Eloxáló öntvény alumínium védőfelületet hoz létre. Először az alumínium öntvényt megtisztítjuk. Ezután egy savas fürdőben elektromos áram hatására oxidréteg képződik. Ez a réteg megerősíti az alumíniumot, növelve annak kopásállóságát. Végül az eloxált alkatrész színezhető. Az eloxálás különleges színt ad a terméknek, és növeli annak esztétikumát. A porozitás azonban befolyásolhatja a végső felületet.

Ezért ez a cikk kiemel néhány fontos paramétert a eloxálás alumínium öntvény. Ez magában foglalja a minőségellenőrzést, az eljárásokat és az előkezelési taktikákat.

Ha keres anodizáló öntvény alumínium szolgáltatások a szerszámöntés alkatrészek, szívesen lépjen kapcsolatba velünk, mi megoldjuk a kérdést, akkor menjen a öntött alumínium eloxálása oldal, hogy többet tudjon meg az eloxáló felületkezelésről.

Mi az alumínium öntés?

Alumínium öntvény egy többnyire használt folyamat. Ez minden iparág számára élesen részletezett alkatrészeket tud készíteni. A folyamat első lépése az alumíniumötvözet megolvasztása az olvadáspontig történő felmelegítéssel.

Ezután ez az olvadt fém egy injektálási folyamaton megy keresztül, hogy nagy nyomás alatt egyenletesen kitöltse az acélformát. A szerszám biztosítja a termék profiljának alakját, és a megszilárdulás után az alkatrész készen áll az eltávolításra.

Öntési folyamatok

1. Minden vékony falú (1-2 mm) alkatrész nagynyomású öntéssel készíthető. Ennek oka, hogy 10 000+ psi nyomáson fröccsenti a fémet, és ezért gyorsabban dolgozik. Ez az eljárás tömeggyártásra is alkalmas.
2. Az alacsony nyomású öntés tökéletesen alkalmas vékony és közepesen vastag falú alkatrészek előállítására. Sok hiba nélkül adja meg a tényleges formát. Ez azonban lassú folyamat, és 20-100 psi-t használ.
3. A vákuumnyomásos öntés kezdetben kitisztítja az öntőformából a felfogott levegőt. Emiatt az öntés során nem keletkeznek apró lyukak, amelyek végül porózussá alakulnak át.

Közös alumínium ötvözetek

A380:

Ez az ötvözet jó folyékonysággal rendelkezik a benne lévő szilíciumelemek miatt. A gyártók 660-680 °C-os hőmérsékletet alkalmaznak az öntéshez.

A380 alapvetően vékony falú elemeknek felel meg, valamint nagyobb szilárdságot biztosít az eloxáláshoz, mint a nagy teljesítményű ötvözetek.

ADC12:

Az ADC12-ben magasabb a szilíciumtartalom. Ez az oka annak, hogy ezek az ötvözetek 2-3 mm-es falakkal szűk tűréseket készítenek.

Alternatívaként nem sokkal kezelhetőbbek az eloxáláshoz. Ezt 650-670 °C alatti hőmérsékleten fecskendezik be.

Kulcsfontosságú tulajdonságok

• Erősség: Az A380 erős alkatrészeket gyárt.
• Korrózióállóság: ADC12 nem korrodálódik könnyen.
• Eloxálás: A380 jól megy az eloxálással. Eközben az ADC12 nehezebb, mivel többlet szilícium van benne. Ez megbontja az oxidréteget.

Hibák

Apró lyukak (porozitás) keletkeznek, amikor az öntvény nem hűti le egyenletesen a fémet, ami meggyengíti az alkatrészeket.

A szennyeződések vagy oxidok tartalma beszorulhat a fémbe, zárványokat okozva. Ezek a problémák az eloxálási eredményeket is befolyásolják, és valamilyen módon tönkreteszik a felületet.

Szerszámozás

A szerszámozás szerszámot (szerszámot) jelent. Általában acél fémből készül, hogy elég szilárd legyen. Ezért nagy hő (több mint 600°C) és nyomás (10 000+ psi) alatt is működőképes.

Felületkezelés

Az öntött alkatrészek már jobb és tisztább felületűek lehetnek, de a kisebb hibákat el kell tüntetni. Jelenlegi érdességük 1,6 és 3,2 µm között mozog (mint a finom csiszolópapír). E felületek polírozása simábbá teheti őket.

Mi az eloxálás alumínium öntvény?

Az eloxálás elektrokémiai technikára utal. Ez olyan, mint az alumínium természetes oxidrétegének továbbfejlesztése. Az eloxálás után az alkatrészek nem korrodálódnak könnyen. Jól tartják a festéket és tovább tartanak.

Az autóipar, a repülőgépipar és a szórakoztató elektronika használja funkcionális és esztétikai alkatrészeinek előállításához.

Elektrokémiai folyamat

Az alkatrész eloxálásához savas elektrolitot (pl. kénsavat) tartalmazó fürdőt készítenek. A személyzet ezután alumíniumot merít bele.

