ניתוח בעיות נפוצות באנודיזציה באלומיניום

אילגון אלומיניום הוא תהליך השימוש באלומיניום או בסגסוגת אלומיניום כאנודה וצלחת עופרת כקתודה. הוא עובר אלקטרוליזה בתמיסות מימיות כגון חומצה גופרתית, חומצה אוקסלית וחומצה כרומית ליצירת סרט תחמוצת (בדרך כלל בעובי 3-15 מיקרון) על פני השטח. ביניהם, אילגון חומצה גופרתית הוא הנפוץ ביותר. לציפוי האנודיז של חומצה גופרתית יתרונות כמו יכולת ספיחה גבוהה, איטום וצביעה קלים, עמידות בפני קורוזיה ויפיוף ברור של המראה.
אילגון חומצה גופרתית היא שיטת תהליך בוגר עם פעולה נוחה, אלקטרוליט יציב ועלות נמוכה. עם זאת, ישנן בהכרח כמה בעיות במהלך תהליך האנודיזציה של חומצה גופרתית, המשפיעות על איכות סרט התחמוצת.
נתח את סיבת התקלה ונקיט באמצעי מניעה יעילים. יש לכך משמעות מעשית חשובה לשיפור האיכות של אילגון חומצה גופרתית של סגסוגות אלומיניום.
1. לאחר אילגון מוצרי סגסוגת אלומיניום בחומצה גופרתית, יהיה סרט לא מחומצן חלקי עם נקודות שחורות ופסים ברורים, וסרט התחמוצת יהיה בולט. כשלים כאלה הם נדירים, אבל הם מתרחשים.
הסיבות לתקלות הנ"ל קשורות בדרך כלל להרכב, מבנה ואחידות הפאזה של אלומיניום וסגסוגות אלומיניום, או לכמה יוני מתכת או זיהומים מרחפים המומסים באלקטרוליט. ההרכב הכימי, המבנה והאחידות של שלבי המתכת של אלומיניום וסגסוגות אלומיניום משפיעים על היווצרות וביצועים של סרטי תחמוצת. אלומיניום טהור או סגסוגות מגנזיום אלומיניום נוטות יותר ליצור ציפוי תחמוצת, וגם איכות הציפוי טובה. עבור סגסוגות סיליקון אלומיניום או סגסוגות אלומיניום עם תכולת נחושת גבוהה, קשה יותר ליצור סרט תחמוצת, והציפוי המתקבל הוא כהה, אפור ומבריק נמוך. אם פני השטח מייצרים מבנים הטרוגניים בכל רכיב בשל ההטרוגניות של שלבי מתכת, הפרדה מבנית, הפרדה של זיהומים מיקרוסקופיים או טיפול בחום לא תקין, אזי יש סיכוי גבוה יותר להתרחש חמצון סלקטיבי או פירוק סלקטיבי. אם תכולת הסיליקון המקומית של סגסוגת אלומיניום מבודדת, זה נובע לרוב מהיעדר סרט תחמוצת, היווצרות כתמים שחורים מפוספסים או היווצרות נקבוביות עקב פירוק סלקטיבי מקומי. זיהומים מוגזמים, אבק וזיהומים מתכתיים כגון יוני נחושת וברזל התלויים באלקטרוליט עלולים גם הם לגרום להופעת כתמים שחורים או פסים על סרט התחמוצת, ומשפיעים על הביצועים נגד קורוזיה שלו.
2. בחלק מהחלקים האנודיזים המעובדים באותו מיכל ייתכן שלא יהיה סרט תחמוצת, או שסרט התחמוצת עשוי להיות דק או לא שלם, או ייתכן שיש שריפה וקורוזיה באזור המגע בין המתקן לחלקים. סוג זה של תקלה מתרחשת לעתים קרובות במהלך ביצוע תהליך אילגון החומצה הזרימה, ופוגעת ברצינות באיכות האילגון של סגסוגת אלומיניום.
