roxon.best

Come si anodizza lalluminio

L'anodizzazione è un processo di passivazione elettrolitica utilizzato per aumentare lo spessore dello strato di ossido naturale sulla superficie delle parti metalliche.

Il processo è chiamato anodizzazione perché la parte da trattare forma l'elettrodo anodico di una cella elettrolitica.

L'anodizzazione aumenta la resistenza alla corrosione e all'usura e fornisce una migliore adesione per primer e colle per vernici rispetto al metallo nudo. Le pellicole anodiche possono essere utilizzate anche per diversi effetti cosmetici, sia con rivestimenti porosi spessi in grado di assorbire i coloranti sia con sottili rivestimenti trasparenti che aggiungono effetti di interferenza delle onde luminose riflesse.

L'anodizzazione viene utilizzata anche per prevenire il grippaggio dei componenti filettati e per realizzare film dielettrici per condensatori elettrolitici. I film anodici sono più comunemente applicati per proteggere le leghe di alluminio, sebbene esistano anche processi per titanio, zinco, magnesio, niobio, zirconio, afnio e tantalio. Il ferro o l'acciaio al carbonio metallico esfolia se ossidato in condizioni microelettrolitiche neutre o alcaline; Cioè, l'ossido di ferro (in realtà idrossido ferrico o ossido di ferro idrato, noto anche come ruggine) si forma da fosse anodiche anossiche e grande superficie catodica, queste fosse concentrano anioni come solfato e cloruro accelerando la corrosione del metallo sottostante. Le scaglie o i noduli di carbonio nel ferro o nell'acciaio ad alto contenuto di carbonio (acciaio ad alto tenore di carbonio, ghisa) possono causare un potenziale elettrolitico e interferire con il rivestimento o la placcatura. I metalli ferrosi sono comunemente anodizzati elettroliticamente in acido nitrico o mediante trattamento con acido nitrico fumante rosso per formare ossido di ferro (II, III) nero duro. Questo ossido rimane conforme anche quando è placcato sul cablaggio e il cablaggio è piegato.

L'anodizzazione modifica la struttura microscopica della superficie e la struttura cristallina del metallo vicino la superficie. I rivestimenti spessi sono normalmente porosi, quindi è spesso necessario un processo di sigillatura per ottenere la resistenza alla corrosione. Le superfici in alluminio anodizzato, ad esempio, sono più dure dell'alluminio ma hanno una resistenza all'usura da bassa a moderata che può essere migliorata con l'aumento dello spessore o con l'applicazione di sostanze sigillanti adeguate. I film anodici sono generalmente molto più resistenti e aderenti rispetto alla maggior parte dei tipi di vernice e placcatura metallica, ma anche più fragili. Questo li rende meno suscettibili di screpolarsi e staccarsi a causa dell'invecchiamento e dell'usura, ma più suscettibili alle screpolature dovute allo stress termico.

L'anodizzazione è stata utilizzata per la prima volta su scala industriale nel 1923 per proteggere le parti dell'idrovolante in duralluminio dalla corrosione. Questo primo processo a base di acido cromico è stato chiamato processo di Bengough-Stuart ed è stato documentato nella specifica della difesa britannica DEF STAN 03-24/3. Viene utilizzato ancora oggi, nonostante i suoi requisiti legacy per un ciclo di tensione complicato noto per essere non necessario. Le variazioni di questo processo si sono presto evolute e il primo processo di anodizzazione con acido solforico è stato brevettato da Gower e O'Brien nel 1927. L'acido solforico divenne presto e rimane l'elettrolita anodizzante più comune. [1]

L'anodizzazione con acido ossalico è stata brevettata per la prima volta in Giappone nel 1923 e successivamente ampiamente utilizzata in Germania, in particolare per applicazioni architettoniche. L'estrusione di alluminio anodizzato era un materiale architettonico popolare negli anni '60 e '70, ma da allora è stato sostituito da plastiche più economiche e vernici in polvere. [2] I processi con acido fosforico sono lo sviluppo più recente, finora utilizzati solo come pretrattamenti per adesivi o vernici organiche. [1] Un'ampia varietà di varianti proprietarie e sempre più complesse di tutti questi processi di anodizzazione continua ad essere sviluppata dall'industria, quindi la tendenza crescente negli standard militari e industriali è quella di Classificare in base alle proprietà del rivestimento piuttosto che in base alla chimica di processo.

