Versiegelung von anodischen Filmen

 

Warum heißt es “Abdichtung”?

Свежее анодное покрытие на алюминиевом изделии похоже на твердую фильтровальную бумагу. Es zieht leicht als Farbstoff in sich selbst ein, wenn es adsorbiert wird., und mögliche Verunreinigungen. Попавшие в поры загрязнения снижают его будущие функциональные свойства: коррозионную стойкость, Verschleißfestigkeit oder Beständigkeit gegen Fleckenbildung durch häufigen Kontakt mit den Händen. Daher wird die anodische Beschichtung unmittelbar nach dem Eloxieren oder Lackieren einer Verdichtung unterzogen..

Der Versiegelungsvorgang ist der letzte Schritt im Eloxalprozess.. Es ist notwendig, das ursprüngliche Aussehen des eloxierten Produkts während des Betriebs beizubehalten.. При уплотнении происходит увеличение объема оксидной пленке (увеличение содержания воды на 4–10 процентов). Als Ergebnis gibt es eine vollständige “zakuporivanie” анодных пор за счет образования различных форм гидратированного оксида алюминия [1, 2].

Struktur des anodischen Verkaufs

Unter Eloxieren von Aluminium мы понимаем стандартное сернокислое анодирование, was gilt, insbesondere, zum Bau von Aluminiumprofilen. Eloxieren in anderen Lösungen, z.B, хромовой кислоты, angewandt, meist, für Maschinenteile, Fahrzeug, Militär- und Raumfahrttechnik.

Um die Prozesse besser zu verstehen, die beim Füllen der Poren auftreten, полезно осознавать соотношения размеров анодной поры (рисунок 1).

Feige. 1 – Structure of the Anodic Cell [1]

Feige. 2 – Typical Dimensions of the Anodic Cell (Sulphuric Acid Anodizing) [1]

Akzeptieren, beispielsweise, was ist der porendurchmesser 18 nm, und ihre Höhe 25 µm = 25000 nm. Stellen Sie sich bei gleichen Größenverhältnissen eine "Pore" mit einem Durchmesser vor 18 cmcm und Höhe 25000 cm = 250 ich. Высота Эйфелевой башни!

Anodenfolienversiegelung nach QUALANOD

Europäische Organisation , die Hersteller von anodischen Sulfatbeschichtungen auf Bauprodukten lizenziert, признает только два стандартных вида уплотнения:

• hydrothermal u
• teilweise, sogenannte Kaltversiegelung auf Basis von Nickelfluorid.

Все другие методы при получении лицензии QUALANOD требуют доказательства своей эффективности.

heißes Siegel

Diese Art von Dichtung ist die am weitesten verbreitete in der Industrie., einschließlich, für Bauprodukte. Es wird auch "hydrothermale Füllung" genannt. Ihre Essenz liegt in der Verarbeitung einer gut gewaschenen Anodenbeschichtung in Sattdampf bei Atmosphärendruck oder in kochendem Wasser..

Der genaue Mechanismus des Prozesses ist noch nicht vollständig bekannt.. Обычно процесс гидротермического наполнения представляют в виде трех накладывающихся друг на друга стадий (рисунок 3):

• Die zunächst entwässerte Beschichtung wird allmählich mit Wasser gesättigt, bis 8-13 %.
• Aluminiumoxid an den Porenwänden wird zu Aluminiumhydrat, normalerweise berücksichtigt, was ist das so genannte boehmit – Al2O3∙H2O.
• Dieses Hydrat liegt zunächst wie ein Gel an den Wänden der Poren., dann nimmt es allmählich an Volumen zu, füllt die gesamte Pore, уплотняется и окончательно «запирает» пору.

Bietet eine dichte Beschichtung, die undurchlässig für Flüssigkeiten und beständig gegen die meisten chemischen Umgebungen ist.

 

Bild 3 – Основные этапы механизма гидротермического наполнения анодного покрытия [1]

Abbildung. 4 ähnlich dargestellt, genauer, версия изменений, die in der Eloxalbeschichtung während der Verdichtung auftreten. Anodenoxidschicht, nach dem Eloxieren auf Aluminium gebildet, состоит из двух слоев; более толстый и пористый внешний слой (измеряется в мкм) и гораздо более тонкий, aber kompakte innere Schicht, барьерный слой (измеряется в нанометрах). Auf der Oberfläche von eloxiertem Aluminium vor dem Verdichten sind röhrenförmige Poren zu sehen, более или менее перпендикулярные границе раздела [4].

Feige. 4 – Structure of the anodized layer on aluminum prior to sealing and changes that occur during sealing;
((ein) anodized aluminum prior to sealing,
((b) pore mouths filled with hydrated products,
((C) dissolution of pore walls,
((d) precipitation of hydrated alumina gel in pores and emergence of surface layer of acicular boehmite,
and (e) crystallization of crystalline alumina from alumina gel [4].