Az eljárás során elektromos áramot vételezve kemény, porózus oxidréteget hoznak létre. Ez az eredmény az oxigénionok képződése miatt válik lehetővé. Amelyek kötődnek az alumíniumhoz.

A rétegvastagság az eljárástól függően 5 és 100 mikrométer (µm) között lehet.

Kémiai egyenletek

• A kémiai egyenlet az anódon (alumínium rész) 2Al+3H₂O→Al₂O₃+6H⁺+6e-.
• A fürdőszerű katódon belül 6H⁺ + 6e- → 3H₂.

Típusai eloxáló alumínium Die casting

1. Krómsavas eloxálás:

A legtöbb űrtechnikai alkatrésznek megfelelő tartósságra és kisebb súlyra van szüksége. Ebben az esetben a krómsavas eloxálás jól működik. Könnyebbé válik vele a vékony, jellemzően 2-5 µm vastagságú oxidréteg kialakítása.

2. Kénsavas eloxálás:

A közös eloxálási típus kategóriájába tartozik. Az eljárás kénsav felhasználásával jár. Sokkal vastagabb, 5 és 25 µm között ingadozó oxidrétegeket hozhat létre.

Általában ez az eloxálás kiegyensúlyozott tartóssági és esztétikai tulajdonságokat hoz létre az alkatrészekben. Ez lehet fogyasztói termék, például okostelefonok, főzőedények és építészeti termékek.

3. Kemény eloxálás:

Ez az eloxálás egy másik típusa, amely hasonlóan kénsavat használ. Ez azonban abban különbözik, hogy vastagabb és keményebb oxidréteget hoz létre. Ez 25 és 100 µm között lehet.

A vastagabb rétegek fontosak a nagy igénybevételű alkatrészeknél, hogy gátat képezzenek a kopás ellen. Ilyenek például a hidraulikus rendszerek, a katonai berendezések és az ipari gépek.

Az eloxált réteg mikroszerkezete.

Az eloxált rétegben pórusok vannak. Ez egy méhsejt-szerű struktúrára hasonlít. A pórusok jól felszívják a festéket, és védőréteget adnak a korrózió és a kopás ellen.

A pórusméret kialakulása attól függ, hogy milyen eljárást alkalmaznak. Például a feszültségtől (12-24 volt) és a hőmérséklettől (18-22 °C a II. típus esetében).

Hagyományos vs. kemény eloxálás

A hagyományos eloxálás (kénsavas) a legmegfelelőbb olyan alkatrészekhez, amelyeknek esztétikus tapintásra vagy közepes kopásállóságra van szükségük.

Rendkívüli tartósság és keménység esetén a kemény eloxálás (3. típus) ideális. Ezzel akár 350-500 Vickers-keménység (HV) is elérhető.

Pre-Anodizing előkészítés alumínium öntvényhez

Tisztítás

Az alumínium alkatrészeket többféle tisztítószerrel tisztítják. Míg a lúgos tisztítószerek (pH 10-12) gyakoriak.

50-70°C-on működnek. A szennyeződések, zsírok vagy törmelékek eltávolítása 5-10 percet vesz igénybe. A tisztítószerek az olajtartalmat szappanosítással bontják le, szappanformává alakítva azt.

Ezenkívül léteznek oldószeres tisztítószerek is. Ezek túl gyorsak és víz nélkül zsírtalanítanak.

Radírozás

Az oxidok nélküli, enyhén érdes textúra általában maratási folyamatból származik. Ez nátronlúgot (nátrium-hidroxid, 50-100 g/l) tartalmaz. A folyamat 50-70 °C-on történik, és 1-5 percig tart.

Az alkatrészek érdessége 0,8 µm-ről 1,5-3 µm-re javul. Így az alkatrész jól tart vagy jól tapad a festékkel. A túlzott maratás nem feltétlenül fontos, mert az lyukképződést okoz.

Kicsontozás

A csávázásmentesítő eljárás jól használható a fekete foltok könnyű eltávolításához. A füstölés (maradék oxidok és ötvözőelemek) a maratási lépés befejezése után keletkezik.

Ezért van szükségük egy olyan oldatra (salétromsav 10-30% arányban), amely feloldja a rétegeiket.

A savfelszabadulási reakció 1-3 perc alatt feloldja a maradék oxidokat. Az alumínium felületeket teljesen tisztává teszi.

Felületi érdesség mérése

A felületi érdesség változó, de profilometriai mérésekkel nyomon követhető. A csúcsok és völgyek elemzésére egy tollat használ.

Az ideális érdességi paraméterek 0,5 és 2,5 µm között vannak. A túlságosan csúszós alkatrészek nem tartják jól a bevonatokat, míg a nagy érdesség nem eredményez egyenletes felületet.

A tartózkodási idő és a kémiai koncentrációk jelentősége

A tartózkodási időre való összpontosítás segít a kívánt eredmény elérésében, akár a tisztítás, akár a maratás során.

Ellenkező esetben az alkatrész megsérülhet.

Például, ha több időt (5 percnél hosszabbat) adunk a nátronlúgnak, akkor a vékony falak túlságosan elöregednek.

