Proceso de anodizado duro de aluminio

Requisitos del proceso de anodizado duro

Para obtener una película de anodizado duro de buena calidad y asegurar el tamaño requerido de las piezas, el procesamiento debe realizarse de acuerdo con los siguientes requisitos.

1.1 Redondeo de ángulo agudo

No se permite que las piezas a procesar tengan ángulos agudos, rebabas y otros bordes afilados. Debido a la oxidación dura, el tiempo de anodizado es generalmente muy largo. , y el proceso de oxidación (A1+O2A12O3+) en sí es una reacción exotérmica. Y debido a que los bordes y esquinas de las piezas generales son a menudo donde se concentra la corriente, es más probable que estas piezas provoquen un sobrecalentamiento local de las piezas y provoquen que se quemen. Por lo tanto, todos los bordes y esquinas del aluminio y las aleaciones de aluminio deben estar achaflanados y el radio del círculo de achaflanado no debe ser inferior a 0,5 mm.

1.2 Acabado superficial

Después del anodizado duro, el acabado superficial de las piezas cambiará. Para superficies más rugosas, este tratamiento puede hacer que parezcan más suaves que antes. Después de dicho tratamiento, la suavidad de la superficie mostrada a menudo se reduce y el grado de reducción es de aproximadamente 1 a 2 niveles.

1.3 Margen para el tamaño de la pieza

Debido al alto espesor de la película de óxido duro, se debe dejar un cierto margen de antemano para las piezas de aluminio que requieren procesamiento adicional o piezas que necesitan ser ensamblado en el futuro, el margen de mecanizado y la posición de sujeción designada. Dado que el tamaño de la pieza debe cambiarse durante el anodizado duro, es necesario predecir el posible espesor y tolerancia dimensional de la película de óxido de antemano durante el mecanizado, y luego determinar el tamaño real de la pieza antes de anodizarla para que cumpla con los requisitos. tolerancias especificadas después del procesamiento. En términos generales, el tamaño aumentado de la pieza es aproximadamente la mitad del espesor de la película de óxido resultante.

1.4 Accesorios especiales

Debido a que las piezas anodizadas duras tienen que soportar altos voltajes y altas corrientes durante el proceso de oxidación, los accesorios y las piezas deben poder mantener un buen contacto extremadamente estable; de ​​lo contrario, deficiente. El contacto provocará averías o quemaduras en las partes de contacto de las piezas. Por lo tanto, es necesario diseñar y fabricar accesorios especiales para piezas con diferentes formas y requisitos específicos después de la oxidación de las piezas.

2 Fórmula del electrolito y especificaciones de funcionamiento para anodizado duro mediante el método del ácido sulfúrico

2.2 Método de operación

Primero, encienda el equipo de enfriamiento y reduzca la temperatura del electrolito a el proceso Dentro del rango de temperatura especificado, cuelgue la placa de plomo en el cátodo y luego coloque las piezas colgadas en la barra conductora del ánodo y sujételas. Debe haber una gran distancia entre las piezas y entre las piezas y el cátodo, y debe haberla. sin contacto. Encienda el aire comprimido para agitar el electrolito (nota: el aire comprimido debe estar separado del aceite y el agua).

Suministre energía CC, la densidad de corriente inicial es generalmente de 0,5 A/dm2 y aumenta gradualmente hasta 2,5-3,5 A/dm en 5 a 8 veces en 25 minutos. De ahora en adelante, mantenga la densidad de corriente y verifique la corriente cada 5 minutos. El voltaje inicial es de 8 ~ 12 V. El voltaje final se puede determinar según el espesor y el material de la capa de película.

Durante el proceso de anodizado duro, siempre debes prestar atención al voltaje y al amperímetro. Si encuentras un aumento repentino de corriente y una caída de voltaje, significa que la capa de película de la pieza se ha disuelto parcialmente. Debe apagar la alimentación inmediatamente, verificar y retirar las partes disueltas, otras partes pueden continuar oxidándose y la corriente puede ser suficiente al mismo tiempo.

2.3 La influencia de varios factores en la dureza y la tasa de crecimiento de la película de óxido. La posibilidad de formar una capa de película de óxido duro de alta calidad en la superficie del aluminio y las aleaciones de aluminio depende principalmente de la concentración del componente. temperatura y densidad de corriente del electrolito, y la composición de sus materias primas.

2.3.1 La concentración del electrolito

Cuando se utiliza electrolito de ácido sulfúrico para anodización dura, la concentración generalmente está en el rango del 10% al 30% cuando la concentración es baja. , la dureza de la película de óxido será Alta, especialmente para el aluminio puro, excepto para las aleaciones de aluminio con mayor contenido de cobre (CY12). Debido a que las aleaciones de aluminio con mayor contenido de cobre son propensas a generar compuestos de CuAl2, este compuesto se disuelve rápidamente durante la oxidación y puede quemar fácilmente las piezas de aluminio. Por lo tanto, generalmente no es adecuado utilizar electrolitos de ácido sulfúrico de baja concentración. Debe oxidarse en alta concentración (H2SO4 300~400 g/L) o tratarse mediante el método de superposición de CA y CC.

2.3.2 Efecto de la temperatura sobre la capa de película

La temperatura del electrolito tiene un gran impacto en la resistencia al desgaste de la película de óxido. En general, si la temperatura baja, luego aluminio y aleaciones de aluminio. La resistencia al desgaste de la película anodizada aumenta, lo cual es causado por la disminución en la velocidad de disolución del electrolito a la película, con el fin de obtener una película de óxido con mayor dureza. Debemos controlar la temperatura para realizar el tratamiento de anodizado duro dentro del rango de +-2 grados centígrados.

