آنادایز چیست؟ مراحل انجام، روش های رنگ آمیزی و هارد آنودایزینگ

 Vote: 2 person
آنادایزینگ چیست؟

آنادایز یا آنودایزینگ (Anodizing) یک فرآیند الکترولیتی برای تولید پوشش‌های اکسیدی ضخیم بر روی برخی فلزات است که با هدف بالا بردن مقاومت فلز در برابر خوردگی، افزایش استحکام و همچنین زیباسازی آن صورت می‌گیرد. این فرایند معمولاً در مورد آلیاژهای آلومینیوم انجام می‌شود. اما می‌توان آن را در مورد آلیاژهای منیزیم و تیتانیوم نیز اعمال کرد. لایه اکسیدی که طی Anodizing ایجاد می‌شود، معمولاً 5 تا 30 میکرون ضخامت دارد. هارد آنادایز نیز روشی مشابه Anodizing معمولی است؛ اما پوشش لایه اکسیدی که در این روش ایجاد می‌شود، بیشتر است (25 تا 100 میکرون). یکی از مراحل Anodizing، رنگ آمیزی است. رنگ آمیزی به روش‌های مختلفی انجام می‌شود؛ از جمله روش الکترولیتی و تداخلی. رنگ آنادایز ثبات خوبی دارد. آنودایزینگ یکی از بهترین پوشش‌های فلزی را ایجاد کند. زیرا علاوه بر اینکه غیر سمی است و به محیط زیست آسیبی نمی‌رساند، در برابر حرارت مقاوم بوده و تجزیه نمی‌شود.

آنادایز چیست و در مورد چه فلزاتی کاربرد دارد؟

آنودایز کردن یک فرآیند الکتروشیمیایی است که به منظور ایجاد مقاومت فلزات در برابر اکسیداسیون و خوردگی و سایش انجام می‌شود. این فرایند جنبه تزئینی نیز دارد و فلزاتی که آنادایز می‌شوند را می‌توان از جنبه‌های زیبایی شناختی و دکوراتیو نیز مورد استفاده قرار داد. آلومینیوم ایده‌آل‌ترین آلیاژ برای آنودایز کردن است. اما این روش در مورد سایر فلزات غیر آهنی مانند منیزیم و تیتانیوم نیز قابل استفاده است. آلومینیوم به طور طبیعی یک پوشش اکسیدی در سطح خود ایجاد می‌کند که مانع از ورود اکسیژن به قسمت‌های زیرین آن می‌شود. آنادایز کردن آلومینیوم، این اکسید محافظ طبیعی را غلیظ، ضخیم‌تر و محکم می‌کند. این پوشش بسیار سخت و محکم است. به طوری که بعد از الماس، آن را قوی‌ترین ماده سخت شناخته شده برای بشر می‌دانند.

آنچه که سبب ایجاد مقاومت فلز در برابر اکسیداسیون و خوردگی می‌شود، ایجاد یک پوشش اکسید آندی است که در سطح فلز ایجاد می‌شود. پوشش آندی بخشی از فلز است که ساختار متخلخلی دارد. تخلخل این ساختار اجازه تزریق‌های ثانویه مثل رنگ آمیزی آلی و معدنی را به بهترین نحو فراهم می‌کند. ساختار اکسیدی از زیر لایه آلومینیوم سرچشمه می‌گیرد. این لایه به طور کامل از اکسید آلومینیوم تشکیل شده است. اکسید آلومینیوم مانند رنگ یا آبکاری تنها به سطح فلز محدود نمی‌شود، بلکه به طور کامل با بستر آلومینیومی زیرین تلفیق و یکپارچه می‌شود. همین امر باعث می‌شود تا این پوشش اکسیدی پوسته پوسته نشود. از طرف دیگر، ساختار بسیار منظم و متخلخل حاصل از این لایه اکسیدی، امکان انجام فرآیندهای ثانویه مانند رنگ آمیزی و آب بندی را فراهم می‌کند.

جهت استعلام قیمت ورق آلومینیوم آنادایز و خرید با نازل‌ترین قمیت، از طریق شرکت مهندسی آنلاین سازه اقدام کنید. با ما تماس بگیرید: 66396090 - 021

آنادایز آلومینیوم چگونه انجام می شود؟

آنادایز کردن با غوطه‌ور کردن آلومینیوم در حمام الکترولیت اسید و عبور جریان الکتریکی از محیط انجام می‌شود. یک کاتد در داخل مخزن آنودایزینگ نصب شده است. آلومینیوم به عنوان یک آند عمل می‌کند، به طوری که یون‌های اکسیژن از الکترولیت آزاد می‌شوند تا با اتم‌های آلومینیوم در سطح قطعه‌ای که آنودایز می‌شود ترکیب گردد. بنابراین، Anodizing یک فرایند اکسیداسیون بسیار کنترل شده است.

