Co je černý eloxovaný hliník

Černě eloxovaný hliník Proces se provádí na hliníkových dílech, aby se vytvořila ochranná vrstva, která je tvrdá. Pro zvýšení atraktivity předmětu se vyrobená vrstva barví do různých barev. Tím se zvýší estetika výrobků. V běžné praxi se hliníkový díl nejprve eloxuje a poté se vhodným barvivem obarví na černo. Provedením procesu černého eloxování hliníkových dílů se dosáhne estetického vzhledu v černé nebo funkční černé barvě.

Kromě toho černé eloxování také zvyšuje trvanlivost, odolnost proti opotřebení a odolnost hliníkových dílů proti korozi. Díky těmto výhodným vlastnostem je černé eloxování vhodnou volbou pro povrchovou úpravu dílů používaných v automobilovém a leteckém průmyslu. Kromě toho ji lze použít i na předměty denní potřeby včetně domácích spotřebičů a nábytku.

Základy procesu eloxování

Eloxování je elektrochemický pasivační proces, který se používá ke zvýšení tloušťky oxidové vrstvy na kovových dílech. Ošetřovaný díl se stává anodou elektrolytického článku, proto se tento cyklus nazývá eloxování. Při něm se kovový povrch změní na vysoce výkonný povrch, který je odolný. Díky nanesené ochranné vrstvě oxidu je kovový díl mimořádně tvrdý a odolný, což zvyšuje jeho odolnost proti korozi.

Proces eloxování

Eloxování je v přírodě elektrochemický proces. Při tomto procesu se na povrchu kovového dílu, který je anodou, vytvoří vrstva oxidu. Zjednodušeně řečeno, eloxování je extrémně řízené zesílení přirozeně se vyskytujícího jevu, který se nazývá oxidace. Hliník je při velmi nízkých teplotách ponořen do roztoku kyselého elektrolytu, kterým prochází elektrický proud připojenými elektrodami.

Tím získáte povrch s tvrdým povlakem a prvotřídním výkonem. Kov však zůstává pórovitý, což umožňuje jeho barvení, utěsnění nebo případné další zpracování, které lze provést podle požadavků.

Typy eloxovacích procesů

Existují tři typy eloxování:

Eloxování kyselinou chromovou (typ I)

U tohoto typu se hliník ponoří do lázně s kyselinou chromovou a roztokem prochází elektrický proud. Ačkoli je eloxovací vrstva vytvořená kyselinou chromovou nejtenčí ze všech tří typů, přesto má kov při správném utěsnění stejně dobrou ochranu proti korozi. Eloxování kyselinou chromovou absorbuje méně barvy při barvení, a proto se tento typ nedoporučuje v takových aplikacích, kde je estetika prvořadá. Teplota kyseliny chromové musí být zvýšena, pokud je požadováno barvení kovového dílu na černou barvu.

Eloxování kyselinou sírovou (typ II)

Jedná se o nejběžnější typ eloxování. Při tomto typu je hliník ponořen do lázně kyseliny sírové namísto lázně kyseliny chromové a roztokem protéká elektrický proud. Tento typ eloxování vytváří silnější vrstvy ve srovnání s eloxováním kyselinou chromovou, což vede ke zvýšení odolnosti proti různým formám opotřebení včetně otěru. Kromě toho eloxování kyselinou sírovou vytváří hlubší póry v oxidové vrstvě, které umožňují větší absorpci barviva do kovového dílu, a tím poskytují více barevných alternativ než eloxování kyselinou chromovou.

eloxování tvrdou vrstvou (typ III)

Tvrdé eloxování, jak název napovídá, vytváří velmi tvrdý, hustý a poměrně silný povlak. Tento typ eloxování se používá v takových aplikacích, kde je vyžadován velmi tvrdý povrch. Tvrdé eloxování proces je podobný eloxování kyselinou sírovou, avšak při tomto typu eloxování se používá vyšší napětí a nízké teploty pro vytvoření oxidových vrstev. Upřednostňuje se eloxování tvrdou vrstvou tam, kde je kov vystaven korozivnímu nebo namáhavému prostředí díky své odolné vrstvě. Kromě toho nachází své uplatnění také tam, kde jde především o pokročilou elektrickou izolaci.

Hliníkové díly mají více povrchových úprav, např. galvanické pokovování černým niklem, čiré eloxování hliníku, odlitek pwoder hliník, povrchová úprava nátěrem atd.

