הקדמה קצרה של אנודייז קשה

אנודייז קשיח, טיפול חמצון אנודי קשה בשם מלא.המטרה העיקרית של אנודייז קשיח של סגסוגות אלומיניום היא לשפר את התכונות של אלומיניום וסגסוגות אלומיניום, כולל עמידות בפני קורוזיה, עמידות בפני שחיקה, עמידות בפני מזג אוויר, בידוד וספיחה. הוא מתאים גם לסגסוגת אלומיניום מעוותת וגם לחלקי סגסוגת אלומיניום ליציקת לחץ.

1. מבוא תהליך:

בדרך כלל, עובי סרט אנודייז קשיח נדרש להיות 25-150אום, עם זאת, לרוב עובי הסרט אנודייז קשיח הוא 50-80אום. בעוד שעובי הסרט הוא פחות מ 25um, הוא משמש עבור קשרי שיניים וחלקי ספירלה. העובי של סרט תחמוצת אנודי לעמידות בפני שחיקה או בידוד הוא בערך 50um. בתנאים טכנולוגיים מיוחדים מסוימים, נדרש לייצר סרט תחמוצת אנודי קשה בעובי של יותר מ-125um. אבל יש לציין שככל שסרט התחמוצת האנודי עבה יותר, כך המיקרו-קשיות של השכבה החיצונית יכולה להיות נמוכה יותר, וניתן להגדיל את החספוס של פני שכבת הסרט. מיכל אנודייז קשיח, בדרך כלל, תמיסת חומצה גופרתית וחומצות אורגניות בתוספת חומצה גופרתית, כגון חומצה אוקסלית, חומצה סולפאמית וכו'. בנוסף, ניתן להשיג את הטיפול באנודייז קשה על ידי הפחתת טמפרטורת האנודיז או ריכוז החומצה הגופרתית. ניתן לשקול אמצעי אנודיזציה מיוחדים גם עבור סגסוגות אלומיניום מעוותות עם תכולת נחושת גדולה מ-5 אחוזים או תכולת סיליקון גדולה מ-8 אחוזים, או עבור סגסוגות אלומיניום יצוק בלחץ סיליקון גבוה. לדוגמה, עבור סגסוגת אלומיניום מסדרת 2XXX, על מנת להימנע מסגסוגת האלומיניום שנשרפה בתהליך החמצון האנודי, ניתן להשתמש ב-385g/L חומצה גופרתית בתוספת 15g/L חומצה אוקסלית כפתרון האלקטרוליטי, יש להגדיל את צפיפות הזרם ל- יותר מ-2.5A/DM.

2. שיטת תהליך:

ישנן שיטות רבות של אלקטרוליזה קשה, כגון חומצה גופרתית, חומצה אוקסלית, פרופילן גליקול, חומצה סולפוסיצילית ומלחים אנאורגניים וחומצות אורגניות אחרות. ניתן לחלק את אספקת הכוח ל-DC, AC, AC ו-DC superposition, דופק וסופרפוזיציה דופק, בשימוש נרחב בחמצון האנודי הקשה הבא.

(1) שיטת אנודיז קשה של חומצה גופרתית;
(2) שיטת אנודיז קשה של חומצה אוקסלית.
(3) חמצון אנודי קשה מסוג חומצה מעורבת

ביניהם, שיטת חומצה גופרתית נמצאת בשימוש נרחב כשיטת חמצון קשה.

3. עקרון של אנודייז קשה

אין הבדל מהותי בין עיקרון החמצון האנודי הקשה של סגסוגת אלומיניום חומצה גופרתית פשוטה לבין חמצון אנודי רגיל, אבל יהיו לו כמה תגובות לוואי אם חמצון קשה חומצה מעורבת.

(1) תגובת קתודה:4H פלוס פלוס 4E =2H2↑
(2) תגובה אנודית:4OH-- 4E =2H2O בתוספת O2↑
(3) חמצון אלומיניום:החמצן המושקע על האנודה הוא מצב אטומי, פעיל יותר מהמצב המולקולרי של חמצן, קל יותר להגיב עם אלומיניום: 2Al בתוספת 3O→Al2O3.

