Eloxování hliníku (eloxování) je povrchová úprava prováděná za účelem ochrany přirozených vlastností hliníkových materiálů. Jeho uplatnění je velmi rozsáhlé a dá se říci, že jej využívají téměř všechny průmyslové hliníkové výrobky. Pojďme se podívat na vlastnosti, výhody a nevýhody eloxovaného hliníku.
Charakteristika eloxování hliníku (eloxování)
Eloxování hliníku je proces umělého vytváření oxidového filmu na povrchu hliníku.
Obecně lze říci, že hliník je vnímán jako kov, který není náchylný k rezivění, ale ve skutečnosti má hliník sám o sobě vysoký sklon k ionizaci a má tu vlastnost, že snadno reaguje s různými chemikáliemi, jako je voda a kyslík. Proto se po kontaktu se vzduchem spojí s kyslíkovými prvky ve vzduchu a vytvoří tenký oxidový film nazývaný oxid hlinitý (AL2O3), také známý jako bauxit, který se vyznačuje velmi stabilními chemickými vlastnostmi. Proto má nejen antioxidační vlastnosti, ale také odolává erozi kapalinami a kyselými látkami, takže je méně pravděpodobné, že způsobí další chemické reakce. Proto i bez speciální úpravy má vrstva oxidového filmu na hliníkovém povrchu tu vlastnost, že chrání interiér před korozí. To je důvod, proč je hliník považován za nerezavějící kov. Proto se kovy s vnitřními vlastnostmi chráněnými přirozeně se vyskytujícími filmy na povrchu nazývají neaktivní stavy. Tento přirozeně se vyskytující oxidový film je však jen asi 2 nm, je velmi tenký a dokonce i drobné škrábance mohou odhalit vnitřní substrát. Nelze tedy očekávat, že bude mít dobrý antikorozní účinek. Proto je hliník podroben elektrolytickému zpracování, aby se uměle vytvořil silnější oxidový film, který je známý jako eloxování hliníku. Kromě kyseliny sírové a kyseliny chromové lze hliník také ponořit do kyselých vodných roztoků, jako je kyselina fosforečná a kyselina šťavelová. Hliník je umístěn na straně anody (kladné elektrody) pro elektrolýzu a v důsledku oxidační reakce probíhající na anodě se na povrchu hliníku vytvoří oxidový film. Takže tato úprava je také známá jako úprava eloxováním hliníku. Také známé jako anodizační úprava. Tloušťka oxidového filmu vyrobeného eloxováním hliníku je mezi 5 a 70 μm, s voštinovou strukturou a malými otvory uspořádanými v pravidelném vzoru ve středu šestihranné jednotky. Další charakteristikou eloxování hliníku je to, že oxidovaný obrobek obsahuje část tenkého filmu, která se zvětšuje směrem ven z povrchu základního materiálu, stejně jako část, která proniká dovnitř z povrchu základního materiálu. Proto se při eloxování dílů po eloxování musí vrstva oxidu hlinitého jednou odloupnout, aby se zmenšila tloušťka substrátu a ztenčila se. Díky sekundárnímu eloxování se fólie dále zvětší směrem ven a změní se i vnější rozměry produktu. Například u standardního bílého eloxování hliníku, v důsledku tloušťky filmu eloxovaného hliníku, která je přibližně 10 um, se velikost povrchu může po eloxování hliníku zvětšit směrem ven o přibližně 5 um. Je třeba poznamenat, že v otvorech pro sáčky, jako jsou otvory pro šrouby bez penetrace, i když je předem provedeno odmašťovací ošetření, může řezný olej stále zůstat v otvorech a někdy mohou tyto roztoky vystříknout během eloxování hliníku. V otvorech ve tvaru sáčku, jako jsou otvory bez průchozích závitů, i když je odmašťování provedeno předem, řezný olej může stále zůstat v otvoru. V některých případech mohou tyto roztoky během eloxování vytrysknout, takže je třeba dbát opatrnosti.
Typy eloxování hliníku
Eloxování hliníku lze rozdělit do různých typů podle barvy a povrchu. Níže uvádíme tři nejreprezentativnější.
Bílé eloxování hliníku: Je to nejběžnější způsob eloxování hliníku. Nebude se zdát bílá, ale vzhled substrátu bude mírně matný. Tloušťka filmu je asi 10 μm.
Černé eloxování hliníku: Eloxování hliníku je barveno v různých barvách. Ten obarvený na černo se nazývá černý elox hliníku. Je to nejpoužívanější metoda pro eloxování barevného hliníku.
Eloxování hliníku (mat): Pokud je materiál před úpravou eloxováním hliníku otryskán, vznikne matný efekt. Má zvláště vysoké dekorativní vlastnosti při eloxování hliníku a lze jej barvit nejen na bílo, ale i na více barev.