در فرآیند الکترولیتی، اجزای مورد درمان به صورت آند در محلول اسید رقیق ساخته می‌شوند. اکسیداسیون در سطح جزء رخ می‌دهد و در نتیجه یک غشا یا لایه نازک اکسیدی منسجم تشکیل می‌شود که بسیار به زیرلایه فلزی زیرین می‌چسبد. آنودایز عمدتاً بر روی آلومینیوم و آلیاژهای آن انجام می‌شود. اما در مورد آلیاژهای منیزیم و تیتانیوم نیز قابل انجام است. قبل از شروع کار، سطح آلیاژ آلومینیوم باید پیش تصفیه شود. این پیش تصفیه بر ظاهر نهایی و خواص پوشش آنودایز تأثیر می‌گذارد. پیش تصفیه انواع مختلفی دارد؛ از فرآیندهای مکانیکی مانند پرداخت با ساینده‌ها گرفته تا عملیات شیمیایی مانند استفاده از پاک کننده‌ها برای حذف آلودگی‌ها و چربی‌ها از سطح و براق کننده‌های شیمیایی. یک نکته آنکه هر گونه عملیات ماشین کاری، سوراخ‌کاری یا جوش‌کاری باید قبل از آنودایز انجام شود.

آنودایز یک فرایند مبتنی بر آب و یک فرآیند اکسیداسیون بسیار کنترل شده است؛ تکنیک آسانی نیست و انجام آن مستلزم مهارت و دانش خاص خود است.

آنودایز آلومینیوم چه ویژگی هایی در آن ایجاد می کند؟

  • مقاومت مقاطع آلومینیومی را در برابر سایش بالا می‌برد.
  • مقاومت آن ها را در برابر خوردگی افزایش می‌دهد.
  • رنگ آمیزی و رنگ پذیری را بهبود بخشیده، افزایش می‌دهد و به این ترتیب، باز هم مقاومت در برابر خوردگی بیشتر می‌شود.
  • یک روش عالی برای تولید ورق رنگی آلومینیوم و پوشش دهی پروفیل آلومینیوم با ماندگاری بالا است.
  • آن را به یک عایق الکتریکی تبدیل می‌کند. اکسید فلزی که بر اثر Anodizing ایجاد می‌شود، خاصیت عایق الکتریکی قوی دارد.

محلول های مورد استفاده برای فرایند آنودایزینگ

در فرآیند آنودایز معمولاً از سه نوع محلول الکترولیت استفاده می‌شود:

  1. اسید کرومیک.
  2. محلول اسید سولفوریک.
  3. ترکیب اسید سولفوریک و اسید اگزالیک.

در مورد اسید کرومیک می‌بایست از اسید کرومیک 10٪ و در محدودۀ دمای 38-42 درجه سانتیگراد استفاده شود. با استفاده از این اسید، سرعت تشکیل لایه نازک اکسید بر روی فلز در حدود 15 میکرومتر در ساعت است. پوشش‌های آنودایزی که در این حالت ایجاد می‌شود، معمولی متخلخل و شفاف است و برای کاربردهای تزئینی با رنگ‌های مختلف پوشش‌ داده می‌شوند.

اسید سولفوریک به صورت محلول 10-15% در دمای 25 درجه سانتیگراد مورد استفاده قرار می‌گیرد. سرعت تشکیل پوشش آنادایز با استفاده از این الکترولیت، در حدود 25 میکرومتر در ساعت است.

با استفاده از مخلوط اسید سولفوریک و اسید اگزالیک می‌توان پوشش ضخیم‌تری از لایه آنادایز در سطح فلز ایجاد کرد. با این روش، این نرخ تشکیل پوشش در حدود 30 میکرومتر در ساعت است. مخلوط این دو اسید باید در دمای 30 درجه سانتی‌گراد مورد استفاده قرار گیرد.

انواع روش های آنادایز

آنادایز کردن به لحاظ فیزیکی به دو صورت انجام می‌شود:

  1. آنودایز دسته‌ای (Batch Anodizing)
  2. آنودایز پیوسته کویل (Continuous Coil Anodizing)

آلیاژهایی که اکستروژن شده‌اند، ورق ها و قطعات فلزی خمیده (خم دار)، مقاطع ریخته گری شده، ظروف پخت و پز و قطعات آلومینیومی ماشین‌کاری شده، به روش دسته‌ای آنادایز می‌شوند.

رفلکتورها، سیم پیچ های پیش نورد شده، فویل های آلومینیوم و مقاطع با شکل‌پذیری کمتر، به روش پیوسته آنادایز می‌شوند.