Что влияет на качество горячего уплотнения?

Die wichtigsten Heißfüllfaktoren sind wie folgt.

Wassertemperatur

• Idealerweise sollte das Wasser eine Temperatur von haben 99 zu 100 ° C
• Intervall von 96 zu 99 °C wird als akzeptabel angesehen.

pH-Wert von Wasser

• Der pH-Wert des Wassers ist sehr wichtig. Unter pH 5,4 Füllqualität verschlechtert sich, und bei pH im alkalischen Bereich, d.h. oben 7,0, es besteht die Gefahr einer chemischen Beschädigung der Beschichtung.
• In der industriellen Praxis reicht der pH-Bereich von 5,5 zu 6,5.

Wasserqualität

• Demineralisiertes Wasser verwenden.
• Phosphatbelastung im Wasser, Silikate und Fluoride führt zu einer Verlangsamung des Verdichtungsprozesses.

Verdichtungsdauer

• Minimale Verdichtungszeit - 2 Minuten pro Mikrometer Beschichtung. Diese Anforderung wurde festgelegt, insbesondere, in den technischen Bedingungen der Organisation QUALANOD.
• Bei erhöhten Anforderungen an die Füllqualität bzw, sagen wir, Probleme mit der Wasserreinheit oder Temperatur, Füllzeit wird erhöht 3 oder auch 4 Protokoll für jeden Mikrometer Beschichtung.

weiße Blüte

При горячем уплотнении может образовываться белый налет:

• Bei kleinen Produktionsmengen wird es einfach mit einem weichen Tuch abgewischt.
• Bei großen Produktionsmengen werden spezielle Dichtungsbadzusätze verwendet, um diesem Problem entgegenzuwirken.

Kaltsiegelanodisierung

Kaltsiegel heißt “kalt”, da, Was ist der Prozess, was bei viel niedrigeren Temperaturen auftritt, als Heißsiegel. Eine typische Kaltversiegelung erfolgt in einer Nickelfluoridlösung bei Temperaturen im Bereich von 25 zu 30 ºС в течение около 1 Minuten pro Mikrometer Beschichtung. Anders als Heißsiegel, als Heißfüllung, Kaltfüllung „funktioniert“ über eine chemische Reaktion zwischen Aluminiumoxid und Nickelfluorid. Aus diesem Grund wird eine „saubere“ Kaltversiegelung ohne zusätzliche Heißverformung oft als nicht bezeichnet “Abdichtung”, aber “Imprägnierung”.

Zweistufige Kaltversiegelung von QUALANOD

Da bleiben Zweifel an der Wirksamkeit der reinen Kaltversiegelung von Eloxalschichten für Außenanwendungen, то QUALANOD предписывает применять холодное уплотнение в две стадии:

• kaltes "Imprägnieren" in einer Lösung auf Basis von Nickelfluorid und gründliches Spülen u
• Eintauchen in "heißes" Wasser bei einer Temperatur von nicht weniger als 96 ºС oder in "warmem" Wasser mit Zusatz von 5 zu 10 g/l Nickelsulfat bei einer Temperatur von nicht weniger als 60 ºS.

Die erste Stufe heißt "Imprägnierung", die zweite - "Alterung durch Behandlung in heißem Wasser". Die Dauer beider Stufen ist von 0,8 zu 1,2 Minuten pro Mikrometer anodischer Beschichtung. Этот процесс QUALANOD называет «cold impregnation/cold sealing (CI-CS)». Dieses Verfahren ist in vielen europäischen Ländern weit verbreitet., vor allem in Italien, aber, soweit bekannt, gilt nicht im Vereinigten Königreich.

Andere anodisierende Versiegelungsmethoden

Es gibt andere Methoden zum Versiegeln der Eloxierung, Sie werden jedoch hauptsächlich nicht zum Bau von Profilen und Produkten verwendet, und für, z.B, деталей машин или транспортных средств. Am häufigsten wird das Einfüllen von Lösungen von Nickel- oder Kobaltsalzen verwendet., бихроматов (дихроматов) натрия или калия, Ammoniumacetat. Bichromat, z.B, zum Eloxieren von Teilen in der Luft- und Raumfahrttechnik.

 

Quellen:
1. TALAT 5203
2. Die Oberflächenbehandlung und Veredelung von Aluminium und Aluminiumlegierungen – Volumen 2, Kapitel 11 /Sheasby P. G. und Pinner R. – 6te Auflage
3. QUALANOD-SPEZIFIKATIONEN
4. Der Versiegelungsschritt beim Anodisieren von Aluminium / S.U. Ofoegbu, F.A.O. Fernandes und AB. Pereira – Geklebte Verbindungen 2020, 10(3), 226