Ανοδίωση χύτευσης αλουμινίου δημιουργεί μια προστατευτική επιφάνεια. Αρχικά, το τμήμα χύτευσης αλουμινίου καθαρίζεται. Στη συνέχεια, ένα ηλεκτρικό ρεύμα σε λουτρό οξέος σχηματίζει ένα στρώμα οξειδίου. Αυτό το στρώμα ενισχύει το αλουμίνιο, αυξάνοντας την αντοχή του στη φθορά. Τέλος, το ανοδιωμένο εξάρτημα μπορεί να βαφτεί για να αποκτήσει χρώμα. Η ανοδίωση δίνει σε ένα προϊόν ένα συγκεκριμένο χρώμα και αυξάνει την αισθητική του. Ωστόσο, το πορώδες μπορεί να επηρεάσει το τελικό του φινίρισμα.

Ως εκ τούτου, το παρόν άρθρο υπογραμμίζει ορισμένες σημαντικές παραμέτρους των ανοδίωση χύτευση αλουμινίου. Αυτό καλύπτει τον ποιοτικό έλεγχο, τις διαδικασίες και τις τακτικές προεπεξεργασίας.

Εάν ψάχνετε για ανοδίωση χύτευση αλουμινίου χύτευση αλουμινίου υπηρεσίες για τη χύτευση των εξαρτημάτων σας, καλώς ήρθατε να επικοινωνήσετε μαζί μας, θα σας λύσουμε το θέμα, μπορείτε να πάτε στο ανοδίωση χυτού αλουμινίου σελίδα για να μάθετε περισσότερα για το φινίρισμα της επιφάνειας ανοδίωσης.

Τι είναι η χύτευση αλουμινίου;

Χύτευση αλουμινίου είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιείται συνήθως. Αυτή μπορεί να κατασκευάσει πολύ λεπτομερή εξαρτήματα για κάθε βιομηχανία. Το πρώτο βήμα σε αυτή τη διαδικασία είναι η τήξη του κράματος αλουμινίου με θέρμανση στο σημείο τήξης του.

Στη συνέχεια, αυτό το λιωμένο μέταλλο περνάει από μια διαδικασία έγχυσης για να γεμίσει ομοιόμορφα το χαλύβδινο καλούπι υπό υψηλή πίεση. Το καλούπι παρέχει το σχήμα του προφίλ του προϊόντος και μετά τη στερεοποίηση, το εξάρτημα είναι έτοιμο για αφαίρεση.

Διαδικασίες χύτευσης

1. Κάθε εξάρτημα με λεπτά τοιχώματα (1-2 mm) μπορεί να κατασκευαστεί με χύτευση υπό πίεση. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι εγχέει μέταλλο με 10.000+ psi και, ως εκ τούτου, λειτουργεί ταχύτερα. Αυτή η διαδικασία είναι επίσης κατάλληλη για μαζική παραγωγή.
2. Η χύτευση υπό χαμηλή πίεση ασχολείται άριστα με εξαρτήματα με λεπτό έως μέτριο πάχος τοιχώματος. Δίνει το πραγματικό σχήμα χωρίς να προκαλεί πολλά ελαττώματα. Ωστόσο, είναι μια αργή διαδικασία και χρησιμοποιεί 20-100 psi.
3. Η χύτευση υπό κενό καθαρίζει αρχικά τον αέρα που έχει κατακρατηθεί από το καλούπι. Εξαιτίας αυτού, η χύτευση δεν παράγει μικροσκοπικές οπές που τελικά μετατρέπονται σε πορώδες.

Κοινά κράματα αλουμινίου

A380:

Αυτό το κράμα έχει καλή ρευστότητα λόγω της παρουσίας στοιχείων πυριτίου σε αυτό. Οι κατασκευαστές εφαρμόζουν θερμοκρασία 660-680°C για να το χύσουν.

A380 βασικά ταιριάζει σε αντικείμενα λεπτού τοιχώματος, καθώς και παρέχει καλύτερη αντοχή για ανοδίωση από τα κράματα υψηλής απόδοσης.

ADC12:

Υπάρχει μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε πυρίτιο στο ADC12. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο αυτά τα κράματα δημιουργούν στενές ανοχές με τοιχώματα 2-3 mm.

Εναλλακτικά, δεν είναι πολύ πιο εύχρηστα για ανοδίωση. Η έγχυση γίνεται σε θερμοκρασία κάτω των 650-670°C.

