Anodisering av pressgjuten aluminium skapar en skyddande yta. Först rengörs aluminiumgjutningsdelen. Därefter bildar en elektrisk ström i ett syrabad ett oxidskikt. Detta skikt förstärker aluminiumet och ökar dess motståndskraft mot slitage. Slutligen kan den anodiserade delen färgas för färg. Anodisering ger en produkt en specifik färg och ökar dess estetik. Porositet kan dock påverka den slutliga finishen.
Därför belyser denna artikel några viktiga parametrar för anodisering aluminium pressgjutning. Detta omfattar kvalitetskontroll, rutiner och förbehandlingstaktik.
Om du letar efter anodisering av gjutning av aluminiumtjänster för dina gjutningsdelar, välkommen att kontakta oss, vi kommer att lösa ditt problem, du kan gå till anodisering av gjuten aluminium sida för att få veta mer om anodisering av ytfinish.
Vad är pressgjutning av aluminium?
Gjutning av aluminium är en process som används mest. Det kan göra skarpa detaljerade delar för alla branscher. Det första steget i denna process är att smälta aluminiumlegeringen genom att värma den till dess smältpunkt.
Sedan går den smälta metallen igenom en injektionsprocess för att fylla stålformen jämnt under högt tryck. Formen ger produktens profilform och efter stelning blir delen redo för borttagning.
Processer för pressgjutning
- Alla delar med tunna väggar (1-2 mm) kan tillverkas med högtrycksgjutning. Detta beror på att den injicerar metall vid 10.000+ psi och därför fungerar snabbare. Denna process är också lämplig för massproduktion.
- Lågtrycksgjutning hanterar perfekt tunna till måttligt tjocka väggdelar. Det ger den faktiska formen utan att orsaka många defekter. Det är dock en långsam process och använder 20-100 psi.
- Vakuumgjutning rensar initialt fångad luft från formen. På grund av detta producerar gjutning inte små hål som så småningom omvandlas till porositet.
Vanliga aluminiumlegeringar
A380:
Denna legering har god flytbarhet på grund av närvaron av kiselelement i den. Tillverkarna använder 660-680°C temperatur för att gjuta den.
A380 passar i princip för tunnväggiga föremål och ger bättre hållfasthet för anodisering än högpresterande legeringar.
ADC12:
ADC12 har högre kiselhalt. Detta är anledningen till att dessa legeringar ger snäva toleranser med 2-3 mm väggar.
Alternativt är de inte mycket mer hanterbara att anodisera. Den injiceras vid en temperatur under 650-670°C.
Viktiga egenskaper
- Styrka: A380 producerar starka delar.
- Korrosionsbeständighet: ADC12 korroderar inte lätt.
- Anodisering: A380 går bra att anodisera. ADC12 är däremot svårare eftersom det finns ett överskott av kisel. Det stör oxidskiktet.
Defekter
Små hål (porositet) bildas när gjutningen misslyckas med att kyla metallen jämnt, vilket försvagar delarna.
Innehållet av smuts eller oxider kan fastna i metallen och orsaka inneslutningar. Dessa problem påverkar också anodiseringsresultatet och förstör på något sätt finishen.
Verktyg
Verktyg betyder form (matris). Den är vanligtvis tillverkad av stålmetall för att ha tillräcklig styrka. Det kan därför arbeta under hög värme (över 600°C) och tryck (10.000+ psi).
Ytfinish
Pressgjutna detaljer kan redan ha bättre och snyggare ytor, men det finns ett behov av att ta bort mindre brister. Deras nuvarande grovhet varierar mellan 1,6 och 3,2 µm (som fint sandpapper). Genom att polera dessa ytor kan de bli jämnare.
Vad är anodisering av aluminiumgjutning?
Anodisering är en elektrokemisk teknik. Det är som en ytterligare förstärkning av det naturliga oxidskiktet på aluminium. Efter anodisering korroderar delarna inte så lätt. De håller färgen bra och håller längre.
Inom fordons-, flyg- och konsumentelektronik används den för att tillverka funktionella och estetiska komponenter.
Elektrokemisk process
För att anodisera en del förbereds ett bad som innehåller en sur elektrolyt (t.ex. svavelsyra). Personalen sänker sedan ner aluminium i det.
Processen skapar ett hårt, poröst oxidskikt genom att ta en elektrisk ström. Detta resultat blir möjligt på grund av bildandet av syrejoner. De binder till aluminiumet.
