Veel voorkomende chemische behandelingen voor aluminium zijn onder meer chromaatbehandeling, schilderen, galvaniseren, anodiseren en elektroforese. Mechanische behandelingen omvatten processen zoals borstelen, polijsten, zandstralen en slijpen.
Sectie 1: Chromaatbehandeling
Chromaatbehandeling vormt een chemische conversiecoating op het productoppervlak met een dikte van 0.5-4 micrometer. Deze conversiecoating heeft een goede hechting en dient voornamelijk als basislaag voor coatings. De uitstraling kan goudkleurig, aluminiumkleurig of groen zijn. Dit type coating heeft een goede elektrische geleidbaarheid, waardoor het ideaal is voor elektronische producten, zoals geleidende strips in mobiele telefoonbatterijen en elektromagnetische apparaten. Het is geschikt voor alle producten van aluminium en aluminiumlegeringen. De coating is echter zacht en niet slijtvast, waardoor deze minder geschikt is voor externe productcomponenten.
Chromaatprocesstroom:Ontvetten → Aluminiumzuuretsen → Chromaatbehandeling → Verpakking → Opslag
Chromaatbehandeling is geschikt voor aluminium, aluminiumlegeringen, magnesium en magnesiumlegeringen.
Kwaliteitseisen:
Uniforme kleur en fijne coating zonder krassen of beschadigingen. Het oppervlak mag niet ruw of stoffig zijn.
De laagdikte moet 0,3-4 micrometer zijn.
Sectie 2: Anodiseren
Bij anodiseren ontstaat er een uniforme, dichte oxidelaag (Al2O3·6H2O, beter bekend als korund) op het productoppervlak. Deze laag kan een hardheid van 200-300 HV bereiken, en gespecialiseerde producten kunnen hard anodiseren, waardoor een hardheid van 400-1200 HV wordt bereikt. Daarom is hard anodiseren een essentieel oppervlaktebehandelingsproces voor hydraulische cilinders en transmissiecomponenten.
Bovendien zorgt deze behandeling voor een uitstekende slijtvastheid, waardoor het een vereiste is voor ruimtevaart- en luchtvaartgerelateerde producten. Het verschil tussen anodiseren en hard anodiseren ligt in de mogelijkheid om de geanodiseerde laag te kleuren, waarbij anodiseren veel betere decoratieve mogelijkheden biedt.
Gemeenschappelijke processen:Typische anodiseerprocessen omvatten geborsteld mat natuurlijke kleur, geborsteld glanzend natuurlijke kleur, geborsteld glanzend gekleurd, geborsteld mat gekleurd (kan in elke kleur worden geverfd), gepolijst glanzend natuurlijke kleur, gepolijst mat natuurlijke kleur, gepolijst glanzend gekleurd en gepolijst mat gekleurd. Al deze coatings kunnen worden gebruikt in verlichtingsarmaturen.
Anodiseren processtroom:Ontvetten → Alkalisch etsen → Chemisch polijsten → Neutralisatie → Spoelen → Neutralisatie → Anodiseren → Verven → Afdichten → Heetwaterspoelen → Drogen
Veelvoorkomende kwaliteitsproblemen:A. Het oppervlak ziet er gevlekt uit, meestal als gevolg van slechte metaalconditionering of materiaal van slechte kwaliteit. Oplossing: behandeling opnieuw verwarmen of materiaal vervangen. B. Het oppervlak vertoont regenboogkleuren, vaak als gevolg van fouten tijdens het anodiseren. Oplossing: coating verwijderen en opnieuw anodiseren. C. Ernstige krassen of schaafwonden op het oppervlak zijn meestal het gevolg van transport of onzorgvuldige verwerking. Oplossing: coating verwijderen, slijpen en opnieuw anodiseren. D. Tijdens het verven verschijnen witte vlekken, meestal als gevolg van oliën of onzuiverheden in het water tijdens het anodiseren.
Kwaliteitsnormen:
Coatingdikte van 5-25 micrometer, hardheid boven 200 HV, kleurveranderingspercentage tijdens afdichtingstest minder dan 5%.
Zoutsproeitest gedurende meer dan 36 uur, voldoet aan niveau 9 CNS-normen.
Geen krassen, schaafwonden of verkleuringen op het oppervlak.
Opmerking:Onder druk gegoten aluminium (bijv. A380, A365, A382) mag niet worden geanodiseerd.
Sectie 3: Galvaniseren van aluminiummaterialen
Voordelen van aluminium en aluminiumlegeringen:Aluminium en zijn legeringen bieden een goede elektrische geleidbaarheid, snelle warmteoverdracht, lage dichtheid en gemakkelijke vormgeving. Ze hebben echter ook nadelen, zoals een lage hardheid, slechte slijtvastheid, gevoeligheid voor intergranulaire corrosie en problemen bij het lassen, waardoor hun toepassingen kunnen worden beperkt. Om deze beperkingen te overwinnen, maakt de moderne industrie gebruik van galvaniseren.
Voordelen van aluminium galvaniseren:
Verbetert de esthetiek.
Verhoogt de oppervlaktehardheid en slijtvastheid.
Vermindert de wrijvingscoëfficiënt en verbetert de smering.
Verbetert de elektrische geleidbaarheid van het oppervlak.
Verbetert de corrosieweerstand (ook bij andere metalen).
Vergemakkelijkt het lassen.
Verbetert de hechtsterkte tijdens thermisch persen met rubber.
Verhoogt de reflectiviteit.
Repareert maattoleranties.