Βασικές ιδιότητες

• Δύναμη: A380 παράγει ισχυρά μέρη.
• Αντοχή στη διάβρωση: ADC12 δεν διαβρώνεται εύκολα.
• Ανοδίωση: A380 πηγαίνει καλά με ανοδίωση. Εν τω μεταξύ, το ADC12 είναι πιο δύσκολο, καθώς υπάρχει περίσσεια πυριτίου. Αυτό διαταράσσει το στρώμα οξειδίου.

Ελαττώματα

Μικρές οπές (πορώδες) σχηματίζονται όταν το χυτό δεν καταφέρνει να ψύξει ομοιόμορφα το μέταλλο, αποδυναμώνοντας τα μέρη.

Η περιεκτικότητα σε ρύπους ή οξείδια μπορεί να παγιδευτεί στο μέταλλο, προκαλώντας εγκλείσματα. Αυτά τα ζητήματα επηρεάζουν επίσης τα αποτελέσματα της ανοδίωσης και καταστρέφουν με κάποιο τρόπο το φινίρισμα.

Εργαλεία

Εργαλειοθήκη σημαίνει καλούπι (μήτρα). Συνήθως κατασκευάζεται από μέταλλο χάλυβα για να έχει αρκετή αντοχή. Αυτό, επομένως, μπορεί να λειτουργήσει υπό υψηλή θερμότητα (πάνω από 600°C) και πίεση (10.000+ psi).

Φινίρισμα επιφάνειας

Τα χυτά εξαρτήματα μπορεί να έχουν ήδη καλύτερες και καθαρότερες επιφάνειες, αλλά υπάρχει ανάγκη να αφαιρεθούν οι μικρές ατέλειες. Η σημερινή τους τραχύτητα κυμαίνεται μεταξύ 1,6 και 3,2 μm (σαν λεπτό γυαλόχαρτο). Η στίλβωση αυτών των επιφανειών μπορεί να τις κάνει πιο λείες.

Τι είναι η ανοδίωση της χύτευσης αλουμινίου;

Η ανοδίωση αναφέρεται σε μια ηλεκτροχημική τεχνική. Είναι σαν την περαιτέρω ενίσχυση του φυσικού στρώματος οξειδίου στο αλουμίνιο. Μετά την ανοδίωση, τα εξαρτήματα δεν διαβρώνονται εύκολα. Κρατούν καλά τη βαφή και διαρκούν περισσότερο.

Η αυτοκινητοβιομηχανία, η αεροδιαστημική και τα ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης το χρησιμοποιούν για την κατασκευή των λειτουργικών και αισθητικών εξαρτημάτων τους.

Ηλεκτροχημική διαδικασία

Για την ανοδίωση ενός εξαρτήματος, παρασκευάζεται λουτρό που περιέχει όξινο ηλεκτρολύτη (π.χ. θειικό οξύ). Στη συνέχεια, το προσωπικό βυθίζει το αλουμίνιο μέσα σε αυτό.

Η διαδικασία δημιουργεί ένα σκληρό, πορώδες στρώμα οξειδίου με τη λήψη ηλεκτρικού ρεύματος. Αυτό το αποτέλεσμα καθίσταται δυνατό λόγω του σχηματισμού ιόντων οξυγόνου. Τα οποία συνδέονται με το αλουμίνιο.

Το πάχος του στρώματος μπορεί να είναι περίπου 5 έως 100 μικρόμετρα (μm) ανάλογα με τη διαδικασία.

Χημικές εξισώσεις

• Η χημική εξίσωση στην άνοδο (μέρος του αλουμινίου) είναι 2Al+3H₂O→Al₂O₃+6H⁺+6e-.
• Στο εσωτερικό της καθόδου που μοιάζει με λουτρό είναι 6H⁺ + 6e- → 3H₂.

Τύποι ανοδίωσης χύτευσης αλουμινίου Die casting

1. Ανοδίωση με χρωμικό οξύ:

Τα περισσότερα αεροδιαστημικά εξαρτήματα χρειάζονται επαρκή ανθεκτικότητα και μικρότερο βάρος. Σε αυτή την περίπτωση, η ανοδίωση με χρωμικό οξύ λειτουργεί καλά. Με αυτήν γίνεται ευκολότερο να σχηματιστεί ένα λεπτό στρώμα οξειδίου, τυπικά πάχους 2-5 μm.

