Anodizare aluminiu turnat sub presiune creează o suprafață protectoare. Mai întâi, piesa de aluminiu turnat este curățată. Apoi, un curent electric într-o baie de acid formează un strat de oxid. Acest strat întărește aluminiul, sporindu-i rezistența la uzură. În cele din urmă, piesa anodizată poate fi vopsită pentru culoare. Anodizarea conferă unui produs o culoare specifică și îi sporește aspectul estetic. Cu toate acestea, porozitatea poate afecta finisajul final.

Prin urmare, acest articol evidențiază câțiva parametri importanți ai anodizare aluminiu turnat sub presiune. Aceasta acoperă controlul calității, procedurile și tacticile de pretratare.

Dacă sunteți în căutarea pentru anodizare mor turnare servicii de aluminiu pentru piesele dvs. de turnare, bine ați venit să ne contactați, vă vom rezolva problema, puteți merge la anodizare aluminiu turnat pentru a afla mai multe despre finisarea suprafeței de anodizare.

Ce este turnarea sub presiune a aluminiului?

Aluminum die casting este un proces utilizat în cea mai mare parte. Acesta poate produce piese extrem de detaliate pentru fiecare industrie. Primul pas în acest proces este topirea aliajului de aluminiu prin încălzirea acestuia până la punctul de topire.

Apoi, acest metal topit trece printr-un proces de injecție pentru a umple uniform matrița de oțel sub presiune ridicată. Matrița oferă forma profilului produsului și, după solidificare, piesa devine gata pentru îndepărtare.

Procese de turnare sub presiune

1. Orice piesă cu pereți subțiri (1-2 mm) poate fi realizată prin turnare sub presiune înaltă. Acest lucru se datorează faptului că injectează metalul la 10.000+ psi și, prin urmare, funcționează mai rapid. Acest proces este, de asemenea, potrivit pentru producția de masă.
2. Turnarea sub presiune joasă se ocupă perfect de piese cu pereți subțiri până la moderat groși. Oferă forma reală fără a cauza multe defecte. Cu toate acestea, este un proces lent și utilizează 20-100 psi.
3. Turnarea sub vid elimină inițial aerul capturat din matriță. Din acest motiv, turnarea nu produce găuri mici care se transformă în cele din urmă în porozitate.

Aliaje comune de aluminiu

A380:

Acest aliaj are o fluiditate bună datorită prezenței elementelor de siliciu în el. Producătorii aplică o temperatură de 660-680°C pentru turnare.

A380 se potrivește practic articolelor cu pereți subțiri și oferă o rezistență mai bună pentru anodizare decât aliajele de înaltă performanță.

ADC12:

În ADC12 există un conținut mai mare de siliciu. Acesta este motivul pentru care aceste aliaje realizează toleranțe strânse cu pereți de 2-3 mm.

Alternativ, acestea nu sunt mult mai ușor de gestionat pentru anodizare. Se injectează la temperaturi sub 650-670°C.

Proprietăți cheie

• Rezistență: A380 produce piese puternice.
• Rezistență la coroziune: ADC12 nu corodează ușor.
• Anodizare: A380 merge bine cu anodizarea. Între timp, ADC12 este mai greu deoarece există un exces de siliciu. Aceasta perturbă stratul de oxid.

Defecte

Găuri mici (porozitate) se formează atunci când turnarea nu reușește să răcească metalul uniform, slăbind piesele.

Conținutul de murdărie sau oxizi poate rămâne blocat în metal, provocând incluziuni. Aceste probleme au, de asemenea, un impact asupra rezultatelor anodizării și ruinează cumva finisajul.

Scule

Scule înseamnă matriță (matriță). De obicei, este fabricat din oțel metalic pentru a avea suficientă rezistență. Prin urmare, poate funcționa la temperaturi ridicate (peste 600°C) și presiune (peste 10.000 psi).

Finisaj de suprafață

Este posibil ca piesele turnate sub presiune să aibă deja suprafețe mai bune și mai îngrijite, dar este necesar să se elimine defectele minore. Rugozitatea lor actuală variază între 1,6 și 3,2 µm (ca un șmirghel fin). Șlefuirea acestor suprafețe le poate face mai netede.

Ce este Anodizarea aluminiului turnat sub presiune?

Anodizarea se referă la o tehnică electrochimică. Este ca o îmbunătățire suplimentară a stratului natural de oxid de pe aluminiu. După anodizare, piesele nu se corodează ușor. Acestea rețin bine vopseaua și durează mai mult.

Automobilele, industria aerospațială și electronicele de larg consum îl folosesc pentru a-și produce componentele funcționale și estetice.

Proces electrochimic

Pentru a anodiza o piesă, se pregătește o baie care conține un electrolit acid (de exemplu, acid sulfuric). Personalul scufundă apoi aluminiul în ea.

