آنودایز چیست

اگر نمی دانید آنودایز چیست و با فرایند آنادایزینگ آشنا نیستید، حتما این مقاله را تا انتها بخوانید. آنادایزینگ یا آندش یک فرآیند الکتریکی و شیمیایی پرکابرد در صنعت است. پوشش های آنودایز آلومینیوم سبب سختی، دوام و بالا رفتن مقاومت آلومینیوم می شود.

در این مقاله قصد داریم شما را با آنودایز و هارد آنودایز آلیاژ های مختلف آلومینیوم آشنا کنیم. با ما همراه باشید.

آنودایز چیست؟

آنادایز یا آنودایز فلزات (Anodizing) نام مجموعه‌ عملیاتی است که با تشکیل یک لایه‌ نازک اکسیدی بر روی قطعات فلزات، باعث بالا بردن سختی، مقاومت در برابر خوردگی، ایجاد نمای تزئینی و تغییر بعضی از خصوصیات فیزیکی آن‌ ها می شود.

لایه نازک اکسید موجب محافظت از مواد پایه در برابر خوردگی می‌شود. بنابراین، با توجه به نوع استفاده، مثلا فلز آلومینیوم اغلب به وسیله آنادایز الکتروشیمیایی به شکل پوشش متخلخل با ضخامت چند میکرومتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این فرایند معمولا در محلول‌های سولفوریک اسید، اگزالیک اسید یا فسفریک اسید با مقادیر متفاوت پتانسیل‌های کاربردی و یا تراکم‌های جاری انجام می‌ گردد.

 گفتنی است که کاتد می‌تواند از جنس مواد مختلفی از جمله تیتانیوم، آلومینیوم، استیل یا حتی گرافیت و… باشد.

فرایند آنودایزینگ

در فرایند آندایزینگ، جریان الکتریسیته مستقیم (DC) به آلومینیوم به عنوان آند و قطعه دیگر مانند فولاد، تیتانیوم، گرافیت یا خود آلومینیوم به عنوان کاتد در الکترولیت اسیدی مانند اسید سولفوریک اعمال می‌گردد.

هنگامی که جریان از نمونه عبور کند، یون‌های اکسیژن از الکترولیت به سطح آلیاژ آلومینیوم در حال آنادایز مهاجرت می‌کنند، در آنجا با یو‌ن‌های آلومینیوم، واکنش می‌دهند تا یک لایه مانع اکسید آلومینیومی ایجاد کنند. از طرفی، یون هیدروژن به کاتد جذب می‌شود و در آنجا حباب‌ های گاز هیدروژن ایجاد می‌ شود و در هوا نفوذ می‌ کند.

آنادایزینگ سبب افزایش قابل‌ توجه سختی سطح، مقاومت به خوردگی، مقاومت به سایش و چسبندگی عالی اکسید به فلز پایه می شود، که این ویژگی­ ها سبب افزایش قابل ملاحظه کاربرد آلومینیوم در صنعت شده است.

کیفیت و ضخامت پوشش آنودایز می‌تواند با میزان دانسیته جریان، غلظت الکترولیت، ترکیب الکترولیت، دمای الکترولیت، زمان آندایزینگ و غیره تحت کنترل قرار گیرد. به صورت کلی جریان از جمله مهم‌ترین پارامترهای موثر بر ریزساختار و خواص پوشش است.

بعد از فرایند آندایزینگ در روش‌های سنتی و معمول، به‌ منظور افزایش خواص، حفره­ های لایه اکسیدی با استفاده از فرایند آب‌بندی یا پوشش دهی سطح پر می‌شوند و از این رو خواص لایه اکسیدی متخلخل بهبود می‌یابد که امروزه روش‌های جدیدی به منظور هم زمانی فرآیند آنادایز و فرآیند پر شدن حفره‌ها مورد استفاده قرار گرفته است.

آنودایز آلومینیوم

فلز آلومینیوم در شرایط محیطی اکسید می شود به صورتی که در مجاورت هوا و بطور معمول لایه ای بسیار نازک از اکسید آلومینیوم به صورت غیرمتخلخل بر روی سطوح قطعات آلومینیومی تشکیل می گردد که باعث حفاظت قطعه در محیط می شود. لایه اکسیدی که به صورت طبیعی تشکیل می شود، بسیار نازک، چسبنده و محافظ است.

اما در روش آنادایزینگ، لایه ی اکسیدی ضخامت بیش تری می گیرد و در نتیجه نسبت به شرایط طبیعی از مقاومت خوردگی بیشتری برخوردار می شود. نتیجه این عملیات، لایه‌ای است سخت با ضخامت  حداکثر 200 میکرون بر همه سطح آلومینیوم كه علاوه بر مقاومت به خوردگی در مقابل سایش هم استحكام كافی دارد.

