Aluminium eloxiert

Versiegelung von anodischen Filmen: heiß und kalt

 

Warum heißt es “Abdichtung”?

Frisches Eloxieren auf einem Aluminiumprodukt ist wie hartes Filterpapier. Es zieht leicht als Farbstoff in sich selbst ein, wenn es adsorbiert wird., und mögliche Verunreinigungen. Verunreinigungen, die in die Poren eingedrungen sind, reduzieren seine späteren funktionalen Eigenschaften: die Korrosionsbeständigkeit, 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.. Verdichtung bewirkt Volumenvergrößerung des Oxidfilms (Erhöhung des Wassergehalts um 4-10 Prozent). Als Ergebnis gibt es eine vollständige “zakuporivanie” anodische Poren aufgrund der Bildung verschiedener Formen von hydratisiertem Aluminiumoxid [1, 2].

Struktur des anodischen Verkaufs

Unter Eloxieren von Aluminium Wir verstehen Standard-Sulfat-Anodisierung, was gilt, insbesondere, zum Bau von Aluminiumprofilen. Eloxieren in anderen Lösungen, z.B, Chromsäure, angewandt, meist, für Maschinenteile, Fahrzeug, Militär- und Raumfahrttechnik.

Um die Prozesse besser zu verstehen, die beim Füllen der Poren auftreten, Es ist nützlich, die Verhältnisse der Anodenporengrößen zu kennen (Abb. 1).


Feige. 1 – Aufbau der anodischen Zelle [1]

Feige. 2 – Typische Abmessungen der anodischen Zelle (Schwefelsäureanodisierung) [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. Die Höhe des Eiffelturms!

Anodenfolienversiegelung nach QUALANOD

Europäische Organisation , die Hersteller von anodischen Sulfatbeschichtungen auf Bauprodukten lizenziert, erkennt nur zwei Standardsiegeltypen:

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

Alle anderen Methoden nach Erhalt QUALANOD-Lizenzen bedürfen eines Wirksamkeitsnachweises.

Aluminium-Eloxierungsverfahren von QUALANOD

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.. Typischerweise wird der Prozess der hydrothermalen Füllung in Form von drei sich überschneidenden Stufen dargestellt (Abb. 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, verdickt und "verschließt" schließlich die Pore.

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

 


Bild 3 – Die Hauptstadien des Mechanismus der hydrothermalen Füllung der Anodenbeschichtung [1]

Abbildung. 4 ähnlich dargestellt, genauer, Revisionsversion, die in der Eloxalbeschichtung während der Verdichtung auftreten. Anodenoxidschicht, nach dem Eloxieren auf Aluminium gebildet, besteht aus zwei Schichten; dickere und porösere Außenschicht (gemessen in µm) und viel dünner, aber kompakte innere Schicht, Barriereschicht (gemessen in Nanometern). Auf der Oberfläche von eloxiertem Aluminium vor dem Verdichten sind röhrenförmige Poren zu sehen, mehr oder weniger senkrecht zur Grenzfläche [4].


Feige. 4 – Aufbau der Eloxalschicht auf Aluminium vor dem Versiegeln und während des Versiegelns auftretende Veränderungen;
((ein) eloxiertes Aluminium vor dem Versiegeln,
((b) mit hydratisierten Produkten gefüllte Porenmünder,
((C) Auflösung von Porenwänden,
((d) Ausfällung von hydratisiertem Aluminiumoxidgel in Poren und Entstehung einer Oberflächenschicht aus nadelförmigem Böhmit,
Und (e) Kristallisation von kristallinem Aluminiumoxid aus Aluminiumoxidgel [4].

Was beeinflusst die Qualität der Heißsiegelung?

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

Beim Heißverdichten kann sich ein weißer Belag bilden:

  • 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 für ca. 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, dann schreibt QUALANOD eine Kaltverdichtung in zwei Stufen vor:

  • 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. Dieses Verfahren nennt QUALANOD „Kaltimprägnierung/Kaltversiegelung (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, Teile von Maschinen oder Fahrzeugen. Am häufigsten wird das Einfüllen von Lösungen von Nickel- oder Kobaltsalzen verwendet., Dichromate (Dichromate) Natrium oder Kalium, 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