آنودایز سخت، نام کامل درمان اکسیداسیون آندی سخت.هدف اصلی از آنودایز سخت آلیاژهای آلومینیوم بهبود خواص آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم از جمله مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر آب و هوا، عایق و جذب است. هم برای آلیاژ آلومینیوم تغییر شکل یافته و هم برای قطعات آلیاژ آلومینیوم ریخته گری تحت فشار مناسب است.
1. معرفی فرآیند:
به طور کلی، ضخامت فیلم آنودایز سخت باید 25-150 um باشد، با این حال، بیشتر ضخامت فیلم آنودایز سخت 50-80موم است. در حالی که ضخامت فیلم کمتر از 25 میلی متر است، برای اتصالات دندانی و قطعات مارپیچی استفاده می شود. ضخامت فیلم اکسید آندی برای مقاومت در برابر سایش یا عایق حدود 50 میلی متر است. در برخی از شرایط خاص تکنولوژیکی، فیلم اکسید آندی سخت با ضخامت بیش از 125 میلیمتر مورد نیاز است. اما باید توجه داشت که هرچه لایه اکسید آندی ضخیمتر باشد، ریزسختی لایه بیرونی آن کمتر شده و زبری سطح لایه فیلم افزایش مییابد. مخزن آنودایز سخت، به طور کلی، محلول اسید سولفوریک و اسیدهای آلی اضافه شده به اسید سولفوریک، مانند اسید اگزالیک، اسید سولفامیک، و غیره. همچنین ممکن است برای آلیاژهای آلومینیوم تغییر شکل یافته با محتوای مس بیشتر از 5 درصد یا محتوای سیلیکون بیش از 8 درصد یا برای آلیاژهای آلومینیوم ریخته گری شده با فشار سیلیکون بالا، اقدامات anoDIzing ویژه در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، برای آلیاژ آلومینیوم سری 2XXX، به منظور جلوگیری از سوختن آلیاژ آلومینیوم در فرآیند اکسیداسیون آندی، می توان از 385 گرم در لیتر اسید سولفوریک به اضافه 15 گرم در لیتر اسید اگزالیک به عنوان محلول الکترولیتی استفاده کرد، چگالی جریان نیز باید افزایش یابد. بیش از 2.5A/DM.
2. روش فرآیند:
روش های زیادی برای الکترولیز آنودایز سخت وجود دارد، مانند اسید سولفوریک، اسید اگزالیک، پروپیلن گلیکول، اسید سولفوسالیسیلیک و سایر نمک های معدنی و اسیدهای آلی. منبع تغذیه را می توان به برهم نهی DC، AC، AC و DC، منبع تغذیه پالس پالس و سوپرپوزیشن تقسیم کرد که به طور گسترده در اکسیداسیون آندی سخت زیر استفاده می شود.
(1) روش آنودایز سخت اسید سولفوریک؛
(2) روش آنودایز سخت اسید اگزالیک.
(3) اکسیداسیون آندی سخت از نوع اسید مخلوط
در این میان روش اسید سولفوریک به عنوان یک روش اکسیداسیون سخت به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.
3. اصل آنودایز سخت
هیچ تفاوت اساسی بین اصل اکسیداسیون آندی سخت آلیاژ آلومینیوم اسید سولفوریک ساده و اکسیداسیون آندی معمولی وجود ندارد، اما اگر اکسیداسیون سخت اسیدی مخلوط شود، واکنش های جانبی خواهد داشت.
(1) واکنش کاتدی:4H به علاوه 4E =2H2↑
(2) واکنش آندی:4OH-- 4E =2H2O به علاوه O2↑
(3) اکسیداسیون آلومینیوم:اکسیژن رسوب شده بر روی آند حالت اتمی دارد، فعال تر از حالت مولکولی اکسیژن، واکنش آسان تر با آلومینیوم: 2Al به اضافه 3O→Al2O3.
