Yang mengandungi zink adalah opalescent, yang mengandungi kromium berwarna emas hingga kelabu dalam warna tidak sekata, dan yang mengandungi nikel berwarna kuning pucat.Secara umumnya, hanya aluminium yang mengandungi magnesium dan titanium yang mengandungi lebih daripada 5% emas boleh memperoleh penampilan yang tidak berwarna, telus, cerah dan bersih selepas pengoksidaan.

Selepas memilih bahan aloi aluminium dan aluminium, adalah wajar untuk mempertimbangkan pemilihan proses anodisasi yang sesuai.Pada masa ini, kaedah pengoksidaan asid sulfurik, kaedah pengoksidaan asid oksalik dan kaedah pengoksidaan asid kromik yang digunakan secara meluas di negara kita semuanya telah diperkenalkan secara terperinci dalam manual dan buku, jadi tidak perlu mengulanginya.Artikel ini ingin memberikan pengenalan ringkas kepada beberapa teknologi baharu yang sedang dibangunkan di China, serta beberapa kaedah di negara asing.

1. Teknologi baru anodizing telah dibangunkan di China

(1) Pengoksidaan cepat larutan campuran asid oksalik-asid format

Penggunaan campuran asid oksalik-asid format adalah kerana asid formik adalah oksidan yang kuat, dalam mandian sedemikian, asid formik mempercepatkan pembubaran lapisan dalam (lapisan penghalang dan lapisan penghalang) filem oksida, dengan itu menjadikannya lapisan berliang. (iaitu lapisan luar filem oksida).Kekonduksian mandi boleh dipertingkatkan (iaitu, ketumpatan arus boleh ditingkatkan), supaya filem oksida dapat dibentuk dengan cepat.Berbanding dengan kaedah pengoksidaan asid oksalik tulen, penyelesaian ini boleh meningkatkan produktiviti sebanyak 37.5%, mengurangkan penggunaan kuasa (penggunaan kuasa kaedah pengoksidaan asid oksalik ialah 3.32 kWj/m2, kaedah ini ialah 2 kWj/m2), dan menjimatkan elektrik sebanyak 40%.

Formula teknologi ialah: asid oksalik 4-5%, asid formik 0.55%, tiga fasa AC 44±2 volt, ketumpatan arus 2-2.5A/d㎡, suhu 30±2℃.

(2) Pengoksidaan asid campuran

Kaedah ini secara rasmi dimasukkan ke dalam piawaian kebangsaan Jepun pada tahun 1976, dan telah diterima pakai oleh Japan North Star Nikkei Household Products Co., Ltd. Ciri-cirinya ialah filem itu terbentuk dengan cepat, kekerasan, rintangan haus dan rintangan kakisan filem adalah lebih tinggi daripada kaedah pengoksidaan asid sulfurik biasa, dan lapisan filem adalah perak-putih, yang sesuai untuk mencetak dan mewarna produk.Selepas industri produk aluminium negara saya melawat Jepun, ia disyorkan untuk digunakan pada tahun 1979. Formula proses yang disyorkan ialah: H2SO4 10～20%, COOHCOOH·2H2O 1～2%, voltan 10～20V, ketumpatan arus 1～3A/d㎡ , suhu 15～30℃, masa 30 minit.

(3) Pengoksidaan porselin

Pengoksidaan porselin terutamanya menggunakan asid kromik, asid borik dan kalium titanium oksalat sebagai elektrolit, dan menggunakan voltan tinggi dan suhu tinggi untuk rawatan elektrolitik.Penampilan lapisan filem adalah seperti sayu pada porselin, yang mempunyai rintangan kakisan yang tinggi dan rintangan haus yang baik.Lapisan filem boleh dicelup dengan pewarna organik atau bukan organik, supaya penampilan mempunyai kilauan dan warna yang istimewa.Pada masa ini, ia kebanyakannya digunakan dalam alat memasak aluminium, pemetik api, pen emas dan produk lain, dan sangat popular di kalangan orang ramai.

(4) Pengoksidaan Warna Pertahanan Negara

Pengoksidaan warna pertahanan negara terutamanya digunakan dalam hiasan produk aluminium tentera, jadi ia memerlukan perlindungan khas.Filem oksida berwarna hijau tentera, matt, tahan haus dan tahan lama, dan mempunyai prestasi perlindungan yang baik.Prosesnya adalah seperti berikut: pertama, asid oksalik dioksidakan untuk membentuk lapisan filem kuning keemasan, dan kemudian dianodkan dengan larutan kalium permanganat 20g/l dan H2SO41g/l.Kilang Produk Aluminium Shenyang menggunakan proses ini untuk menghasilkan cerek tentera dan peralatan memasak.