Vanwege de hoge reactiviteit van aluminium zijn gegalvaniseerde materialen doorgaans reactiever dan aluminium zelf. Een chemisch conversieproces zoals zinkdompeling, zink-ijzerlegering of zink-nikkellegering is dus noodzakelijk om een goede hechting tussen de tussenlaag van zink of zinklegering en het aluminiumsubstraat te garanderen. Onder druk gegoten aluminiumconstructies zijn poreus; overmatig slijpen kan leiden tot gaatjes, zuurborrelen of afbladderen.
Galvaniserende processtroom:Ontvetten → Alkalisch etsen → Activering → Zinkverplaatsing → Activering → Galvaniseren (bijv. nikkel, zink, koper) → Verchromen of Passiveren → Drogen.
Kwaliteitseisen:
Geen vergeling, gaatjes, bramen, bubbels, krassen of andere defecten.
Coatingdikte boven 15 micrometer, met een zoutsproeitest van 48 uur, voldoet aan militaire standaard niveau 9 en een potentiaalverschil in het bereik van 130-150 mV.
De hechtsterkte moet een buigtest van 60-graden doorstaan.
Producten voor speciale omgevingen kunnen aanpassingen vereisen.
Sectie 4: Aluminiumcoating
Coatingmethoden omvatten onderdompelen, spuiten, overstromen, walsen en borstelen, waarbij dompelen en spuiten de belangrijkste technieken zijn. Dompelen, of elektroforetisch coaten, maakt gebruik van elektrochemische methoden om organische harsdeeltjes op het oppervlak af te zetten, waardoor transparante of gekleurde organische coatings worden gevormd. Hiervan is kathodische elektroforese, ontwikkeld in de jaren zeventig, een belangrijke methode in de coatingindustrie, bekend om zijn uitstekende corrosieweerstand, kleurstabiliteit en goede hechting.
Coatingprocesstroom:Mechanisch slijpen → Ontvetten → Verwijderen van oxidefilm → Chromaatbehandeling → Poeder- of vloeistofspuiten → Bakken → Eindinspectie → Verpakking → Opslag.
Sectie 5: Elektroforetische behandeling van aluminium
Gekleurde elektroforetische coating is een innovatieve oppervlaktebehandelingstechniek waarbij gebruik wordt gemaakt van elektrochemische methoden om colloïdale deeltjes van organische hars op componenten af te zetten, waardoor transparante of verschillende gekleurde organische lagen ontstaan. Op basis van de lading van harsdeeltjes in de elektroforetische verf kan deze worden onderverdeeld in anodische elektroforese (met negatief geladen harsdeeltjes) en kathodische elektroforese (met positief geladen deeltjes).
De elektroforetische coatinglaag heeft een uitstekende corrosieweerstand (meer dan 400 uur in neutrale zoutsproeitests), sterke kleurstabiliteit en goede hechting aan het basismetaal, waardoor verschillende mechanische processen mogelijk zijn. De coating is levendig en de kleuren kunnen worden aangepast aan de wensen van de gebruiker, waaronder goud, koffie, brons en zwart. Vergeleken met traditionele verven bieden elektroforetische coatings betere applicatieprestaties met minder impact op het milieu.
Elektroforeseproces:
Elektroforese:Positief geladen wateroplosbare harsdeeltjes en hun geadsorbeerde pigmenten bewegen zich naar de kathode.
Elektrodepositie:De positief geladen harsdeeltjes bereiken het oppervlak van het werkstuk (kathode) en ontladen zich, waardoor een onoplosbare laag ontstaat, die wordt gebakken om een film te creëren.
Waterpermeatie:Vocht wordt uit de afgezette laag verdreven; zodra het vochtgehalte daalt tot 5%-15%, kan het bakken beginnen.
Elektrolyse van water:Gelijkstroom elektrolyseert water, waarbij waterstof en zuurstof vrijkomen. Elektrolyse kan de permeabiliteit verminderen, waardoor het uiterlijk van de coating wordt aangetast, de hechting wordt verminderd en het energieverbruik toeneemt; daarom is het minimaliseren van waterelektrolyse essentieel.
Sectie 6: Classificatie en selectie van coatingomstandigheden
Vanuit het perspectief van corrosieweerstand moet bij het ontwerp van de oppervlaktebehandeling rekening worden gehouden met het volgende:
Edelmetalen (goud, platina), roestvrij staal met meer dan 18% chroom, magnetische legeringen en nikkel-koperlegeringen hebben doorgaans geen extra beschermlagen nodig.
Onderdelen gemaakt van koolstofstaal, laaggelegeerd staal en gietijzer, die gevoelig zijn voor atmosferische corrosie, moeten beschermende coatings hebben.
Onderdelen gemaakt van koper en koperlegeringen vereisen mogelijk een heldere zuurreiniging, passivatie, galvaniseren of schilderen ter bescherming, terwijl precisieonderdelen gemaakt van fosforbrons of berylliumbrons mogelijk geen oppervlaktebehandeling nodig hebben.
Onderdelen gemaakt van aluminium en aluminiumlegeringen kunnen anodiseer- en afdichtingsbehandelingen ondergaan. Kleine onderdelen die niet geschikt zijn voor anodiseren kunnen chemische oxidatie ondergaan. Gegoten aluminiumlegeringen kunnen verf gebruiken ter bescherming.
Onderdelen gemaakt van zinklegeringen kunnen ter bescherming worden gefosfateerd, gepassiveerd, gegalvaniseerd of geverfd.
