رنگ آنادایز چیست؟

منظور از آنادایز آلومینیوم (آنادایزینگ ) چیست ؟

 

بسیاری از فلزات تمایل به اکسید شدن دارند. با اکسید شدن سطح برخی از فلزات، لایه ی نسبتاً پایداری از اکسید فلز روی آن تشکیل شده و از خوردگی فلز جلوگیری می کند. آلومینیوم از جمله فلزاتی است که میل ترکیبی زیادی با اکسیژن دارد، لذا سطح آن در معرض هوا به سرعت از یک لایه ی نازک اکسید آلومینیوم به ضخامت حدود ۰٫۰۱ میکرون پوشیده می شود و آلومینیوم را از خوردگی بعدی محافظت می کند. آلومینیوم از پر مصرف ترین فلزات است و ویژگی هایی چون سبکی (وزن آلومینیوم تقریباً یک سوم وزن فولاد و مس است)، نسبت بالای استحکام به وزن، شکل پذیری عالی، خاصیت ارتجاعی، چکش خواری و انعطاف پذیری مناسب، هدایت حرارتی و الکتریکی بالا، با دوام و مقاوم بودن در برابر زنگ زدگی اتمسفری، غیر مغناطیس بودن و عدم جرقه زایی، قابلیت بازتاب نور، قابلیت ریخته گری و جوش پذیری، کاربرد زیاد آن را در کاربری های مختلف صنعتی، ساختمانی، خانگی و تزیینی موجب می شود.به دلیل تنوع کاربرد، بهبود خواص سطحی و افزایش مقاومت به خوردگی آلومینیوم و آلیاژهای آن از اهمیت زیادی برخوردار است. لایه ی اکسید پایدار سطحی بر روی آلومینیوم، حفاظت مناسبی از آن در معرض هوا به عمل می آورد ولی این لایه ضخامت بسیار کمی دارد. با این وجود خبر خوش آن است که می توان با یک فرایند الکتروشیمیایی، ضخامت این لایه اکسید سطحی را افزایش داد. یعنی می توان اکسید آلومینیوم را در شرایط کنترل شده ای بر روی آلومینیوم ایجاد نمود. به فرایندی که در آن لایه ی اکسیدی بر روی آلومینیوم رشد کرده و ضخیم می شود، آندایزینگ می گویند. در این فرایند، لایه ای اكسیدی به ضخامت تا چندین هزار برابر ضخامت لایه اكسید طبیعی تشکیل می شود. آندایزینگ به این صورت انجام می شود که در یک حمام الکترولیت مناسب (معمولاً حمام اسید سولفوریک، اسید کرومیک و یا اسید اگزالیک )، آلومینیوم (قطعه کار) آند واقع می شود و ماده مناسب دیگری (معمولاً سرب، گرافیت، فولاد زنگ نزن و یا خود آلومینیوم) به عنوان کاتد انتخاب می شود. با عبور جريان الکتريکي از الکتروليت، در اثر فعل و انفعالات الکتروشیمیایی، یون های اکسیژن در سطح آند با آلومینیوم ترکیب شده و تشکیل اکسید آلومینیوم (عمدتاً Al2O3) می دهد. فیلم اکسیدی تشکیل شده در عملیات آندایزینگ صنعتی معمولاً شامل یک لایه ی بسیار نازک فشرده در تماس با فلز اصلی و لایه ی ضخیم تر متخلخل بر روی آن است. این لایه ی متخلخل از تعداد زیادی حفره شش ضلعی (چگالی تخلخل حدود ۶ تا ۸۰ میلیارد حفره در هر سانتی متر مربع) تشکیل شده است که به راحتی می تواند گرد و غبار، روغن، آلودگی ها و کثیفی های سطحی و همچنین عوامل خورنده ی محیطی را در خود جذب و نگهداری کند. با نفوذ عوامل خورنده به داخل این حفرات، آن ها می توانند خود را به سطح فلز برسانند و باعث وقوع خوردگی شوند. بنابراین به منظور پر کردن این حفره ها و مسدود کردن لایه ی متخلخل پس از آندایزه کردن قطعه کار، باید قطعات آندایز شده را رنگ آمیزی و آب بندی کنیم. اگر قشر اکسیدی آلومینیوم آندایز شده آب بندی نشده باشد و یا این عملیات به خوبی انجام نگرفته باشد، مقاومت آن در برابر خوردگی نسبت به یک قشر اکسید طبیعی کمتر است

 

 

به دوروش می توان این لایه ی اکسیدی را برروی فلزات ایجاد نمود:

  1. روش شیمیایی : براثر جذب فلز یا اکسید فلزی روی سطح که باعث ایجاد یک لایه پایدار می شود . مانند :کروماته کردن
  2. روش آندی یا الکتروشیمیایی :در این روش ، اکسید فلز در شرایط کنترل شده تشکیل شده و کاملا متراکم می باشد ویا بر اثر عملیات بعدی متراکم وغیر قابل نفوذ خواهد شد .مانند : آنادایزینگ الومینیوم

الومینیوم در شرایط معمولی هم اکسید می شود بطوری که در مجاورت هوا بطور معمول لایه ای از اکسید به صورت غیر متخلخل برروی سطوح قطعات الومینیومی تشکیل می گردد که وظیفه حفاظت از سطح فلز را در محیط برعهده دارد ،امابرتری و مزیت اکسید ایجاد شده درروش انادایزینگ نسبت به شرایط طبیعی مقاومت بیشتر آن در مقابل خوردگی می باشد .آنادایز کردن در واقع یک نوع ضخیم کردن لایه اکسیدی به ضخامت تاچندین هزار برابر ضخامت  لایه اکسید طبیعی است . نتیجه عمل ، لایه ای است سخت با ضخامت حدود 5.25 میکرون بر تمام سطوح الومینیوم که علاوه برمقاومت به خوردگی در مقابل سایش نیز استحکام کافی دارد
مکانیزم کلی کار به این شکل می باشد که جریان مستقیم برق از مایع الکترولیت مناسبی می گذرد که در آن الومینیوم آند بوده و فلز مناسب دیگری کاتد می باشد در این صورت برسطح الومینیوم لایه نازکی از اکسید ایجاد می شود که ضخامت آن به عوامل گوناگونی بستگی دارد .

