Eloksallı Oksit Film Çatlama ve Soyulma

Üretim sürecinde, eloksallı oksit film, kesme, bükülme ve darbe nedeniyle çatlama ve soyulma yaşayabilir. Bu nedenle, anodize oksit filminde çatlak ve soyulma oluşumunu tamamen önlemek neredeyse imkansızdır.

Alüminyum levhaların kullanım amacı ve kullanım koşulları göz önünde bulundurulduğunda, çatlama ve soyulmayı en aza indirmek için çaba gösterilmelidir., ve önemli zararlara neden olabilecek çatlakların oluşumunu önlemek.

Bu sorunların ilgili nedenlerini net bir şekilde anlayarak, rahatlama ve kapsamlı çözüm için daha iyi çözümler belirlenebilir.

Alüminyum levhaların eloksallı filminde çatlakların oluşumu ve önlenmesi

Alüminyum levha ve eloksallı film arasındaki doğrusal genleşme katsayısı farkı

Alüminyum levhalar üzerindeki anodize oksit film, ısıya maruz kaldığında alüminyum levhanın kendisinden yaklaşık 5 kat daha büyük doğrusal bir genleşme katsayısına sahiptir.

Alüminyum levha ısınma nedeniyle genleştiğinde, alüminyum levha üzerinde yerinde büyüyen eloksallı oksit filmi, genişleyen alüminyumdan güçlü gerilme gerilimi yaşar ve ayrılmaya yol açar.

Termal çatlama riski, anodize oksit filmin sertliği veya kalınlığı ile artar. Pratik deneyime göre, kalınlığı 8μm'den az olan standart bir sülfürik asit anodize oksit filmi, nikel olmadan orta ila yüksek sıcaklıkta sızdırmazlığa tabi tutulduktan sonra, çatlama olmadan 250°C'ye kadar pişirme sıcaklıklarına dayanabilir. 8μm kalınlığın ötesinde, pişirme kaynaklı çatlamayı önlemek zorlaşır.

Ek olarak, deneyler, daha iyi sızdırmazlık sonuçlarının daha yüksek çatlama olasılığı ile ilişkili olduğunu göstermiştir.

Çözümler şunları içerir: Eloksallı oksit filmin doğrusal genleşme katsayısını arttırın. Bu, çatlakların anodize oksit filmi ile ikinci faz arasındaki arayüz boyunca uzamasını ve hareket etmesini önlemek için alaşımdaki ikinci fazların dağılımının iyileştirilmesini içerir.

Alüminyum yüzeye belirli bir pürüzlülük seviyesi uygulayın. Bu, anodize oksit filmde lokalize mikro çatlaklara neden olur, stresi serbest bırakır ve daha büyük çatlakların oluşumunu azaltır.

Daha yüksek gözenekliliğe sahip anodize bir oksit filmi oluşturun. Bu, alternatif akım anodizasyonu, yüksek çözünürlüğe sahip bir eloksal çözeltisi kullanılarak veya oksidasyon banyosuna belirli kimyasallar eklenerek elde edilebilir. Bu önlemler, anodize oksit film gözeneklerinin özelliklerini değiştirir (genellikle onları genişletir ve oksit filmin sertliğini azaltır), böylece çatlak oluşumunu azaltır.

Eloksallı oksit filmde yayılan bir mikro gözenek yapısı kullanın. Kromik asit ile anotlama, önemli ölçüde artırılmış doğrusal genleşme katsayısına sahip daha esnek bir oksit filmi ile sonuçlanır ve oksit filmin bir dereceye kadar çatlamasını önlemeye yardımcı olur.

Eloksal işlemi sırasında oksit film tarafından üretilen iç stres

Tipik olarak, anodize oksit filmin büyümesi sırasında, hacimdeki artışa bağlı olarak oksit film içinde bir basınç gerilimi vardır ve çatlamayı önleme eğilimi vardır.

Bununla birlikte, oksit filmi kalınlaştıkça ve akım yoğunluğu arttıkça, iç gerilme çekme gerilimine doğru kayar.

Bazı uygulamalarda, sert eloksallı kaplama üreticileri kasıtlı olarak bu özellikten yararlanır. Eloksal işlemi sırasında kasıtlı olarak nispeten düzgün ve yaygın çatlaklara neden olurlar.

Bu çatlaklar, sonraki çalışma ortamına maruz kaldıklarında daha fazla yağlama gresi emebilir ve böylece anodize oksit filmin aşınmasını azaltabilir.

