Trdo eloksirano, polno ime obdelava s trdo anodno oksidacijo.Glavni namen trdega eloksiranja aluminijevih zlitin je izboljšanje lastnosti aluminija in aluminijevih zlitin, vključno z odpornostjo proti koroziji, odpornostjo proti obrabi, vremensko odpornostjo, izolacijo in adsorpcijo. Primeren je tako za deformirane aluminijeve zlitine kot tudi za tlačno litje delov iz aluminijevih zlitin.
1. Predstavitev postopka:
Na splošno je zahtevana debelina trdega eloksiranega filma 25-150um, vendar je večinoma debelina trdega anodiziranega filma 50-80um. Čeprav je debelina filma manjša od 25 um, se uporablja za zobne vezi in spiralne dele. Debelina anodnega oksidnega filma za odpornost proti obrabi ali izolacijo je približno 50 um. V nekaterih posebnih tehnoloških pogojih je treba izdelati trdo anodno oksidno folijo z debelino več kot 125 um. Vendar je treba opozoriti, da debelejši kot je film anodnega oksida, manjša je lahko mikrotrdota njegovega zunanjega sloja in poveča se lahko hrapavost površine sloja filma. Trda anodizirana posoda, na splošno raztopina žveplove kisline in žveplove kisline z dodanimi organskimi kislinami, kot so oksalna kislina, sulfaminska kislina itd. Poleg tega je trdo anodizirano obdelavo mogoče doseči z znižanjem temperature anodiziranja ali koncentracije žveplove kisline. Posebni anodizacijski ukrepi se lahko upoštevajo tudi za deformirane aluminijeve zlitine z vsebnostjo bakra, večjo od 5 odstotkov, ali vsebnostjo silicija, večjo od 8 odstotkov, ali za aluminijeve zlitine, ulite pod visokim pritiskom silicija. Na primer, za aluminijevo zlitino serije 2XXX, da bi se izognili zgorevanju aluminijeve zlitine v procesu anodne oksidacije, lahko kot elektrolitsko raztopino uporabimo 385 g/L žveplove kisline in 15 g/L oksalne kisline, prav tako je treba povečati gostoto toka na več kot 2,5 A/DM.
2. Metoda postopka:
Obstaja veliko metod trde anodizirane elektrolize, kot so žveplova kislina, oksalna kislina, propilen glikol, sulfosalicilna kislina in druge anorganske soli in organske kisline. Napajalnik lahko razdelimo na enosmerni, izmenični, izmenični in enosmerni superpozicijski, impulzni in superpozicijski impulzni napajalnik, ki se pogosto uporablja pri naslednji trdi anodni oksidaciji.
(1) trda anodizirana metoda z žveplovo kislino;
(2) trda anodizirana metoda z oksalno kislino.
(3) Mešana kislinska trda anodna oksidacija
Med njimi se metoda žveplove kisline pogosto uporablja kot metoda trde oksidacije.
3. Načelo trdega eloksiranega
Med načelom trde anodne oksidacije preproste žveplove kisline in aluminijeve zlitine ni bistvene razlike in navadne anodne oksidacije, vendar bo imela nekaj stranskih reakcij, če bo trda oksidacija z mešano kislino.
(1) katodna reakcija:4H plus plus 4E =2H2↑
(2) Anodna reakcija:4OH-- 4E =2H2O plus O2↑
(3) Oksidacija aluminija:kisik, ki se izloči na anodi, je v atomskem stanju, bolj aktiven kot molekularno stanje kisika, lažje reagira z aluminijem: 2Al plus 3O→Al2O3.
(4) Dinamično ravnotežje oksidacije pri raztapljanju anodnega filma:Oksidacijski film se s povečanjem prevodnega časa in povečanjem toka zgosti. Hkrati je zaradi dvojne narave kemijskih lastnosti (Al2O3), to je, da je alkalni oksid v kisli raztopini, kisli oksid v alkalni raztopini. Nobenega dvoma ni, da je raztopina oksidnega filma raztopljena v raztopini žveplove kisline. Šele ko je stopnja tvorbe oksidnega filma večja od njegove stopnje raztapljanja, se bo oksidni film verjetno zgostil. Ko je stopnja raztapljanja enaka hitrosti tvorbe, se oksidni film ne bo zgostil. Ko je stopnja oksidacije preveč višja od stopnje raztapljanja, se na površini aluminija in aluminijeve zlitine zlahka tvori praškast oksidni film.
4. Tehnološke zahteve
Da bi dobili trdo anodizirano folijo boljše kakovosti in zagotovili zahtevano velikost delov, jo je treba obdelati v skladu z naslednjimi zahtevami.
Okrogli ostri kot:Obdelani deli ne smejo imeti ostrih kotov, robov in drugih ostrih vogalov zaradi trde oksidacije, splošni čas anodne oksidacije je zelo dolg, sam proces oksidacije (Al plus O2→A12O3 plus Q) pa je eksotermna reakcija. In ker so splošni deli robov in vogalov pogosto bolj koncentrirani deli toka, so ti deli najverjetneje povzročili lokalno pregrevanje delov, tako da so bili deli opečeni. Zato morajo biti vsi robovi in vogali aluminija in aluminijevih zlitin posneti, polmer posnetega kroga Y pa ne sme biti manjši od 0,5 mm.