2. Ανοδίωση με θειικό οξύ:

Ανήκει στην κατηγορία των κοινών τύπων ανοδίωσης. Η διαδικασία περιλαμβάνει τη χρήση θειικού οξέος. Μπορεί να δημιουργήσει πολύ παχύτερα στρώματα οξειδίου που κυμαίνονται μεταξύ 5 και 25 μm.

Γενικά, αυτή η ανοδίωση δημιουργεί ισορροπημένες ιδιότητες ανθεκτικότητας και αισθητικής στα εξαρτήματα. Αυτό μπορεί να είναι καταναλωτικά προϊόντα όπως smartphones, μαγειρικά σκεύη και αρχιτεκτονική.

3. Σκληρή ανοδίωση:

Αυτός είναι ένας άλλος τύπος ανοδίωσης που χρησιμοποιεί ομοίως θειικό οξύ. Ωστόσο, διαφέρει λόγω της ικανότητάς του να δημιουργεί ένα παχύτερο και σκληρότερο στρώμα οξειδίου. Αυτό μπορεί να είναι 25 έως 100 μm.

Τα παχύτερα στρώματα είναι σημαντικά για εξαρτήματα βαρέως τύπου για να δημιουργούν φραγμούς στη φθορά. Παραδείγματα είναι τα υδραυλικά συστήματα, ο στρατιωτικός εξοπλισμός και τα βιομηχανικά μηχανήματα.

Μικροδομή του ανοδιωμένου στρώματος.

Υπάρχουν πόροι στο ανοδιωμένο στρώμα. Αυτό μοιάζει με δομή που μοιάζει με κηρήθρα. Οι πόροι τους απορροφούν καλά το χρώμα και προσθέτουν ένα προστατευτικό στρώμα κατά της διάβρωσης και της φθοράς.

Ο σχηματισμός του μεγέθους των πόρων εξαρτάται από τη διαδικασία που χρησιμοποιείται. Για παράδειγμα, η τάση (12-24 βολτ) και η θερμοκρασία (18-22°C για τον τύπο II).

Συμβατική έναντι σκληρής ανοδίωσης

Η συμβατική ανοδίωση (θειικό οξύ) είναι η καταλληλότερη για εξαρτήματα που χρειάζονται αισθητική αφή ή μέτρια αντοχή στη φθορά.

Σε περίπτωση ακραίας ανθεκτικότητας και σκληρότητας, η σκληρή ανοδίωση (τύπος 3) είναι ιδανική. Μπορεί να επιτύχει σκληρότητα έως 350-500 Vickers Hardness (HV).

Προετοιμασία προ-ανοδίωσης για χύτευση αλουμινίου

Καθαρισμός

Τα μέρη αλουμινίου καθαρίζονται με πολλαπλά καθαριστικά. Ενώ, τα αλκαλικά καθαριστικά (pH 10-12) είναι κοινά.

Λειτουργούν στους 50-70°C. Χρειάζονται 5-10 λεπτά για να αφαιρέσουν τη βρωμιά, το λίπος ή τα συντρίμμια. Τα καθαριστικά διασπούν το περιεχόμενο του λαδιού μέσω της σαπωνοποίησης, μετατρέποντάς το σε μορφή σαπουνιού.

Επιπλέον, υπάρχουν και καθαριστικά με βάση τους διαλύτες. Είναι πολύ γρήγορα και απολιπαίνουν χωρίς νερό.

Χάραξη

Ένα είδος ελαφρώς τραχιάς υφής χωρίς οξείδια προέρχεται συνήθως από τη διαδικασία χάραξης. Περιλαμβάνει καυστική σόδα (υδροξείδιο του νατρίου, 50-100 g/L). Η διαδικασία λαμβάνει χώρα στους 50-70°C και χρειάζεται 1 έως 5 λεπτά ανάπαυσης.

Η τραχύτητα των εξαρτημάτων βελτιώνεται από 0,8 μm σε 1,5-3 μm. Έτσι ώστε το εξάρτημα να μπορεί να συγκρατήσει ή να προσκολληθεί καλά με το χρώμα. Η υπερβολική χάραξη δεν είναι κατ' ανάγκη σημαντική, διότι προκαλεί διάβρωση.

Αποκοπή

Η διαδικασία απομάκρυνσης είναι καλό να χρησιμοποιείται για την εύκολη απομάκρυνση της μαύρης καπνιάς. Το Smut (υπολείμματα οξειδίων και κραματικών στοιχείων) εμφανίζεται μετά το τέλος του σταδίου της χάραξης.

Γι' αυτό χρειάζονται ένα είδος διαλύματος (νιτρικό οξύ με αναλογία 10-30%) που διαλύει τα στρώματά τους.