Výhody eloxování hliníku
Kromě zabránění korozi hliníku má eloxování hliníku mnoho dalších výhod.
Neodlupování: Eloxovaný hliník roste a integruje se, zatímco eroduje základní materiál. Na rozdíl od galvanického pokovování a nástřiku se tedy není třeba obávat odpadnutí vrstvy oxidu.
Silná odolnost proti korozi, odolnost proti změnám barvy a odolnost proti korozi: Hlavní složkou oxidu hlinitého (AL2O3) je oxid hlinitý, který má stabilní chemické vlastnosti a není snadno reaktivní s jinými chemikáliemi. Navíc utěsněním voštinových otvorů vytvořených na oxidovém filmu může mít vyšší odolnost proti korozi. Předejdete tak zabarvení a korozi.
Oxidový film je velmi tvrdý a má silnou odolnost proti opotřebení: samotný hliník je relativně měkký, snadno zpracovatelný a deformovatelný kov. Tvrdost povrchu je pouze kolem HV20~150. Avšak vzhledem k tomu, že oxid hlinitý je velmi tvrdá látka, může být povrchová tvrdost hliníku po eloxování zvýšena až na přibližně HV200-600. Proto je jeho výhodou silná odolnost proti opotřebení. Zejména u tvrdých hliníkových eloxovaných materiálů s tloušťkou filmu přesahující 20 μm jejich tvrdost přesahuje HV400 a jejich povrchová tvrdost může převyšovat tvrdost nerezové oceli. Proto jej lze použít i pro posuvné součásti, jako jsou hřídele.
Lze jej barvit ve více barvách a má krásný vzhled: jak již bylo zmíněno dříve, tenký film vytvořený eloxováním hliníku má pravidelně uspořádané mikropóry. Dokáže adsorbovat barviva a lze jej barvit do různých barev, což je také jedna z výhod eloxování hliníku. Barvení hliníkového eloxu je dosaženo ponořením dílů do rozpuštěného roztoku barviva po elektrolytické úpravě a před utěsněním voštinových otvorů. Výsledkem může být krásný povrch s jasným kovovým leskem, který se liší od nátěrů, což je také jedna z jeho charakteristik. Navíc díky vysoké tvrdosti samotného eloxování hliníku se jeho krásný povrch jen tak nepoškodí, což je také jeho charakteristika. Proto se výrobky z eloxovaného hliníku obvykle používají v oborech, které vyžadují krásný vzhled, jako jsou exteriéry budov a exteriéry strojů.
Silná izolace a nevodivost: Film oxidu hlinitého tvořený eloxovaným hliníkem je nevodivý. Samotný hliník má vysokou vodivost, ale po úpravě eloxováním hliníku má izolační vlastnosti. Naopak, pokud je požadována vodivost, může být hliníková eloxovaná vrstva odstraněna řezáním nebo jinými metodami, aby se obnažil základní materiál.
Nízká tepelná vodivost, ale vysoký odvod tepla: Eloxování hliníku má nízkou tepelnou vodivost a tepelně izolační vlastnosti. Na druhé straně má eloxovaný hliník vlastnosti vysokého záření (jako je vzdálené infračervené záření) a vysokého rozptylu tepla. Proto se eloxovaný hliník často používá jako součást pro odvod tepla, jako je radiátor.
Nevýhody eloxování hliníku
Přestože má eloxování hliníku mnoho výhod, má také některé nevýhody a problémy, na které je třeba upozornit.
Vysoká křehkost, nedostatečná houževnatost: Eloxování hliníku tvoří velmi tvrdou tenkou vrstvu. Proto má samotné eloxování hliníku nevýhody v nedostatečné houževnatosti a vysoké křehkosti. Pokud se po úpravě hliníku eloxuje vrtání nebo ohýbání, může to způsobit prasknutí filmu nebo odloupnutí hliníkové anodizační vrstvy z trhliny. Nejlepší je tedy dokončit opracování ostatních vlastností před úpravou eloxováním hliníku, ale při nákupu materiálů po eloxování a zpracování je třeba věnovat pozornost tomu, zda není poškozena oxidová vrstva.
Nízká tepelná odolnost: Vzhledem ke křehkosti eloxované hliníkové vrstvy je její nevýhodou, že neodolá deformaci a dilatačnímu smrštění základního materiálu. Zejména proto, že hliníkový substrát je materiál náchylný k tepelné roztažnosti, mohou se v eloxované hliníkové vrstvě objevit praskliny a odlupování v prostředí s teplotami přesahujícími 100 stupňů. Přestože je eloxovaný hliník sám o sobě stabilní a robustní tenkovrstvá vrstva, vlastnosti jeho substrátu hliník na něj nevyhnutelně působí. Vezměte prosím na vědomí, že není vhodný pro použití v prostředí s vysokými teplotami nebo výraznými teplotními změnami.