Anodisointi painevalu alumiini luo suojaavan pinnan. Ensin alumiinivaluosa puhdistetaan. Seuraavaksi sähkövirta happokylvyssä muodostaa oksidikerroksen. Tämä kerros vahvistaa alumiinia ja lisää sen kulutuskestävyyttä. Lopuksi anodisoitu osa voidaan värjätä. Anodisointi antaa tuotteelle tietyn värin ja lisää sen esteettisyyttä. Huokoisuus voi kuitenkin vaikuttaa sen lopulliseen viimeistelyyn.

Siksi tässä artikkelissa korostetaan joitakin tärkeitä parametreja alumiinin anodisointi painevalu. Tämä kattaa laadunvalvonnan, menettelyt ja esikäsittelytaktiikat.

Jos etsit anodisointi painevalu alumiini palvelut painevalu osat, tervetuloa ottamaan yhteyttä meihin, me ratkaisemme sinut kysymys, voit mennä osoitteeseen valetun alumiinin anodisointi sivulla lisätietoja anodisointipinnan viimeistelystä.

Mikä on alumiinin painevalu?

Alumiinin painevalu on useimmiten käytetty prosessi. Sillä voidaan valmistaa terävästi yksityiskohtaisia osia jokaiseen teollisuudenalaan. Prosessin ensimmäinen vaihe on sulattaa alumiiniseos kuumentamalla se sulamispisteeseensa.

Sitten tämä sula metalli menee ruiskutusprosessin läpi, jolloin teräsmuotti täytetään tasaisesti korkeassa paineessa. Muotti antaa tuotteen profiilin muodon, ja jähmettymisen jälkeen osa on valmis poistettavaksi.

Valuprosessit

1. Jokainen ohutseinäinen (1-2 mm) osa voidaan valmistaa korkeapainevalulla. Tämä johtuu siitä, että siinä ruiskutetaan metallia yli 10 000 psi:n paineella ja se toimii näin ollen nopeammin. Tämä prosessi soveltuu myös massatuotantoon.
2. Matalapainevalu soveltuu erinomaisesti ohut- tai kohtalaisen paksuseinäisten osien valmistukseen. Se antaa todellisen muodon aiheuttamatta monia vikoja. Prosessi on kuitenkin hidas, ja siinä käytetään 20-100 psi:tä.
3. Tyhjiövalu puhdistaa aluksi muotista talteenotetun ilman. Tämän vuoksi valussa ei synny pieniä reikiä, jotka lopulta muuttuvat huokoisiksi.

Yleiset alumiiniseokset

A380:

Tämä metalliseos on hyvin juoksevaa, koska siinä on piitä. Valmistajat käyttävät 660-680 °C:n lämpötilaa sen valamiseen.

A380 soveltuu periaatteessa ohuille seinämille ja antaa anodisointiin paremman lujuuden kuin korkean suorituskyvyn seokset.

ADC12:

ADC12:ssa on enemmän piitä. Siksi näillä seoksilla saadaan aikaan tiukkoja toleransseja 2-3 mm:n seinämillä.

Vaihtoehtoisesti niitä ei ole paljon helpompi anodisoida. Se ruiskutetaan alle 650-670 °C:n lämpötilassa.

Tärkeimmät ominaisuudet

• Vahvuus: A380 tuottaa vahvoja osia.
• Korroosionkestävyys: ADC12 ei ruostu helposti.
• Anodisointi: A380 sopii hyvin anodisointiin. ADC12 on puolestaan vaikeampi, koska siinä on ylimääräistä piitä. Se rikkoo oksidikerroksen.

Viat

Pieniä reikiä (huokoisuus) muodostuu, kun valu ei jäähdytä metallia tasaisesti, mikä heikentää osia.

Likaa tai oksideja voi tarttua metalliin ja aiheuttaa sulkeumia. Nämä seikat vaikuttavat myös anodisointituloksiin ja jotenkin pilaavat viimeistelyn.

Työkalut

Työkalut tarkoittaa muotteja (die). Se tehdään yleensä teräsmetallista, jotta se olisi riittävän luja. Siksi se voi toimia korkeassa kuumuudessa (yli 600 °C) ja paineessa (yli 10 000 psi).