Η αντίδραση απελευθέρωσης οξέος διαλύει τα υπόλοιπα οξείδια και διαρκεί 1-3 λεπτά. Κάνει τις επιφάνειες αλουμινίου απόλυτα καθαρές.

Μέτρηση τραχύτητας επιφάνειας

Η τραχύτητα της επιφάνειας ποικίλλει, αλλά μπορεί να εντοπιστεί με τη χρήση προφιλομετρικών μετρήσεων. Χρησιμοποιεί μια γραφίδα για την ανάλυση των κορυφών και των κοιλάδων.

Οι ιδανικές παράμετροι τραχύτητας κυμαίνονται μεταξύ 0,5 και 2,5 μm. Τα υπερβολικά ολισθηρά μέρη δεν συγκρατούν καλά τις επιστρώσεις, ενώ η υψηλή τραχύτητα δεν οδηγεί σε ομοιόμορφο φινίρισμα.

Σημασία των χρόνων παραμονής και των χημικών συγκεντρώσεων

Η εστίαση στο χρόνο παραμονής βοηθά στην επίτευξη του επιθυμητού αποτελέσματος, είτε από τον καθαρισμό είτε από τη χάραξη.

Διαφορετικά, το εξάρτημα μπορεί να υποστεί ζημιά.

Για παράδειγμα, δίνοντας περισσότερο χρόνο (άνω των 5 λεπτών ) στην καυστική σόδα δημιουργείται υπερβολική χάραξη λεπτών τοιχωμάτων.

Διαδικασία ανοδίωσης για χύτευση αλουμινίου

Σύνθεση ηλεκτρολυτών σε Ανοδίωση χύτευσης αλουμινίου

Το λουτρό παρασκευάζεται με ανάμιξη θειικού οξέος με νερό. Ωστόσο, για τον έλεγχο του σχηματισμού πόρων ή την καλύτερη απορρόφηση, τα πρόσθετα όπως τα οργανικά οξέα λειτουργούν καλύτερα.

Επίσης, το νερό ψύξης είναι σημαντικό για τη διατήρηση της θερμοκρασίας του λουτρού γύρω στους 18-22 °C.

Πυκνότητα ρεύματος, θερμοκρασία και χρόνος

• Πυκνότητα ρεύματος: Πηγή συνεχούς ρεύματος και περιοριστής ρεύματος τη διαχειρίζονται. Πρέπει να είναι περίπου 1,5-3 A/dm². Το υψηλότερο ρεύμα επιταχύνει τη διαδικασία αλλά δεν παρέχει ομοιομορφία.
• Τάση: Η τάση 12-24 βολτ είναι επαρκής για γενική χρήση. Ωστόσο, μπορεί να τροποποιηθεί ανάλογα με το κράμα ή το πάχος.
• Χρόνος: Η ανοδίωση διαρκεί 30-60 λεπτά. Περισσότερος χρόνος δημιουργεί παχύτερα στρώματα.

Σχηματισμός δομής πόρων

Συζητήσαμε ήδη τον σχηματισμό πόρων μέσω ηλεκτρικού ρεύματος κατά την ανοδίωση. Έτσι, οι αναδευτήρες διανέμουν ομοιόμορφα τις χημικές ουσίες σε αυτές. Οι χρωστικές ουσίες τους γεμίζουν τόσο σωστά ώστε να μην διαβρώνονται εύκολα.

Ανόπτηση με χρωμικό οξύ έναντι θειικού οξέος

Χρωμικό οξύ (τύπος Ι):

Χρησιμοποιεί χρωμικό οξύ 3-10% στο λουτρό. Παράγει λεπτότερα στρώματα (2-5 μm) με εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση αλλά περιορισμένη δυνατότητα βαφής.

Η διαδικασία αυτή χρησιμοποιεί χρωμικό οξύ 3-10% στο λουτρό. Λειτουργεί καλύτερα για την κατασκευή λεπτότερων τοιχωμάτων και τη διακοπή της διάβρωσης. Ωστόσο, δεν εφαρμόζεται σε κάθε επίστρωση.

Θειικό οξύ (Τύπος 2/3):

Είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείται για την κατασκευή παχύτερων στρώσεων που μπορούν να συγκρατήσουν έντονα τη βαφή. Η σκληρή ανοδίωση προσφέρει εξαιρετική ανθεκτικότητα.