(4) שיווי משקל דינמי של חמצון בהתמוססות של סרט אנודי:סרט החמצון מתעבה עם עליית זמן ההולכה ועליית הזרם. יחד עם זאת, בשל האופי הכפול של (Al2O3) תכונות כימיות, כלומר, זה תחמוצת אלקליין בתמיסה חומצית, תחמוצת חומצית בתמיסה אלקלית. אין ספק שתמיסת סרט התחמוצת מומסת בתמיסת חומצה גופרתית. רק כאשר קצב היווצרות סרט התחמוצת גדול מקצב הפירוק שלו, סביר להניח שסרט התחמוצת יתעבה. כאשר קצב הפירוק שווה לקצב היווצרות, סרט התחמוצת לא יתעבה. כאשר קצב החמצון גבוה מדי מקצב הפירוק, קל ליצור סרט תחמוצת אבקתי על פני השטח של אלומיניום וסגסוגת אלומיניום.

4. דרישות טכנולוגיות

על מנת לקבל סרט אנודייז קשיח באיכות טובה יותר, ולהבטיח את הגודל הנדרש של החלקים, יש לעבד אותו בהתאם לדרישות הבאות.

עגול זווית חריפה:אסור לחלקים המעובדים להיות בעלי זוויות חדות, קוצים ופינות חדות אחרות בגלל חמצון קשה, זמן החמצון האנודי הכללי ארוך מאוד, ותהליך החמצון (Al פלוס O2→A12O3 פלוס Q) עצמו הוא תגובה אקסותרמית. ומכיוון שהחלקים הכלליים של הקצוות והפינות הם לרוב חלקים מרוכזים יותר של הזרם, כך שחלקים אלה עשויים לגרום לחלקים מהתחממות יתר המקומית, כך שהחלקים נשרפו. לכן, כל הקצוות והפינות של אלומיניום וסגסוגות אלומיניום צריכות להיות משופשפות, ורדיוס מעגל ה-Y המחורר לא יפחת מ-0.5 מ"מ.
גימור פני השטח:פני השטח של החלקים משתנים לאחר סיום החמצון האנודי הקשה. עבור משטח מחוספס, לאחר טיפול זה יכול להופיע מאשר הרמה המקורית חלק, אבל עבור הגימור המקורי חלקים גבוהים יותר, לעתים קרובות לאחר טיפול זה, על פי משטח חלק בהירות יורדת במקום, משרעת נמוכה יותר ב 1 ~ 2 גודל.
קצבת גודל:מכיוון שהעובי של סרט תחמוצת קשיח גבוה יותר, כך שאם חלקי האלומיניום זקוקים לעיבוד נוסף או שיש להרכיב את החלקים, יש לשמור מראש קצבת עיבוד מסוימת, ואת חלקי ההידוק שצוינו.
מכיוון שגודל החלקים צריך להשתנות בזמן אנודיזה קשה, לכן, בעיבוד שבבי, יש צורך לחזות מראש את העובי והסבילות האפשרית לגודל של סרט התחמוצת, ולאחר מכן לקבוע את הגודל האמיתי של החלקים לפני האנודיזה, כך לאחר העיבוד, בהתאם לטווח הסובלנות שנקבע.

באופן כללי, גודל החלק הוא בערך מחצית מהעובי של סרט התחמוצת.
לְנַעֲנֵעַ:מכיוון שהחלקים המאוגדים הקשיחים בתהליך החמצון צריכים לעמוד במתח גבוה וזרם גבוה, יש צורך לוודא שהמתקן והחלקים יכולים לשמור על מגע מצוין, אחרת יגרום לתקלה או שריפה של חלקים מגע עם חלקי התקלה עקב לקוי איש קשר. אז הדרישות של צורות שונות של חלקים, וחלקים לאחר חמצון של הדרישות הספציפיות לתכנן וייצור מתקן מיוחד.
הגנה מקומית:לדוגמה, באותו חלק, גם חלקי חמצון אנודי רגילים וגם חלקי חמצון אנודי קשה לפי הגימור והדיוק של החלקים לסידור התהליך הספציפי. בדרך כלל, האילגון הרגיל הראשון, באנודיז קשיח, לא צריך להיות בידוד משטח קשיח, בשיטת בידוד אקדח ריסוס שימושי או מברשת, יהיה מוכן לדבק ניטרו מסטיק או פרמימן ויניל על פני השטח לא צריך להיות מטופל, שכבת בידוד לציפוי דקה ואחידה. יש לייבש כל ציפוי בטמפרטורה נמוכה למשך 30 ~ 60 דקות ובסך הכל 2 ~ 4 שכבות.

