Загальні хімічні обробки алюмінію включають обробку хромуванням, фарбування, гальванічне покриття, анодування та електрофорез. Механічна обробка включає такі процеси, як чистка, полірування, піскоструминна обробка та шліфування.
Розділ 1: Обробка хроматом
Обробка хроматом утворює хімічне конверсійне покриття на поверхні продукту товщиною 0.5-4 мікрометрів. Це конверсійне покриття має хорошу адгезію і в основному служить базовим шаром для покриттів. Зовнішній вигляд може бути золотим, алюмінієвим або зеленим. Цей тип покриття має хорошу електропровідність, що робить його ідеальним для електронних виробів, таких як провідні смужки в батареях мобільних телефонів і електромагнітних пристроях. Він підходить для всіх виробів з алюмінію та алюмінієвих сплавів. Однак покриття м’яке і нестійке до зношування, що робить його менш придатним для зовнішніх компонентів продукту.
Потік процесу хромування:Знежирення → Травлення алюмінієвою кислотою → Обробка хроматом → Упаковка → Зберігання
Хромована обробка підходить для алюмінію, алюмінієвих сплавів, магнію та магнієвих сплавів.
Вимоги до якості:
Рівномірний колір і тонке покриття без подряпин і пошкоджень. Поверхня не повинна бути шорсткою або запиленою.
Товщина покриття має бути 0.3-4 мікрометрів.
Розділ 2: Анодування
Анодування створює рівномірний щільний шар оксиду (Al2O3·6H2O, широко відомий як корунд) на поверхні продукту. Цей шар може досягати твердості 200-300 HV, а спеціалізовані вироби можуть піддаватися твердому анодуванню, досягаючи рівнів твердості 400-1200 HV. Таким чином, тверде анодування є важливим процесом обробки поверхні для гідравлічних циліндрів і компонентів трансмісії.
Крім того, така обробка забезпечує відмінну зносостійкість, що робить її необхідною для аерокосмічної та авіаційної продукції. Різниця між анодуванням і жорстким анодуванням полягає в можливості забарвлення анодованого шару, при цьому анодування пропонує набагато кращі декоративні можливості.
Загальні процеси:Типові процеси анодування включають матовий натуральний колір, блискучий натуральний колір, блискучий натуральний колір, глянцевий матовий колір (може бути пофарбований у будь-який колір), полірований блискучий натуральний колір, полірований матовий натуральний колір, полірований блискучий колір і полірований матовий колір. Всі ці покриття можна використовувати в освітлювальних приладах.
Потік процесу анодування:Знежирення → Лужне травлення → Хімічне полірування → Нейтралізація → Промивання → Нейтралізація → Анодування → Фарбування → Ущільнення → Промивання гарячою водою → Сушка
Поширені проблеми з якістю:A. Поверхня виглядає плямистою, як правило, через поганий стан металу або неякісного матеріалу. Рішення: повторна обробка або зміна матеріалу. B. Поверхня має веселкові кольори, часто через помилки під час анодування. Рішення: видалити покриття та повторно анодувати. C. Серйозні подряпини або потертості на поверхні зазвичай є результатом транспортування або недбалої обробки. Рішення: видалити покриття, відшліфувати та повторно анодувати. D. Білі плями з’являються під час фарбування, як правило, через наявність масел або домішок у воді під час анодування.
Стандарти якості:
Товщина покриття 5-25 мікрометрів, твердість понад 200 HV, швидкість зміни кольору під час випробування на герметичність менше 5%.
Випробування на сольовий туман понад 36 годин, відповідність стандартам CNS рівня 9.
Без подряпин, потертостей або зміни кольору на поверхні.
Примітка:Алюміній, відлитий під тиском (наприклад, A380, A365, A382), не повинен анодуватися.
Розділ 3: Гальванопластика алюмінієвих матеріалів
Переваги алюмінію та алюмінієвих сплавів:Алюміній і його сплави мають хорошу електропровідність, швидку теплопередачу, низьку щільність і легкість формування. Однак вони також мають недоліки, такі як низька твердість, погана зносостійкість, сприйнятливість до міжкристалітної корозії та труднощі під час зварювання, що може обмежити їх застосування. Щоб подолати ці обмеження, сучасна промисловість використовує гальванічне покриття.
Переваги алюмінієвого гальванічного покриття:
Покращує естетичність.
Підвищує твердість поверхні і зносостійкість.
Зменшує коефіцієнт тертя і підвищує змащувальні властивості.
Покращує поверхневу електропровідність.
Підвищує стійкість до корозії (в тому числі з іншими металами).
Полегшує зварювання.
Покращує міцність зчеплення при термічному пресуванні з гумою.
Підвищує відбивну здатність.
Ремонтує допуски розмірів.