Proces černého eloxování hliníku

Proces černého eloxování hliníku zvyšuje některé užitečné vlastnosti, jako je odolnost proti korozi, odolnost proti opotřebení a vzhled hotových výrobků, což je výsledek oxidové vrstvy vytvořené na povrchu hliníku. Tento proces má elektrolytickou povahu, při níž se hliníkový povrch přemění na odolnou vrstvu oxidu. Toho se dosáhne eloxováním a následným barvením hliníku, po kterém následuje uzavření barvy v pórech povlaku.

Černě eloxovaný hliník má silné výkonnostní vlastnosti a prémiový vzhled. Eloxovaný hliník má lepší a zvýšenou odolnost proti opotřebení a korozi, zatímco černý eloxovaný hliník má navíc tepelnou stabilitu, protože pohlcuje světlo a velmi účinně vyzařuje teplo.

Proces spočívá v tom, že se povrch hliníkového dílu nejprve očistí, poté se podrobí běžnému procesu eloxování a následně se obarví na černo prostřednictvím poloporézní vrstvy oxidu hlinitého. Tento proces zahrnuje následující hlavní kroky:

1. Příprava povrchu

Pro zajištění rovnoměrné přilnavosti eloxované vrstvy se hliníkový povrch před zahájením procesu eloxování zcela očistí.

Tato příprava se obvykle provádí v těchto třech krocích:

a) Proces odmašťování

K odstranění mastnoty, olejů a dalších nečistot se v tomto kroku používají rozpouštědla a alkalické čisticí prostředky.

b) Proces leptání

Hliník se ponoří do roztoku hydroxidu sodného, aby se odstranila přirozená vrstva oxidu a případné nečistoty, čímž povrch získá matný vzhled.

c) Proces odkalování

Odstranění zbytků a smotků vzniklých při leptání, často pomocí kyselého roztoku, např. kyseliny dusičné.

2.Proces eloxování

Běžně se eloxování provádí na vnější vrstvě hliníkového dílu po ukončení čištění. Pro eloxovací cyklus se používá kyselá elektrolytická lázeň obsahující kyselinu sírovou a hliníkový díl se vloží do této lázně. Jako elektrolyt lze rovněž použít kyselinu chromovou nebo fosforečnou v závislosti na aplikaci a potřebě. Při použití stejnosměrného proudu, kdy se hliníková část chová jako anoda, se částice kyslíku z elektrolytu spojí s molekulami hliníku na atomární úrovni a vznikne oxid hlinitý. Tloušťka a vlastnosti vrstvy oxidu závisí na podmínkách eloxování, včetně tloušťky proudu, teploty a času.

3. Černé eloxování (barvení)

Hliníkový díl bude mít po eloxování poloporézní povrchovou strukturu. Tyto póry v povrchové struktuře slouží k ukládání černého barviva. Aby však bylo dosaženo tmavého tónu, je eloxovaný hliník vystaven procesu barvení. Nicméně pro dosažení ideálního upevnění barvy je předepsána tloušťka nejméně 25 mikronů nebo více. Existují tři základní metody pro dosažení černé eloxace.

Proces organického barvení: Při této metodě se porézní eloxovaná vrstva barví pomocí organických barviv. Tato technika zahrnuje nejprve rozpuštění barev v teplé vodě a následné přidání do barevné lázně. Hliník, který je eloxovaný, se umístí do barvicí lázně, v této poloze se barvy dostanou do pórů eloxované vrstvy. Zachování barvy závisí na velikosti pórů a podmínkách barvení. Černé barvení vyžaduje delší dobu barvení ve srovnání se světlejšími tóny. Kovové díly, které se barví organickou technikou barvení, se však nenavrhují k použití na volném prostranství.

Proces anorganického barvení: Anorganické pigmenty nelze rozpustit ve vodě. Anorganické pigmenty však vytvářejí nátěry s vynikající světlostálostí. Mezi běžná anorganická černá barviva patří kobaltové nebo niklové soli. Pro dosažení černého eloxování lze díly vyrábět s anorganickými solemi sulfidu kobaltnatého.

Proces elektrolytického barvení: Tato strategie zahrnuje využití solí kovů (např. kobaltu nebo niklu) v sekundární elektrolýze. Po základním kroku eloxování se díl ponoří do lázně z kovových solí a střídavým proudem se kov ukládá do pórů, čímž vzniká tmavý odstín. Obecně, hliníkový díl se po standardním eloxování vloží do další elektrolýzní lázně obsahující soli kovů. V této lázni slouží anodická vrstva jako katoda a do lázně se umístí elektroda z nerezové oceli. Soli kovů se pak následně usazují na dně pórů, když je aplikován střídavý proud (AC).