בשל הבידוד המצוין של סרט תחמוצת האלומיניום, רכיבי סגסוגת אלומיניום חייבים להיות מותקנים היטב במכשירי תיקון כלליים או מיוחדים לפני האילגון כדי להבטיח מוליכות טובה. המוט המוליך צריך להיות עשוי מנחושת או חומר מסגסוגת נחושת כדי להבטיח שטח מגע מספיק. יש לצמצם את סימני המגע בין המתקן לרכיבים ולאפשר זרימה חופשית של זרם. אם שטח המגע קטן מדי וצפיפות הזרם גבוהה מדי, החלקים או המתקנים עלולים להתחמם יתר על המידה ולהישרף. אין סרט תחמוצת או לא שלם, בעיקר בגלל מגע לקוי בין המתקן לחומר העבודה, מוליכות לקויה או הסרה לא מלאה של סרט התחמוצת על המתקן.
3. לאחר אילגון חומצה גופרתית של סגסוגת אלומיניום, במיוחד לאחר מילוי ואיטום, במגע ידנית, סרט התחמוצת מתרופף, הופך לאבקה, ומתקלף עוד יותר, חושף שכבת אבקה רצינית על פני הרכיב, וכתוצאה מכך עמידות לקורוזיה ירודה. כשל מסוג זה מתרחש בעיקר בקיץ, במיוחד במיכלי אילגון חומצה גופרתית ללא מערכות קירור. לאחר עיבוד אחד או שניים של רכיבי מיכל, תופיע אבקה רופפת, מה שמשפיע בבירור על איכות ציפוי התחמוצת.
בשל ההתנגדות הגבוהה של שכבת האנודייז מסגסוגת האלומיניום, נוצרת כמות גדולה של חום ג'ול במהלך תהליך האנודייז. ככל שמתח הסוללה גבוה יותר, כך החום שנוצר גדול יותר וטמפרטורת האלקטרוליט ממשיכה לעלות. לכן, תהליך האנודיז מצריך שימוש במכשירי ערבוב או קירור כדי לשמור על טמפרטורת האלקטרוליט בטווח מסוים. בנסיבות רגילות, יש לשלוט בטמפרטורה בין 13 ל-26 מעלות כדי לשפר את איכות סרט התחמוצת. אם טמפרטורת האלקטרוליט עולה על 30 מעלות, סרט התחמוצת ישתחרר ויהפוך לאבקתי, יפחית את איכות הסרט, ואף יגרום ל"סימני צריבה" במקרים חמורים. אם טמפרטורת האלקטרוליט קבועה, יש להגביל גם את צפיפות זרם האנודה מכיוון שצפיפות זרם האנודה גבוהה מדי והטמפרטורה עולה מהר מדי. בנוסף, סרט התחמוצת נוטה להתרופפות אבקה וחול, אשר משפיעים לרעה מאוד על איכות סרט התחמוצת.
4. סרט התחמוצת של סגסוגת אלומיניום לאחר אילגון חומצה גופרתית עשוי להיות עמום ועלול להפגין קורוזיה בבור. במקרים חמורים, קורוזיה של כתמים שחורים יכולה להיות ברורה מאוד, ולהוביל לגריטה של ​​חלקים ולגרום להפסדים משמעותיים.
תקלות אלו הן לרוב מקריות ויש להן סיבות מיוחדות. בתהליך האנודיזה של סגסוגת אלומיניום, עקב הפסקת החשמל ואז מופעלת שוב, והחלק המנותק נשאר במיכל הניקוי במשך זמן רב, החומציות של מיכל הניקוי חזקה מדי, איכות המים היא לא נקי, ויש מוצקים מרחפים, כך שסרט התחמוצת הוא לעתים קרובות עמום ומשעמם. משקעים גדלים לעתים קרובות, וגורמים לקורוזיה אלקטרוכימית ולקורוזיה בבור של רכיבי סגסוגת אלומיניום עם כתמים שחורים. ניתן להוסיף מי ברז לאלקטרוליט, יכול להיות שהוא טופל באקונומיקה, תכולת Cl - עשויה לחרוג מהסטנדרט, או שהמיכל המכיל מימן כלורי לא נוקה היטב ועלול להכיל חומצה גופרתית. זה גורם לעודף Cl - להתערבב עם האלקטרוליט של האנודה. החמצון האנודי המתקבל של רכיבי סגסוגת אלומיניום מוביל לקורוזיה בבור והמוצר מושלך.