5. מאפיינים טכנולוגיים

אלקטרוליט קשיח עובר אלקטרוליזה בטמפרטורה של -10 מעלות ~ פלוס 5 מעלות. בשל העמידות הגבוהה של סרט התחמוצת המיוצר על ידי חמצון אנודי קשה, החמצון של עוצמת הזרם יושפע ישירות. עבור סרט תחמוצת עבה יותר, בהחלט יגדיל את המתח, מטרתו היא לבטל את השפעת ההתנגדות גדולה, ולשמור על צפיפות הזרם, אך זרם גדול יותר יפיק תופעת חימום אינטנסיבית, וייצור שכבת התחמוצת תשחרר הרבה חום , מה שהופך את החלקים סביב טמפרטורת האלקטרוליט לעלייה חדה, עליית הטמפרטורה תאיץ קרום חמצון מומס, סרט התחמוצת לא מתעבה. בנוסף, תופעת החימום היא החמורה ביותר במגע בין הסרט למתכת, אם לא נפתרה בזמן, פני השטח המקומיים של חלקי העיבוד יישרפו עקב עליית הטמפרטורה.

פתרון: השילוב של ציוד קירור וערבול. ציוד קירור כדי להפוך את האלקטרוליט לקירור מאולץ, ערבוב הוא להפוך את טמפרטורת האלקטרוליט של כל הטנק לאחידה, כדי להשיג סרט תחמוצת קשה באיכות גבוהה.

6. גורם השפעה

האם משטח אלומיניום וסגסוגת אלומיניום יכולים ליצור שכבת סרט תחמוצת קשה באיכות גבוהה תלויה בעיקר בהרכב ריכוז האלקטרוליטים, הטמפרטורה, צפיפות הזרם והרכב חומרי הגלם.

ריכוז אלקטרוליטים:כאשר משתמשים באלקטרוליט של חומצה גופרתית לאלגון קשה, הוא בדרך כלל בטווח הריכוזים של 10% ~ 30%. כאשר הריכוז נמוך, הקשיות של סרט התחמוצת גבוהה, במיוחד עבור אלומיניום טהור, אך סגסוגת האלומיניום בעלת תכולת נחושת גבוהה (CY12) היא יוצאת דופן. מכיוון שקל לייצר מסגסוגת אלומיניום עם תכולת נחושת גבוהה יותר תרכובות CuAl2, אשר מתמוססות מהר יותר במהלך החמצון ושורפות בקלות חלקי אלומיניום. לכן, בדרך כלל לא מתאים להשתמש בריכוז נמוך של אלקטרוליט חומצה גופרתית, חייב להיות בריכוז גבוה (H2SO4 ב-300 ~ 400 גרם/ליטר) בטיפול החמצון או בשימוש בשיטת סופרפוזיציה AC-DC.

השפעת הטמפרטורה על שכבת הסרט:לטמפרטורת האלקטרוליט יש השפעה רבה על עמידות הבלאי של סרט התחמוצת. באופן כללי, אם הטמפרטורה יורדת, עמידות הבלאי של סרט החמצון האנודי של אלומיניום וסגסוגת אלומיניום תגדל, מה שנגרם על ידי ירידה בקצב הפירוק של האלקטרוליט עבור הסרט, על מנת להשיג קשיות גבוהה יותר של הסרט. סרט תחמוצת, עלינו לתפוס את הטמפרטורה בטווח של ±2 מעלות לטיפול באנודיזה קשה.