Skikttjockleken kan vara mellan 5 och 100 mikrometer (µm) beroende på process.
Kemiska ekvationer
- Den kemiska ekvationen vid anoden (aluminiumdelen) är 2Al+3H₂O→Al₂O₃+6H⁺+6e-.
- Inne i den badliknande katoden finns 6H⁺ + 6e- → 3H₂.
Typer av anodisering Aluminiumformgjutning
1. Anodisering med kromsyra:
De flesta delar inom flyg- och rymdindustrin kräver tillräcklig hållbarhet och lägre vikt. I sådana fall fungerar anodisering med kromsyra bra. Med den blir det lättare att bilda ett tunt oxidskikt, typiskt 2-5 µm tjockt.
2. Anodisering med svavelsyra:
Den faller inom kategorin vanlig anodiseringstyp. Processen innebär användning av svavelsyra. Den kan skapa mycket tjockare oxidskikt som varierar mellan 5 och 25 µm.
I allmänhet skapar denna anodisering balanserade egenskaper för hållbarhet och estetik i delar. Det kan handla om konsumentprodukter som smartphones, köksredskap och arkitektur.
3. Hård anodisering:
Detta är en annan typ av anodisering som på liknande sätt använder svavelsyra. Den skiljer sig dock genom sin förmåga att skapa ett tjockare och hårdare oxidskikt. Det kan vara 25 till 100 µm.
Tjockare lager är viktiga för tunga delar för att skapa barriärer mot slitage. Exempel på detta är hydraulsystem, militär utrustning och industrimaskiner.
Mikrostruktur i det anodiserade skiktet.
Det finns porer i det anodiserade skiktet. Det liknar en bikakeliknande struktur. Porerna absorberar färg väl och ger ett skyddande skikt mot korrosion och slitage.
Bildningen av porstorlek beror på vilken process som används. Till exempel spänning (12-24 volt) och temperatur (18-22°C för typ II).
Konventionell anodisering kontra hård anodisering
Konventionell anodisering (svavelsyra) lämpar sig bäst för detaljer som behöver en estetisk touch eller medelhög slitstyrka.
Vid krav på extrem hållbarhet och hårdhet är hårdanodisering (typ 3) idealisk. Den kan uppnå en hårdhet på upp till 350-500 Vickers Hardness (HV).
Föranodisering för pressgjutning av aluminium
Rengöring
Aluminiumdelarna rengörs med flera olika rengöringsmedel. De vanligaste rengöringsmedlen är alkaliska (pH 10-12).
De fungerar vid 50-70°C. Det tar 5-10 minuter att avlägsna smuts, fett eller skräp. Rengöringsmedel bryter ner oljeinnehåll via förtvålning och omvandlar det till tvålform.
Dessutom finns det lösningsmedelsbaserade rengöringsmedel. De är för snabba och avfettar utan vatten.
Etsning
En slags något grov textur utan oxider kommer vanligtvis från att ha genomgått en etsningsprocess. Här används kaustiksoda (natriumhydroxid, 50-100 g/L). Processen sker vid 50-70°C och kräver 1 till 5 vilominuter.
Delarnas grovhet förbättras från 0,8 µm till 1,5-3 µm. Så att detaljen kan hålla eller fästa bra med färg. Överetsning är inte nödvändigtvis viktigt eftersom det orsakar gropfrätning.
Desmutting
Avsmältningsprocessen är bra att använda för enkel borttagning av svart smut. Smuts (rester av oxider och legeringselement) uppstår efter slutet av etsningssteget.
Det är därför de behöver en slags lösning (salpetersyra med en 10-30% andel) som löser upp deras lager.
Den syralösande reaktionen löser upp kvarvarande oxider, vilket tar 1-3 minuter. Det gör aluminiumytor helt rena.
Mätning av ytjämnhet
Ytjämnheten varierar men kan följas med hjälp av profilometri. Här används en penna för att analysera toppar och dalar.
Idealiska grovhetsparametrar ligger mellan 0,5 och 2,5 µm. Alltför hala delar håller inte beläggningar bra, medan hög grovhet inte leder till en jämn finish.
Betydelsen av uppehållstider och kemiska koncentrationer
Att fokusera på uppehållstiden hjälper till att få önskat resultat, antingen från rengöring eller etsning.
I annat fall kan delen skadas.
Om man t.ex. ger kaustiksodan längre tid (mer än 5 minuter) blir det en överetsning av tunna väggar.