Pinnan viimeistely

Valetuissa osissa voi olla jo valmiiksi paremmat ja siistimmät pinnat, mutta pienet virheet on tarpeen poistaa. Niiden nykyinen karheus vaihtelee 1,6 ja 3,2 µm:n välillä (kuin hieno hiekkapaperi). Kiillottamalla nämä pinnat voidaan tehdä sileämmiksi.

Mitä on alumiinin valukappaleiden anodisointi?

Anodisoinnilla tarkoitetaan sähkökemiallista tekniikkaa. Se on ikään kuin alumiinin luonnollisen oksidikerroksen parantamista. Anodisoinnin jälkeen osat eivät ruostu helposti. Ne pitävät hyvin maalia ja kestävät pidempään.

Autoteollisuus, ilmailu- ja avaruusteollisuus sekä kulutuselektroniikka käyttävät sitä toiminnallisten ja esteettisten komponenttiensa valmistukseen.

Sähkökemiallinen prosessi

Kappaleen anodisointia varten valmistetaan kylpy, joka sisältää happoelektrolyyttiä (esim. rikkihappoa). Henkilökunta upottaa alumiinin sen sisään.

Prosessi muodostaa kovan, huokoisen oksidikerroksen sähkövirran avulla. Tämä tulos tulee mahdolliseksi happi-ionien muodostumisen ansiosta. Jotka sitoutuvat alumiinin kanssa.

Kerrospaksuus voi olla noin 5-100 mikrometriä (µm) prosessista riippuen.

Kemialliset yhtälöt

• Kemiallinen yhtälö anodilla (alumiiniosa) on 2Al+3H₂O→Al₂O₃+6H⁺+6e-.
• Kylpymäisen katodin sisällä on 6H⁺ + 6e- → 3H₂.

Tyypit Anodisointi Alumiini painevalu

1. Kromihappoanodisointi:

Useimmat ilmailu- ja avaruustekniikan osat vaativat riittävää kestävyyttä ja pientä painoa. Tällöin kromihappoanodisointi toimii hyvin. Sen avulla on helpompi muodostaa ohut oksidikerros, joka on tyypillisesti 2-5 µm paksu.

2. Rikkihappoanodisointi:

Se kuuluu yleiseen anodisointityyppiin. Prosessissa käytetään rikkihappoa. Sillä voidaan luoda paljon paksumpia oksidikerroksia, joiden paksuus vaihtelee 5 ja 25 µm:n välillä.

Yleensä tämä anodisointi luo osiin tasapainoiset kestävyyden ja estetiikan ominaisuudet. Tämä voi olla kuluttajatuotteita, kuten älypuhelimia, keittoastioita ja arkkitehtuuria.

3. Kova anodisointi:

Tämä on toinen anodisointityyppi, jossa käytetään samalla tavalla rikkihappoa. Se on kuitenkin erilainen, koska se pystyy luomaan paksumman ja kovemman oksidikerroksen. Se voi olla 25-100 µm.

Paksummat kerrokset ovat tärkeitä raskaille osille, jotta ne estävät kulumista. Esimerkkejä ovat hydrauliikkajärjestelmät, sotilaslaitteet ja teollisuuskoneet.

Anodisoidun kerroksen mikrorakenne.

Anodisoidussa kerroksessa on huokosia. Se muistuttaa hunajakennomaista rakennetta. Niiden huokoset imevät hyvin maalia ja lisäävät suojakerroksen korroosiota ja kulumista vastaan.

Huokoskoon muodostuminen riippuu siitä, mitä prosessia käytetään. Esimerkiksi jännite (12-24 volttia) ja lämpötila (18-22 °C tyypin II tapauksessa).

Perinteinen vs. kova anodisointi

Perinteinen anodisointi (rikkihappo) soveltuu parhaiten osiin, jotka tarvitsevat esteettistä kosketusta tai keskinkertaista kulutuskestävyyttä.

Jos tarvitaan äärimmäistä kestävyyttä ja kovuutta, kova anodisointi (tyyppi 3) on ihanteellinen. Sillä voidaan saavuttaa jopa 350-500 Vickersin kovuus (HV).