3 Diseño y condiciones del equipo del soporte anodizado duro

3.1 Soporte anodizado duro El soporte y el soporte anodizado duro deben tener suficiente resistencia mecánica y rigidez para evitar que las piezas sean arrastradas por el rápido. solución al agitar el electrolito. Además, el colgador debe tener buena conductividad de contacto, ser liviano, resistente y duradero, y fácil de cargar y descargar piezas. La capacidad de carga y la disposición de las piezas deben tener requisitos adecuados. Hay dos tipos de perchas anodizadas duras de uso común: una es una abrazadera con tornillos de compresión y la otra es una placa de abrazadera o una abrazadera conectada con pernos. Todos los contactos con la pieza de trabajo están hechos de aluminio, aleación de aluminio-magnesio y aleación de aluminio-silicio-magnesio. Excepto las partes de contacto de la pieza de trabajo que tienen requisitos conductores, otras partes deben aislarse del soporte para que no sean conductoras. Esto permite que el proceso de anodizado se concentre en la pieza de trabajo, mejora la eficiencia de la producción y ahorra materiales metálicos para el colgador y consumo de electricidad.

3.2 El problema del calentamiento de la solución de oxidación dura y la redisolución de la película de óxido

Durante la oxidación, una gran corriente pasa a través de la superficie de trabajo debido a que la película de óxido tiene una gran resistencia, la mayoría. del calor se concentra en la película de óxido. El poder calorífico se puede calcular mediante la siguiente fórmula:

Joule calor Q1=0,864 voltaje y corriente (kcal/h)

Valor calorífico de la solución de oxidación Q2=2,334 corriente (kcal/h) )

Calor de la reacción de oxidación anódica 2Al+3[O]Al2O3+375800

Poder calorífico total Q=(Q1+Q2)1,1 (kcal/hora)

De acuerdo con la fórmula anterior, se pueden diseñar equipos de enfriamiento. El calor generado por la oxidación dura debe intercambiarse rápidamente. Si no se enfría a tiempo, la película de óxido formada no solo se disolverá químicamente, sino también electroquímicamente. debido a la adición de un campo eléctrico. De esta manera, el acabado superficial de la capa de película se ve seriamente afectado y también se reduce el espesor. Por tanto, se deben tomar medidas obligatorias de enfriamiento para mantener el electrolito a baja temperatura para obtener una película de óxido con mayor dureza.

3.3 Equipos eléctricos de anodizado duro

El proceso de anodizado de CC con película dura de ácido sulfúrico solo requiere un generador de CC o un rectificador. El uso de rectificadores es más eficiente y requiere un control de corriente constante. Se debe configurar un dispositivo automático para el aumento de voltaje durante el crecimiento de la película.

4 Inspección de la calidad de la oxidación de la dureza

4.1 Apariencia

Debido a los diferentes materiales de aluminio y los diferentes procesos, el color de la apariencia de la película de óxido también es diferente y el la capa de película es de marrón a marrón oscuro, de gris a negro; cuanto más baja es la temperatura del electrolito, más gruesa es la película de óxido. No se permiten recubrimientos sueltos que se queman o se agitan fácilmente, ni hay puntos brillantes de corrosión por oxidación causados ​​por el calentamiento local y el desprendimiento de los recubrimientos en los bordes y esquinas. En toda la superficie de la pieza, excepto por la influencia del accesorio, no debe haber ninguna película de óxido en la superficie local. Se permiten pequeñas grietas en la película de óxido de toda la placa revestida de aluminio.

4.2 Ensayo de espesor de película de óxido

El valor medio del espesor de película se utiliza para evitar espesores desiguales causados ​​por las aleaciones. Especificaciones extranjeras de oxidación dura: estándar 50, error 10. Cuando el espesor de la película se establece en 100, el rango de error permanece sin cambios. Tome una pieza de prueba transversal de la pieza o pieza de prueba y mida el espesor con un microscopio de fase completa. También puede utilizar un medidor de espesor de corrientes parásitas para medir directamente el espesor de la película de óxido.

4.3 Medición de la dureza

Desde la perspectiva del uso de la película, lo más importante de la película dura es la resistencia al desgaste, es decir, la resistencia al desgaste. La película dura se forma por la oxidación del material en una película de óxido, por lo que la dureza se ve muy afectada por el tipo de aleación, el electrolito y las condiciones de procesamiento. Se han estudiado varios métodos de tratamiento según el tipo de aleación para mejorar el rendimiento de la película. La dureza de la película de cada material es casi fija.

En el proceso de anodizado, los elementos insolubles: silicio, plomo; elementos disueltos pero presentes como óxidos u otros compuestos insolubles: magnesio, zinc tienen una fuerte solubilidad y no se formarán en la película. : La influencia de componentes añadidos como cobre y níquel permanecerá en la película de óxido.

En circunstancias normales, la dureza del recubrimiento duro se determina mediante la medición de la sección transversal.

Cuanto mayor sea la dureza del material, menor será la dureza de la superficie. Cuanto más gruesa es la película, mayor es la diferencia. Por lo tanto, las medidas deben tomarse en el centro de la membrana. La microdureza se puede medir en dirección transversal con un probador de microdureza y no debe ser inferior a 300 kg/mm

5 causas comunes de fallas en el anodizado duro y sus métodos de solución de problemas (consulte la Tabla 3)