مکانیزم عملیات به روش الکتروشیمیایی است به صورتی که فلز آلومینیوم آند و فلز مناسب دیگری به عنوان کاتد در نظر گرفته می شود. این آند به عنوان قطب منفی در نظر گرفته می‌شود. الکترونها در مدار خارجی هر پیل ولتایی که در حال کارکردن است، از قطب منفی به طرف قطب مثبت سیر می‌کنند.

لذا کاتد که در آنجا الکترونها در واکنش الکترودی مصرف می‌شوند، قطب مثبت است. با اکسید شدن سطح آلومینیوم به تدریج لایه ی اکسیدی آلومینا روی قطعه ایجاد می گردد.

برای کسب اطلاعات بیشتر مقاله آلومینیوم چیست و همچنین آلیاژ آلومینویم را مطالعه کنید.

دلایل آنودایز کردن آلومینیوم

یکی از دلایل استفاده بسیار زیاد از آلومینیوم، قابلیت آندایزینگ آلومینیوم است در ادامه به دلایل اصلی آنودایز کردن آلومینیوم می پردازیم.

۱. آنادایز جهت افزایش مقاومت در مقابل خوردگی

پوشش اکسیدی – آندی سیل شده‌ی آلومینیوم سبب محافظت فلز در برابر عوامل خورنده‌ جوی و نمک‌ها می شود.

۲. افزایش قدرت چسبندگی رنگ‌ ها با آندایزینگ

لایه اکسیدی – آندی باعث به وجود آمدن سطح فعال شیمیایی می‌شود و این موضوع، زمینه و بستر مناسبی را جهت رنگ آمیزی سطح آلومینیوم ایجاد می‌ کند. ( از روش کروماته کردن نیز استفاده می‌شود)

۳. انجام آنودایز آلومینیوم به عنوان یکی از مراحل آبکاری

تخلخل موجود در پوشش اکسیدی – آندی سبب افزایش قابلیت آبکاری قطعات آلومینیومی می‌شود. مثلا از آندایزینگ در الکترولیت اسید فسفریک می‌توان نام برد که به عنوان مرحله ماقبل آبکاری به‌کار می‌رود.

۴.ایجاد نمای ظاهری مناسب از طریق آنادایز جهت دکوراسیون و تزئینات

لایه اکسیدی – آندی آلومینیوم به صورت طبیعی درخشان بوده و مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد. بنابراین می شود از آن به عنوان سطح نهایی مورد نظر جهت تزئینات و نماسازی استفاده نمود. درخشندگی و براقیت سطح مزبور به نوع آلیاژ، روش اچ‌کاری و براق‌کاری و دیگر شرایط مناسب بستگی دارد.

۵.آنادایز جهت عایق کاری

اکسید آلومینیوم عایق است و می‌تواند در مقابل ولتاژهایی که از چند تا چندین هزار ولت هستند؛ نقش عایق را دارد. که کیفیت و کمیت آن به نوع آلیاژ و ضخامت لایه اکسیدی وابسته است.

۶.کاربرد در صنایع فتوگرافی و لیتوگرافی

وجود حفره‌ها و تخلخل‌های بی‌شمار در پوشش اکسیدی – آندی سبب بالا رفتن قدرت مکانیکی صفحات لیتوگرافی در نگه‌داری محلول‌های مربوط به فتوگراف و لیتوگراف می شود.

۷.افزایش قابلیت تابش و انتشار حرارت توسط آندایزینگ

لایه اکسیدی – آندی در ضخامت های بیش از ۳۲ میکرون سبب افزایش قابلیت تابش و انتشار حرارت می‌شود. به‌طور مثال ورق آندایز شده‌ آلومینیومی پس از رنگ آمیزی با رنگ سیاه قادر است به نحو بسیار مطلوبی جهت جذب حرارت تا حدود ۲۳۰ درجه سانتی‌گراد مورد استفاده قرار گیرد.

۸.افزایش مقاومت سایشی

به وسیله مکانیزم هارد آنودایزینگ بر روی قطعات آلومینیومی، پوشش به ضخامت حدود ۱۰۰۰ تا ۴۰۰۰ میکرون ایجاد می‌شود که دارای سختی بالایی (حدود ۶۰۰-۷۰۰ ویکرز) است و می‌توان از آن‌ها به منظور ساخت یاتاقان‌ها و قطعات دوار و یا دیگر مواردی که نیاز به مقاومت به سایش دارند استفاده نمود.