Alluminio

Le leghe di alluminio sono anodizzate per aumentare la resistenza alla corrosione e per consentire la tintura (colorazione), una migliore lubrificazione o una migliore adesione. Tuttavia, l'anodizzazione non aumenta la resistenza dell'oggetto in alluminio. Lo strato anodico è isolante. [3]

Se esposto all'aria a temperatura ambiente, o a qualsiasi altro gas contenente ossigeno, l'alluminio puro si autopassiva formando uno strato superficiale di ossido di alluminio amorfo di 2-3 nm di spessore, [4] che fornisce una protezione molto efficace contro la corrosione. Le leghe di alluminio formano tipicamente uno strato di ossido più spesso, spesso 5-15 nm, ma tendono ad essere più suscettibili alla corrosione. Le parti in lega di alluminio sono anodizzate per aumentare notevolmente lo spessore di questo strato per la resistenza alla corrosione. La resistenza alla corrosione delle leghe di alluminio è significativamente diminuito da alcuni elementi di lega o impurità: rame, ferro e silicio, [5] quindi le leghe di alluminio delle serie 2000, 4000, 6000 e 7000 tendono ad essere le più suscettibili.

Sebbene l'anodizzazione produca un rivestimento molto regolare e uniforme, le fessure microscopiche nel rivestimento possono portare alla corrosione. Inoltre, il rivestimento è suscettibile alla dissoluzione chimica in presenza di sostanze chimiche ad alto e basso pH, che provoca lo strippaggio del rivestimento e la corrosione del substrato. Per combattere questo problema, sono state sviluppate varie tecniche per ridurre il numero di fessure, per inserire composti chimicamente più stabili nell'ossido o entrambi. Ad esempio, gli articoli anodizzati solforici sono normalmente sigillati, sia attraverso sigillatura idrotermica che mediante sigillatura precipitante, per ridurre la porosità e le vie interstiziali che consentono lo scambio ionico corrosivo tra la superficie e il substrato. Le guarnizioni precipitanti migliorano la chimica stabilità ma sono meno efficaci nell'eliminare le vie di scambio ionico. Più recentemente, sono state sviluppate nuove tecniche per convertire parzialmente il rivestimento di ossido amorfo in composti microcristallini più stabili che hanno mostrato miglioramenti significativi sulla base di lunghezze di legame più corte.

Alcune parti di aeromobili in alluminio, materiali architettonici e prodotti di consumo sono anodizzati. L'alluminio anodizzato si trova su lettori MP3, smartphone, multiutensili, torce elettriche, pentole, macchine fotografiche, articoli sportivi, armi da fuoco, telai di finestre, tetti, nei condensatori elettrolitici e su molti altri prodotti sia per la resistenza alla corrosione che per la capacità di trattenere il colorante. Sebbene l'anodizzazione abbia solo una moderata resistenza all'usura, i pori più profondi possono trattenere meglio un film lubrificante rispetto a una superficie liscia.

I rivestimenti anodizzati hanno una conducibilità termica e un coefficiente di dilatazione lineare molto più bassi rispetto all'alluminio. Di conseguenza, il rivestimento si spezzerà da stress termico se esposto a temperature superiori a 80 °C (353 K). Il rivestimento può rompersi, ma non si sbuccia. [6] Il punto di fusione dell'ossido di alluminio è di 2050°C (2323K), molto più alto dei 658°C (931K) dell'alluminio puro. [6] Questo e l'insulatività dell'ossido di alluminio possono rendere più difficile la saldatura.

Nei tipici processi commerciali di anodizzazione dell'alluminio, l'ossido di alluminio viene fatto crescere verso il basso e fuori dalla superficie in quantità uguali. [7] Pertanto, l'anodizzazione aumenterà le dimensioni delle parti su ciascuna superficie della metà dello spessore dell'ossido. Ad esempio, un rivestimento con uno spessore di 2 μm aumenterà le dimensioni della parte di 1 μm per superficie. Se la parte è anodizzata su tutti i lati, tutte le dimensioni lineari aumenteranno dello spessore dell'ossido. Le superfici in alluminio anodizzato sono più dure dell'alluminio ma hanno una resistenza all'usura da bassa a moderata, anche se questo può essere Migliorato con spessore e sigillatura.