(4) تعادل دینامیکی اکسیداسیون در انحلال فیلم آندی:فیلم اکسیداسیون با افزایش زمان هدایت و افزایش جریان ضخیم می شود. در عین حال، به دلیل ماهیت دوگانه (Al2O3) خواص شیمیایی، یعنی اکسید قلیایی در محلول اسیدی، اکسید اسیدی در محلول قلیایی است. شکی نیست که محلول فیلم اکسید در محلول اسید سولفوریک حل می شود. تنها زمانی که سرعت تشکیل لایه اکسیدی بیشتر از سرعت انحلال آن باشد، لایه اکسیدی احتمالا ضخیم می شود. وقتی سرعت انحلال برابر با سرعت تشکیل باشد، فیلم اکسید ضخیم نمی شود. هنگامی که نرخ اکسیداسیون خیلی بیشتر از سرعت انحلال باشد، سطح آلومینیوم و آلیاژ آلومینیوم به راحتی یک فیلم اکسید پودری تشکیل می شود.
4. الزامات فن آوری
برای به دست آوردن فیلم آنودایز سخت با کیفیت بهتر و اطمینان از اندازه مورد نیاز قطعات، باید طبق شرایط زیر پردازش شود.
دور زاویه حاد:قطعات پردازش شده به دلیل اکسیداسیون سخت مجاز به داشتن زوایای تیز، سوراخ ها و سایر گوشه های تیز نیستند، زمان اکسیداسیون آندی عمومی بسیار طولانی است و فرآیند اکسیداسیون (Al به علاوه O2→A12O3 به علاوه Q) خود یک واکنش گرمازا است. و از آنجایی که قسمتهای عمومی لبهها و گوشهها اغلب قسمتهای متمرکزتر جریان هستند، بنابراین این قسمتها به احتمال زیاد باعث گرم شدن بیش از حد موضعی میشوند، به طوری که قطعات سوخته میشوند. بنابراین، تمام لبه ها و گوشه های آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم باید پخ شوند و شعاع دایره پخ شده Y نباید کمتر از 0.5 میلی متر باشد.
پرداخت سطح:سطح قطعات پس از اتمام اکسیداسیون آندی سخت تغییر می کند. برای یک سطح ناهموار، پس از این درمان می تواند از سطح اولیه برخی از ظاهر می شود، اما برای پایان اصلی قسمت های بالاتر، اغلب پس از این درمان، با توجه به سطح صاف روشنایی کاهش می یابد به جای آن، دامنه کمتر در قدر 1 ~ 2.
اندازه مجاز:از آنجایی که ضخامت فیلم اکسید سخت بیشتر است، بنابراین اگر قطعات آلومینیومی نیاز به پردازش بیشتری داشته باشند یا قطعات نیاز به مونتاژ داشته باشند، باید از قبل یک مقدار هزینه پردازش مشخص و قطعات گیره مشخص شده رزرو شود.
از آنجایی که اندازه قطعات در حین آنودایز سخت باید تغییر کند، بنابراین در ماشینکاری، لازم است از قبل ضخامت و تحمل اندازه احتمالی لایه اکسیدی را پیش بینی کرد و سپس اندازه واقعی قطعات را قبل از آندایز کردن تعیین کرد، به طوری که پس از پردازش، مطابق با محدوده تحمل تجویز شده.
به طور کلی، اندازه قطعه تقریباً نصف ضخامت فیلم اکسید است.
جیگ:از آنجایی که قطعات آنودایز سخت در فرآیند اکسیداسیون نیاز به مقاومت در برابر ولتاژ و جریان بالا دارند، لازم است اطمینان حاصل شود که فیکسچر و قطعات می توانند تماس عالی را حفظ کنند، در غیر این صورت باعث خرابی یا سوختن قسمت های تماس عیب می شوند. مخاطب. بنابراین نیاز به اشکال مختلف قطعات، و قطعات پس از اکسیداسیون از الزامات خاص برای طراحی و ساخت فیکسچر خاص است.