 

برتری های آلومینیوم آنادایز شده نسبت به آلومینیوم ساده :

  • افزایش مقاومت در برابر خوردگی
  • افزایش قدرت چسبندگی رنگ ها
  • افزایش قابلیت آبکاری الومینیوم
  • نمای ظاهری بهتر
  • عایق کاری : اکسید الومینیوم عایق می باشد و می تواند در مقابل ولتاژ هایی از چند تا چندین هزار ولت به عنوان عایق عمل کند که کیفیت و کمیت آن به عنوان الیاژ وضخامت لایه اکسیدی بستگی دارد .
  • افزایش قابلیت تابش و انتشار حرارت : به طور مثال ورق آنادایز شده آلومینیومی پس از رنگ آمیزی با رنگ سیاه می تواند به صورت مطلوبی جهت جذب حرارت تا حدود 230 درجه سانتی گراد مورد استفاده قرار گیرد .
  •  افزایش مقاومت سایشی

 

معمولاً مراحل انجام فرايند آندايزينگ آلومینیوم به صورت زير است:

 

  • پرداخت کاری مکانیکی
  • چربی زدایی و تميز کردن با حلال ها و مواد قلیایی
  • دوده زدایی در اسید نیتریک
  • براق کردن یا صیقل کاری الکتروشیمیایی
  • آندایزینگ
  • رنگ کردن
  • آب بندی
  • خشک کردن قطعه کار

اگر مقاومت به خوردگی، مقاومت به سایش و سختی بیشتر یا خواص الکتریکی و حرارتی ویژه ای از لایه ی اکسیدی آلومینیوم مورد انتظار باشد، باید ضخامت آن را افزایش داد. به فرایندی که در آن ضخامت بیشتری از لایه ی اکسیدی (بیشتر از ۲۵ میکرون) بر روی آلومینیوم تشکیل می شود، آندایزینگ سخت یا هارد آندایز گفته می شود. آندایزینگ سخت در الکترولیت های ویژه و شرایط خاصی از آندایزینگ از جمله دماهای کم (۱۰- تا ۱۰+ درجه سانتیگراد) و چگالی جریان های زیاد انجام می شود.

 

قطعات و سطوح آلومینیومی را به دلایل زیر آنادایز میکنند:

  • افزای مقاومت در برابر خوردگی و واکنشهای شیمیایی در هوا و مواد دیگر زیرا پوشش اکسیدی-آندی سیل شده آلومینیوم باعث محافظت فلز در برابر عوامل فوق میگردد
  • افزایش قدرت چسبندگی رنگها زیرا پوشش اکسیدی-آندی سبب به وجود آمدن سطح فعال شیمیایی شده و زمینه را برای رنگ آمیزی بهتر فراهم میکند
  • ایجاد نمای بهتر جهت دکوراسیون و تزیینات زیرا لایه اکسیدی-آندی آلومینیوم به طور طبیعی درخشان بوده و مقاومت خوبی در برابر خورندگی دارد به همین منظور میتوان از آن جهت نماسازی و دکوراسیون استفاده کرد،درخشندگی و براقیت سطح مزبور به نوع آلیاژ،روشهای سخت کاری ، پولیش کاری و سایر شرایط مناسب بستگی دارد
  • عایق کاری زیرا اکسید آلومینیوم عایق میباشد و میتواند در برابر ولتاژهایی از چند تا چند هزار ولت به عنوان عایق عمل کند که این مقدار به آلیاژ و ضخامت لایه اکسیدی بستگی دارد
  • افزایش قابلیت تابش و انتشار حرارت زیرا لایه اکسیدی-آندی در ضخامتهای بیش از 32 هزارم میلیمتر باعث افزایش قابلیت تابش و انتشار حرارت میگردد،مثلا ورق آلومینیومی پس از رنگ آمیزی با رنگ سیاه میتواند با جذب حرارت تا حدود 230 درجه سانتیگراد عمل کند که این مورد بسته به نیاز صنایع مرتبط در دماهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرد
  • افزایش مقاومت سایشی که با استفاده از تکنیک آنادایزینگ سخت بر روی قطعات آلومینیومی پوششی بین 1 تا 4 میلیمتر ایجاد میشود که دارای سختی بسیار بالایی است و میتوان از آن جهت ساخت یاتاقان ها و قطعات دوار و سایر قطعاتی که نیاز به مقاومت سایشی دارند استفاده کرد.تمام پوششهای اکسیدی-آندی نسبت به خود آلومینیوم سخت تر هستند.

شرکت پارس کرنت با بهره گیری از بهترین و به روزترین تکنولوژی های موجود در زمینه آنادایز آلومینیوم در خدمت صنعت کشور بوده و خواهد بود.