مفاهیم کلی آندایزینگ آلومینیوم

آندایزینگ آلومینیوم به مجموعه‌ی عملیاتی گفته می‌شود که با تشکیل یک لایه‌ی نازک اکسیدی بر روی قطعات آلومینیومی، باعث افزایش سختی، مقاومت در برابر خوردگی، ایجاد نمای تزئینی و تغییر برخی از خصوصیات فیزیکی آن‌ها گردد.

فیلم نازک اکسید آلومینیوم موجب حفاظت از مواد پایه در برابر خوردگی می‌شود. بنابراین، بسته به نوع استفاده، آلومینیوم اغلب به وسیله آندایز الکتروشیمیایی به شکل پوشش متخلخل با ضخامت چند میکرومتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این فرایند معمولا در محلول‌های اسید‌سولفوریک، اگزالیک یا فسفریک با مقادیر مختلف پتانسیل‌های کاربردی و یا تراکم‌های جاری انجام می‌شود.

کلیت حمام آندایزینگ را در شکل زیر می‌توان دید. گفتنی است که کاتد می‌تواند از جنس مواد مختلفی از جمله تیتانیوم، آلومینیوم، استیل یا حتی گرافیت و… باشد.

آندایزینگ آلومینیوم
شماتیک آندایزینگ آلومینیوم

 

آندایزینگ آلومینیوم به چه دلایلی انجام می‌شود؟

افزایش مقاومت در مقابل خوردگی

پوشش اکسیدی – آندی سیل شده‌ی آلومینیوم باعث محافظت فلز در برابر عوامل خورنده‌ی جوی و نمک‌ها می‌گردد.

افزایش قدرت چسبندگی رنگ‌ها

لایه اکسیدی – آندی سبب به وجود آمدن سطح فعال شیمیایی می‌شود و این موضوع، زمینه و بستر مناسبی را جهت رنگ آمیزی سطح آلومینیوم ایجاد می‌نماید. (بدین منظور از روش کروماته کردن نیز استفاده می‌شود)

آندایزینگ آلومینیوم
پروفیل‌های رنگ‌شده

به عنوان یکی از مراحل آبکاری

تخلخل موجود در پوشش اکسیدی – آندی باعث افزایش قابلیت آبکاری قطعات آلومینیومی می‌شود. (به‌طور مثال از آندایزینگ در الکترولیت اسید فسفریک می‌توان نام برد که به عنوان مرحله ماقبل آبکاری به‌کار می‌رود).

ایجاد نمای ظاهری مناسب جهت دکوراسیون و تزئینات

لایه اکسیدی – آندی آلومینیوم به‌طور طبیعی درخشان بوده و مقاومت خوبی در مقابل خوردگی دارد. لذا می‌توان از آن به عنوان سطح نهایی مورد نظر جهت تزئینات و نماسازی استفاده نمود. درخشندگی و براقیت سطح مزبور به نوع آلیاژ، روش اچ‌کاری و براق‌کاری و سایر شرایط مناسب بستگی دارد.

عایق کاری

اکسید آلومینیوم عایق است و می‌تواند در مقابل ولتاژهایی که از چند تا چندین هزار ولت هستند؛ به عنوان عایق عمل کند. که کیفیت و کمیت آن به نوع آلیاژ و ضخامت لایه اکسیدی بستگی دارد.

کاربرد در صنایع فتوگرافی و لیتوگرافی

وجود حفره‌ها و تخلخل‌های بی‌شمار در پوشش اکسیدی – آندی باعث بالا رفتن قدرت مکانیکی صفحات لیتوگرافی در نگه‌داری محلول‌های مربوط به فتوگراف و لیتوگراف می‌گردد.

افزایش قابلیت تابش و انتشار حرارت

لایه اکسیدی – آندی در ضخامت های بیش از ۳۲ میکرون باعث افزایش قابلیت تابش و انتشار حرارت می‌گردد. به‌طور مثال ورق آندایز شده‌ی آلومینیومی پس از رنگ‌آمیزی با رنگ سیاه می‌تواند به نحو بسیار مطلوبی جهت جذب حرارت تا حدود ۲۳۰ درجه سانتی‌گراد مورد استفاده قرار گیرد.

افزایش مقاومت سایشی

با استفاده از مکانیزم آندایزینگ سخت بر روی قطعات آلومینیومی، پوشش به ضخامت حدود ۱۰۰۰ تا ۴۰۰۰ میکرون ایجاد می‌شود که دارای سختی بالایی (حدود ۶۰۰-۷۰۰ ویکرز) است و می‌توان از آن‌ها جهت ساخت یاتاقان‌ها و قطعات دوار و یا سایر مواردی که نیاز به مقاومت به سایش دارند استفاده نمود.

تمام پوشش‌های اکسیدی – آندی نسبت به خود آلومینیوم سخت‌تر هستند اما در برخی از موارد (مانند لایه اکسیدی – آندی حاصل از آندایزینگ در حمام اسیدکرومیک) نرم‌تر بوده و جهت کاربری در شرایطی که به مقاومت سایشی نیاز است؛ مناسب نیست.

ردیابی و کنترل درزهای سطحی

پوشش اکسیدی – آندی حاصل از حمام اسیدکرومیک می‌تواند به عنوان یک عامل بازرسی، جهت کشف و بررسی درزهای سطحی موجود بر روی ورق یا قطعات آلومینیومی عمل نماید.

به این صورت که پس از آندایزینگ قطعات مزبور در داخل اسید فوق‌الذکر، آن‌ها را سریعا با آب شسته و خشک می‌کنند.

اسیدکرومیک باقی‌مانده در شکاف درزها و ترک‌های مویی، بیرون‌زده می‌شود و موقعیت عیوب را از نظر مکانی نشان می‌دهد.

اکسید آلومینیوم تولید شده در فرآیند آندیزاسیون، شامل دو لایه است. یک لایه‌ی نازک غیر متخلخل که در نزدیکی سطح است و دیگری لایه‌ی متخلخل با ضخامت بسیار بیش‌تر است که روی لایه‌ی اولی قرار دارد.

اگر آندایزینگ در الکترولیت نزدیک به خنثی (PH بین ۵ تا ۷) انجام شود؛ یک لایه‌ی اکسید آندی از نوع سدی، که نامتخلخل و نارسانا و به شدت چسبنده است؛ روی سطح فلز تشکیل می‌گردد.

ولی زمانی که فرآیند آندایزینگ در حضور اسیدهای قوی انجام شود؛ لایه‌ی اکسید حاصل متخلخل خواهد بود. برای آندایزینگ آلومینیوم، اسیدسولفوریک، اسیداکزالیک و اسیدفسفریک، بیش‌ترین کاربرد را دارند.

آندایزینگ آلیاژهای مختلف آلومینیوم

جهت دیدن ویدئوی مربوط به آندایزینگ آلومینیوم، کلیک کنید.

پاسخ بدهید