Eloxálási folyamat alumínium öntvényekhez

Elektrolit-összetétel a Eloxálás alumínium öntvény

A fürdőt kénsav és víz keverésével készítik. A pórusképződés ellenőrzésére vagy a jobb felszívódás érdekében azonban az olyan adalékanyagok, mint a szerves savak működnek a legjobban.

A hűtővíz is fontos, hogy a fürdő hőmérsékletét 18-22 °C körül tartsuk.

Áramsűrűség, hőmérséklet és idő

• Áramsűrűség: DC áramforrás és áramkorlátozó kezeli. Ennek 1,5-3 A/dm² körül kell lennie. A nagyobb áram felgyorsítja a folyamatot, de nem biztosítja az egyenletességet.
• Feszültség: A 12-24 voltos feszültség általános célokra elegendő. Ez azonban módosítható az ötvözet vagy a vastagság szerint.
• Idő: Az eloxálás 30-60 percet vesz igénybe. Több idő alatt vastagabb rétegek keletkeznek.

Pórusszerkezet kialakulása

Az eloxálás során az elektromos áram segítségével történő pórusképződést már tárgyaltuk. A keverők tehát egyenletesen osztják el bennük a vegyszereket. A festékek olyan megfelelően töltik ki őket, hogy ne korrodálódjanak könnyen.

Krómsav vs. kénsavas eloxálás

Krómsav (I. típus):

3-10% krómsavat használ a fürdőben. Vékonyabb rétegeket (2-5 µm) hoz létre kiváló korrózióállósággal, de korlátozott festhetőséggel.

Ez az eljárás 3-10% krómsavat használ a fürdőben. Ez működik a legjobban, hogy vékonyabb falakat készítsen és megállítsa a korróziót. Azonban nem minden bevonatra alkalmazható.

Kénsav (2/3-os típus):

Jobb, ha vastagabb rétegek készítéséhez használjuk, amelyek erősen megtartják a festéket. A kemény eloxálás rendkívüli tartósságot biztosít.

A katód szerepe

Az áramkör a katódnál (vezetékek vagy acél) végződik. Ezen a ponton hidrogéngázt képez, hogy lehetővé tegye az anód reakcióját az oxigénionokkal.

Az ötvözet összetételének hatása

Az ADC12-ben lévő magasabb szilíciumrészecskék blokkolják a reakciókat, ami miatt az oxidréteg nem tapad jól.

Eközben az A380 alacsonyabb szilíciumtartalma egyenletesen szívja fel a festéket.

Eloxálás utáni folyamatok és minőségellenőrzés

Tömítő mechanizmusok

Fontos a porózus réteg lezárása. Ez javítja a védőgátat. Forró vízzel (90-100 °C 15-30 percig) lehet lezárni. Ez hidratált alumínium-oxidot hoz létre.

Festési folyamat

Szerves vagy szervetlen színezékek borítják a porózus oxidréteget. Ennek során a gyártók az alkatrészeket 50-60 °C-os festékfürdőbe helyezik 5-20 percre. A permetezés és a mártás is egyenletesen osztja el a színt.

Vastagságvizsgálat

A keresztmetszeti mikroszkópia a vastagságot méri. Amint a képen látható, az oxid címke az oxidréteget jelöli, az A1 pedig az alumínium felületét.

A vastagságnak meg kell felelnie az ISO 7583 szabványnak. A 2. típus esetében 5-25 µm, a 3. típus esetében 25-100 µm között van a követelmény. Az örvényáramú vizsgálat beépítése szintén biztosítja a roncsolásmentes alapvizsgálatot.

Eloxálás alumínium öntvény korrózió vizsgálata

Az eljárás, amellyel megállapítható, hogy az alkatrészek korrózióra képesek-e vagy sem, a sós permetezéses vizsgálat (ASTM B117). A gyártók befújják az alkatrészeket, és 100-1000 órán keresztül hagyják őket.

Az elektrokémiai impedancia spektroszkópiai vizsgálat az oxidréteg elektromos árammal szembeni ellenállóképességét elemzi.

Minőségi szabványok

Általában a minőség az első. Az eloxált alkatrészeknek tehát meg kell felelniük az olyan szabványoknak, mint a MIL-A-8625. Ez útmutató az elfogadható porozitásról, vastagságról és kötésről.

A pH-szabályozás jelentősége a tömítésben

A tömítőfürdő pH-értékének fenntartása érdekében 5,5-6,5 (nikkel-acetát esetében) vagy semleges pH-érték (forró víz) kiválasztása értékes. Emiatt kevesebb az esélye a hiányos tömítésnek.

Következtetés

A megfelelő eloxálási módszerek hatására az öntött alumínium alkatrészek erősebbek lesznek. Hatékonyabban tudnak ellenállni a korróziónak és gyönyörűen néznek ki. Az optimalizált öntési technikák, a megfelelő ötvözetek és a pontos eloxálási koncentráció minőségi és tartós kimenetet eredményeznek. Vannak olyan szabványok is, mint a MIL-A-8625, amelyekből a gyártók megfelelő betekintést nyerhetnek a befejezésbe.