Una

soluzione di

desmut

può essere applicata sulla superficie dell'alluminio per rimuovere i contaminanti. L'acido nitrico viene in genere utilizzato per rimuovere la fuliggine (residui), ma viene sostituito a causa di problemi ambientali. [8] [9] [10] [11]

Elettrolisi

Lo strato di alluminio anodizzato viene creato facendo passare una corrente continua attraverso una soluzione elettrolitica, con l'oggetto di alluminio che funge da anodo (l'elettrodo positivo in una cella elettrolitica). La corrente rilascia idrogeno al catodo (l'elettrodo negativo) e ossigeno alla superficie dell'anodo di alluminio, creando un accumulo di ossido di alluminio. Anche la corrente alternata e la corrente pulsata sono possibili, ma raramente utilizzate. La tensione richiesta dalle varie soluzioni può variare da 1 a 300 V CC, anche se la maggior parte rientra nell'intervallo da 15 a 21 V. Tensioni più elevate sono in genere richieste per rivestimenti più spessi formati in acido solforico e organico. La corrente di anodizzazione varia a seconda dell'area dell'alluminio da anodizzare e varia tipicamente da 30 a 300 A/m 2 .

L'anodizzazione dell'alluminio (ossidizzazione eloxale o elettrolitica dell'alluminio) [12] viene solitamente eseguita in una soluzione acida, tipicamente acido solforico o acido cromico, che dissolve lentamente l'ossido di alluminio. L'azione acida è bilanciata con la velocità di ossidazione per formare un rivestimento con nanopori, di 10-150 nm di diametro. [6] Questi pori sono ciò che consente alla soluzione elettrolitica e alla corrente di raggiungere il substrato di alluminio e continuare a far crescere il rivestimento fino a uno spessore maggiore rispetto a quello prodotto dall'autopassivazione. [13] Questi pori consentono l'assorbimento del colorante, tuttavia, Questo deve essere seguito dalla sigillatura o il colorante non rimarrà. La tintura è in genere seguita da un sigillo pulito in acetato di nichel. Poiché il colorante è solo superficiale, l'ossido sottostante può continuare a fornire protezione dalla corrosione anche se lievi segni di usura e graffi sfondano lo strato colorato. [ citazione necessaria ]

Condizioni come la concentrazione dell'elettrolita, l'acidità, la temperatura della soluzione e la corrente devono essere controllate per consentire la formazione di uno strato di ossido costante. I film più duri e spessi tendono ad essere prodotti da soluzioni più concentrate a temperature più basse con tensioni e correnti più elevate. Lo spessore del film può variare da meno di 0,5 micrometri per lavori decorativi luminosi fino a 150 micrometri per applicazioni architettoniche.

L'anodizzazione

a doppia finitura

può essere eseguita in combinazione con il rivestimento di conversione del cromato. Ogni processo fornisce resistenza alla corrosione, con anodizzazione offrendo un vantaggio significativo quando si tratta di robustezza o resistenza fisica all'usura. Il motivo per combinare i processi può variare, tuttavia, la differenza significativa tra anodizzazione e rivestimento di conversione del cromato è la conduttività elettrica dei film prodotti. Sebbene entrambi composti stabili, il rivestimento di conversione del cromato ha una conduttività elettrica notevolmente aumentata. Le applicazioni in cui ciò può essere utile sono varie, tuttavia il problema della messa a terra dei componenti come parte di un sistema più ampio è ovvio.

Il processo di doppia finitura utilizza il meglio che ogni processo ha da offrire, l'anodizzazione con la sua forte resistenza all'usura e il rivestimento di conversione del cromato con la sua conduttività elettrica.

Le fasi del processo possono tipicamente comportare il rivestimento di conversione del cromato dell'intero componente, seguito da una mascheratura della superficie nelle aree in cui il rivestimento di cromato deve rimanere intatto. Oltre a ciò, il rivestimento cromato viene poi disciolti in aree non mascherate. Il componente può quindi essere anodizzato, con l'anodizzazione che porta alle aree non mascherate. Il processo esatto varia a seconda del fornitore di servizi, della geometria del componente e del risultato richiesto. Aiuta a proteggere l'articolo in alluminio.