Procesul creează un strat de oxid dur și poros prin absorbția unui curent electric. Acest rezultat devine posibil datorită formării de ioni de oxigen. Care se leagă de aluminiu.

Grosimea stratului poate fi cuprinsă între 5 și 100 micrometri (µm), în funcție de proces.

Ecuații chimice

• Ecuația chimică la anod (partea de aluminiu) este 2Al+3H₂O→Al₂O₃+6H⁺+6e-.
• În interiorul catodului de tip baie se află 6H⁺ + 6e- → 3H₂.

Tipuri de anodizare a aluminiului turnat sub presiune

1. Anodizare cu acid cromic:

Majoritatea pieselor aerospațiale au nevoie de durabilitate suficientă și greutate redusă. În acest caz, anodizarea cu acid cromic funcționează bine. Cu acesta devine mai ușor să se formeze un strat subțire de oxid, de obicei de 2-5 µm grosime.

2. Anodizare cu acid sulfuric:

Se încadrează în categoria tipurilor comune de anodizare. Procesul implică utilizarea acidului sulfuric. Acesta poate crea straturi de oxid mult mai groase, fluctuând între 5 și 25 µm.

În general, această anodizare creează proprietăți echilibrate de durabilitate și estetică în piese. Acestea pot fi produse de consum precum smartphone-uri, vase de gătit și arhitectură.

3. Anodizare dură:

Acesta este un alt tip de anodizare care utilizează în mod similar acidul sulfuric. Cu toate acestea, este diferit datorită capacității sale de a crea un strat de oxid mai gros și mai dur. Acesta poate fi de 25 până la 100 µm.

Straturile mai groase sunt importante pentru piesele grele, pentru a crea bariere împotriva uzurii. Exemple sunt sistemele hidraulice, echipamentele militare și utilajele industriale.

Microstructura stratului anodizat.

Există pori în stratul anodizat. Care seamănă cu o structură de tip fagure de miere. Porii lor absorb bine vopseaua și adaugă un strat protector împotriva coroziunii și uzurii.

Formarea dimensiunii porilor depinde de procesul utilizat. De exemplu, tensiunea (12-24 volți) și temperatura (18-22°C pentru tipul II).

Anodizare convențională vs. dură

Anodizarea convențională (acid sulfuric) este cea mai potrivită pentru piesele care necesită o atingere estetică sau o rezistență medie la uzură.

În caz de durabilitate și duritate extreme, anodizarea dură (tip 3) este ideală. Se poate obține o duritate de până la 350-500 duritate Vickers (HV).

Pregătirea pentru pre-nodizare pentru aluminiu turnat sub presiune

Curățare

Piesele din aluminiu se curăță cu ajutorul mai multor detergenți. Curățătoarele alcaline (pH 10-12) sunt cele mai frecvente.

Acestea funcționează la 50-70°C. Este nevoie de 5-10 minute pentru a îndepărta murdăria, grăsimea sau resturile. Detergenții descompun conținutul de ulei prin saponificare, transformându-l în formă de săpun.

În plus, există și detergenți pe bază de solvent. Acestea sunt prea rapide și degresează fără apă.

Gravură

Un tip de textură ușor aspră, fără oxizi, care provine de obicei dintr-un proces de gravură. Acesta implică sodă caustică (hidroxid de sodiu, 50-100 g/L). Procesul are loc la 50-70°C și necesită 1 până la 5 minute de repaus.

Rugozitatea pieselor se îmbunătățește de la 0,8 µm la 1,5-3 µm. Astfel, piesa poate rezista sau adera bine la vopsea. Excesul de gravură nu este neapărat important, deoarece cauzează pitting.

Desmutarea

Procesul de desmuiere este bun pentru îndepărtarea ușoară a murdăriei negre. Smut (resturi de oxizi și elemente de aliere) apare după încheierea etapei de gravură.

De aceea au nevoie de un fel de soluție (acid nitric în proporție de 10-30%) care să le dizolve straturile.

Reacția de eliberare a acidului dizolvă oxizii reziduali, durează 1-3 minute. Suprafețele de aluminiu devin complet curate.

Măsurarea rugozității suprafeței

Rugozitatea suprafeței variază, dar poate fi urmărită folosind măsuri de profilometrie. Aceasta utilizează un stylus pentru a analiza vârfurile și văile.

Parametrii ideali de rugozitate variază între 0,5 și 2,5 µm. Piesele prea alunecoase nu păstrează bine straturile de acoperire, în timp ce rugozitatea ridicată nu duce la un finisaj uniform.

Importanța timpului de staționare și a concentrațiilor chimice

Concentrarea asupra timpului de așteptare ajută la obținerea rezultatului dorit, fie că este vorba de curățare sau de gravură.

În caz contrar, piesa poate fi deteriorată.

De exemplu, dacă se acordă mai mult timp (peste 5 minute) sodei caustice, pereții subțiri sunt supramaturați.