Çözüm: Eloksal oksit filmin iç gerilimini kontrol edin. Artık basınç gerilimi mevcut olduğunda anodize oksit filmin çatlaması daha zordur.

Bunu başarmak için, akım yoğunluğunu azaltmak, oksidasyon sıcaklığını artırmak ve oksidasyon süresini en aza indirmek, anodize oksit filmin çatlamasını önlemek için avantajlıdır.

Alüminyum levhanın çıkıntılı kısımlarında anodik oksit film büyümesi

Eloksallı oksit filmi, büyüme süreci sırasında kademeli olarak genişler ve alüminyum levhanın çıkıntılı kısımlarının tam bir oksit filmi oluşturmasına izin verir.

Bununla birlikte, çıkıntılı kısmın eğriliği çok küçükse (çıkıntı çok keskinse), daha kalın bir oksit filmi oluştururken, dışa doğru genişleyen oksit filmi alüminyum yüzeyi tam olarak kaplamayabilir ve bu da yüzeyden alüminyum alt tabakaya çatlaklara neden olabilir.

Çözüm: Anotlanmış oksit film için daha büyük bir eğrilik oluşturmak için keskin köşeleri yuvarlayın.

Yanlış conta seçiminden kaynaklanan çatlaklar

Uzun süreli dış mekan güneş ışığına maruz kalacak alüminyum paneller için, oda sıcaklığında nikel tipi bir sızdırmazlık maddesi kullanmak kesinlikle uygun değildir.

Florür nikel tipi sızdırmazlık maddelerinin, yoğun güneş ışığı altında veya yüksek sıcaklığa maruz kalma altında kaynar su sızdırmazlığına göre mikro çatlamaya daha yatkın olduğuna dair raporlar vardır.

Bu nedenle, mimari uygulamalarda alüminyum paneller için soğuk sızdırmazlık kullanılmasından kaçınılması tavsiye edilir.

Çözüm: Güneş ışığına maruz kalan alüminyum paneller için en uygun sızdırmazlık seçeneği, nikel içermeyen yüksek sıcaklıkta sızdırmazlık, ardından nikel tipi orta-yüksek sıcaklıkta sızdırmazlık ve kaynar su sızdırmazlığıdır.

Alüminyum plakalarda oksit film soyulmasının nedenleri ve önlenmesi

Genel olarak, eloksallı film, alüminyum alt tabaka üzerinde yerinde büyüyen gözenekli bir yapı tabakasıdır.

Oksit film ve alt tabaka arasındaki bağlanma kuvveti, yaygın elektrokaplama veya püskürtmeden çok daha büyüktür, bu da oksit filmin mekanik dış kuvvetler yoluyla alt tabakadan sıyrılmasını olası kılmaz.

Bununla birlikte, gerçekte, oksit filmin soyulması meydana gelir ve şu anda kabul edilen teori bunu hidrojene bağlar.

Renkli metal tuzu çözeltisindeki hidrojen iyonlarının aşırı gerilim etkisinden dolayı, katodik elektroliz sırasında, metal iyonları ve hidrojen iyonları, mikro gözeneklerin altındaki bariyer tabakasına aynı anda boşalır.

Mikro gözeneklerin dibinde üretilen hidrojen gazı, metal iyonlarının tedarikini engeller. Alüminyum alt tabakaya boşalan hidrojen iyonları (H+), altta hidrojen gazı (H2) üretir ve hacmini kat kat genişletir.

Alüminyum alt tabaka ile bariyer tabakası arasında hidrojen gazının çökelmesi için boşluk yoktur ve bariyer tabakasını bozar.

Hidrojen gazı daha sonra girişten ters yönde dışa doğru şişerek anodize filmin dairesel olarak soyulmasına ve alüminyum alt tabakanın koni şeklinde tahrip olmasına neden olur. Bu fenomen soyulma olarak bilinir.

Alüminyum matris alaşım bileşiminin etkisi

Daha yüksek Cu ve Mg konsantrasyonlarına sahip alaşımlarda, Cu ve Mg'nin önemli bir kısmı anodik çözünmeye uğrar.

Bu çözünme nedeniyle, süreksiz eloksallı filmlerin oluşmasına neden olan boşluklar oluşur. Bu nedenle, 2xxx serisindeki (bakır içeren) ve 5xxx serisindeki (magnezyum içeren) alaşımlar, eloksallı filmlerin soyulmasına daha yatkındır.