Specifiche ampiamente utilizzate

La specifica di anodizzazione più utilizzata negli Stati Uniti è una specifica militare statunitense, MIL-A-8625, che definisce tre tipi di anodizzazione dell'alluminio. Il tipo I è l'anodizzazione con acido cromico, il tipo II è l'anodizzazione con acido solforico e il tipo III è l'anodizzazione dura con acido solforico. Altre specifiche di anodizzazione includono più MIL-SPEC (ad esempio, MIL-A-63576), specifiche dell'industria aerospaziale di organizzazioni come SAE, ASTM e ISO (ad esempio, AMS 2469, AMS 2470, AMS 2471, AMS 2472, AMS 2482, ASTM B580, ASTM D3933, ISO 10074 e BS 5599) e specifiche dell'azienda (come quelle di Boeing, Lockheed Martin, Airbus e altri grandi appaltatori). AMS 2468 è obsoleto. Nessuna di queste specifiche definisce un processo o una chimica dettagliata, ma piuttosto una serie di test e misure di garanzia della qualità che il prodotto anodizzato deve soddisfare. La norma BS 1615 guida la selezione delle leghe per l'anodizzazione. Per il lavoro di difesa britannico, i processi di anodizzazione cromica e solforica dettagliati sono descritti rispettivamente da DEF STAN 03-24/3 e DEF STAN 03-25/3. [14] [15]

Acido cromico (Tipo I)

Il più antico processo di anodizzazione utilizza l'acido cromico. È ampiamente noto come processo Bengough-Stuart ma, a causa delle norme di sicurezza relative al controllo della qualità dell'aria, non è preferito dai fornitori quando il materiale additivo associato al tipo II non rompe le tolleranze. In Nord America, è noto come Tipo I perché è così designato dallo standard MIL-A-8625, ma è anche coperto da AMS 2470 e MIL-A-8625 Tipo IB. Nel Regno Unito è normalmente specificato come Def Stan 03/24 e utilizzato in aree soggette a contatto con propellenti, ecc. Ci sono anche standard Boeing e Airbus. L'acido cromico produce film più sottili, da 0,5 μm a 18 μm (da 0,00002" a 0,0007") [16] più opachi che sono più morbidi, duttili e in una certa misura autorigeneranti. Sono più difficili da tingere e possono essere applicati come pretrattamento prima della verniciatura. Il metodo di formazione del film è diverso dall'uso dell'acido solforico in quanto la tensione viene aumentata durante il ciclo di processo.

Acido solforico (tipo II e III)

L'acido solforico è la soluzione più utilizzata per produrre un rivestimento anodizzato. I rivestimenti di spessore moderato da 1,8 μm a 25 μm (da 0,00007" a 0,001") [16] sono noti come Tipo II in Nord America, come denominati da MIL-A-8625, mentre i rivestimenti più spessi di 25 μm (0,001") sono noti come Tipo III, hard-coat, anodizzazione dura o anodizzazione ingegnerizzata. Rivestimenti molto sottili simili a quelli prodotti mediante anodizzazione cromica sono noti come Tipo IIB. I rivestimenti spessi richiedono un maggiore controllo del processo, [6] e sono prodotti in un serbatoio refrigerato vicino al punto di congelamento dell'acqua con tensioni più elevate rispetto ai rivestimenti più sottili. L'anodizzazione dura può essere realizzata con uno spessore compreso tra 13 e 150 μm (da 0,0005" a 0,006"). Lo spessore dell'anodizzazione aumenta la resistenza all'usura, la resistenza alla corrosione, la capacità di trattenere lubrificanti e rivestimenti in PTFE e l'isolamento elettrico e termico. La tenuta di tipo III migliorerà la resistenza alla corrosione al costo di ridurre la resistenza all'abrasione. La sigillatura ridurrà notevolmente questo fenomeno. Gli standard per l'anodizzazione solforica sottile (morbida/standard) sono dati da MIL-A-8625 tipi II e IIB, AMS 2471 (non colorato) e AMS 2472 (tinto), BS EN ISO 12373/1 (decorativo), BS 3987 (architettonico). Gli standard per l'anodizzazione solforica a spessore sono dati da MIL-A-8625 Tipo III, AMS 2469, BS ISO 10074, BS EN 2536 e dagli obsoleti AMS 2468 e DEF STAN 03-26/1.

