Etapy procesu utleniania anodowego stopów aluminium

Proces anodowego utleniania obejmuje szereg etapów:

1. przygotowanie powierzchni – przed anodowaniem elementy aluminiowe powinny być dokładnie oczyszczone, aby elektrolit zwilżał równomiernie całą ich powierzchnię. Z powierzchni usuwa się wszelkiego rodzaju tłuszcze oraz smary. Jeżeli wymagany jest specjalny wygląd powierzchni (np. wysoki połysk), wówczas stosuje się wstępne szlifowanie i polerowanie mechaniczne (niekiedy także polerowanie elektrolityczne lub chemiczne). Operacje odtłuszczania i trawienia prowadzi się łącznie, w gorącej kąpieli na bazie wodorotlenku sodu. Dodatki stopowe nieulegające trawieniu w roztworze alkalicznym (np. miedź, krzem) tworzą na powierzchni ciemny, ścieralny osad, który usuwa w etapie rozjaśniania w odpowiednich roztworach (np. kwasu azotowego).

2. proces anodowego utleniania w elektrolicie dobranym odpowiednio do przeznaczenia powłoki. W trakcie anodowania na powierzchni utlenianego elementu wydzielają się duże ilości ciepła, które muszą być skutecznie odprowadzane przez sprawne mieszanie i chłodzenie kąpieli. Przy nadmiernym wzroście temperatury roztworu tworzą się powłoki tlenkowe miękkie i łatwo ścieralne.

3. barwienie powłok  W celu uzyskania barwnych powłok tlenkowych na aluminium stosuje się barwniki organiczne i sole nieorganiczne. Po zanurzeniu detali aluminium pokrytych powłoką tlenkową w kąpieli barwiącej następuje dyfuzja barwnika w głąb porów, aż do warstwy zaporowej. Wewnątrz powłoki barwnik zostaje zaabsorbowany na bocznych ścianach porów. Inny sposób stanowi technologia elektrolitycznego barwienia powłok tlenkowych. Poanodowane i wypłukane elementy aluminiowe przenosi się do roztworu soli metali (np. miedzi, niklu lub cyny) i włącza się w obwód elektrolizy jako katody. Proces prowadzi się z zastosowaniem prądu zmiennego – w cyklach katodowych następuje redukcja jonów metalu (wewnątrz porów metal osadza się w formie igiełek ułożonych prostopadle do powierzchni aluminium). Taki dwufazowy układ Al2O3/metal silnie absorbuje światło, co przejawia się powstaniem trwałego zabarwienia powierzchni na kolor ciemnoniebieski, szary, brązowy, czarny, złoty lub czerwony.

4. uszczelnianie powłok – podczas uszczelniania następuje zasklepienie porowatej powłoki tlenkowej. Po tym zabiegu powłoka uzyskuje gładką, szklistą powierzchnię, a tym samym doskonale zabezpiecza metal podłoża przed korozją. Podczas uszczelniania warstwa tlenkowa zmienia swą budowę – tworzy się uwodniony tlenek Al2O3·H2O (bemit). Reakcji tej towarzyszy pęcznienie (na skutek przyłączenia wody krystalizacyjnej i zmiany struktury sieci krystalicznej), które prowadzi do zamknięcia porów i wytworzenia bardzo gładkiej powierzchni. Substancje zaabsorbowane przez powłokę są w niej “uwięzione” i nie można ich usunąć bez zniszczenia powłoki. Proces uszczelniania prowadzi się najczęściej w: gorącej wodzie (min. 96 oC; 2 min na 1μm grubości powłoki), parze wodnej, roztworach soli (np. octanach) niklu i kobaltu. Dobrą odporność korozyjną powłoki tlenkowej można uzyskać także przez uszczelnianie w roztworach dwuchromianu sodu lub potasu (nadają także powłoce żółtawe zabarwienie).

źródło:

http://www.chfie.agh.edu.pl/hydro/10.pdf