Tvrdě eloxovaný, celým názvem tvrdá anodická oxidační úprava.Hlavním účelem tvrdě eloxovaných hliníkových slitin je zlepšit vlastnosti hliníku a hliníkových slitin, včetně odolnosti proti korozi, odolnosti proti opotřebení, odolnosti proti povětrnostním vlivům, izolace a adsorpce. Je vhodný jak pro deformovanou hliníkovou slitinu, tak případně pro tlakové lití dílů z hliníkové slitiny.
1. Úvod do procesu:
Obecně se požaduje, aby tloušťka tvrdého eloxovaného filmu byla 25-150um, ale většinou tloušťka tvrdého eloxovaného filmu je 50-80um. Zatímco tloušťka filmu je menší než 25 um, používá se pro spoje zubů a spirálové části. Tloušťka filmu anodického oxidu pro odolnost proti opotřebení nebo izolaci je asi 50 um. V některých speciálních technologických podmínkách je potřeba vyrobit tvrdý anodický oxidový film o tloušťce větší než 125 um. Je však třeba poznamenat, že čím silnější je film anodického oxidu, tím nižší může být mikrotvrdost jeho vnější vrstvy a drsnost povrchu vrstvy filmu může být zvýšena. Tvrdě eloxovaná nádrž, obecně roztok kyseliny sírové a kyseliny sírové přidané organické kyseliny, jako je kyselina šťavelová, kyselina sulfamová atd. Kromě toho lze tvrdého eloxování dosáhnout snížením anodizační teploty nebo koncentrace kyseliny sírové. U deformovaných hliníkových slitin s obsahem mědi vyšším než 5 procent nebo s obsahem křemíku vyšším než 8 procent nebo pro hliníkové slitiny lité pod vysokým tlakem křemíku lze rovněž uvažovat o speciálních opatřeních pro eloxování. Například pro hliníkovou slitinu řady 2XXX, aby se zabránilo spálení hliníkové slitiny v procesu anodické oxidace, lze jako elektrolytický roztok použít 385 g/l kyseliny sírové plus 15 g/l kyseliny šťavelové, proudová hustota by se měla také zvýšit na více než 2,5A/DM.
2. Způsob zpracování:
Existuje mnoho metod tvrdé eloxované elektrolýzy, jako je kyselina sírová, kyselina šťavelová, propylenglykol, kyselina sulfosalicylová a další anorganické soli a organické kyseliny. Napájecí zdroj lze rozdělit na DC, AC, AC a DC superpoziční, pulzní a superpoziční pulzní napájecí zdroj, široce používaný v následující tvrdé anodické oxidaci.
(1) metoda tvrdé anodizace kyselinou sírovou;
(2) metoda tvrdého eloxování kyselinou šťavelovou.
(3) Tvrdá anodická oxidace smíšeného kyselého typu
Mezi nimi je metoda kyseliny sírové široce používána jako metoda tvrdé oxidace.
3. Princip tvrdého eloxu
Mezi jednoduchým principem tvrdé anodické oxidace hliníkové slitiny s kyselinou sírovou a běžnou anodickou oxidací není žádný zásadní rozdíl, ale bude mít některé vedlejší reakce, pokud dojde ke smíšené kyselé tvrdé oxidaci.
(1) katodová reakce:4H plus 4E =2H2↑
(2) Anodická reakce:4OH-- 4E =2H2O plus O2↑
(3) Oxidace hliníku:kyslík vysrážený na anodě je atomový stav, aktivnější než molekulární stav kyslíku, snadněji reaguje s hliníkem: 2Al plus 3O→Al2O3.
(4) Dynamická rovnováha oxidace při rozpouštění anodického filmu:Oxidační film houstne s prodlužující se dobou vedení a zvyšováním proudu. Zároveň, vzhledem k dvojí povaze chemických vlastností (Al2O3), to znamená, že jde o alkalický oxid v kyselém roztoku, kyselý oxid v alkalickém roztoku. Není pochyb o tom, že roztok oxidového filmu je rozpuštěn v roztoku kyseliny sírové. Pouze když je rychlost tvorby oxidového filmu větší než jeho rychlost rozpouštění, oxidový film pravděpodobně zhoustne. Když je rychlost rozpouštění rovna rychlosti tvorby, oxidový film nezhoustne. Když je rychlost oxidace příliš vyšší než rychlost rozpouštění, povrch hliníku a hliníkové slitiny snadno vytvoří práškový oxidový film.
4. Technologické požadavky
Aby bylo možné získat kvalitnější tvrdý eloxovaný film a zajistit požadovanou velikost dílů, musí být zpracován podle následujících požadavků.
Kruhový akutní úhel:Zpracované díly nesmějí mít ostré úhly, otřepy a jiné ostré rohy z důvodu tvrdé oxidace, celková doba anodické oxidace je velmi dlouhá a oxidační proces (Al plus O2→A12O3 plus Q) sám o sobě je exotermická reakce. A protože obecné části hran a rohů jsou často koncentrovanější části proudu, tak tyto části s největší pravděpodobností způsobí části lokálního přehřátí, takže části byly spáleny. Všechny hrany a rohy hliníku a hliníkových slitin by proto měly být zkoseny a poloměr zkoseného kruhu Y by neměl být menší než 0,5 mm.