L'anodizzazione

con acidi organici

può produrre colori integrali giallastri senza coloranti se viene eseguita in acidi deboli con alte tensioni, alte densità di corrente e forte refrigerazione. [6] Le sfumature di colore sono limitate a una gamma che include giallo pallido, oro, bronzo intenso, marrone, grigio e nero. Alcune varianti avanzate possono produrre un rivestimento bianco con una riflettività dell'80%. La tonalità di colore prodotta è sensibile alle variazioni della metallurgia della lega sottostante e non può essere riprodotta in modo coerente. [2]

L'anodizzazione in alcuni acidi organici, ad esempio l'acido malico, può entrare in una situazione di "fuga", in cui la corrente spinge l'acido ad attaccare l'alluminio in modo molto più aggressivo del normale, provocando enormi buche e cicatrici. Inoltre, se la corrente o la tensione sono troppo alte, può verificarsi una "combustione"; in questo caso, le forniture si comportano come se fossero quasi in cortocircuito e di grandi dimensioni, Si sviluppano regioni nere irregolari e amorfe.

L'anodizzazione integrale del colore viene generalmente eseguita con acidi organici, ma lo stesso effetto è stato prodotto in laboratori con acido solforico molto diluito. L'anodizzazione integrale del colore è stata originariamente eseguita con acido ossalico, ma i composti aromatici solfonati contenenti ossigeno, in particolare l'acido solfosalicilico, sono stati più comuni dagli anni '60. [2] Si possono raggiungere spessori fino a 50 μm. L'anodizzazione acida organica è chiamata Type IC da MIL-A-8625.

Acido fosforico

L'anodizzazione può essere effettuata in acido fosforico, solitamente come preparazione superficiale per adesivi. Questo è descritto nella norma ASTM D3933.

Bagni di borato e tartrato L'anodizzazione

può essere eseguita anche in bagni di borato o tartrato in cui l'ossido di alluminio è insolubile. In questi processi, la crescita del rivestimento si arresta quando la parte è completamente coperta e il Lo spessore è correlato linearmente alla tensione applicata. [6] Questi rivestimenti sono privi di pori, rispetto ai processi di acido solforico e cromico. [6] Questo tipo di rivestimento è ampiamente utilizzato per realizzare condensatori elettrolitici perché i sottili film di alluminio (tipicamente inferiori a 0,5 μm) rischierebbero di essere perforati da processi acidi. [1]

Ossidazione elettrolitica al plasma

L'ossidazione elettrolitica al plasma è un processo simile, ma in cui vengono applicate tensioni più elevate. Ciò provoca la formazione di scintille e si traduce in rivestimenti di tipo più cristallino/ceramico.

Altri metalli

Magnesio

Il magnesio è anodizzato principalmente come primer per vernici. A tal fine è sufficiente un film sottile (5 μm). [17] I rivestimenti più spessi di 25 μm e oltre possono fornire una lieve resistenza alla corrosione se sigillati con olio, cera o silicato di sodio. [17] Gli standard per l'anodizzazione del magnesio sono forniti in AMS 2466, AMS 2478, AMS 2479 e ASTM B893.

Niobio

Il niobio si anodizza in modo simile al titanio con una gamma di colori attraenti formati dall'interferenza a diversi spessori del film. Anche in questo caso lo spessore del film dipende dalla tensione di anodizzazione. [18] [19] Gli usi includono gioielli e monete commemorative.

Tantalio

Il tantalio anodizza in modo simile al titanio e al niobio con una gamma di colori attraenti che si formano per interferenza a diversi spessori di film. Anche in questo caso, lo spessore del film dipende dalla tensione di anodizzazione e varia tipicamente da 18 a 23 Angstrom per volt a seconda dell'elettrolita e della temperatura. Gli usi includono condensatori al tantalio.

Titanio

Uno strato di ossido anodizzato ha uno spessore nell'intervallo di 30 nanometri (1,2×10 −6 pollici) a diversi micrometri. [20] Gli standard per l'anodizzazione del titanio sono dati da AMS 2487 e AMS 2488.

L'anodizzazione AMS 2488 Tipo III del titanio genera una gamma di colori diversi senza coloranti, per i quali viene talvolta utilizzata nell'arte, nella bigiotteria, nei piercing e nelle fedi nuziali. Il colore formato dipende dallo spessore dell'ossido (che è determinato dalla tensione di anodizzazione); È causato dall'interferenza della luce che si riflette sulla superficie dell'ossido con la luce che viaggia attraverso di essa e si riflette sulla superficie metallica sottostante. L'anodizzazione AMS 2488 di tipo II produce una finitura grigio opaco più spessa con una maggiore resistenza all'usura. [21]

Zinco

Lo zinco è raramente anodizzato, ma un processo è stato sviluppato dall'International Lead Zinc Research Organization e coperto da MIL-A-81801. una soluzione di fosfato ammonico, cromato e fluoruro con tensioni fino a 200 V può produrre rivestimenti verde oliva fino a 80 μm di spessore. [17] I rivestimenti sono duri e resistenti alla corrosione.

