Anodowanie twarde aluminium i jego stopów

Anodowanie twarde, znane również jako anodowanie typu III, jest przeprowadzane między innymi w elektrolitach kwasu siarkowego o wyższym stężeniu i niższej temperaturze niż w przypadku anodowania typu II. Dla przypomnienia, anodowanie typu II to anodowanie najbardziej popularne: z barwieniem lub bez.

Twarde warstwy tlenku anody typu III, które są stosowane w przemyśle do elementów wymagających bardzo odpornej na zużycie powierzchni, takich jak: tłoki, cylindry czy przekładnie hydrauliczne. Proces anodowania zwykle odbywa się w elektrolitach kwasu siarkowego, ale można również stosować inne elektrolity, takie jak kwas fosforowy, kwas szczawiowy i mieszaniny kwasów. Twarde powłoki tlenkowe są zazwyczaj grube tj. >25 µm, charakteryzują się większą twardością (zwykle >600 HV) i są wytwarzane w specjalnych warunkach anodowania (bardzo niska temperatura, wysoka gęstość prądu, specjalne elektrolity).

Stopy z serii 5xxx i 6xxx dobrze reagują na twarde anodowanie, podczas gdy stopy z serii 2xxx, 7xxx i inne, w tym stopy odlewnicze z wysoką zawartością miedzi i krzemu, nie. W przypadku stopów o wyższej zawartości krzemu i miedzi warstwa anodowana ma tendencję do wysokiej porowatości i niskiej twardości [1].

W przemyśle stosuje się elektrolity o stężeniach do 350 g/l kwasu siarkowego. Aby uzyskać grubą warstwę tlenku o grubości do 125 μm, należy zastosować wysokie gęstości prądu, wynoszące około 2,2–3,5 A·dm⁻², w zależności od metody wytwarzania elementu i złożoności stopu. Procesy z wyższą gęstością prądu generują więcej ciepła oporowego, co prowadzi do wyższej temperatury procesu. Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta rozpuszczalność rosnącego tlenku, co może wpływać na parametry techniczne tlenku. Dlatego, aby uzyskać grubszą warstwę tlenku podczas twardego anodowania, należy obniżyć temperaturę kąpieli anodowej, zazwyczaj do zakresu od około 0 °C, oraz intensywnie mieszać kąpiel podczas anodowania.

[1] Yerokhin, A. and R. H. U. Khan. Anodising of light alloys. In: Woodhead Publishing Series in Metals and Surface Engineering, Surface Engineering of Light Alloys, H. Dong, (Ed.), Woodhead Publishing, 2010, pp. 83–109.