Технологический процесс линии анодирования
Каждая линия EVESS проектируется индивидуально под задачи заказчика, но имеет общий концепт оснащения технологическими ваннами. Качество покрытия напрямую зависит от соблюдения режимов на каждом этапе.
Пять основных этапов маршрута
Последовательность фиксирована технологией: пропуск или нарушение режима любого этапа проявляется в готовом покрытии.
- 01
Механическая подготовка
Придаёт нужную геометрию и шероховатость до формирования плёнки: после анодирования снять покрытие без разрушения невозможно.
- 02
Химическая подготовка
Обезжиривание и травление: алюминий мгновенно покрывается оксидом на воздухе и впитывает масла из СОЖ - загрязнения удаляются полностью.
- 03
Анодирование
Основной этап - электрохимическое оксидирование в ванне с электролитом под током.
- 04
Окрашивание
При необходимости декоративного покрытия - сразу после промывки от кислоты, пока поры открыты.
- 05
Уплотнение
Финальный обязательный этап: открытые поры работают как капилляры и без герметизации со временем разрушают покрытие.
Ванны обезжиривания
После механической обработки - токарной, фрезерной, полировки - на металле остаются следы СОЖ, полировальных паст, минеральных масел и смазок. Эти остатки ухудшают адгезию и снижают качество покрытия, поэтому чистота поверхности на этапе подготовки критична.
Ванны обезжиривания - стационарные ёмкости из химически стойких полимеров с перемешиванием сжатым воздухом. Обработка ведётся в щелочных растворах с добавлением ПАВ, что повышает отмываемость загрязнений.
Виды обезжиривания
Химическое
Растворы щелочей с ПАВ при повышенных температурах.
Электрохимическое
Очистка с применением тока: эффективнее, не требует высоких температур - нет активного испарения электролита.
Комбинированное
Последовательно: сначала химическое, затем электрохимическое обезжиривание.
Ванны травления
Травление удаляет с поверхности детали оксидные плёнки, окалину и продукты коррозии, которые влияют на качество нанесения покрытия.
Особенность линии анодирования алюминия: в отличие от линий цинкования, хромирования или никелирования, травление выполняется и кислотой, и щёлочью.
Ванны травления - стационарные ёмкости из химически стойких полимеров с системой перемешивания электролита, бортовыми отсосами, подводом воды и сливом, датчиками уровня и температуры (при необходимости), крышками.
Виды ванн травления
Кислотное травление
Удаление оксидной плёнки и продуктов коррозии.
Щелочная ванна Е0
На основе едкого натра (NaOH) - начальный этап химического травления алюминия и его сплавов.
Щелочная ванна Е6
Сглаживание мелких дефектов (царапин) и формирование равномерной матовой поверхности перед анодированием.
Ванны осветления
Осветление относится к операциям активации (декапирования): удаляет окислы и травильный шлам после травления перед анодированием. Это обеспечивает более равномерное образование оксидной плёнки и более качественное покрытие.
Ванны осветления - стационарные ёмкости из химически стойких полимеров, чаще всего ПВХ. Оснащение: перемешивание электролита, бортовые отсосы, подвод воды и слив, датчик уровня, крышки.
Ванны анодирования
Анодирование (электрохимическое оксидирование) - основная операция, проводимая в водных растворах электролита в стационарных ёмкостях из химически стойких полимеров с подключением тока. Процесс сильно экзотермический, поэтому в состав оборудования обязательно входит система охлаждения: змеевик и чиллер.
Типы электролитов
Хромовокислые (I тип)
Коррозионностойкие покрытия до 10 мкм, не требуют уплотнения или наполнения. Подходят для клёпаных и сварных деталей; твёрдость и износостойкость - низкие.
Сернокислые (II тип)
Самый распространённый электролит, неприхотлив к большинству сплавов алюминия. Микротвёрдость 300–500 HV в зависимости от сплава; поры - хорошие диэлектрики. Не подходит для клёпаных и сварных деталей; хорошо окрашивается, после анодирования слой герметизируется в ванне уплотнения.
Комбинированные (III тип)
Серно-хромовокислый электролит, обработка при отрицательных температурах: твёрдость 400–600 HV, повышенная износостойкость.
Щавелевокислые
Плотные, твёрдые и коррозионностойкие плёнки с естественной желтоватой окраской; повышенная диэлектрическая способность на литейных сплавах.
Фосфорнокислые
Высокоупорядоченные нанопористые плёнки: более мягкое растворение оксида и поры увеличенного диаметра по сравнению с сернокислотным методом.
Ванны наполнения
Наполнение - важный этап постобработки: заполнение микропор, которые неизбежно формируются в оксидном слое при анодировании. Операция существенно повышает коррозионную стойкость и долговечность покрытия.
Способы наполнения
Бесцветное наполнение
Гидротермальная обработка - выдержка в горячей воде или специальных растворах: гидратация оксида «закупоривает» поры, сохраняя естественный вид покрытия.
Цветное наполнение солями металлов
Поры заполняются растворами с ионами металлов (например, никеля): ионы осаждаются в порах, придавая оттенок и усиливая защитные свойства.
Органическое окрашивание
Органические красители проникают в пористую структуру слоя: широкая палитра цветов. После окрашивания обязательна операция уплотнения - иначе краситель вымывается.
Ванна уплотнения
Уплотнение - ключевая операция завершающей стадии: надёжно «запечатывает» микропоры оксидного слоя. Пористость нужна для адгезии и окрашивания, но без герметизации поры остаются уязвимым местом - через них к металлу проникают влага и агрессивные среды.
Если перед уплотнением проводилось окрашивание, ванна уплотнения фиксирует краситель внутри пор, не давая ему вымываться и выцветать в эксплуатации.
Что даёт уплотнение
Коррозионная стойкость
Герметизация пор перекрывает пути проникновения электролитов к алюминию.
Износостойкость
Уплотнённый слой плотнее и твёрже, лучше сопротивляется истиранию.
Долговечность цвета
Краситель зафиксирован в структуре и меньше выцветает под солнцем.
Электроизоляция
Закрытые поры снижают электропроводность покрытия.
Ванны промывки
Ванна промывки - ёмкость из химически стойких полимеров с деминерализованной или технической водой (выбор зависит от требований к чистоте поверхности и следующего этапа обработки).
Назначение - тщательная отмывка деталей от остатков электролита после операции. Качественная промывка исключает перенос химии в следующие ванны и загрязнение электролитов, которое ведёт к браку.
Классификация ванн промывки
По температуре воды
Холодная (15–39 °C) - стандартные случаи; тёплая (40–60 °C) - после обезжиривания, травления лёгких сплавов, хроматирования; горячая (свыше 60 °C) - после щелочных операций и перед сушкой.
По водообмену
Проточная - непрерывная подача свежей воды, стабильно низкая концентрация загрязнений, но повышенный расход; непроточная (ванны улавливания) - «перехватывает» унесённый электролит, концентрат возвращается на корректировку ванны или регенерацию.
По числу каскадов
Однокаскадная - проще, но менее экономична; многокаскадная противоточная - чистая вода подаётся в последнюю ванну и движется навстречу деталям: высокое качество промывки при кратно меньшем расходе воды.
Подберём электролиты и режимы под вашу КД
Работаем по вашему техпроцессу или разрабатываем свой.