مراحل آنودایزینگ

  1. پاکسازی: در این مرحله، سطح مقاطع فلزی با پاک کننده‌های قلیایی و یا اسیدی تمیز شده تا چربی های و آلودگی ها رفع شود.
  2. پیش فراوری: در این مرحله، یک لایه نازک از آلومینیوم برداشته می‌شود تا یک روکش مات در سطح آن به وجود آید. این سطح مات با استفاده از محلول‌های داغ هیدروکسید سدیم ایجاد می‌شود تا عیوب جزئی سطح را از بین ببرد.
  3. روشن کننده (شفاف کننده): استفاده از ترکیبی از اسید سولفوریک و اسید فسفریک کمک می‌کند تا یک سطح صاف در آلومینیوم ایجاد شود و در عین حال سطحی روشن و شفاف ایجاد شود.
  4. آنودایز کردن: در این مرحله، پوشش آندی ایجاد می شود و با عبور جریان الکتریکی از یک حمام الکترولیت اسیدی که آلومینیوم در آن غوطه ور است، با فلز ترکیب می‌شود. ضخامت پوشش و ویژگی‌های سطح باید به دقت کنترل می‌شود تا مشخصات محصول نهایی را برآورده کند.
  5. رنگ آمیزی: رنگ آمیزی به روش‌های مختلفی انجام می‌شود. روش الکترولیت، اورگانیک، رنگ آمیزی یکپارچه و رنگ آمیزی تداخلی.
  6. آب بندی: این فرآیند منافذ لایه آندی را می‌بندد و سطحی را ایجاد می‌کند که در برابر لکه، سایش، خراشیدگی و تخریب رنگ مقاومت است.
  7. کنترل کیفیت: کنترل کیفیت جهت بررسی ضخامت لایه اکسیداسیون، یکنواختی رنگ، چسبندگی، آب بندی، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش انجام می‌شود.
مراحل آنودایزینگ فلزات

روش های مختلف رنگ آمیزی در فرایند آنادایز

  1. رنگ آمیزی به روش الکترولیت.
  2. رنگ آمیزی اورگانیک.
  3. رنگ آمیزی یکپارچه.
  4. رنگ آمیزی تداخلی.

تکنولوژی هارد آنادایز چیست؟

آنادایز سخت یا هارد آنادایز (Hard anodizing) به فرایندی اتلاق می‌شود که در آن، یک پوشش اکسیدی ضخیم‌تر (در حدود 25 تا 100 میکرون) و با سختی بالاتر (معمولاً (500 – 900 HV در سطح فلز ایجاد می شود. هارد آنادایز به شرایط خاصی نیاز دارد: دمای بسیار پایین، چگالی بالا و الکترولیت های ویژه.

 هدف از Hard anodizing، ایجاد سطحی مقاوم در آلیاژهای آلومینیوم و افزایش مقاومت آن ها در برابر سایش است. پوششی که از طریق تکنولوژی هارد آنادایز ایجاد می‌شود، پوششی خاکستری رنگ تا سیاه و غیر متخلخل است. نکته قابل توجه اینکه این تکنولوژی را نمی‌توان در مورد همه آلیاژهای آلومینیوم بکار گرفت. آلیاژهای سری 5xxx و 6xxx به خوبی به آنودایز سخت پاسخ می‌دهند. در حالی که آلیاژهای 2xxx و سایر آلیاژها، از جمله آلیاژهای ریخته‌گری با محتوای مس و سیلیکون بالا، جواب نمی‌دهند. در آلیاژهای حاوی سیلیکون و مس بالاتر، لایه آنودایز متخلخل است و سختی پایینی دارد.

هارد آنادایز چه ویژگی هایی دارد؟

  • آنودایز سخت اغلب کم هزینه‌ترین پوشش مقاوم در برابر سایش است.
  • این روش را می توان در مورد آلیاژهای آلومینیوم اعمال کرد؛ به ویژه در مواردی که تنش های وارد بر فلز کم باشد.
  • برای محافظت از مقاطع آلومینیومی که سایش از طریق سیال، فرسایش دوغاب، فرسایش ذرات جامد و فرسایش مایع را تجربه می‌کنند، کاربرد دارد.
  • به استثنای قلیاها، در برابر بسیاری از مواد شیمیایی مقاوم است.
  • پوشش‌های حاصل از آنودایز ماهیت شکننده دارند؛ از این رو، در مواردی که سایش به صورت ضربه‌ای است، استفاده نمی‌شود و کاربردی ندارد.
  • هارد آنادایز در صنعت مهندسی، برای قطعاتی که به سطح بسیار مقاوم در برابر سایش نیاز دارند مانند پیستون، سیلندر و دنده هیدرولیک کاربرد پیدا می‌کند.

 


لطفا به این مطلب امتیاز دهید و ما را در بهینه کردن مطالب یاری نمایید.
one star rate
%0
two star rate
%0
three star rate
%0
four star rate
%0
five star rate
%100
 میانگین رای: 2 نفر

نظرات ( 0 )


ارسال پیام