>> Proces eloxování


ANODICKÁ OXIDACE HLINÍNKU A JEHO SLITIN


--------------------------------------------------------------------------

       Eloxování je zajímavou povrchovou úpravou hliníku a jeho slitin. Pro dobré vlastnosti této konverzní vrstvy nachází široké uplatnění v průmyslu. Korozní odolnost, barevnost, lesklý nebo matný povrch dává součástce dekorativní vzhled. Z technologického hlediska jde o povrchovou úpravu finančně méně náročnou, ekologicky šetrnou, kde nejsou použity toxické látky. Likvidace odpadních vod a vyčerpaných lázní spočívá v neutralizaci a  sedimentaci kalů. Zahuštěné kaly zlikviduje odborná firma nebo je možné dále zpracovat (zahustit) na kalolisu.

    Úvod: Inovace technologie eloxování přinesla z ekologického hlediska šetrnější postupy, nové chemické přípravky a rozšířila sortiment eloxovatelného materiálu. O pracovním postupu a nových chemických materiálech přinášíme následující informaci:

Technologický předpis je zaměřen na anodickou oxidaci hliníku a jeho slitin v přípravcích Rogal. Jedná se o inovovanou technologii, která zajišťuje efektní povrchovou úpravu s dobrou korozní odolností a ochranou proti opotřebení. Tato technologie přinesla vyžší produktivitu, zvýšenou kvalitu- hlavně vzhledu, zlepšení pracovního prostředí a je také přínosem v oblasti ekologie. Dnes se eloxují materiály, které dříve nebylo možné kvalitně eloxovat.

Princip procesu: Průchodem stejnosměrného proudu v lázni vhodného složení dochází k polarizaci, anoda je oxidována a vytváří se na ní tvrdý a stabilní oxid. (Použití střídavého proudu z důvodu pomalé tvorby vrstvy nemá provozní význam).

Průběh sumárních elektrochemických a chemických reakcí při anodické oxidaci hliníku:

2 H2O-----O2 + 4H + 2e -
2 H2SO4 -----H2S2O8  + 2H + + 2e -
H2S2O8 -----H2SO5  + H2SO4
H2SO5   +   H2O ------ H2SO4 + O2 + 2H +  + 2e -
2 Al  +  2/3 O2 ------Al2O3   - vlastní tvorba
Al2O3 +  3 H2SO4 ------  Al2(SO4)3 +  3H2O  - nežádoucí rozpouštění
Al2O3  +  H2O  -------  Al2O3. H2O   -  po utěsnění

 Při průchodu elektrického proudu lázní vzniká velké množství tepla, proto je nutné chlazení nejen roztoku, ale hlavně vrstvy. Na anodickou oxidaci působí několik činitelů, které je nutné vyváženě sladit, aby bylo dosaženo nejvýhodnějších podmínek: Příznivý vliv na proces má optimální složení lázně. Zvýšená koncentrace kyseliny sírové zvyšuje vodivost, ale i rozpouštění vrstvy. Zvýšená teplota zvyšuje vodivost lázně, tím tvorbu oxidů, ale i rozpouštěni vrstvy. Proces urychluje vyžší proudová hustota, ale současně se zvyšuje teplota, která urychluje rozpouštění a spálení vrstvy. Poněvadí se eloxují legované materiály, dochází během procesu  k rozpouštění legury, nebo jsou uzavřeny do povlaku.

Složení vrstvy: Vrstva je složena z různě hydratovaného oxidu hliníku a po utěsnění vzniká monohydrát, vzorce Al2O3.H2O.

Vlastnosti vrstvy:

Vzhled vrstvy: Z velké části je vzhled závislý na složení materiálu, ale i technologie má vliv na kvalitu povrchu. Odmaštění a moření v lázni Rogal 18 dává  rovnoměrnější a lesklejší povrch než moření v hydroxidu sodném. Eloxační lázeň Rogal 3 z důvodu nižší agresivity dává jasnější a rovnoměrnější povlak. Legující prvky rozpouštějící se během procesu neovlivňují vzhled, zvyšují jen porezitu. Složky nerozpustné - křemík, hořčík a mangan tvoří vrstvy šedé.

Hustota: Hustota vrstvy je nepříznivě ovlivněna rozpustnými přísadami, zvyšující se tloušťkou a vyžší teplotou lázně. Poreznější vrstvy jsou lépe a sytěji barvitelné. Málo porézní vrstvy jsou tvrdší.

Tvrdost: Oxidická vrstva je velmi tvrdý povrch, tím zajišťuje výrobku zvýšenou odolnost vůči abrazi.

Tepelná vodivost:Je podstatně nižší u oxidické vrstvy než u hliníku. Také je rozdílná tepelná roztažnost.

Elektrické vlastnosti: Homogenní kysličníková vrstva je izolant, průrazové napětí je 20-40 V/ 1mm2  pro tloušťku  5-10 µm

Korozní odolnost: Korozní odolnost v neutrálním prostředí ( pH  v rozmezí 6,5 až 8 ) je vysoká. Povlaky o tloušťce 20 µm jsou spolehlivou ochranou na venkovní atmosféře.

 

Poznámka: stručná informace o vlastnostech eloxační vrstvy je uvedena proto, aby byla provedena správná aplikace této povrchové úpravy. Technologický postup je nutné upřesnit na základě požadavku na vzhled, korozní odolnost a funkci. Před eloxací je možné použít mechanickou úpravu. Součástky lze i chemicky upravit elektrolytickým leštěním v lázni Rogal 27 nebo matováním. Současně v provozu ověřujeme matně pracující lázeň  Rogal 34, která dává saténové povlaky. Lázeň je technologicky nenáročná. Dále zkoušíme leštění v alkalické lázni Rogal 33 dávající pololesklý povrch.