Anodowanie twarde aluminium - czym jest ten proces?

Anodowanie aluminium jest znanym procesem ulepszania powierzchni części i obiektów wykonanych ze stopów glinu, najczęściej wytworzonych w ramach obróbki CNC, ale nie wyłącznie. Zapewnia ono bardzo dobrą odporność na korozję oraz ścieranie, jednak – jak w ramach niemal każdego procesu – ma kilka form.

O ile anodowanie typu I i II jest możliwe do wykonania w warunkach domowych (chociaż należy zachować ostrożność, ponieważ ten proces elektrochemiczny wykorzystuje kwas), o tyle anodowanie typu III – nazywane twardym – jest domeną wyspecjalizowanych zakładów.

Czym jest twarde anodowanie aluminium, jakie daje właściwości powierzchni oraz dlaczego lepiej je zlecić profesjonalistom?

Czym jest anodowanie aluminium?

Anodowanie aluminium jest procesem elektrochemicznym, w ramach którego na powierzchni części wykonanych ze stopów glinu wytwarzana jest powłoka tlenkowa (składająca się głównie z tritlenku glinu, AL2O3).

Uzyskuje się ją poddając obiekt oddziaływaniu kwasów oraz prądu elektrycznego o napięciu i natężeniu dostosowanym do parametrów konkretnego procesu. Jej głównym zadaniem jest poprawa ochrony przed korozją – chociaż aluminium jako takie rzadko rdzewieje, to w niektórych sytuacjach może do tego dochodzić.

Warstwa tritlenku glinu zapewnia znacznie lepszą ochronę niż naturalna powłoka tlenkowa, powstająca w wyniku kontaktu powierzchni z powietrzem atmosferycznym. Ma to ogromne znaczenie zwłaszcza w sytuacjach, w których części aluminiowe mają pracować w środowiskach agresywnych (np. wchodzić w kontakt z substancjami żrącymi), a zarazem istotna jest twardość uzyskanej powierzchni (anodowanie poprawia odporność na zarysowania, uszkodzenia mechaniczne i ścieranie) czy możliwość barwienia.

Co ważne, procesowi mogą być poddawane zarówno stopy glinu, jak i tytanu (tego drugiego – z racji mniejszej popularności – rzadziej). Parametry powłoki wytworzonej w ramach anodowania twardego wyróżnia:

• bardzo dobra odporność na ścieranie,
• wysoka twardość (do 550 HV) i odporność na perforację (1500 V przy grubości 50µm),
• bardzo wysoka odporność na korozję (do 1500 godzin ekspozycji w komorze solnej),
• poprawa odporności na ekspozycję termiczną (nawet do 2000 ºC)

Wyróżniamy 3 typy anodowania aluminium:

• anodowanie typu I – powłoka tlenkowa jest uzyskiwana dzięki użyciu do elektrolizy kwasu chromowego, a jej właściwości są wystarczająco dobre do wielu zastosowań (chociaż sama powłoka jest ciemniejsza). Co ważne, sprawdza się w anodowaniu obiektów o skomplikowanej strukturze,
• anodowanie typu II – najpopularniejsza forma wytwarzania warstwy tritlenku glinu na powierzchni części. Wykorzystuje kwas siarkowy o niskim stężeniu, a parametry uzyskanej powłoki są dobre, podobnie jak możliwości barwienia. To popularna metoda poprawienia odporności na korozję oraz zabarwienia powierzchni elementów wykonanych ze stopów glinu (np. w celach dekoracyjnych),
• anodowanie typu III, czyli twarde anodowanie aluminium – skomplikowane, dające bardzo wytrzymałą powierzchnię, uznawane za standard w wielu gałęziach przemysłu. Do wytworzenia warstwy tlenku na powierzchni metalu w procesie anodowania twardego wykorzystuje się kwas siarkowy o wysokim stężeniu. Również napięcie oraz natężenie prądu są znacznie wyższe w trakcie elektrolizy, a te wartości zmieniają się w trakcie procesu. Efektem jest twarda powłoka anodowa, którą charakteryzuje wysoka odporność mechaniczna, odpowiadająca bardzo wymagającym zastosowaniom (np. elementów silnika czy wyposażeniu wojskowym).