Alumiinin painevalun esianodisointivalmistelut

Puhdistus

Alumiiniosat puhdistetaan useilla puhdistusaineilla. Emäksiset puhdistusaineet (pH 10-12) ovat yleisiä.

Ne toimivat 50-70 °C:n lämpötilassa. Lian, rasvan tai roskien poistaminen kestää 5-10 minuuttia. Puhdistusaineet hajottavat öljyn sisällön saippuoitumisen kautta, jolloin se muuttuu saippuamuotoon.

Lisäksi on olemassa myös liuotinpohjaisia puhdistusaineita. Ne ovat liian nopeita ja rasvanpoistavat ilman vettä.

Etsaus

Eräänlainen hieman karhea rakenne ilman oksideja on yleensä peräisin syövytysprosessista. Siinä käytetään natriumhydroksidia (natriumhydroksidi, 50-100 g/l). Prosessi tapahtuu 50-70 °C:n lämpötilassa, ja se kestää 1-5 lepohetkeä.

Kappaleiden karheus paranee 0,8 µm:stä 1,5-3 µm:iin. Jotta osa pysyy hyvin kiinni tai tarttuu hyvin maaliin. Liika syövytys ei välttämättä ole tärkeää, koska se aiheuttaa reikiä.

Desmutting

Mustan lian poistamiseen on hyvä käyttää mustan lian helppoa poistamista. Smut (jäljelle jääneet oksidit ja seosaineet) syntyy syövytysvaiheen päätyttyä.

Siksi ne tarvitsevat eräänlaista liuosta (typpihappoa, jonka osuus on 10-30%), joka liuottaa niiden kerrokset.

Happoa vapauttava reaktio liuottaa jäännösoksidit 1-3 minuutin kuluessa. Se tekee alumiinipinnoista täysin puhtaita.

Pinnan karheuden mittaus

Pinnan karheus vaihtelee, mutta sitä voidaan seurata profilometrisillä mittauksilla. Siinä käytetään kynää piikkien ja laaksojen analysointiin.

Ihanteelliset karheusparametrit ovat välillä 0,5-2,5 µm. Liian liukkaat kappaleet eivät pidä pinnoitteita hyvin, kun taas suuri karheus ei johda tasaiseen pintakäsittelyyn.

viipymäaikojen ja kemikaalipitoisuuksien merkitys

Keskittyminen viipymäaikaan auttaa saamaan halutun tuloksen joko puhdistuksesta tai syövytyksestä.

Muuten osa voi vaurioitua.

Esimerkiksi jos syövyttävälle soodalle annetaan enemmän aikaa (yli 5 minuuttia), ohuet seinämät syövytetään liikaa.

Anodisointiprosessi alumiinin painevalua varten

Elektrolyyttikoostumus Anodisointi alumiinin painevalu

Kylpy valmistetaan sekoittamalla rikkihappoa ja vettä. Huokosten muodostumisen hallitsemiseksi tai imeytymisen parantamiseksi orgaanisten happojen kaltaiset lisäaineet toimivat kuitenkin parhaiten.

Myös jäähdytysvesi on tärkeää, jotta kylpyammeen lämpötila pysyy noin 18-22 °C:ssa.

Virrantiheys, lämpötila ja aika

• Virrantiheys: DC-virtalähde ja virranrajoitin hallitsevat sitä. Sen on oltava noin 1,5-3 A/dm². Suurempi virta nopeuttaa prosessia, mutta ei takaa tasaisuutta.
• Jännite: 12-24 volttia riittää yleiskäyttöön. Sitä voidaan kuitenkin muuttaa seoksen tai paksuuden mukaan.
• Aika: Anodisointi kestää 30-60 minuuttia. Enemmän aikaa tuottaa paksumpia kerroksia.

Huokosrakenteen muodostuminen

Keskustelimme jo huokosten muodostumisesta sähkövirran avulla anodisoinnin aikana. Sekoittajat siis jakavat kemikaalit niihin tasaisesti. Väriaineet täyttävät ne niin oikein, etteivät ne ruostuisi helposti.