(5) Pengoksidaan pelbagai warna

Basahkan lapisan oksida anodik yang dicelup tetapi tidak tertutup dengan asid kromik atau asid oksalik untuk menyebarkan CrO3.Sebahagian daripada permukaan produk yang dicelup akan pudar selepas dibasahi oleh CrO3.Tambah asid oksalik atau kromium pada mana-mana bahagian produk mengikut keperluan.Pencucian asid secara amnya boleh menghentikan tindak balas dengan imej.Kemudian celup warna kedua atau ulangi prosedur mengelap, membilas, mewarna, dsb. CrO3, dan corak seperti bunga dan awan boleh muncul mengikut keperluan.Pada masa ini, ia kebanyakannya digunakan dalam cawan emas, cawan air, kotak teh, pemetik api dan produk lain.

(6) Proses pencelupan corak marmar

Produk teroksida mula-mula dicelup dengan warna asas pertama, dikeringkan, dan kemudian direndam dalam air dengan minyak terapung di permukaan.Apabila ia diangkat atau direndam, minyak dan air akan mengendur secara semula jadi, menjadikan lapisan filem berjalur tidak teratur.Tercemar oleh gris.Apabila mewarna semula warna kedua, bahagian filem oksida yang diwarnai dengan gris tidak akan dicelup, dan bahagian tanpa gris akan dicelup dengan warna kedua, membentuk corak yang tidak teratur seperti corak marmar.Kaedah ini boleh dilihat dalam artikel Komrad Zhou Shouyu dari Kilang Pisau Yangjiang milik Negara Guangdong (“Penyaduran Elektrik dan Kemasan”, No. 2, 1982).

(7) Goresan dan pengoksidaan kimia

Selepas penggilap mekanikal dan penyahgris, produk aluminium disalut dengan agen pelekat atau fotosensitif, dan kemudian terukir secara kimia (fluorida atau etsa garam besi) selepas pengeringan untuk membentuk corak cekung-cembung.Selepas penggilap dan anodisasi elektrokimia, ia memberikan corak permukaan dengan deria badan yang kuat, yang setanding dengan rupa permukaan keluli tahan karat.Kini ia kebanyakannya digunakan dalam pen emas, kotak teh dan skrin.

(8) Pengoksidaan anodik yang cepat pada suhu bilik

Biasanya, pengoksidaan H2SO4 memerlukan peralatan penyejukan, yang menggunakan banyak tenaga elektrik.Selepas menambah asid α-hydroxypropionic dan gliserol, pembubaran filem oksida boleh dihalang, supaya pengoksidaan boleh dijalankan pada suhu biasa.Berbanding dengan kaedah pengoksidaan asid sulfurik biasa, ketebalan filem boleh ditingkatkan sebanyak 2 kali ganda.Formula proses yang disyorkan ialah:

H2SO4 150～160g/l

CH3CH(OH)COOH 18ml/l

CH2OHCHOHCH2OH 12ml/l

Ketumpatan semasa 0.8～12A/d㎡

Voltan 12-18 volt

Suhu 18～22℃

(9) Kaedah pengoksidaan kimia (juga dikenali sebagai filem oksida konduktif)

Rintangan kakisan filem adalah hampir dengan filem anodized asid sulfurik.Filem oksida konduktif mempunyai rintangan sentuhan yang kecil dan boleh mengalirkan elektrik, manakala filem oksida anodik H2SO4 tidak boleh mengalirkan elektrik kerana rintangan sentuhannya yang besar.Rintangan kakisan filem oksida konduktif adalah lebih kuat daripada penyaduran kuprum, perak atau timah pada aluminium.Kelemahannya ialah lapisan filem tidak boleh dipateri, hanya kimpalan titik boleh digunakan.Formula proses yang disyorkan ialah:

CrO3 4g/l, K4Fe(CN)6·3H2O 0.5g/l, NaF 1g/l, suhu 20～40℃, masa 20～60 saat.

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, rawatan permukaan bahan aluminium telah berkembang pesat di peringkat antarabangsa.Beberapa proses lama yang menelan belanja tenaga kerja, tenaga elektrik dan sumber telah diperbaharui, dan beberapa proses dan teknologi baharu telah digunakan secara meluas dalam pengeluaran perindustrian. Berikut ialah kaedah penetapan biasa:

(1) Kaedah anodizing berkelajuan tinggi

Proses anodisasi berkelajuan tinggi terutamanya mengurangkan impedans elektrolit dengan menukar komposisi larutan elektrolitik, dengan itu membolehkan anodisasi berkelajuan tinggi dengan ketumpatan arus yang lebih tinggi.Penyelesaian proses lama menggunakan ketumpatan arus 1A/d㎡ untuk membentuk filem pada kadar 0.2 hingga 0.25μ/min.Selepas menggunakan penyelesaian proses baharu ini, walaupun ketumpatan semasa 1A/d㎡ masih digunakan, kelajuan pembentukan filem boleh dipertingkatkan.Meningkatkan kepada 0.4 ~ 0.5μ/min, sangat memendekkan masa pemprosesan dan meningkatkan kecekapan pengeluaran.