Povrchová úprava:Povrch dílů se po dokončení tvrdé anodické oxidace změní. U drsného povrchu se po této úpravě může objevit, než se původní vyrovná některé, ale u původní úpravy vyšší části, často po této úpravě, podle hladkého povrchu jas klesá místo toho, nižší amplituda v 1 ~ 2 magnitudě.
Dovolená velikost:Vzhledem k tomu, že tloušťka tvrdého oxidového filmu je vyšší, takže pokud hliníkové díly potřebují další zpracování nebo je třeba díly smontovat, je třeba předem rezervovat určitý přídavek na zpracování a specifikované upínací díly.
Vzhledem k tomu, že velikost dílů se musí při tvrdé eloxaci měnit, je proto při obrábění nutné předem předvídat možnou tloušťku a toleranci velikosti oxidového filmu a poté určit skutečnou velikost dílů před eloxováním, takže po zpracování v souladu s předepsaným tolerančním rozsahem.
Obecně řečeno, velikost součásti je zhruba polovina tloušťky oxidového filmu.
Jig:Vzhledem k tomu, že tvrdě eloxované díly v procesu oxidace musí odolat vysokému napětí a vysokému proudu, je nutné se ujistit, že přípravek a díly mohou udržovat vynikající kontakt, jinak dojde k poruše nebo spálení dílů, které se dotýkají částí závady v důsledku špatného Kontakt. Takže požadavky na různé tvary dílů a dílů po oxidaci mají specifické požadavky na konstrukci a výrobu speciálního přípravku.
Místní ochrana:Například ve stejné části, jak běžná anodická oxidace, tak tvrdé anodické oxidační díly podle povrchové úpravy a přesnosti dílů pro uspořádání konkrétního procesu. Obecně platí, že první běžné eloxování, v tvrdém eloxování, nemusí být tvrdá eloxovaná povrchová izolace, izolační metoda užitečná stříkací pistole nebo štětec, bude připravena na nitro gumu nebo perhydrogen vinylové lepidlo na povrchu nemusí být ošetřeno, izolační vrstva, která má být potažena tenkou a stejnoměrnou. Každý nátěr by měl být sušen při nízké teplotě po dobu 30 ~ 60 minut, celkem 2 ~ 4 nátěry.
5. Technologické charakteristiky
Tvrdě eloxovaný elektrolyt je elektrolyzován při teplotě -10 stupňů ~ plus 5 stupňů . Vzhledem k vysoké odolnosti oxidového filmu produkovaného tvrdou anodickou oxidací bude přímo ovlivněna oxidační intenzita proudu. Pro silnější oxidový film určitě zvýší napětí, jeho účelem je eliminovat vliv odporu je velký a zachovat proudovou hustotu, ale větší proud způsobí intenzivní jev zahřívání a vytvoří oxidový film uvolní hodně tepla Díky tomu, že se teplota elektrolytu prudce zvýší, zvýšení teploty urychlí rozpuštění oxidační membrány, oxidový film nezhoustne. Navíc jev zahřívání je nejzávažnější při kontaktu mezi fólií a kovem, pokud nebude včas vyřešen, dojde vlivem nárůstu teploty k vypálení místního povrchu zpracovávaných částí.
Řešení: kombinace chladicího zařízení a míchání. Chladicí zařízení pro nucené chlazení elektrolytu, míchání má zajistit rovnoměrnou teplotu elektrolytu v celé nádrži, aby se získal vysoce kvalitní tvrdý oxidový film.
6. Faktor vlivu
To, zda povrch hliníku a hliníkové slitiny může vytvářet vysoce kvalitní vrstvu tvrdého oxidu, závisí hlavně na složení koncentrace elektrolytu, teplotě, hustotě proudu a složení surovin.
Koncentrace elektrolytu:Když se elektrolyt kyseliny sírové používá pro tvrdou anodizaci, je obecně v rozmezí koncentrací 10 až 30 procent. Při nízké koncentraci je tvrdost oxidového filmu vysoká, zejména u čistého hliníku, ale hliníková slitina s vysokým obsahem mědi (CY12) je výjimkou. Ze slitiny hliníku s vyšším obsahem mědi lze snadno vyrábět sloučeniny CuAl2, které se rychleji rozpouštějí při oxidaci a snadno spálí hliníkové díly. Proto obecně není vhodné používat nízkou koncentraci elektrolytu kyseliny sírové, musí být ve vysoké koncentraci (H2SO4 v 300 ~ 400 g/l) při oxidační úpravě nebo použití metody superpozice AC-DC.
Vliv teploty na vrstvu filmu:Teplota elektrolytu má velký vliv na odolnost oxidového filmu proti opotřebení. Obecně řečeno, pokud teplota klesne, zvýší se odolnost anodického oxidačního filmu hliníku a hliníkové slitiny proti opotřebení, což je způsobeno snížením rychlosti rozpouštění elektrolytu pro film, aby se získala vyšší tvrdost oxidového filmu, měli bychom uchopit teplotu v rozmezí ±2 stupně pro tvrdou anodizační úpravu.