4. Těsnění

Po obarvení se póry eloxované vrstvy utěsní, aby se zvýšila trvanlivost, zabránilo se vyluhování barvy a barva zůstala zachována. Těsnění zpevňuje povlak a zabraňuje vyprchávání a blednutí barvy. Správné utěsnění je nezbytné pro dosažení maximální trvanlivosti barvy. Mezi metody utěsňování patří utěsňování horkou vodou, utěsňování acetátem niklu a utěsňování párou.

Těsnění horké vody: Tato metoda spočívá v ponoření do vroucí deionizované vody, která hydratuje oxid hlinitý a následně uzavře póry.

Těsnění z acetátu niklu: Tato metoda spočívá v ponoření do roztoku octanu nikelnatého, který poskytuje dodatečnou odolnost proti korozi.

Těsnění párou: Tato metoda spočívá v působení páry, čímž se dosáhne podobných výsledků jako při utěsňování horkou vodou.

5. Závěrečná kontrola a dokončovací práce

Eloxované a zatavené díly se poté kontrolují z hlediska rovnoměrnosti, barevné stálosti a kvality povrchu. Dokončovacími kroky, jako je oplachování a sušení, se díly připraví k dalšímu použití.

Výhody

Černé eloxování hliníku nabízí několik významných výhod, díky nimž je oblíbenou volbou v různých průmyslových odvětvích. Zde jsou podrobné výhody:

1.Corrosion zlepšení odolnosti

Eloxování hliníku zvyšuje jeho ochranu v korozivním prostředí. Systém eloxování vytváří silnou vrstvu oxidu, která chrání podkladový kovový substrát před působením přírodních složek, například vlhkosti a soli, které mohou být příčinou koroze a rozpadu. Konkrétně černá eloxace se nejčastěji používá v námořních a leteckých aplikacích, kde je vysoká ochrana proti korozi mimořádně důležitou veličinou, na kterou je třeba myslet.

2. Zvýšená estetická přitažlivost

Černě eloxovaný hliník má hladký a jednolitý vzhled, který je velmi přitažlivý pro spotřební zboží, technické komponenty a automobilové díly. Kosmetickým a dekorativním předmětům dodává přitažlivou matnou tmavou povrchovou úpravu. Nabízí luxusní povrchovou úpravu práškovým lakem za nízkou cenu. Černé povrchové úpravy lze dosáhnout konzistentně ve velkých sériích, což zajišťuje vysoce kvalitní vzhled a dojem.

3. Zvýšená tvrdost povrchu

Systém eloxování zásadně zvyšuje tvrdost povrchu hliníkových dílů. Díky tomu je kov odolnější vůči opotřebení a poškrábání, což prodlužuje životnost dílů používaných v podmínkách s vysokým třením. Černě eloxovaný hliník se například běžně používá v součástech jízdních kol, vybavení fotoaparátů a zařízení, kde je houževnatost velmi důležitá.

4. Lepší tepelná izolace

Eloxovaný hliník má ve srovnání s neeloxovaným hliníkem lepší tepelně ochranné vlastnosti. V aplikacích, kde je distribuce tepla kriticky důležitá, je to obrovský přínos, například v chladičích pro elektronické přístroje.

5. Elektrická izolace

Eloxovaná vrstva na hliníkovém povrchu se chová jako elektrický izolant, což může být užitečné v elektronických a elektrických aplikacích, kde je třeba zabránit elektrické vodivosti. To může celkově pomoci při výrobě bezpečnějších a spolehlivějších elektronických přístrojů.

6. Šetrné k životnímu prostředí a netoxické

Systém eloxování neobsahuje žádné nebezpečné chemické látky a vytváří stálou vrstvu oxidu, která není škodlivá. Proto je černý eloxovaný hliník vhodný pro významné použití v potravinářství a klinických aplikacích, jako je nádobí a klinické pomůcky.

7. Zvýšená přilnavost lepidel a barev

Prodyšnost eloxované vrstvy na hliníkovém povrchu umožňuje lepší přilnavost barev, laků a lepidel. To znamená, že veškeré další nátěry nebo povrchové úpravy aplikované na černý eloxovaný hliník budou lépe držet, což zajistí dlouhou životnost.

