Аналіз типових проблем при анодуванні алюмінію

Анодування алюмінію - це процес використання алюмінію або алюмінієвого сплаву як анода та свинцевої пластини як катода. Його електролізують у таких водних розчинах, як сірчана кислота, щавлева кислота та хромова кислота, з утворенням на поверхні оксидної плівки (зазвичай товщиною 3-15 мікронів). Серед них найбільш широко використовується анодування сірчаною кислотою. Покриття з анодування сірчаною кислотою має такі переваги, як висока адсорбційна здатність, легке ущільнення та фарбування, стійкість до корозії та очевидне прикрашання зовнішнього вигляду.
Анодування сірчаною кислотою є зрілим методом процесу зі зручною роботою, стабільним електролітом і низькою вартістю. Однак під час процесу анодування сірчаною кислотою неминуче виникають деякі проблеми, які впливають на якість оксидної плівки.
Проаналізуйте причину несправності та вживіть ефективних профілактичних заходів. Це має важливе практичне значення для підвищення якості сірчанокислотного анодування алюмінієвих сплавів.
1. Після анодування виробів з алюмінієвого сплаву сірчаною кислотою буде частково неокислена плівка з явними чорними плямами та смугами, а оксидна плівка матиме опуклість. Такі збої рідкісні, але все ж трапляються.
Причини вищезазначених несправностей, як правило, пов'язані зі складом, структурою та фазовою однорідністю алюмінію та алюмінієвих сплавів або з деякими іонами металу чи зваженими домішками, розчиненими в електроліті. Хімічний склад, структура та однорідність металевих фаз алюмінію та алюмінієвих сплавів впливають на формування та характеристики оксидних плівок. Чистий алюміній або алюмінієво-магнієві сплави частіше утворюють оксидні покриття, і якість покриття також хороша. Для алюмінієво-кремнієвих сплавів або алюмінієвих сплавів з високим вмістом міді важче утворити оксидну плівку, і отримане покриття є темним, сірим і малоглянцевим. Якщо поверхня утворює неоднорідні структури в кожному компоненті через неоднорідність металевих фаз, структурну сегрегацію, сегрегацію мікроскопічних домішок або неправильну термічну обробку, то селективне окислення або селективне розчинення, швидше за все, відбудеться. Якщо локальний вміст кремнію в алюмінієвому сплаві є ізольованим, це часто пов’язано з відсутністю оксидної плівки, утворенням смугастих чорних плям або утворенням пор через локальне селективне розчинення. Надмірна кількість домішок, пилу та металевих домішок, таких як іони міді та заліза, зважені в електроліті, також можуть спричинити появу чорних плям або смуг на оксидній плівці, що впливає на її антикорозійні властивості.
2. Деякі анодовані деталі, оброблені в одному резервуарі, можуть не мати оксидної плівки, або оксидна плівка може бути тонкою чи неповною, або може спостерігатися горіння та корозія в зоні контакту між пристосуванням і деталями. Цей тип несправності часто виникає під час виконання процесу кислотного анодування, що серйозно впливає на якість анодування алюмінієвого сплаву.
Завдяки чудовій ізоляції плівки оксиду алюмінію компоненти алюмінієвого сплаву повинні бути надійно встановлені в загальних або спеціальних фіксуючих пристроях перед анодуванням, щоб забезпечити хорошу провідність. Провідний стрижень має бути виготовлений з міді або матеріалу з мідного сплаву, щоб забезпечити достатню площу контакту. Сліди від контакту між приладом і компонентами повинні бути мінімальними та забезпечувати вільний протікання струму. Якщо площа контакту занадто мала, а щільність струму занадто висока, деталі або пристосування можуть перегрітися та згоріти. Оксидна плівка відсутня або неповна, в основному через поганий контакт між пристосуванням і деталлю, погану провідність або неповне видалення оксидної плівки на пристосуванні.
3. Після анодування алюмінієвого сплаву сірчаною кислотою, особливо після наповнення та герметизації, при торканні рукою оксидна плівка стає пухкою, перетворюється на порошок і далі відшаровується, оголюючи серйозний шар порошку на поверхні компонента, що призводить до погана стійкість до корозії. Цей тип несправності в основному виникає влітку, особливо в резервуарах для анодування сірчаної кислоти без систем охолодження. Після обробки одного-двох компонентів ємності з’являється сипучий порошок, що однозначно позначається на якості оксидного покриття.
Завдяки високому опору анодованого шару алюмінієвого сплаву під час процесу анодування виділяється велика кількість джоулева тепла. Чим вище напруга акумулятора, тим більше виділяється тепла, і температура електроліту продовжує зростати. Таким чином, процес анодування вимагає використання пристроїв для перемішування або охолодження для підтримки температури електроліту в певному діапазоні. За звичайних обставин температуру слід контролювати від 13 до 26 градусів, щоб покращити якість оксидної плівки. Якщо температура електроліту перевищує 30 градусів, оксидна плівка розпушиться і стане порошкоподібною, що погіршить якість плівки та навіть спричинить «сліди опіків» у важких випадках. Якщо температура електроліту постійна, щільність анодного струму також повинна бути обмежена, оскільки щільність анодного струму занадто висока і температура підвищується занадто швидко. Крім того, оксидна плівка схильна до розпушення порошку і піску, що дуже негативно позначається на якості оксидної плівки.
4. Оксидна плівка алюмінієвого сплаву після анодування сірчаною кислотою може стати тьмяною та мати точкову корозію. У важких випадках чорні точки корозії можуть стати дуже очевидними, що призведе до утилізації деталей і спричинить значні втрати.
Ці несправності часто є випадковими і мають особливі причини. У процесі анодування алюмінієвого сплаву, через те, що живлення припиняється, а потім знову вмикається, і відрізана частина залишається в баку для очищення протягом тривалого часу, кислотність бака для очищення занадто висока, якість води погіршується не чистий, і є зважені тверді речовини, тому оксидна плівка часто тьмяна і тьмяна. Осад часто збільшується, викликаючи електрохімічну корозію та точкову корозію компонентів алюмінієвого сплаву з чорними плямами. В електроліт може бути додана вода з-під крана, оброблена відбілювачем, вміст Cl - може перевищувати норму, або ємність з хлористим воднем не була ретельно очищена і може містити сірчану кислоту. Це призводить до того, що надлишок Cl - змішується з анодним електролітом. У результаті анодне окислення компонентів алюмінієвого сплаву призводить до точкової корозії, і продукт викидається.