Через високу реакційну здатність алюмінію гальванічні матеріали зазвичай більш реакційноздатні, ніж сам алюміній. Таким чином, для забезпечення хорошого зв’язку між проміжним шаром цинку або цинкового сплаву та алюмінієвою підкладкою необхідний процес хімічної конверсії, такий як занурення в цинк, сплав цинк-залізо або цинк-нікелевий сплав. Литі під тиском алюмінієві конструкції є пористими; надмірне подрібнення може призвести до появи точкових дірок, кислотних бульбашок або лущення.
Потік процесу гальванічного покриття:Знежирення → Лужне травлення → Активація → Витіснення цинку → Активація → Гальванопластика (наприклад, нікель, цинк, мідь) → Хромування або пасивація → Сушка.
Вимоги до якості:
Без пожовтіння, дірок, задирок, бульбашок, подряпин та інших дефектів.
Товщина покриття понад 15 мікрометрів, тест на сольовий туман протягом 48 годин, відповідність військовому стандарту рівня 9 і різниця потенціалів у діапазоні 130-150 мВ.
Міцність з’єднання має пройти 60-випробування на вигин.
Продукти для особливих умов можуть вимагати коригування.
Розділ 4: Алюмінієве покриття
Методи нанесення покриття включають занурення, розпилення, заливання, прокатку та нанесення пензлем, причому занурення та розпилення є основними методами. Занурення, або електрофоретичне покриття, використовує електрохімічні методи для осадження частинок органічної смоли на поверхню, утворюючи прозорі або кольорові органічні покриття. Серед них катодний електрофорез, розроблений у 1970-х роках, є основним методом у промисловості покриття, відомий своєю чудовою стійкістю до корозії, стабільністю кольору та хорошою адгезією.
Потік процесу нанесення покриття:Механічне шліфування → Знежирення → Видалення оксидної плівки → Обробка хроматом → Розпилення порошку або рідини → Випікання → Остаточна перевірка → Упаковка → Зберігання.
Розділ 5: Електрофоретична обробка алюмінію
Кольорове електрофоретичне покриття — це інноваційна техніка обробки поверхні, яка використовує електрохімічні методи для осадження колоїдних частинок органічної смоли на компоненти, створюючи прозорі або різнокольорові органічні шари. Залежно від заряду частинок смоли в електрофоретичній фарбі її можна розділити на анодний електрофорез (з негативно зарядженими частинками смоли) і катодний електрофорез (з позитивно зарядженими частинками).
Шар електрофоретичного покриття має чудову корозійну стійкість (перевищує 400 годин у випробуваннях із нейтральним соляним туманом), стійкість кольору та хорошу адгезію до основного металу, що дозволяє виконувати різні механічні процеси. Покриття яскраве, а кольори можна налаштувати відповідно до вимог користувача, включаючи золото, каву, зброю та чорний. Порівняно з традиційними фарбами, електрофоретичні покриття забезпечують кращу ефективність нанесення з меншим впливом на навколишнє середовище.
Процес електрофорезу:
Електрофорез:Позитивно заряджені водорозчинні частинки смоли та адсорбовані ними пігменти рухаються до катода.
Електроосадження:Позитивно заряджені частинки смоли досягають поверхні заготовки (катода) і розряджаються, утворюючи нерозчинний шар, який запікається для створення плівки.
Водопроникність:З нанесеного шару відводиться волога; як тільки вміст вологи знизиться до 5%-15%, випікання можна починати.
Електроліз води:Постійний струм електролізує воду, вивільняючи водень і кисень. Електроліз може зменшити проникність, впливаючи на зовнішній вигляд покриття, зменшуючи адгезію та збільшуючи споживання енергії; отже, мінімізація електролізу води є важливою.
Розділ 6: Класифікація та вибір умов покриття
З точки зору стійкості до корозії, проект обробки поверхні повинен враховувати наступне:
Дорогоцінні метали (золото, платина), нержавіюча сталь із вмістом понад 18% хрому, магнітні сплави та нікелево-мідні сплави зазвичай не потребують додаткових захисних шарів.
Деталі з вуглецевої, низьколегованої сталі, чавуну, схильні до атмосферної корозії, повинні мати захисні покриття.
Деталі, виготовлені з міді та мідних сплавів, можуть вимагати очищення яскравою кислотою, пасивації, гальванічного покриття або фарбування для захисту, тоді як прецизійні деталі, виготовлені з фосфористої або берилієвої бронзи, можуть не потребувати обробки поверхні.
Деталі, виготовлені з алюмінію та алюмінієвих сплавів, можна анодувати та ущільнювати. Дрібні деталі, непридатні для анодування, можуть піддаватися хімічному окисленню. Литі алюмінієві сплави можуть використовувати фарбу для захисту.
Деталі зі сплавів цинку можуть піддаватися фосфатуванню, пасивуванню, гальванічному покриттю або фарбуванню для захисту.
