Обычная химическая обработка алюминия включает обработку хроматом, покраску, гальванику, анодирование и электрофорез. Механическая обработка включает в себя такие процессы, как чистка щеткой, полировка, пескоструйная обработка и шлифовка.
Раздел 1: Хроматная обработка
Хроматная обработка образует на поверхности изделия химическое конверсионное покрытие толщиной 0.5-4 микрометров. Это конверсионное покрытие обладает хорошей адгезией и в основном служит базовым слоем для покрытий. Внешний вид может быть золотым, алюминиевым или зеленым. Этот тип покрытия обладает хорошей электропроводностью, что делает его идеальным для электронных изделий, таких как проводящие полоски в аккумуляторах мобильных телефонов и электромагнитных устройствах. Подходит для всех изделий из алюминия и алюминиевых сплавов. Однако покрытие мягкое и не износостойкое, что делает его менее пригодным для внешних компонентов изделия.
Процесс хроматирования:Обезжиривание → Травление алюминиевой кислотой → Обработка хроматом → Упаковка → Хранение
Хроматная обработка подходит для алюминия, алюминиевых сплавов, магния и магниевых сплавов.
Требования к качеству:
Равномерный цвет и прекрасное покрытие без царапин и повреждений. Поверхность не должна быть шероховатой и пыльной.
Толщина покрытия должна составлять 0.3-4 микрометров.
Раздел 2: Анодирование
Анодирование создает на поверхности изделия однородный, плотный оксидный слой (Al2O3·6H2O, широко известный как корунд). Этот слой может достигать твердости 200-300 HV, а специализированные изделия могут подвергаться жесткому анодированию, достигая уровня твердости 400-1200 HV. Таким образом, твердое анодирование является важным процессом обработки поверхности гидравлических цилиндров и компонентов трансмиссии.
Более того, эта обработка обеспечивает превосходную износостойкость, что делает ее необходимой для продукции аэрокосмической и авиационной промышленности. Разница между анодированием и жестким анодированием заключается в возможности окрашивания анодированного слоя, при этом анодирование предлагает гораздо лучшие декоративные возможности.
Общие процессы:Типичные процессы анодирования включают матовый натуральный цвет, матовый натуральный цвет, блестящий натуральный цвет, блестящий матовый (может быть окрашен в любой цвет), полированный блестящий натуральный цвет, полированный матовый натуральный цвет, полированный блестящий цвет и полированный матовый цвет. Все эти покрытия можно использовать в осветительных приборах.
Процесс анодирования:Обезжиривание → Щелочное травление → Химическая полировка → Нейтрализация → Промывка → Нейтрализация → Анодирование → Крашение → Герметизация → Промывка горячей водой → Сушка
Распространенные проблемы с качеством:А. Поверхность выглядит пятнистой, обычно из-за плохой подготовки металла или некачественного материала. Решение: повторная термообработка или замена материала. Б. Поверхность имеет цвета радуги, часто из-за ошибок при анодировании. Решение: удалить покрытие и повторно анодировать. C. Серьезные царапины или потертости на поверхности обычно возникают в результате транспортировки или небрежной обработки. Решение: снять покрытие, отшлифовать и повторно анодировать. D. Во время крашения появляются белые пятна, обычно из-за масел или примесей в воде во время анодирования.
Стандарты качества:
Толщина покрытия 5-25 микрометров, твердость более 200 HV, скорость изменения цвета при испытании на герметичность менее 5%.
Испытание в солевом тумане в течение более 36 часов, соответствует уровню 9 стандартов ЦНС.
На поверхности отсутствуют царапины, потертости и изменения цвета.
Примечание:Алюминий, отлитый под давлением (например, A380, A365, A382), не должен подвергаться анодированию.
Раздел 3: Гальваника алюминиевых материалов
Преимущества алюминия и алюминиевых сплавов:Алюминий и его сплавы обладают хорошей электропроводностью, быстрой теплопередачей, низкой плотностью и легкостью обработки. Однако они имеют и недостатки, такие как низкая твердость, плохая износостойкость, склонность к межкристаллитной коррозии и сложность сварки, что может ограничивать их применение. Чтобы преодолеть эти ограничения, современная промышленность использует гальванотехнику.
Преимущества гальванического покрытия алюминия:
Улучшает эстетику.
Повышает твердость поверхности и износостойкость.
Снижает коэффициент трения и улучшает смазывающую способность.
Улучшает поверхностную электропроводность.
Улучшает коррозионную стойкость (в том числе с другими металлами).
Облегчает сварку.
Улучшает прочность сцепления при термическом прессовании с резиной.
Увеличивает отражательную способность.
Восстанавливает размерные допуски.