حفاظت محلی:به عنوان مثال، در همان بخش، هر دو اکسیداسیون آندی معمولی و اکسیداسیون آندی سخت با توجه به پایان و دقت قطعات برای ترتیب فرآیند خاص. به طور کلی، اولین آنودایز معمولی، در آنودایز سخت، نیازی به عایق سطح آنودایز سخت نیست، روش عایق بندی مفید تفنگ اسپری یا قلم مو، آماده می شود تا صمغ نیترو یا چسب وینیل پرهیدروژن روی سطح نیازی به درمان نداشته باشد. لایه عایق باید نازک و یکنواخت پوشش داده شود. هر پوشش باید در دمای پایین به مدت 30 تا 60 دقیقه برای مجموع 2 تا 4 لایه خشک شود.
5. ویژگی های تکنولوژیکی
الکترولیت آنودایز سخت در دمای -10 درجه ~ بعلاوه 5 درجه الکترولیز می شود. با توجه به مقاومت بالای فیلم اکسید تولید شده توسط اکسیداسیون آندی سخت، اکسیداسیون شدت جریان مستقیماً تحت تأثیر قرار می گیرد. برای فیلم اکسید ضخیم تر، مطمئناً ولتاژ را افزایش می دهد، هدف آن از بین بردن تأثیر مقاومت بزرگ است و چگالی جریان را حفظ می کند، اما جریان بزرگتر پدیده گرمایش شدید را ایجاد می کند و فیلم اکسید گرمای زیادی را آزاد می کند. ، ساخت قطعات در اطراف الکترولیت دمای افزایش شدید، افزایش درجه حرارت غشاء اکسیداسیون حل شتاب، فیلم اکسید ضخیم نیست. علاوه بر این، پدیده گرمایش در تماس بین فیلم و فلز جدی ترین است، اگر به موقع حل نشود، سطح محلی قطعات پردازش به دلیل افزایش دما می سوزد.
راه حل: ترکیب تجهیزات خنک کننده و هم زدن. تجهیزات خنک کننده برای خنک کردن اجباری الکترولیت، هم زدن به این صورت است که دمای الکترولیت کل مخزن یکنواخت شود تا فیلم اکسید سخت با کیفیت بالا به دست آید.
6. عامل نفوذ
اینکه آیا سطح آلومینیوم و آلیاژ آلومینیوم می تواند لایه فیلم اکسید سخت با کیفیت بالا تولید کند عمدتاً به ترکیب غلظت الکترولیت، دما، چگالی جریان و ترکیب مواد خام بستگی دارد.
غلظت الکترولیت:هنگامی که از الکترولیت اسید سولفوریک برای آندایزینگ سخت استفاده می شود، معمولاً در محدوده غلظت 10 تا 30 درصد است. هنگامی که غلظت کم است، سختی فیلم اکسید بالا است، به خصوص برای آلومینیوم خالص، اما آلیاژ آلومینیوم با محتوای مس بالا (CY12) یک استثنا است. زیرا آلیاژ آلومینیوم با محتوای مس بالاتر به راحتی ترکیبات CuAl2 تولید می کند که در طی اکسیداسیون سریعتر حل می شوند و قطعات آلومینیومی را به راحتی می سوزانند. بنابراین، به طور کلی استفاده از الکترولیت اسید سولفوریک با غلظت کم مناسب نیست، باید در غلظت بالا (H2SO4 در 300 ~ 400 گرم در لیتر) در عملیات اکسیداسیون یا استفاده از روش برهم نهی AC-DC باشد.
تاثیر دما بر لایه فیلم:دمای الکترولیت تأثیر زیادی بر مقاومت در برابر سایش فیلم اکسید دارد. به طور کلی، اگر دما کاهش یابد، مقاومت به سایش فیلم اکسیداسیون آندی آلومینیوم و آلیاژ آلومینیوم افزایش مییابد که ناشی از کاهش سرعت انحلال الکترولیت برای فیلم است تا سختی بالاتری از فیلم بدست آید. فیلم اکسید، ما باید درجه حرارت را در محدوده 2± درجه برای درمان آندایزینگ سخت درک کنیم.