Kromihappo vs. rikkihappoanodisointi

Kromihappo (tyyppi I):

Käyttää 3-10%-kromihappoa kylvyssä. Tuottaa ohuempia kerroksia (2-5 µm), joilla on erinomainen korroosionkestävyys mutta rajoitettu värjäytyvyys.

Tässä prosessissa käytetään 3-10%-kromihappoa kylvyssä. Se toimii parhaiten ohuempien seinämien aikaansaamiseksi ja korroosion pysäyttämiseksi. Se ei kuitenkaan sovellu kaikkiin pinnoitteisiin.

Rikkihappo (tyyppi 2/3):

Sitä on parempi käyttää paksumpien kerrosten tekemiseen, jotka pystyvät pitämään väriaineen vahvasti. Kova anodisointi tarjoaa äärimmäistä kestävyyttä.

Katodin rooli

Piiri päättyy katodiin (johtimet tai teräs). Tässä vaiheessa se muodostaa vetykaasua anodireaktion mahdollistamiseksi happi-ionien kanssa.

Seoksen koostumuksen vaikutus

ADC12:n korkeammat piihiukkaset estävät reaktioita, minkä vuoksi oksidikerros ei tartu hyvin.

Samaan aikaan A380:n pienempi pii imee maalia tasaisesti.

Anodisoinnin jälkeiset prosessit ja laadunvalvonta

Tiivistysmekanismit

Huokoisen kerroksen tiivistäminen on tärkeää. Tämä parantaa suojasulkua. Voit tiivistää ne kuumalla vedellä (90-100 °C 15-30 minuutin ajan). Se luo hydratoitunutta alumiinioksidia.

Värjäysprosessi

Orgaaniset tai epäorgaaniset väriaineet peittävät huokoisen oksidikerroksen. Valmistajat panevat osat 50-60 °C:n väriainekylpyihin 5-20 minuutiksi. Myös ruiskuttamalla ja kastamalla väri leviää tasaisesti.

Paksuuden testaus

Poikkileikkausmikroskooppi mittaa paksuuden. Kuten kuvassa näkyy, merkintä oxide tarkoittaa oksidikerrosta ja A1 alumiinipintaa.

Paksuuden on oltava ISO 7583 -standardin kaltaisten standardien mukainen. Vaatimus on 5-25 µm tyypin 2 osalta tai 25-100 µm tyypin 3 osalta. Myös pyörrevirtatestin sisällyttäminen varmistaa perustavanlaatuisen rikkomattoman menetelmän.

Anodisointi alumiini painevalu Korroosion testaus

Suolasumutustestaus (ASTM B117) on menetelmä, jolla voidaan selvittää, voivatko osat ruostua vai eivät. Valmistajat suihkuttavat osat ja jättävät ne 100-1000 tunniksi.

Sähkökemiallisella impedanssispektroskopiatestillä analysoidaan oksidikerroksen kykyä vastustaa sähkövirtaa.

Laatustandardit

Laatu on yleensä etusijalla. Anodisoitujen osien on siis täytettävä MIL-A-8625:n kaltaiset standardit. Siinä annetaan ohjeet hyväksyttävästä huokoisuudesta, paksuudesta ja sidoksesta.

pH:n hallinnan merkitys tiivistämisessä

Tiivistyskylvyn pH:n säilyttämiseksi on arvokasta valita pH 5,5-6,5 (nikkeliasetaatti) tai neutraali pH (kuuma vesi). Tämän vuoksi on vähemmän mahdollisuuksia epätäydelliseen tiivistämiseen.

Päätelmä

Asianmukaiset anodisointimenetelmät tekevät valetuista alumiiniosista entistä vahvempia. Ne kestävät korroosiota tehokkaammin ja näyttävät kauniilta. Optimoidut valutekniikat, sopivat seokset ja tarkka anodisointikeskittymä tuottavat tuotoksen, jossa on laatua ja kestävyyttä. On olemassa myös MIL-A-8625:n kaltaisia standardeja, joista valmistajat voivat saada kunnon käsityksen viimeistelystä.