Lo zinco o l'acciaio zincato possono essere anodizzati utilizzando la corrente continua a tensioni più basse (20-30 V) in bagni di silicato contenenti concentrazioni variabili di silicato di sodio, idrossido di sodio, borace, nitrito di sodio e solfato di nichel. [22]

Tintura

I processi di anodizzazione più comuni, ad esempio l'acido solforico sull'alluminio, producono una superficie porosa che può accettare facilmente i coloranti. Il numero di colori di tintura è quasi infinito; Tuttavia, i colori prodotti tendono a variare a seconda della lega di base. I colori più comuni nel settore, a causa della loro reperibilità relativamente economica, sono il giallo, il verde, il blu, il nero, l'arancione, il viola e il rosso. Anche se alcuni potrebbero preferire colori più chiari, in pratica Può essere difficile da produrre su alcune leghe come i gradi di fusione ad alto contenuto di silicio e le leghe di alluminio-rame della serie 2000. Un'altra preoccupazione è la "resistenza alla luce" dei coloranti organici: alcuni colori (rosso e blu) sono particolarmente inclini a sbiadire. I coloranti neri e l'oro prodotti con mezzi inorganici (ossalato di ammonio ferrico) sono più resistenti alla luce. L'anodizzazione tinta è solitamente sigillata per ridurre o eliminare il sanguinamento del colorante. Il colore bianco non può essere applicato a causa della dimensione della molecola maggiore rispetto alla dimensione dei pori dello strato di ossido. [23]

In alternativa, il metallo (solitamente stagno) può essere depositato elettroliticamente nei pori del rivestimento anodico per fornire colori più resistenti alla luce. I colori delle tinture metalliche vanno dallo champagne pallido al nero. Le tonalità bronzo sono comunemente usate per i metalli architettonici. In alternativa, il colore può essere prodotto integralmente al film. Questo viene fatto durante il processo di anodizzazione utilizzando acidi organici mescolati con il solforico elettrolita e una corrente pulsata. [ citazione necessaria ]

Gli effetti splash vengono creati tingendo la superficie porosa non sigillata con colori più chiari e quindi spruzzando coloranti di colore più scuro sulla superficie. Possono essere applicate alternativamente anche miscele di coloranti a base acquosa e solvente, poiché i coloranti colorati si resistono a vicenda e lasciano effetti maculati. [ citazione necessaria ]

Un altro metodo di colorazione interessante è l'anodizzazione per interferenza di colorazione. Il sottile film d'olio che poggia sulla superficie dell'acqua mostra una tonalità arcobaleno a causa dell'interferenza tra la luce riflessa dall'interfaccia acqua-olio e la superficie del film d'olio. Poiché lo spessore del film d'olio non è regolato, il colore dell'arcobaleno risultante appare casuale.

Nella colorazione anodizzata dell'alluminio, i colori desiderati si ottengono depositando uno strato metallico di spessore controllabile (tipicamente stagno) alla base di la struttura porosa. Ciò comporta riflessioni sul substrato di alluminio e sulla superficie metallica superiore. Il colore risultante dall'interferenza passa dal blu, verde e giallo al rosso man mano che lo strato metallico depositato si addensa. Oltre uno spessore specifico, l'interferenza ottica svanisce e il colore diventa bronzo. Le parti in alluminio anodizzato colorato con interferenza mostrano una qualità distintiva: il loro colore varia se visti da diverse angolazioni. [24] [ Necessaria una fonte migliore ] La colorazione per interferenza prevede un processo in 3 fasi: anodizzazione con acido solforico, modifica elettrochimica del poro anodico e deposizione di metallo (stagno). [25]

Sigillatura

La sigillatura è la fase finale del processo di anodizzazione. Le soluzioni di anodizzazione acida producono pori nel rivestimento anodizzato. Questi pori possono assorbire i coloranti e trattenere i lubrificanti, ma sono anche una via per corrosione. Quando le proprietà di lubrificazione non sono critiche, di solito vengono sigillate dopo la tintura per aumentare la resistenza alla corrosione e la ritenzione del colorante. Esistono tre tipi più comuni di sigillatura.