همه پوشش‌های اکسیدی – آندی نسبت به خود آلومینیوم سخت‌تر هستند اما در بعضی از موارد (مثل لایه اکسیدی – آندی حاصل از آنودایز آلومینیوم در حمام اسیدکرومیک) نرم‌تر بوده و جهت کاربری در شرایطی که به مقاومت سایشی نیاز است؛ مناسب نیست.

۹.ردیابی و کنترل درزهای سطحی

پوشش اکسیدی – آندی حاصل از حمام اسیدکرومیک قادر است به عنوان یک عامل بازرسی، جهت کشف و بررسی درزهای سطحی موجود بر روی ورق یا قطعات آلومینیومی عمل کند.

به این صورت که بعد از آندایزینگ قطعات مزبور در داخل اسید که در بالا ذکر شد، آن‌ها را سریعا با آب شسته و خشک می‌کنند.

اسیدکرومیک باقی‌مانده در شکاف درزها و ترک‌های مویی، بیرون‌زده می‌شود و موقعیت عیوب را از نظر مکانی نشان می‌دهد.

آنودایز فلزات

خیلی افراد ممکن است تصور کنند که آنودایز فقط برای آلومینیوم کاربرد دارد. این تصور کاملا درست نیست ولی سایر ترکیبات فلزی مثل روی، منیزیم و سیلیکون موجود در آلیاژ به همان شیوه پاسخ نمی دهند. مثلا در آنادایز آهن واریانس اجزای تشکیل دهنده فلز در آلیاژ دلیل اصلی تغییر رنگ است. (خصوصاً هنگام استفاده از سطوح آلومینیومی بازیافت شده ثانویه)

از دیگر متغیر هایی که در تغییر رنگ در فرآیند آنودایزاسیون تاثیر گذار هستند می توان به موارد زیر اشاره کرد:

شیمی مخزن آنودایز، هندسه، شکل و اندازه بار مواد.

آنودایزرها کنترل شیمیایی مخزن خود را دارند.

از جمله دما، غلظت محلول و مدت زمان مصرف مواد در هر مخزن، اما هیچ کنترلی بر روی آلیاژ، مزاج یا شکل قطعات آلومینیوم ندارند.

این متغیرها قادرند دستیابی به یک رنگ دقیق از اجرا به اجرا و بار به بار را بسیار دشوار کنند.

هارد آنودایزینگ چیست

هارد آندایزینگ یا آنودایز سخت، به عملیاتی گفته می شود که پوشش سخت تری نسبت به آنودایز معمولی ایجاد می نماید. ضخامت لایه ایجاد شده توسط آنودایز معمولی ۵ تا ۲۵ میکرون است درحالی که درعملیات هارد آندایزینگ یا آنودایز سخت امکان ایجاد لایه اکسیدی تا بیش از ۲۰۰ میکرون وجود دارد. چنین پوششی در برابر خوردگی و سایش مقاوم است و قابلیت ماشین کاری دارد و ضریب اصطکاک آن پایین است.  

خدمات آندایزینگ آلومینیوم

 ما به عنوان بهترین شرکت ریخته گری تهران، با انجام خدمات ریخته گری آلومینیوم، به منظور تنوع بیشتر خدمات آنادایز رنگی آلومینیوم و فرایندهای اضافی مثل خدمات پولیشینگ و براشینگ را نیز انجام می دهیم. برای استعلام قیمت آنادایز آلومینیوم با ما تماس بگیرید.

قیمت آنادایز آلومینیوم

با توجه به قیمت آنادایز و هارد آنودایز آلیاژ های مختلف آلومینیوم بهتر است عوامل موثر بر تعیین قیمت نهایی را بررسی نماییم. بصورت کلی دو عامل مهم وجود دارد که بر قیمت آنادایز آلومینیوم پروفیل و ورق تأثیر می گذارد. برای پروفیل ها، ابعاد و وزن شاخه ها و برای ورق آلومینیوم ابعاد است همچنین سایر خدمات مثل پولیش و براشینگ نیز بر قیمت نهایی تاثیر دارد. برای اطلاع از قیمت آنادایز آلومینیوم تهران و خدمات آبکاری آنودایز آلومینیوم با ما در ادامه مقاله همراه باشید. در ادامه به سوال آنودایز سخت چیست پاسخ می دهیم.

ما در این مقاله درباره آنودایزینگ آلومینیوم صحبت کردیم. امیدواریم مطالب برای شما مفید واقع شده باشد. برای دریافت خدمات ریخته گری می توانید با ما تماس بگیرید.

سوالات متداول