آندایزینگ آلومینیوم :

تیم تحقیق و توسعه شرکت جلاپردازان پرشیا 95.06.13  

مقدمه:

آلومینیوم فلزی است سبک با رنگ متمایل به آبی که بعد ازسیلسیوم  فراوان ترین درصد از عناصر پوسته زمین را تشکیل می دهد. این فلز را در صنعت با استفاده از روش الکترولیتی از بوکسیت یا آلومین هیدراته Al₂O_3.2H₂O بدست می آورند.

آندایزینگ:

به مجموعه عملیاتی که با تشکیل یک لایه نازک اکسیدی بر روی قطعات آلومینیومی باعث افزایش سختی ، مقاومت در برابر خوردگی، ایجاد نمای تزئینی و تغییر برخی از خصوصیات فیزیکی آنها می گردد آندایزینگ اطلاق میشود.

آلومینیوم در شرایط معمولی نیز اکسیدي می شود بطوري که درمجاورت هوا و بطور معمول لایه اي از اکسید به ضخامت 0.01 میکرون و به صورت غیرمتخلخل بر روي سطوح قطعات آلومینیومی تشکیل می گردد کهوظیفه حفاظت از سطح فلز را در محیط برعهده دارد اما برتري و مزیت اکسیدایجاد شده در روش آندایزینگ نسبت به شرایط طبیعی مقاومت بیشتر آن درمقابل خوردگی است.

پوشش اکسیدي – آندي آلومینیوم از تعداد زیادي حفره هاي ششضلعی ساخته شده است که اندازه آنها در یک اینچ مربع حدود چند میلیون عددمی باشد. در وسط هر کدام از این شش ضلعی ها سوراخی وجود دارد کهاطراف و قسمت تحتانی ن توسط لایه اي اکسیدي از فلز مبنا جدا شده است .

مراحل اجرایی آندایزینگ:

1. آماده سازی قطعه

آ. سمباده ،شات بلاست

ب. چربیگیر برقی

پ. چربیگیر قلیایی

ت.اچ کاری

     2.    پولیش برقی

     3.    آندایزینگ

     4.    رنگ کاری

     5.    سیل کاری

     6.   خشک کردن

الکترولیت :

الکترولیت آندایزینگ میتواند انواع مختلف باشد :

1.اسید سولفوریک

2.اسیدکرومیک

3.اسید اگزالیک

4.ترکیبی( اسید سولفوریک + اسید اگزالیک ...)

آندایزینگ با استفاده از الکترولیت اسید سولفوریک:

از اسید سولفوریک با غلظت های مختلف 10 گرم بر لیتر تا 700 گرم بر لیتر استفاده میشود:

بیشترین غلظتی که به طور معمول بکار میرود 150 تا 250 گرم بر لیتر است.

                   با توجه به نمودار بیشترین قابلیت هدایت الکتریکی در 350 گرم بر لیتر یا 35% وزنی اسید سولفوریک است ولتاژ این حالت برای ایجاد آمپر 1.2A/dm² ککمترین مقدار خود را خواهد داشت.

سرعت تشکیل لایه ی اکسیدی در الکترولیت اسید سولفوریک به نوع آلیاژ آلومینیوم ، غلظت و جریان اعمال شده بستگی دارد . به طور متوسط با استفاده از اسیدسولفوریک به غلظت 10 یا 15% و جریان 1.5A/dm² در طول 2.4دقیقه یک میکرون به ضخامت لایه ی اکسیدی افزوده می شود.

استفاده از آب کلردار جهت ساخت حمام آندایزینگ یکی از مواردی است که باعث کاهش کیفیت کار میگردد، زیرا آنیون های کلر نیز از جمله ناخالصی مضر محسوب می شود. وجود ناخالصی مس در الکترولیت باعث کاهش کیفیت کاهش سختی و کاهش براقی میشود.

دمای محلول الکترولیت اسید سولفوریک:

هرچه غلظت وان آندایزینگ (اسید سولفوریک) بیشتر شود دمای کاری پایین تر است.

اگر درجه حرارت از مقادیر تعیین شده بیشتر شود مقاومت سایشی بین 20-12 درصد کاهش می یابد.

آماده سازی قطعات:

مراحل آماده سازی می تواند شامل :

1. شات بلاست یا سمباده زنی
2. پاک کننده های امولسیونی: جهت پاک کردن و برداشتن لایه های روغن سبک، گریس، روغن برش، باقیماندهذرات سمباده و پولیش کاری از سطح قطعات بکار میرود.( مثل الکل سفید ، مواد مرطوب کننده)

1. تمیزکاری غوطه وری که شامل محلول زیر:

4.  اچ کاری:

آ. قلیایی 

ب. اسیدی

بعد از اچ کاری شستشو در اسید نیتریک 10% به بهبود اچ کاری کمک میکند.

1. پولیش برقی:

تا براق شدن کامل باید پولیش داده شود.

مراحل اجرایی آندایزینگ :

1. تانک:  ( مقاوم به اسید سولفوریک )
2. کاتد:  ( سرب، آلومینیوم، گرافیت )
3. تلاطم در محلول : ( برای یکنواخت نگه داشتن دمای محلول )
4. کنترل دما و خنک کردن: ( برای یکنواخت نگه داشتن دمای محلول )
5. کنترل دما و خنک کردن: (سیرکوله کردن آب ، چیلر )
6. کنترل شدت جریان
7. قلاب ها: ( سیم آلومینیومی و آلیاژهای آ ن )
8. میله های حامل جریان( سیم مسی ،سیم الومینیومی)

رنگ کاری:

سیل کاری:

بعد از آندایزینگ چون اکسید آلومینیوم دارای سوراخ است ، در نتیجه گرد و خاک و روغن باعث خراب شدن سطح میشود در این صورت بایداین سوراخ ها پرشود تا سطح خراب نشود به زبان دیگر آب بندی شود.

بسته به نوع الکترولیت آب بندی مختلفی وجود دارد :

سیل کاری برای الکترولیت اسید سولفوریک :

1. سیل کاری با آب و بخار آب :

. آب مصرفی باید عاری از یون باشد

. دمای ان 89-90 درجه سانتی گراد باشد و میبایست با یک همزن دمارا یکنواخت کرد

. زمان عملیات سیل کاری 30 دقیقه

Ph: 5-6

1. سیل کاری با محلول   %5 دی کرومات پتاسیم

هدف :

اینکه هدف از آندایزینگ آلومینوم چیست ٬ پارامتر و ویژیگیهایی را که باید مورد ارزیابی قرار بگیرد تعیین می کند :

• تشکیل یک زیر لایه متخلخل جهت پذیرش بهتر رنگ و چسبندگی بهتر رنگ به سطح
• تشکیل یک لایه محکم با سختی بالا و مقاومت به سایش عالی
• تشکیل یک لایه با مقاوت عایقی و دی الکتریک بالا

در هر یک از موارد فوق یکی از ویژگیهای لایه آندایز مورد توجه عمده قرار گرفته ٬لذا درهر حالت ملاک کیفیت خوب با حالت دیگر متفاوت است