Hvorfor overflatebehandling er viktig for aluminiumsstang
Aluminiumsstang som brukes i maskinaksler, festemidler, hydrauliske komponenter, bildeler og konstruksjonsdeler trenger ofte mer enn den naturlige oksidfilmen kan gi. En riktig overflatebehandling forbedrer korrosjonsmotstand, hardhet, slitetid eller friksjonsadferd uten å endre de mekaniske egenskapene til selve stangen. Valget av prosess avhenger av miljøet, belastningene og nødvendig levetid, og hver behandling har en annen kostnads- og filmtykkelsesprofil.
Anodisering
Ved anodisering vokser et kontrollert oksidlag på stangoverflaten ved elektrolyse, typisk 10-25 mikron tykt, noe som øker korrosjonsmotstanden med flere ganger sammenlignet med det bare metallet. I saltspraytesting i henhold til ASTM B117 tåler anodiserte stenger vanligvis mer enn 1000 timer, mens ubehandlede stenger kan svikte etter noen hundre timer. Type II svovelanodisering gir en god balanse mellom beskyttelse og utseende, mens Type III hard anodisering gir et tykkere, tettere lag med overlegen slitestyrke for aksler og glidedeler. Anodiserte lag kan forsegles klare eller farget for identifikasjon og utseende.
Mikro-bueoksidasjon (MAO)
Mikro-bueoksidasjon, også kalt plasmaelektrolytisk oksidasjon, bruker høy-utladninger i en elektrolytt for å vokse et keramisk oksidlag på omtrent 20-100 mikron. Laget når en hardhet i området 1500-2000 HV, langt over bart aluminium, og det er kjemisk bundet til underlaget, så det er ingen delamineringsrisiko. MAO-lag tåler høye temperaturer i kort tid og passer til luftfart og tunge komponenter. Avveiningen er høyere energiforbruk sammenlignet med standard anodisering, så prosessen velges der ekstrem hardhet og termisk stabilitet rettferdiggjør kostnaden.
Konverteringsbelegg
Kromatkonverteringsbelegg danner et tynt, selvhelende lag på ca. 0,5-3 mikron som gir utmerket korrosjonsbestandighet, spesielt i marine miljøer, og gir en god base for maling. Fordi seksverdig krom fases ut av helse- og miljømessige årsaker, tilbyr treverdig krom og kromfrie systemer nå det meste av ytelsen med langt lavere toksisitet. Konverteringsbelegg er økonomiske og påføres ofte på stang og maskinerte deler før montering eller maling.
Forbehandling: Rengjøring og etsing
Hvert belegg er bare så godt som overflaten det binder seg til. Alkalisk rengjøring fjerner oljer og fett, syreetsing fjerner oksider og mikro-gjør overflaten ru, og avsmutsing fjerner gjenværende smuss etter etsing. Vannbruddstesten, der en ren overflate holder en kontinuerlig vannfilm, er en standardkontroll av at overflaten er fri for forurensning før belegg. Å hoppe over forbehandling er den vanligste årsaken til tidlig beleggsvikt på aluminiumsstang.
Laseroverflateteksturering
Laserteksturering bruker kort-pulslasere for å lage mikro-groper eller andre mønstre på stangoverflaten. Mikro-groper på ca. 20-50 mikron dybde kan redusere friksjonen ved å beholde smøremiddel, og laserpeening introduserer trykkspenning som kan øke utmattelseslevetiden betydelig i syklisk belastede deler. Disse teknikkene passer høyytelsesapplikasjoner som fjæringskomponenter for biler og presisjonslagre der redusert slitasje direkte fører til lengre komponentlevetid.
Miljøoverholdelse og trender
Strengere kjemiske forskrifter presser industrien bort fra seksverdig krom og løsemidler med høy-VOC. Trivalente kromsystemer erstatter den forbudte kjemien med lavere toksisitet, løsemiddelfrie og UV-herdede belegg reduserer VOC-utslippene kraftig, og anodiseringsprosesser for vin-svovelsyre reduserer energibruken sammenlignet med eldre bad. RoHS- og REACH-samsvar er nå standard for belagte komponenter som sendes internasjonalt, og kjøpere ber i økende grad om dokumentasjon av behandlingskjemi og testresultater.
Ofte stilte spørsmål
Spørsmål: Hvilken behandling gir best korrosjonsbestandighet for marin bruk?
Hard anodisering på 25 til 50 mikron eller et kraftig-pulver- eller PVDF-belegg gir den beste beskyttelsen. Mikro-lysbueoksidasjon er enda hardere og brukes til sterk slitasje pluss korrosjonsbelastning.
Spørsmål: Hvor tykt er det anodiserte laget på aluminiumsstangen?
Type II er typisk 5 til 25 mikron; Type III hardt strøk 25 til 75 mikron. For stangapplikasjoner er 10 til 25 mikron for dekorative og 40 til 75 mikron for hard slitasje vanlig.
Spørsmål: Hva er forskjellen mellom anodisering og mikro-bueoksidasjon?
Mikro-bueoksidasjon bruker høyere spenning for å lage et keramisk-lignende oksid opp til 100 mikron pluss som er hardere og mer slitebestandig enn anodisering. Anodisering gir jevnere, mer dekorative overflater; MAO tåler hard slitasje og korrosjonsbelastning.
Spørsmål: Hvorfor erstattes seksverdig krom?
Seksverdig krom er kreftfremkallende og forbudt eller begrenset under REACH og RoHS. Den erstattes av treverdig krom-, zirkonium- eller titan-baserte konverteringsbelegg som oppfyller de samme adhesjons- og korrosjonsspesifikasjonene.
Spørsmål: Kan overflatebehandling endre dimensjonene til stangen?
Ja: ved anodisering vokser oksidet omtrent 50 prosent inn i og 50 prosent ut av overflaten, og legger til omtrent halvparten av filmtykkelsen til diameteren. Mikro-bueoksidasjon tilfører mer; konverteringsbelegg gir ubetydelig tykkelse.
Spørsmål: Hva brukes et kromatkonverteringsbelegg til?
Kromatomdannelsesbelegg (nå vanligvis treverdig krom) er en veldig tynn ledende film som beskytter aluminium mot korrosjon, forbedrer malingsvedheft og opprettholder elektrisk ledningsevne for jording. Den er mye tynnere og mindre slitesterk enn anodisering, så den brukes der ledningsevnen betyr mer enn slitestyrken.