Из-за высокой реакционной способности алюминия гальванические материалы обычно более реакционноспособны, чем сам алюминий. Таким образом, для обеспечения хорошей связи между промежуточным слоем цинка или цинкового сплава и алюминиевой подложкой необходим процесс химического преобразования, такой как погружение в цинк, сплав цинка с железом или сплав цинка с никелем. Алюминиевые конструкции, отлитые под давлением, являются пористыми; чрезмерное измельчение может привести к образованию микропор, образованию пузырей кислоты или отслаиванию.
Процесс гальваники:Обезжиривание → Щелочное травление → Активация → Вытеснение цинка → Активация → Гальваника (например, никель, цинк, медь) → Хромирование или пассивация → Сушка.
Требования к качеству:
Никаких пожелтений, дырочек, заусенцев, пузырей, царапин и других дефектов.
Толщина покрытия более 15 микрометров, испытание в солевом тумане продолжительностью 48 часов, соответствие уровню 9 военного стандарта и разность потенциалов в диапазоне 130-150 мВ.
Прочность соединения должна выдержать испытание на изгиб на 60-градусах.
Изделия для особых условий могут потребовать корректировки.
Раздел 4: Алюминиевое покрытие
Методы нанесения покрытия включают погружение, распыление, заливку, накатывание и нанесение кистью, причем основными методами являются окунание и распыление. Погружение или электрофоретическое покрытие использует электрохимические методы для нанесения частиц органической смолы на поверхность, образуя прозрачные или цветные органические покрытия. Среди них катодный электрофорез, разработанный в 1970-х годах, является основным методом в индустрии покрытий, известным своей превосходной коррозионной стойкостью, стабильностью цвета и хорошей адгезией.
Процесс нанесения покрытия:Механическое шлифование → Обезжиривание → Удаление оксидной пленки → Хроматная обработка → Распыление порошка или жидкости → Обжиг → Окончательный контроль → Упаковка → Хранение.
Раздел 5: Электрофоретическая обработка алюминия
Цветное электрофоретическое покрытие — это инновационная технология обработки поверхности, в которой используются электрохимические методы для нанесения коллоидных частиц органической смолы на компоненты, создавая прозрачные или окрашенные в различные цвета органические слои. По заряду частиц смолы в электрофоретической краске его можно разделить на анодный электрофорез (с отрицательно заряженными частицами смолы) и катодный электрофорез (с положительно заряженными частицами).
Слой электрофоретического покрытия обладает превосходной коррозионной стойкостью (более 400 часов при испытаниях в нейтральном солевом тумане), высокой стабильностью цвета и хорошей адгезией к основному металлу, что позволяет использовать его в различных механических процессах. Покрытие яркое, а цвета можно настроить в соответствии с требованиями пользователя, включая золотой, кофейный, бронзовый и черный. По сравнению с традиционными красками электрофоретические покрытия обеспечивают лучшие эксплуатационные характеристики при меньшем воздействии на окружающую среду.
Процесс электрофореза:
Электрофорез:Положительно заряженные частицы водорастворимой смолы и адсорбированные ими пигменты движутся к катоду.
Электроосаждение:Положительно заряженные частицы смолы достигают поверхности заготовки (катода) и разряжаются, образуя нерастворимый слой, который запекается для создания пленки.
Водопроницаемость:Влага вытесняется из наплавленного слоя; как только содержание влаги упадет до 5%-15%, можно начинать выпечку.
Электролиз воды:Постоянный ток электролизует воду, выделяя водород и кислород. Электролиз может снизить проницаемость, ухудшив внешний вид покрытия, уменьшив адгезию и увеличив потребление энергии; следовательно, важно свести к минимуму электролиз воды.
Раздел 6: Классификация и выбор условий нанесения покрытия
С точки зрения коррозионной стойкости при проектировании обработки поверхности следует учитывать следующее:
Драгоценные металлы (золото, платина), нержавеющая сталь с содержанием хрома более 18%, магнитные сплавы и никель-медные сплавы обычно не требуют дополнительных защитных слоев.
Детали из углеродистой, низколегированной стали и чугуна, склонные к атмосферной коррозии, должны иметь защитные покрытия.
Детали из меди и медных сплавов могут потребовать чистки кислотой, пассивации, гальваники или окраски для защиты, тогда как прецизионные детали из фосфористой или бериллиевой бронзы могут не нуждаться в поверхностной обработке.
Детали, изготовленные из алюминия и алюминиевых сплавов, могут подвергаться анодированию и герметизации. Мелкие детали, непригодные для анодирования, могут подвергаться химическому окислению. Для защиты литых алюминиевых сплавов можно использовать краску.
Детали из цинковых сплавов могут подвергаться фосфатированию, пассивированию, гальваническому покрытию или окраске для защиты.