Twarde anodowanie aluminium - na czym polega III typ tego procesu?

Z pewnością – twarde anodowanie jest najbardziej skomplikowanym z trzech procesów wytwarzania warstwy tlenkowej na powierzchni aluminium i jego stopów. Jest to proces wieloetapowy i wymaga z jednej strony wiedzy dotyczącej rodzaju stopu jak i oczekiwanego efektu (np. uzyskanej grubości powłoki tlenkowej).

Sam proces można podzielić na kilka kroków:

1. Odtłuszczanie
Po zakończeniu obróbki metalu (np. w ramach usług CNC), części lub obiekty anodowane są w pierwszej kolejności dokładnie myte i odtłuszczane; w niektórych przypadkach niezbędne jest polerowanie chemiczne (usuwające zarysowania). Celem jest uzyskanie wolnej od zabrudzeń powierzchni.

2. Płukanie
Przed rozpoczęciem procesu elektrolitycznego elementy są dokładnie płukane, rozjaśniane i ponownie płukane.

3. Anodowanie twarde
Tak przygotowane części poddawane są anodowaniu twardemu, w trakcie którego są zanurzane w kąpieli z kwasu siarkowego o odpowiednim (wysokim) stężeniu oraz wystawione na działanie napięcia o zmiennej mocy oraz natężeniu – w zależności od etapu procesu.

4. Barwienie dodatkowe
Po zakończeniu cyklu anodowania części mogą być poddane dodatkowemu barwieniu – czy to przy użyciu barwników organicznych (SANDALOR), czy wytworzeniu odpowiedniej grubości powłoki tlenkowej (im grubsza, tym ciemniejszy odcień).

5. Uszczelnianie
Ostatnim etapem anodowania – każdego typu – jest uszczelnianie, które może odbyć się na zimno lub ciepło.

Zastosowanie anodowania twardego

Prostą odpowiedzią jest „w każdym zastosowaniu, w którym wymagana jest wysoka odporność mechaniczna powierzchni oraz właściwości inżynierskie aluminium, takie jak niska masa czy dobre przewodnictwo cieplne”.

Zastosowania anodowania twardego wiążą się z oferowanymi przez ten proces parametrami, a co za tym idzie części poddane mu mają zastosowanie w branżach takich jak:

• automotive – szeroka gama części do samochodów, zarówno silników, jak i układu napędowego czy zawieszenia,
• lotniczym,
• wojskowym (np. części do broni czy konstrukcyjne),
• stoczniowym (z racji bardzo dużej odporności na oddziaływanie soli),
• medycznym (np. narzędzia chirurgiczne),
• sprzęt AGD (np. płyty grzejne czy wnętrza piekarników premium).

Dlaczego twarde anodowanie lepiej zlecić firmie zewnętrznej?

W Internecie (na forach czy YouTube) jest wiele poradników, z których można się dowiedzieć „jak anodować części aluminiowe w domu”. Dotyczą one najczęściej procesów wytwarzania tlenków na powierzchni aluminium typów I i II – głownie ze względu na większą dostępność akcesoriów niezbędnych do przeprowadzenia tych procesów (kwasu chromowego czy siarkowego o niższym stężeniu), jak i niższy poziom skomplikowania.

W RADMOT oferujemy usługi frezowania CNC, usługi toczenia CNC, jak i wiele usług dodatkowych, w tym mycie, anodowanie aluminium, znakowanie laserowe oraz montaż. Mamy do Twojej dyspozycji ponad 80 nowoczesnych maszyn w naszym parku maszynowym, wszystkie od renomowanych producentów. Pobierz prezentację i sprawdź na jakich obrabiarkach produkujemy części.

Skontaktuj się z nami i powiedz, czego potrzebujesz. Usługi CNC świadczymy od niemal 40 lat. Nasza wycena jest zupełnie darmowa. A jeśli będziesz mieć wątpliwości, jaka technologia sprawdzi się u Ciebie najlepiej, nasza fachowa wiedza jest na Twoje usługi.