Galwanotechnika

Anodowanie twarde kompozytowe

Rosnąca popularność anodowania twardego ma również tę konsekwencję, że zachęca producentów do eksperymentowania z sieciowaniem powłok tlenkowych polimerami. Jednym z warunków powodzenia tego procesu jest bowiem niska temperatura elektrolitu pozwalająca na uzupełnienie go o monomery, które, ulegając polimeryzacji, tworzą nieregularną sieć przenikającą powłokę na całym przekroju jej grubości. Tego typu anodowanie twarde kompozytowe stosuje się zwykle w celu uzyskania dwóch efektów: zwiększonej twardości i/lub większej odporności na tarcie.
Przyjrzyjmy się dla przykładu dwóm produktom oferowanym przez firmę Galwano Perfekt: powłoce polymeroxid LF4 i jej dalekiej kuzynce – powłoce polymeroxid xH4. Pierwsza zapewnia aluminium wysoką gładkość, a tym samym do minimum ogranicza siły tarcia oddziałujące na powierzchnię, dzięki czemu sprawdzi się we wszystkich aplikacjach ślizgowych, w których istotny jest niski początkowy moment rozruchowy. Co więcej, jest także odporna na ścieranie i zginanie, cechuje się wysoką twardością (ok. 400 MHV), zapobiega przywieraniu, a jednocześnie może być z powodzeniem stosowana jako podkład pod inne powłoki (bardzo dobra adhezja).

Podobne właściwości wykazuje także powłoka xH4 – z tą różnicą, że cechuje się większą twardością na poziomie 500–520 MHV i można ją nanosić na większość typowych stopów aluminium zawierających do 5% miedzi (w przypadku LF4 zaleca się stosowanie stopów AlZnMgCu1,5 i AlMgSi0,5/1,0). Stąd też można ją stosować niemal wszędzie – od systemów automatyki i układów hydraulicznych, przez przemysł spożywczy, lotniczy, medyczny, petrochemiczny i farmaceutyczny, po wojskowość, górnictwo i branżę tekstylną.

Plazmowe utlenianie elektrolityczne

Superwytrzymałe powłoki „anodowe” można jednak wytwarzać także w inny sposób. W ostatnich latach na znaczeniu skokowo zyskuje również technologia bardzo zbliżona do klasycznego anodowania, ale operująca znacznie wyższymi napięciami prądu (stałego lub zmiennego) – tzw. plazmowe utlenianie elektrolityczne (PEO). Metoda ta – bezpośrednio wywodząca się zresztą z anodowania – została po raz pierwszy opracowana i zastosowana przez naukowców z ZSRR do powlekania lekkich rakiet kosmicznych. Z wojskowości szybko przeniknęła jednak także do szeroko pojętego przemysłu, ceniona nie tylko za wyjątkowe rezultaty, ale także za brak negatywnego wpływu na środowisko. Na czym polega PEO?

Podobnie jak w przypadku konwencjonalnego anodowania, także i tutaj metal (np. aluminium) zanurza się w płynnym elektrolicie (tyle że nie na bazie kwasu, lecz zasady) i podłącza do źródła prądu, przekształcając go tym samym w anodę. Funkcję katody najczęściej pełni tu materiał obojętny, taki jak stal nierdzewna czy sama ściana wanny. Pod wpływem przyłożonego napięcia rzędu ponad 200 V dochodzi jednak nie tylko do powstania na powierzchni warstwy tlenku, ale także do jej przebicia dielektrycznego i lokalnych wyładowań (reakcji plazmowych), które powodują modyfikację tlenku i przekształcenie go z formy amorficznej w krystaliczną (np. korund). Wytworzona w efekcie warstwa ochronna cechuje się dwu- do czterokrotnie większą wytrzymałością mechaniczną w porównaniu z powierzchniami anodowanymi, a dzięki nieregularnej strukturze jest mniej podatna na pękanie.
Jeśli dodać do tego możliwość stosowania różnorodnego typu elektrolitów modyfikujących właściwości powłoki, a także brak toksycznych produktów odpadowych, przestaje dziwić, że plazmowe utlenianie elektrolityczne postrzegane jest przez wielu jako następca klasycznego anodowania. Na razie jednak proces ten wciąż jest rozwijany i optymalizowany, także pod względem cenowym.           

Agata Świderska
agata.swiderska@lakiernictwo.net