La
  1. lunga immersione in acqua deionizzata o vapore bollente (96-100 °C) (205-212 °F) è il processo di sigillatura più semplice, sebbene non sia completamente efficace e riduca la resistenza all'abrasione del 20%. [6] L'ossido viene convertito nella sua forma idrata e il rigonfiamento risultante riduce la porosità della superficie.
  2. Processo di sigillatura a media temperatura che funziona a 160-180 °F (70-80 °C) in soluzioni contenenti additivi organici e sali metallici. Tuttavia, questo processo probabilmente liscivierà i colori.
  3. Il processo di sigillatura a freddo, in cui i pori vengono chiusi mediante impregnazione di un sigillante in un bagno a temperatura ambiente, è più popolare grazie al risparmio energetico. I rivestimenti sigillati con questo metodo non sono adatti per Incollaggio. Teflon, acetato di nichel, acetato di cobalto e guarnizioni calde di bicromato di sodio o potassio sono comunemente usate. MIL-A-8625 richiede la sigillatura per rivestimenti sottili (Tipo I e II) e lo consente come opzione per quelli spessi (Tipo III).

Pulizia

Le superfici in alluminio anodizzato che non vengono pulite regolarmente sono soggette a macchie sui bordi dei pannelli, un tipo unico di colorazione superficiale che può influire sull'integrità strutturale del metallo.

Impatto ambientale

L'anodizzazione è uno dei processi di finitura dei metalli più rispettosi dell'ambiente. Fatta eccezione per l'anodizzazione organica (nota anche come colore integrale), i sottoprodotti contengono solo piccole quantità di metalli pesanti, alogeni o composti organici volatili. L'anodizzazione integrale a colori non produce COV, metalli pesanti o alogeni poiché tutti i sottoprodotti presenti nei flussi di effluenti di altri processi provengono dai loro coloranti o materiali di placcatura. [26] Gli effluenti di anodizzazione più comuni, idrossido di alluminio e solfato di alluminio, sono riciclati per la produzione di allume, lievito in polvere, cosmetici, carta da giornale e fertilizzanti o utilizzati dai sistemi di trattamento delle acque reflue industriali.

L'anodizzazione solleverà la superficie poiché l'ossido creato occupa più spazio del metallo di base convertito. [27] Questo generalmente non avrà conseguenze tranne dove ci sono tolleranze strette. In tal caso, nella scelta della dimensione di lavorazione è necessario tenere conto dello spessore dello strato di anodizzazione. Una pratica generale sul disegno ingegneristico è quella di specificare che "le dimensioni si applicano dopo tutte le finiture superficiali". Questo costringerà l'officina meccanica a tenere conto dello spessore dell'anodizzazione quando si esegue la lavorazione finale della parte meccanica prima dell'anodizzazione. Anche nel caso di piccoli fori filettati per accettare viti, l'anodizzazione può causare le viti per legare, quindi potrebbe essere necessario inseguire i fori filettati con un maschio per ripristinare le dimensioni originali. In alternativa, si possono utilizzare speciali maschi oversize per compensare questa crescita. Nel caso di fori non filettati che accettano perni o aste di diametro fisso, può essere opportuno un foro leggermente sovradimensionato per consentire il cambio di dimensione. A seconda della lega e dello spessore del rivestimento anodizzato, lo stesso può avere un effetto significativamente negativo sulla durata a fatica. Al contrario, l'anodizzazione può aumentare la durata a fatica prevenendo la vaiolatura da corrosione.