Ο ρόλος της καθόδου

Το κύκλωμα καταλήγει στην κάθοδο (καλώδια ή χάλυβας). Σε αυτό το σημείο, σχηματίζει αέριο υδρογόνο για να επιτρέψει την αντίδραση της ανόδου με ιόντα οξυγόνου.

Επίδραση της σύνθεσης κράματος

Τα υψηλότερα σωματίδια πυριτίου στο ADC12 εμποδίζουν τις αντιδράσεις, εξαιτίας των οποίων το στρώμα οξειδίου δεν κολλάει καλά.

Εν τω μεταξύ, το χαμηλότερο πυρίτιο στο A380 απορροφά ομοιόμορφα το χρώμα.

Διαδικασίες μετά την ανοδίωση και ποιοτικός έλεγχος

Μηχανισμοί σφράγισης

Είναι σημαντικό να σφραγιστεί το πορώδες στρώμα. Αυτό θα βελτιώσει το φράγμα προστασίας. Μπορείτε να τα σφραγίσετε χρησιμοποιώντας ζεστό νερό (90-100°C για 15-30 λεπτά). Αυτό δημιουργεί ενυδατωμένο οξείδιο του αλουμινίου.

Διαδικασία βαφής

Οργανικές ή ανόργανες βαφές καλύπτουν το πορώδες στρώμα οξειδίου. Σε αυτό, οι κατασκευαστές τοποθετούν τα εξαρτήματα σε λουτρά βαφής στους 50-60°C για 5-20 λεπτά. Επίσης, ο ψεκασμός και η επικάλυψη με εμβάπτιση διανέμουν το χρώμα ομοιόμορφα.

Δοκιμή πάχους

Η μικροσκοπία εγκάρσιας τομής μετρά το πάχος. Όπως φαίνεται στην εικόνα, η ετικέτα οξείδιο αντιπροσωπεύει το στρώμα οξειδίου και το Α1 είναι για την επιφάνεια του αλουμινίου.

Το επίπεδο πάχους πρέπει να είναι σύμφωνο με πρότυπα όπως το ISO 7583. Η απαίτηση κυμαίνεται μεταξύ 5-25 µm από τον τύπο 2 ή 25-100 µm από τον τύπο 3. Επίσης, η ενσωμάτωση της δοκιμής ρεύματος Eddy εξασφαλίζει μια μη καταστροφική θεμελιώδη μέθοδο.

Δοκιμές διάβρωσης ανοδίωσης χύτευσης αλουμινίου

Η διαδικασία που μπορεί να προσδιορίσει αν τα εξαρτήματα μπορούν να διαβρωθούν ή όχι είναι η δοκιμή ψεκασμού αλατιού (ASTM B117). Οι κατασκευαστές ψεκάζουν τα εξαρτήματα και τα αφήνουν για 100-1000 ώρες.

Η δοκιμή ηλεκτροχημικής φασματοσκοπίας εμπέδησης αναλύει την ικανότητα του στρώματος οξειδίου όσον αφορά την αντίσταση σε ηλεκτρικά ρεύματα.

Πρότυπα ποιότητας

Η ποιότητα γενικά προηγείται. Έτσι, τα ανοδιωμένα εξαρτήματα πρέπει να πληρούν πρότυπα όπως το MIL-A-8625. Αυτός ο οδηγός αφορά το αποδεκτό πορώδες, το πάχος και τη συγκόλληση.

Σημασία του ελέγχου του pH στη σφράγιση

Για τη διατήρηση του pH του λουτρού σφράγισης, είναι πολύτιμο να επιλέξετε ένα pH 5,5-6,5 (για το οξικό νικέλιο) ή ουδέτερο pH (ζεστό νερό). Εξαιτίας αυτού, υπάρχουν λιγότερες πιθανότητες ατελούς σφράγισης.

Συμπέρασμα

Οι κατάλληλες μέθοδοι ανοδίωσης θα κάνουν τα χυτά μέρη αλουμινίου να γίνουν πιο ισχυρά. Μπορούν να αντισταθούν αποτελεσματικότερα στη διάβρωση και να δείχνουν όμορφα. Οι βελτιστοποιημένες τεχνικές χύτευσης, τα κατάλληλα κράματα και η ακριβής συγκέντρωση ανοδίωσης δημιουργούν μια παραγωγή με ποιότητα και ανθεκτικότητα. Υπάρχουν επίσης πρότυπα όπως το MIL-A-8625, από τα οποία οι κατασκευαστές μπορούν να αποκτήσουν κατάλληλες γνώσεις σχετικά με το φινίρισμα.