Alüminyum matrisin termal genleşmesinin etkisi

Alüminyum alaşımlı elementlerde Mg ve Zn'nin varlığı, alüminyum matrisin termal genleşmesini önemli ölçüde artıracak, böylece eloksallı filmin çatlama ve delaminasyon riskini artıracaktır.

Elektrik kesintisinin veya oksidasyon kesintisinin etkileri

Alüminyum alaşımının eloksal işlemi sırasında, asılı noktalarda bir elektrik kesintisi veya yetersiz kenetlenme meydana gelirse, eloksallamanın kesintiye uğramasına neden olursa, alt tabaka ile eloksal film arasında kimyasal çözünme meydana gelir ve boşluklar oluşturur.

Bu, alt tabaka ile anodize film arasındaki bağ mukavemetinde bir azalmaya yol açar ve bu da anodize filmin delaminasyonuna neden olur.

Anodik Oksit Filmin Mikro Gözeneklerinde Kalıntı Eloksal Çözeltinin Zaman İçindeki Etkisi

Anodik oksit filmin gözenekli yapısı, eser miktarda sülfürik asit tutar. Sızdırmazlık ve elektroforetik kürleme gibi işlemler sırasında ısının etkisi altında, oksit film ile alt tabaka arasındaki arayüzde düşük erime noktalı ince bir film alaşım tabakası oluşur.

Bu katmanlar, artık çözelti ile yerel bir galvanik hücrenin oluşması nedeniyle çözülür, boşluklar oluşturur, anodik oksit filmin yapışmasında bir azalmaya yol açar ve delaminasyona neden olur.

Oksidasyondan önce mekanik işlemden kaynaklanan artık stresin etkisi

Eloksal ve boyamadan sonra, 2 serisi alaşımların oksit filmi pişirme sırasında çatlama ve soyulma eğilimindedir. Bunun en olası nedeni, talaşlı imalattan sonra malzemenin yüzeyinde oluşan gerilmedir.

Anotlamadan sonra, stres, oksit filmi ile substrat arasındaki termal genleşme farkını arttırır ve sonuçta oksit filmin soyulmasına yol açar.

Bazı şirketler, boyanın soyulmasının temel olarak oksit filmin ayrılmasına atfedildiği alüminyum telefon kılıflarının kapsamlı tanıtımı nedeniyle bir "boya kapısı" tartışmasıyla karşı karşıya kaldı.

Eloksal filmin elektrolitik renklendirilmesinin etkisi

Elektrolitik renklendirme sırasında meydana gelen oksit film soyulması, çapları 0,1 mm ile birkaç milimetre arasında değişen benekli, çoğunlukla dairesel şekiller olarak görünür. Çoğu durumda, oksit filmi tamamen soyulana kadar bu lekeler görsel olarak tespit edilemez.

Ek olarak, alternatif akım (AC) elektrolitik renklendirme ile karşılaştırıldığında, doğru akım (DC) elektrolitik renklendirme soyulmaya daha yatkındır.

Bunun nedeni, katodik elektrolizde, anodik oksit filmin hidrolize uğraması, mikro gözeneklerde nötr bir pH ve elektro-ozmoz nedeniyle yüzey bariyer tabakasının dehidrasyonu ile sonuçlanmasıdır. Ayrıca, güçlü asidik kalay tuzu elektrolitik renklendirme, zayıf asidik nikel tuzu renklendirmesine kıyasla neredeyse oksit film soyulmasından muaftır.

Oksit film soyulmasını önleme yöntemleri

• Uygun iletken tuzlar ekleyerek renklendirme tankı çözeltisinin iletkenliğini arttırın.
• Renklendirme tankında Na+, K+, Al3+, NO3-, CrO2- vb. gibi zararlı iyonlar gibi kontaminasyonu önleyin ve giderin.
• Renklendirme işlemi sırasında tank çözeltisinin etkili sirkülasyonunu sağlamak için uygun pH'ı koruyun.
• Katodik ve anodik reaksiyonların oranını uygun şekilde ayarlayın.
• İş parçasının kenarlarında veya yükseltilmiş alanlarında soyulma meydana gelirse, elektrolitik akımın daha düzgün bir dağılımını elde etmek için ayarlayın. Bu, yumuşak başlatma, kademeli voltaj artışı veya uygun akım koruma önlemleri ile yapılabilir.