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

Eloxování se nazývá elektrolytický proces, který se používá ke zvýšení tloušťky vrstvy přírodních oxidů na povrchu výrobků. Tato technologie dostala své jméno, protože zpracovaný materiál se používá jako anoda v elektrolytu. V důsledku této operace se zvyšuje odolnost materiálu proti korozi a opotřebení a zajišťuje se příprava povrchu pro použití základního nátěru a barvy.

Aplikace dalších ochranných vrstev po eloxování kovu se provádí mnohem kvalitněji ve srovnání se zdrojovým materiálem. Samotný eloxovaný povlak v závislosti na způsobu jeho aplikace může být porézní, dobře absorbující barviva nebo tenký a průhledný, zdůrazňující strukturu výchozího materiálu a dobře odrážející světlo. Vytvořený ochranný film je dielektrikum, to znamená, že nevede elektrický proud.

K čemu se to dělá

Eloxovaný povlak se používá tam, kde je vyžadována ochrana proti korozi a zabraňuje zvýšenému opotřebení v kontaktních částech mechanismů a zařízení. Mezi další způsoby povrchové ochrany kovů patří tato technologie mezi nejlevnější a nejspolehlivější. Nejběžnější použití eloxování k ochraně hliníku a jeho slitin je. Jak víte, tento kov, který má takové jedinečné vlastnosti, jako je kombinace lehkosti a pevnosti, má zvýšenou náchylnost ke korozi. Tato technologie je vyvinuta pro řadu dalších neželezných kovů: Titan, hořčík, zinek, zirkonium a tantal.

Některé funkce

Studovaný proces kromě změny mikroskopické textury na povrchu také mění krystalovou strukturu kovu na rozhraní s ochranným filmem. Avšak s velkou tloušťkou eloxovaného povlaku má samotná ochranná vrstva obvykle značnou pórovitost. K dosažení korozní stability materiálu je proto nutné jeho dodatečné utěsnění. Silná vrstva zároveň poskytuje zvýšenou odolnost proti opotřebení, mnohem větší ve srovnání s barvami nebo jinými povlaky, například stříkáním. Spolu se zvyšující se pevností povrchu se stává křehčí, to znamená náchylnější k praskání z tepelných a chemických účinků a také z nárazů. Trhliny eloxovaného povlaku při lisování nejsou v žádném případě vzácným jevem a vypracovaná doporučení zde vždy nepomáhají.

Vynález

K prvnímu zdokumentovanému použití eloxování došlo v roce 1923 v Anglie pro ochrana proti korozi částí hydroplánu. Zpočátku byla použita kyselina chromová. Kyselina šťavelová byla později použita v Japonsku, ale dnes se ve většině případů používá klasická kyselina sírová k vytvoření eloxovaného povlaku ve složení elektrolytu, což proces výrazně zlevňuje. Technologie se neustále zlepšuje a vyvíjí.

Hliník

Eloxovaný povlak se provádí za účelem zvýšení odolnosti proti korozi a přípravy na lakování. A také v závislosti na použité technologii-buď ke zvýšení drsnosti, nebo k vytvoření hladkého povrchu. V tomto případě eloxování samo o sobě nemůže výrazně zvýšit pevnost výrobků vyrobených z tohoto kovu. Při kontaktu hliníku se vzduchem nebo jiným plynem obsahujícím kyslík kov přirozeně vytváří na svém povrchu vrstvu oxidu o tloušťce 2-3 nm a na slitinách dosahuje jeho hodnota 5-15 nm.

Tloušťka eloxovaného hliníkového povlaku je 15-20 mikronů, to znamená rozdíl dvou řádů (1 mikron se rovná 1000 nm). V tomto případě je tato vytvořená vrstva ve stejných částech distribuována, relativně řečeno, dovnitř a ven povrchu, to znamená, že zvyšuje tloušťku součásti o ½ velikosti ochranné vrstvy. Ačkoli pomocí eloxování vzniká hustý a rovnoměrný povlak, mikroskopické trhliny v něm mohou vést ke korozi. Kromě toho je samotná povrchová ochranná vrstva náchylná k chemickému rozpadu v důsledku vystavení médiu s vysokou mírou kyselosti. K boji proti tomuto jevu se používají technologie, které snižují počet mikrotrhlin a zavádějí stabilnější chemické prvky do složení oxidu.