Anodiseringsprocess för pressgjutning av aluminium
Elektrolytens sammansättning i Anodisering av gjutgods i aluminium
Badet bereds genom att svavelsyra blandas med vatten. För att kontrollera porbildningen eller förbättra absorptionen fungerar dock tillsatser som organiska syror bäst.
Kylvatten är också viktigt för att hålla badtemperaturen runt 18-22 °C.
Strömtäthet, temperatur och tid
- Strömtäthet: DC-strömkälla och strömbegränsare hanterar den. Den måste ligga runt 1,5-3 A/dm². Högre ström accelererar processen men ger inte jämnhet.
- Spänning: 12-24 volt är tillräckligt för allmänna ändamål. Den kan dock modifieras beroende på legering eller tjocklek.
- Tid: Anodisering tar 30-60 minuter. Mer tid skapar tjockare lager.
Bildande av porstruktur
Vi har redan diskuterat porbildningen via elektrisk ström under anodisering. Så omrörare fördelar kemikalier jämnt i dem. Färgämnen fyller dem så korrekt att de inte skulle korrodera lätt.
Anodisering med kromsyra kontra svavelsyra
Kromsyra (typ I):
Använder 3-10% kromsyra i badet. Ger tunnare skikt (2-5 µm) med utmärkt korrosionsbeständighet men begränsad infärgbarhet.
I denna process används 3-10% kromsyra i badet. Den fungerar bäst för att göra tunnare väggar och stoppa korrosion. Det gäller dock inte för alla beläggningar.
Svavelsyra (typ 2/3):
Det är bättre att använda för att göra tjockare lager som kan hålla färgen starkt. Hård anodisering ger extrem hållbarhet.
Katodens roll
Kretsen slutar vid katoden (ledningar eller stål). Vid denna punkt bildas vätgas som möjliggör anodreaktion med syrejoner.
Inverkan av legeringssammansättning
Högre kiselpartiklar i ADC12 blockerar reaktionerna, vilket gör att oxidskiktet inte fäster bra.
Samtidigt absorberar det lägre kislet i A380 färg på ett jämnt sätt.
Processer och kvalitetskontroll efter anodisering
Förseglingsmekanismer
Det är viktigt att täta det porösa skiktet. Detta kommer att förbättra skyddsbarriären. Du kan försegla dem med hett vatten (90-100°C i 15-30 minuter). Det skapar hydratiserad aluminiumoxid.
Färgningsprocess
Organiska eller oorganiska färgämnen täcker det porösa oxidskiktet. Tillverkarna lägger delarna i färgbad vid 50-60°C under 5-20 minuter. Även sprutning och doppbeläggning fördelar färgen jämnt.
Provning av tjocklek
Tvärsnittsmikroskopi mäter tjockleken. Som framgår av bilden representerar etiketten oxide oxidskiktet och A1 är för aluminiumytan.
Tjockleken måste vara i enlighet med standarder som ISO 7583. Kravet ligger mellan 5-25 µm för typ 2 eller 25-100 µm för typ 3. Genom att införliva Eddys strömtest säkerställs också en icke-förstörande grundläggande.
Anodisering av aluminiumgjutning Korrosionstestning
Den process som kan identifiera om delar kan korrodera eller inte är saltspraytestning (ASTM B117). Tillverkarna sprejar delarna och låter dem stå i 100-1000 timmar.
Det elektrokemiska impedansspektroskopitestet analyserar oxidskiktets förmåga när det gäller motståndskraft mot elektriska strömmar.
Kvalitetsstandarder
Kvalitet kommer i allmänhet först. Därför måste de anodiserade delarna uppfylla standarder som MIL-A-8625. Den vägleder om acceptabel porositet, tjocklek och vidhäftning.
Betydelsen av pH-kontroll vid tätning
För att bibehålla tätningsbadets pH-värde är det bra att välja ett pH-värde på 5,5-6,5 (för nickelacetat) eller neutralt pH (varmt vatten). På grund av detta finns det färre risker för ofullständig försegling.
Slutsats
Korrekta anodiseringsmetoder gör att de gjutna aluminiumdelarna blir starkare. De kan motstå korrosion mer effektivt och se vackra ut. Optimerade gjuttekniker, lämpliga legeringar och exakt anodiserad koncentration ger en produktion med kvalitet och hållbarhet. Det finns också standarder som MIL-A-8625 från vilka tillverkare kan få korrekta insikter om efterbehandling.