Artykuły branżowe

Utlenianie anodowe

Powierzchnia aluminiowa, w warunkach atmosferycznych, pokrywa się samoczynnie warstwą będącą mieszaniną tlenku krystalicznego i amorficznego, z których pierwszy jest bierny chemicznie, trwały nawet w kwasach, a drugi jest aktywny i łatwo ulega reakcjom. Z tego powodu warstwa samoczynnie wytworzonego tlenku jest osłabiona w miejscach występowania odmiany amorficznej i tam właśnie powstają wżery.

Proces utleniania anodowego prowadzi się najczęściej w kwasie siarkowym, o stężeniu ok. 20%, stosując napięcie stałe od 11-20 V. W tych warunkach amorficzny tlenek uległby roztworzeniu, dlatego powstaje jedynie jego trwała odmiana krystaliczna, z heksagonalnym rozmieszczeniem porów. Schemat przekroju powłoki anodowej przedstawiono na rysunku 3. W celu zwiększenia jej trwałości stosuje się uszczelnienie, które polega na trwałym wypełnieniu porów wodorotlenkiem glinu. Proces ten najczęściej prowadzi się przez "gotowanie" wyrobu w wodzie demineralizowanej.

Podstawowym ograniczeniem jest zawartość dodatków stopowych w aluminium. Obecnie istnieje możliwość anodowania twardego (typ III) do grubości 300 µm.

Wymagania techniczne dot. anodowania i właściwości powłok anodowych, głównie tych typu II, opisano także w normie branżowej QUALANOD [5] oraz w normie ISO 7599 [6]. W tablicy 3 podano klasy powłok anodowych wg wspomnianej normy. Podstawowym parametrem jest grubość powłoki, która powinna być dobierana do środowiska eksploatacji konstrukcji. W architekturze i inżynierii komunikacyjnej zazwyczaj stosuje się powłoki anodowe klas: AA20 i AA25. W praktyce stosuje się także różne sposoby obróbki wstępnej, dla uzyskania szczególnych cech wizualnych lub użytkowych.

Tablica 1. Szybkość korozji stali, cynku, miedzi i aluminium w różnych środowiskach wg ISO 9223.

Tablica 2. Podstawowe typy powłok anodowych wg MIL-A8625F.

Tablica 3. Klasy powłok anodowych na aluminium wg normy ISO 7599.

Barwienie aluminium

Obecnie dostępnych jest wiele metod barwienia powłok anodowych. Zaprezentowano je w tablicy 4. Na krótkie omówienie zasługuje przede wszystkim ostatnia, wymieniona jako "barwienie interferencyjne". Ta technika jest przedmiotem ciągłych badań i rozwoju, a została wdrożona dopiero w kilku anodowniach tej części Europy. Istnieje szereg odmian tej metody, a wszystkie bazują na połączeniu barwienia elektrolitycznego, najczęściej stosuje się do tego związki cyny, z kontrolowaną zmianą geometrii porów, która powoduje powstanie dodatkowego efektu powierzchniowego dzięki zjawisku interferencji fal świetlnych.