Uplatnění

Zpracované materiály se používají velmi široce. Například v letectví obsahuje mnoho konstrukčních prvků studované slitiny hliníku, stejná situace v stavbě lodí. Dielektrické vlastnosti eloxovaného povlaku předurčily jeho použití v elektrických výrobcích. Výrobky ze zpracovaného materiálu lze nalézt v různých domácích spotřebičích, včetně přehrávačů, světel, fotoaparátů, smartphonů. V každodenním životě se používá eloxovaný povlak železa, přesněji-jeho podrážky, což jej výrazně zlepšuje spotřebitelské vlastnosti. Při vaření můžete použít speciální teflonové povlaky, abyste zabránili spálení pokrmů. Obvykle je takové kuchyňské náčiní poměrně drahé. Hliníková pánev bez povlaku eloxovaná je však schopna poskytnout řešení stejného problému. Přitom s nižšími náklady finanční prostředky. Ve stavebnictví se používá eloxovaný povlak profilů pro instalaci oken a dalších potřeb. Kromě toho vícebarevné detaily přitahují pozornost designérů a umělců, používají se v různých kulturních a uměleckých objektech po celém světě a při výrobě šperků.

Technologie

Pro práci v průmyslovém měřítku jsou vytvořeny speciální galvanické dílny a výroba, které jsou považovány za" špinavé " a škodlivé pro zdraví člověka. Proto doporučení pro provádění procesu v doma, inzerované v některých zdrojích by měly být vnímány velmi opatrně, navzdory zjevné jednoduchosti popsaných technologií.

Eloxovaný povlak lze vytvořit několika způsoby, obecný princip a důslednost práce však zůstávají klasické. Současně pevnostní a mechanické vlastnosti výsledného materiálu závisí na samotném zdrojovém kovu, na vlastnostech katody, proudové síle a složení použitého elektrolytu. Je třeba zdůraznit, že v důsledku postupu se na povrch neaplikují žádné další látky a ochranná vrstva se vytvoří transformací samotného zdrojového materiálu. Podstatou galvanického pokovování je účinek 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 broušen. Poté dochází k takzvanému leptání. Provádí se umístěním produktu do alkalického roztoku a následným přesunem do kyselého roztoku. Dokončení těchto promývacích postupů, během nichž je nezbytné odstranit všechny zbytky chemikálií, včetně těžko přístupných oblastí. Konečný výsledek do značné míry závisí na kvalitě první fáze.

Ozvěna fáze-elektrochemie

V této fázi je ve skutečnosti vytvořen eloxovaný hliníkový povlak. Pečlivě připravený obrobek je zavěšen na držácích a spuštěn do elektrolytové lázně, umístěné mezi dvěma katodami. Pro hliník a jeho slitiny se používají katody vyrobené z olova. Elektrolyt obvykle obsahuje kyselinu sírovou, ale lze použít i jiné kyseliny, například šťavelovou, chromovou v závislosti na budoucím účelu obrobené části. Kyselina šťavelová se používá k vytváření izolačních povlaků různých barev, chromová se používá ke zpracování dílů, které mají složitý geometrický tvar s otvory malého průměru.

Čas, nezbytné pro vytvoření ochranného povlaku závisí na teplotě elektrolytu a na síle proudu. Čím vyšší je teplota a nižší proud, tím rychleji proces prochází. V tomto případě je však povrchový film dostatečně porézní a měkký. Získání pevného a hustého povrchu vyžaduje nízké teploty a vysokou proudovou hustotu. U elektrolytu kyseliny sírové je teplotní rozsah mezi 0 a 50 stupni a měrná proudová síla je mezi 1 a 3 ampéry na čtvereční decimetr. Všechny parametry pro tento postup byly vypracovány roky a jsou obsaženy v příslušných pokynech a standardech.

Třetí fáze-ukotvení

Po dokončení elektrolýzy je produkt, který má eloxovaný povlak, fixován, to znamená, že póry jsou uzavřeny v ochranném filmu. To lze provést umístěním ošetřeného povrchu do vody nebo do speciálního roztoku. Před touto fází je možné účinně malovat část, protože přítomnost pórů umožní dobrou absorpci barviva.

Vývoj technologií eloxování

Pro získání vysoce odolného oxidového filmu na povrchu hliníku byl vyvinut způsob použití komplexního složení různých elektrolytů v určitém poměru v kombinaci s postupným zvyšováním hustoty elektrického proudu. Používá se jakýsi "koktejl" kyseliny sírové, vína, šťovíku, citronu a borité a proud v procesu se postupně zvyšuje pětkrát. Díky tomuto účinku se mění struktura porézní buňky ochranné oxidové vrstvy.

Samostatně je třeba zmínit technologii změny barev eloxovaný objekt, který lze provést různými způsoby. Nejjednodušší je umístit část do roztoku s horkým barvivem ihned po provádění postupu eloxování, tj. Proces barvení pomocí přísad přímo do elektrolytu je o něco složitější. Přísadami jsou obvykle soli různých kovů nebo organické kyseliny, které umožňují získat nejrozmanitější rozsah barev - od absolutně černé po téměř jakoukoli barvu z palety.