(2) Kaedah jenis Tomita (pengoksidaan berkelajuan tinggi).

Kaedah Tomita jauh lebih pendek daripada proses lama, dan kecekapan pengeluaran boleh ditingkatkan lebih daripada 33%.Kaedah ini bukan sahaja sesuai untuk filem oksida anodik biasa, tetapi juga untuk pengoksidaan filem keras.

Jika filem keras ingin dihasilkan, ia dicapai dengan mengurangkan suhu larutan, dan kelajuan pembentukan filem adalah lebih kurang sama seperti yang disenaraikan dalam jadual di atas.Hubungan antara kekerasan filem dan suhu larutan adalah seperti berikut:

10℃——Kekerasan 500H, 20℃——400H, 30℃——30H

(3) Filem ruby

Proses membentuk filem delima pada permukaan aluminium adalah proses baru.Warna filem boleh setanding dengan delima tiruan, jadi kesan hiasan adalah sangat baik, dan rintangan kakisan dan rintangan haus juga baik.Penampilan warna yang berbeza juga boleh disediakan oleh pelbagai jenis oksida logam yang terkandung dalam larutan.Kaedah proses adalah seperti berikut: Pertama, gunakan 15% asid sulfurik untuk pengoksidaan anodik, ketumpatan arus yang digunakan ialah 1A/d㎡, dan masanya ialah 80 minit.Selepas mengeluarkannya, bahan kerja boleh direndam dalam larutan (NH4)2CrO4 dengan kepekatan yang berbeza mengikut keperluan kedalaman warna, suhu ialah 40 ℃, dan masa adalah 30 minit, terutamanya untuk membiarkan ion logam memasuki poros. sumber lubang filem oksida anodik.Kemudian tambah natrium hidrogen sulfat (1 g berat molekul), ammonium hidrogen sulfat (1.5 g berat molekul), suhu ialah 170 ℃, ketumpatan semasa ialah 1A/d㎡, selepas rawatan di atas, delima pendarfluor ungu-merah dan berkelip. filem boleh diperolehi.Jika rendaman adalah Fe2(CrO4)3, Na2CrO4, filem yang terhasil adalah biru dengan pendarfluor ungu dalam.

(4) Pewarna elektrolitik kaedah Asada

Pewarna elektrolitik kaedah Asada adalah untuk membuat kation logam (garam nikel, garam tembaga, garam kobalt, dll.) menembusi ke bahagian bawah lubang jarum filem oksida selepas anodisasi, melalui elektrolisis arus elektrik, dengan itu mewarna.Proses ini telah berkembang pesat dalam beberapa tahun kebelakangan ini, terutamanya kerana ia boleh mendapatkan ton gangsa dan hitam, yang dialu-alukan oleh industri pembinaan.Warnanya mempunyai ketahanan cahaya yang sangat stabil dan juga boleh menahan keadaan cuaca yang teruk.Berbanding dengan kaedah pewarnaan semula jadi, proses ini dapat menjimatkan tenaga elektrik.Hampir semua profil aluminium untuk pembinaan di Jepun telah diwarnakan dengan kaedah ini.Tianjin, Yingkou, Guangdong dan tempat-tempat lain di negara saya juga telah memperkenalkan teknologi sedemikian dan satu set peralatan yang lengkap.Beberapa unit di Guangdong juga telah berjaya diuji dan digunakan untuk pengeluaran.

(5) Kaedah pewarnaan semula jadi

Kaedah pewarnaan semula jadi diselesaikan dengan satu elektrolisis.Terdapat juga beberapa jenis penyelesaian, termasuk asid sulfosalicylic dan asid sulfurik, asid sulfotitanik dan asid sulfurik, dan asid sulfosalicylic dan asid maleik.Oleh kerana kebanyakan kaedah pewarnaan semula jadi menggunakan asid organik, filem oksida agak padat, dan lapisan filem mempunyai rintangan cahaya yang sangat baik, rintangan haus dan rintangan kakisan.Tetapi kelemahan kaedah ini ialah: untuk mendapatkan warna yang baik, komposisi bahan aloi aluminium mesti dikawal dengan ketat.