Procesul de anodizare pentru aluminiu turnat sub presiune

Compoziția electrolitului în Anodizare aluminiu turnat sub presiune

Baia se prepară prin amestecarea acidului sulfuric cu apă. Cu toate acestea, pentru a controla formarea porilor sau pentru o mai bună absorbție, aditivii precum acizii organici funcționează cel mai bine.

De asemenea, apa de răcire este importantă pentru a menține temperatura băii în jur de 18-22 °C.

Densitatea curentului, temperatura și timpul

• Densitatea curentului: Sursa de alimentare DC și limitatorul de curent o gestionează. Aceasta trebuie să fie în jur de 1,5-3 A/dm². Curentul mai mare accelerează procesul, dar nu oferă uniformitate.
• Tensiune: Cei 12-24 volți sunt suficienți pentru uz general. Cu toate acestea, ea poate fi modificată în funcție de aliaj sau de grosime.
• Timp: Anodizarea durează 30-60 de minute. Mai mult timp creează straturi mai groase.

Formarea structurii porilor

Am discutat deja despre formarea porilor prin intermediul curentului electric în timpul anodizării. Astfel, agitatoarele distribuie uniform substanțele chimice în ele. Coloranții le umplu atât de corect încât acestea nu s-ar coroda ușor.

Anodizare cu acid cromic vs. anodizare cu acid sulfuric

Acid cromic (tip I):

Folosește acid cromic 3-10% în baie. Produce straturi mai subțiri (2-5 µm) cu o rezistență excelentă la coroziune, dar cu o capacitate limitată de vopsire.

Acest proces utilizează acid cromic 3-10% în baie. Funcționează cel mai bine pentru a face pereții mai subțiri și pentru a opri coroziunea. Cu toate acestea, nu se aplică tuturor straturilor de acoperire.

Acid sulfuric (tip 2/3):

Este mai bine să se utilizeze pentru realizarea unor straturi mai groase care pot reține puternic vopseaua. În acest caz, anodizarea dură oferă durabilitate extremă.

Rolul catodului

Circuitul se termină la catod (plumb sau oțel). În acest punct, se formează hidrogen gazos pentru a permite reacția anodului cu ionii de oxigen.

Impactul compoziției aliajului

Particulele mai mari de siliciu din ADC12 blochează reacțiile, din cauza cărora stratul de oxid nu aderă bine.

Între timp, siliciul inferior din A380 absoarbe vopseaua uniform.

Procese post-nodizare și controlul calității

Mecanisme de etanșare

Este important să sigilați stratul poros. Acest lucru va îmbunătăți bariera de protecție. Le puteți sigila folosind apă fierbinte (90-100°C timp de 15-30 de minute). Se creează oxid de aluminiu hidratat.

Procesul de vopsire

Coloranții organici sau anorganici acoperă stratul poros de oxid. În acest caz, producătorii pun piesele în băi de vopsire la 50-60°C timp de 5-20 de minute. De asemenea, pulverizarea și acoperirea prin imersie distribuie culoarea în mod egal.

Testarea grosimii

Microscopia transversală măsoară grosimea. După cum se arată în imagine, eticheta oxide reprezintă stratul de oxid, iar A1 este pentru suprafața de aluminiu.

Nivelul de grosime trebuie să fie în conformitate cu standarde precum ISO 7583. Cerința se situează între 5-25 µm de tip 2 sau 25-100 µm de tip 3. De asemenea, încorporarea testului cu curent Eddy asigură un fundament nedistructiv.

Anodizare aluminiu turnat sub presiune Testarea coroziunii

Procesul care poate identifica dacă piesele se pot coroda sau nu este testul de pulverizare cu sare (ASTM B117). Producătorii pulverizează piesele și le lasă timp de 100-1000 de ore.

Testul de spectroscopie de impedanță electrochimică analizează capacitatea stratului de oxid în ceea ce privește rezistența la curenții electrici.

Standarde de calitate

Calitatea este, în general, pe primul loc. Astfel, piesele anodizate trebuie să îndeplinească standarde precum MIL-A-8625. Acest ghid despre porozitatea, grosimea și lipirea acceptabile.

Importanța controlului pH-ului în etanșare

Pentru a menține pH-ul băii de etanșare, este utilă alegerea unui pH de 5,5-6,5 (pentru acetat de nichel) sau a unui pH neutru (apă caldă). Din acest motiv, există mai puține șanse de etanșare incompletă.

Concluzie

Metodele adecvate de anodizare vor face ca piesele din aluminiu turnat să devină mai rezistente. Acestea pot rezista mai eficient la coroziune și pot arăta frumos. Tehnicile de turnare optimizate, aliajele adecvate și concentrarea precisă a anodizării generează un rezultat cu calitate și durabilitate. Există, de asemenea, standarde precum MIL-A-8625 din care producătorii pot obține informații adecvate privind finisarea.