Vedi anche

Citazioni

  1. ^ a b c Sheasby & Pinner 2001, pp. 427-596.
  2. ^ a b c Sheasby & Pinner 2001, pagine 597-742.
  3. ^ Davis 1993, p. 376.
  4. ^ Sheasby & Pinner 2001, p. 5.
  5. ^ Sheasby & Pinner 2001, p. 9.
  6. ^ a b c d e f g h Edwards, Joseph (1997). Impianti di rivestimento e trattamento superficiale per metalli . Finishing Publications Ltd. e ASM International. pagine 34-38. CODICE ISBN.
  7. ^ Kutz, Myer (2005-06-02). "Rivestimenti protettivi per leghe di alluminio". Manuale del degrado ambientale dei materiali . Norwich, NY: William Andrew. p. 353. CODICE ISBN.
  8. ^ Figlio, Seong Ho; Kwon, Dae Chol; Jeong, Do Won (2008). "Sviluppo di acido nitrico libero, soluzione non P desmut per il trattamento superficiale delle leghe di alluminio". Forum sulla scienza dei materiali . 569 : 309-312. DOI:10.4028/www.scientific.net/MSF.569.309. S2CID 95989141.
  9. ^ Larry Chesterfield (1º febbraio 2001). "Oscenità e oscenità". Finitura Prodotti . URL consultato il 10 settembre 2021.
  10. ^ Brace, Arthur (1979). La tecnologia dell'anodizzazione dell'alluminio . Stonehouse: Technicopy Limited. CODICE ISBN.
  11. ^ Wernick, S (1987). Il trattamento superficiale e la finitura dell'alluminio e delle sue leghe . Ohio Teddington: Finitura internazionale ASM. CODICE ISBN.
  12. ^ "Anodizzazione - WELCO Welding & Coating Solutions - Bruck i.d. Opf". www.welco.eu . Estratto il 12/04/2021.
  13. ^ Sheasby & Pinner 2001, pp. 327-425.
  14. ^ STAN 03-24/3
  15. ^ STAN 03-25/3
  16. ^ a b US Military Specification MIL-A-8625, ASSIST databaseArchiviato il 06-10-2007 in Internet Archive
  17. . ^ a b c d Edwards, Joseph (1997). Impianti di rivestimento e trattamento superficiale per metalli . Finishing Publications Ltd. e ASM International. pagine 39-40. CODICE ISBN.
  18. ^ Biason Gomes, M. A.; Onofre, S.; Juanto, S.; de S. Bulhões, L. O. (1991). "Anodizzazione del niobio in mezzi di acido solforico". Giornale di elettrochimica applicata . 21 (11): 1023–1026. DOI:10.1007/BF01077589. S2CID 95285286.
  19. ^ Chiou, Y. L. (1971). "Una nota sugli spessori del niobio anodizzato film di ossido". Film solidi sottili . 8 (4): R37 –R39. Codice biblico:1971TSF..... 8R.. 37C. doi:10.1016/0040-6090(71)90027-7.
  20. ^ "ECM - Conferenze su eCells e materiali - Discussione scientifica aperta" (PDF). Archiviato (PDF) dall'originale il 2011-09-27. URL consultato il 15-06-2011.
  21. ^ "AMS2488D: Trattamento anodico - Soluzione di titanio e leghe di titanio pH 13 o superiore - SAE International". www.sae.org . SAE Internazionale. URL consultato il 4 gennaio 2019.
  22. ^ Imam, M. A., Moniruzzaman, M., & Mamun, M. A. ANODIZZAZIONE DELLO ZINCO PER MIGLIORARE LE PROPRIETÀ SUPERFICIALI. Atti di un incontro tenutosi dal 20 al 24 novembre 2011, 18th International Corrosion Congress, Perth, Australia, pp. 199-206 (2012), ISBN 9781618393630
  23. ^ "Perché non c'è alluminio anodizzato bianco? (Alluminio anodizzato 101)". www.bluebuddhaboutique.com . Estratto il 27-07-2020.
  24. ^ Lavorazione capace, capace (2023-03-07). "Colore dell'anodizzazione dell'alluminio: principio di anodizzazione, tipo, colori e altro". Lavorazione capace . URL consultato il 28/08/2023.
  25. ^ "Colorazione per interferenza di anodizzazione dell'alluminio | AAC". www.anodizing.org . URL consultato il 28/08/2023.
  26. ^ "L'anodizzazione e l'ambiente" . Archiviato dall'originale l'8 settembre 2008. URL consultato il 08-09-2008.
  27. ^ "Anodizzazione dell'alluminio a Dubai, Emirati Arabi Uniti | Servizi di anodizzazione | أنودة".

Bibliografia

  • Davis, Joseph R. (1993). Alluminio e leghe di alluminio (4a ed.). ASM Internazionale. CODICE ISBN. OCLC 246875365.
  • Sheasby, PG; Pinner, R. (2001). Il Trattamento Superficiale e la Finitura dell'Alluminio e delle sue Leghe . Vol. 2 (Sesta ed.). Materials Park, Ohio & Stevenage, Regno Unito: ASM International & Finishing Publications. CODICE ISBN.

Collegamenti esterni