Površinska obdelava:Po končani trdi anodni oksidaciji se površina delov spremeni. Pri hrapavi površini se lahko po tej obdelavi zdi, da je prvotna raven nekoliko manjša, pri višjih delih prvotne končne obdelave pa se pogosto po tej obdelavi glede na gladko površino zmanjša svetlost namesto nižje amplitude za 1 ~ 2 magnitudo.
Dodatek za velikost:Ker je debelina trdega oksidnega filma višja, je treba vnaprej rezervirati določen dodatek za obdelavo in določene vpenjalne dele, če je treba aluminijaste dele dodatno obdelati ali je treba dele sestaviti.
Ker se mora velikost delov med trdo eloksiranjem spremeniti, je zato treba pri strojni obdelavi vnaprej predvideti možno debelino in toleranco velikosti oksidnega filma in nato določiti dejansko velikost delov pred eloksiranjem, tako da po predelavi v skladu s predpisanim tolerančnim območjem.
Na splošno je velikost dela približno polovica debeline oksidnega filma.
Jig:Ker morajo trdo anodizirani deli v procesu oksidacije prenesti visoko napetost in visok tok, je treba zagotoviti, da lahko vpenjalo in deli ohranijo odličen stik, sicer bodo povzročili okvaro ali opekline delov, ki se dotikajo delov napake zaradi slabega stik. Torej zahteve glede različnih oblik delov in delov po oksidaciji so posebne zahteve za načrtovanje in izdelavo posebnih napeljav.
Lokalna zaščita:Na primer, v istem delu, tako običajni deli z anodno oksidacijo kot deli s trdo anodno oksidacijo glede na končno obdelavo in natančnost delov za ureditev specifičnega postopka. Na splošno je prvo običajno eloksiranje, v trdo eloksirano, ni treba trdo eloksirano površinsko izolacijo, metoda izolacije uporabna brizgalna pištola ali krtača, bo pripravljena na nitro gumi ali perhidrogen vinil lepilo na površini ni treba zdraviti, izolacijski sloj, ki ga je treba nanesti tanko in enakomerno. Vsak premaz je treba sušiti pri nizki temperaturi 30 ~ 60 minut za skupno 2 ~ 4 nanose.
5. Tehnološke značilnosti
Trdi eloksirani elektrolit se elektrolizira pri temperaturi -10 stopinj ~ plus 5 stopinj. Zaradi visoke odpornosti oksidnega filma, ki nastane s trdo anodno oksidacijo, bo to neposredno vplivalo na oksidacijo jakosti toka. Za debelejši oksidni film bo zagotovo povečala napetost, njegov namen je odpraviti vpliv velikega upora in ohraniti gostoto toka, vendar bo večji tok povzročil intenziven pojav segrevanja in ustvarjanje oksidnega filma bo sprostilo veliko toplote , zaradi česar se temperatura okoli elektrolita močno poveča, dvig temperature bo pospešil oksidacijo, membrana se raztopi, oksidni film se ne zgosti. Poleg tega je pojav segrevanja najresnejši pri stiku med filmom in kovino; če ga ne odpravite pravočasno, bo lokalna površina obdelovalnih delov izgorela zaradi dviga temperature.
Rešitev: kombinacija hladilne opreme in mešanja. Hladilna oprema za prisilno hlajenje elektrolita, mešanje je, da se temperatura elektrolita v celotnem rezervoarju izenači, da se dobi visokokakovosten trdi oksidni film.
6. Faktor vpliva
Ali lahko površina aluminija in aluminijevih zlitin ustvari visokokakovostno plast trdega oksidnega filma, je odvisno predvsem od sestave koncentracije elektrolita, temperature, gostote toka in sestave surovin.
Koncentracija elektrolitov:Kadar se za trdo eloksiranje uporablja elektrolit žveplove kisline, je običajno v območju koncentracije od 10 do 30 odstotkov. Ko je koncentracija nizka, je trdota oksidnega filma visoka, zlasti za čisti aluminij, vendar je aluminijeva zlitina z visoko vsebnostjo bakra (CY12) izjema. Ker je iz aluminijeve zlitine z višjo vsebnostjo bakra enostavno proizvesti spojine CuAl2, ki se med oksidacijo hitreje raztopijo in zlahka zažgejo aluminijaste dele. Zato na splošno ni primerna uporaba nizke koncentracije elektrolita žveplove kisline, mora biti v visoki koncentraciji (H2SO4 v 300 ~ 400 g/L) pri oksidacijski obdelavi ali uporabi metode superpozicije AC-DC.
Vpliv temperature na filmsko plast:Temperatura elektrolita ima velik vpliv na odpornost proti obrabi oksidnega filma. Na splošno se bo odpornost proti obrabi anodno oksidacijskega filma aluminija in aluminijevih zlitin povečala, če temperatura pade, kar je posledica zmanjšanja stopnje raztapljanja elektrolita za film, da se doseže večja trdota filma. oksidnega filma, bi morali zajeti temperaturo v območju ±2 stopinj za trdo eloksiranje.