8. Odolnost proti UV záření

Černá eloxovaná vrstva poskytuje skvělou ochranu před jasným (UV) zářením, díky čemuž se hliník při dlouhodobém vystavení slunečnímu záření nezničí. Díky tomu je ideální pro venkovní použití, včetně kompozičních návrhů a nábytku pod širým nebem.

9. Lehké a pevné

Eloxování nezvyšuje významně hmotnost hliníku a zachovává jeho základní lehké vlastnosti. To má zásadní význam pro odvětví, jako je letecký a automobilový průmysl, kde je snížení hmotnosti základním požadavkem na výkon a efektivitu.

10. Nákladově efektivní

Systém eloxování je v porovnání s jinými nátěrovými systémy poněkud finančně úsporný. Houževnatost a výjimečně nízké nároky na podporu černě eloxovaného hliníku přinášejí nižší náklady na dlouhou trať.

Omezení

Černé eloxování hliníku má sice mnoho výhod, ale také několik omezení.

1.Thickness Control

Nejdůležitější je kontrola tloušťky eloxované vrstvy. Pokud je vrstva příliš tenká, nemusí poskytovat dostatečnou ochranu nebo barvu, zatímco příliš silná vrstva může být křehká a náchylná k lámání. Systém eloxování může snížit únavovou pevnost hliníkových dílů. Tvrdá a křehká povaha eloxované vrstvy může vyvolat mikrotrhliny, které se zvětšují v podmínkách cyklického zatížení.

2.Chemická odolnost

Přestože eloxování vytváří ochranu proti korozi a opotřebení, může být eloxovaná vrstva náchylná k působení specifických syntetických a chemických sloučenin, které mohou eloxovanou vrstvu poškodit a následně vést k jejímu rozbití.

3.Color Blednutí

V průběhu času, zejména při vystavení UV záření, může černá barva použitá v eloxování vyblednout a rozmazat se, čímž se sníží stylový vzhled hotového výrobku.

Aplikace černého eloxování hliníkových dílů

Černě eloxovaný hliník se obecně používá v různých podnicích díky své vyšší pevnosti, trvanlivosti, odolnosti proti korozi a dobrému vzhledu. Hlavní aplikace zahrnují následující:

1.Elektronické vybavení

V elektronickém průmyslu se pravidelně používá pro kryty elektronických přístrojů, jako jsou počítače, mobilní telefony a audio hardware, kde je důležitá odolnost a hladký vzhled.

2.Automobilový průmysl

V automobilovém průmyslu našel černý eloxovaný hliník uplatnění v dílech, jako jsou obložení, kola a vnitřní díly, protože je chráněn před opotřebením a korozí.

3.Architektura

Černě eloxovaný hliník se používá ve stavebnictví pro okenní rámy, závěsy a dekorativní panely, kterým dodává strukturální integritu a stylový vzhled.

4.Letecký a kosmický průmysl

Jedním z významných zákazníků tohoto materiálu je letecký průmysl. Černě eloxovaný hliník se používá v součástech letadel díky své nízké hmotnosti, vysoké pevnosti a ochraně proti korozi.

5.Spotřební zboží

Černý eloxovaný hliník se díky své kombinaci úžasného vzhledu a pevnosti uplatňuje v mnoha předmětech pro zákazníky, jako jsou kuchyňské přístroje, venkovní potřeby a zařízení.

6.Zdravotnický průmysl

Černě eloxovaný hliník se v klinické praxi používá pro různé nástroje a pomůcky díky svému nereaktivnímu povrchu, který je důležitý pro zachování sterility a čistoty.

7. Námořní aplikace

Zvýšená odolnost proti korozi eloxovaný litý hliník je vhodné jej použít v mořských podmínkách, kde se široce používá v dílech a kováních vystavených slané vodě.

Závěr

Černé eloxování hliníku je cyklus, při kterém se hliník zbarvuje do černé barvy elektrochemickou reakcí probíhající v kontrolovaném klimatu. Vzniká tak svůdná tmavá matná povrchová úprava, která je odolná proti opotřebení, erozi, klimatickým vlivům a je robustní. Eloxovaná vrstva oxidu rovněž dále rozvíjí tvrdost hliníku, takže černé eloxování je ideální pro rozsáhlou škálu automobilových, leteckých, kompozitních, moderních a zákaznických aplikací.