Дефекты анодирования: классификация

Анодирование алюминия (анодное окисление, анодное оксидирование) является уникальным электролитическим процессом, который применяют для защиты поверхности прессованного алюминия от коррозии, а также придания ей привлекательного внешнего вида.

Под «анодированием алюминия» всегда подразумевают «сернокислое анодирование алюминия».  Особенность анодирования в том, что в ходе химической подготовки поверхности алюминиевых профилей перед анодированием и самого процесс анодирования могут выявляться скрытые дефекты поверхности профилей или его неблагоприятная для анодирования металлургическая микроструктура.

Анодирование алюминиевых профилей

Конечное качество анодированных алюминиевых профилей оценивает производитель анодного покрытия, анодировщик, перед отправкой их заказчику и именно он отвечает за конечный результат. Между тем, причина возникновения дефектов может находиться совершенно в другом месте: у производителя слитков, литейщика, или производителя прессованных профилей, прессовщика. Часто возникают разногласия между этими тремя производителями в том, кто виноват в возникновении конкретного дефекта в конечном анодированном продукте.

Вопрос решается легче, если все трое исполнителей входят в одно и то же предприятие. Если же они принадлежат различным предприятиям, то могут возникать серьезные споры об ответственности за возникновение дефектов.

Однако с точки зрения обеспечения конечного высокого качества анодированных алюминиевых профилей ответственность этих трех производителей вполне определенная:

  1. Литейщик отвечает за однородность химического состава слитков-столбов, правильную технологию их разливки и гомогенизации.
  2. Прессовщик отвечает за качество прессования, термической обработки и внутрицеховых перемещений алюминиевых профилей, а также правильную их упаковку, хранение и транспортировку при доставке к анодировщику.
  3. Наконец, анодировщик отвечает за качество хранения алюминиевых профилей перед анодированием, подготовки их поверхности, анодирования, окрашивания и уплотнения анодного покрытия алюминиевых профилей, а также правильную их упаковку, хранение и транспортировку заказчику.

Дефекты анодирования: основные типы

Подробную классификацию дефектов бесцветного анодирования алюминиевых профилей представил Barry R. Ellard из фирмы Alcan в своей капитальной статье в материалах международного семинара Aluminum Extrusion Technology 2000 года. Она насчитывает около более 30 видов дефектов, которые объединены в четыре основных типа-категории по причинам их возникновения.

Тип 1 – Полосы: прессование и качество слитков

Эти дефекты анодированных профилей связаны с поперечной или продольной неоднородностью свойств материала (микроструктуры, химического состава, степени деформации). Эта неоднородность проявляется в виде продольных или поперечных полос на алюминиевых профилях с неоднородностью цвета или отражательной способности анодированной поверхности.
Дефекты анодирования: полосы от микроструктуры 
Дефекты анодирования: полосы от структуры, геометрии и сварных швов
Дефекты анодирования: полосы от следов матрицы, сварочных швов и утяжин

О роли матрицы:
Дефект анодирования алюминия «полосчатость»
Полосы на анодированном профиле: роль матрицы и оптические эффекты

Тип 2 — Полосы: механическая подготовка поверхности

Эти дефекты возникают при механической подготовке поверхности алюминия перед анодированием, например, при полировке (рисунок 1) или шлифовании (рисунок 2).

Рисунок 1 — Дефекты механического полирования


Рисунок 2 — Дефекты шлифования

См. также Дефекты анодирования: полосы от полирования, шлифования, химической сегрегации

Тип 3 – Коррозионные дефекты

Дефекты анодирования алюминиевых профилей от воздействия различных видов коррозии: трения, общей, щелочной, кислотной, гальванической, хлоридной.

Дефекты анодирования: условия хранения и транспортирования
Дефекты анодирования: коррозия кислотная и щелочная
Дефекты анодирования: коррозия промывки и хлоридная коррозия

Тип 4 — И не полосы, и не коррозия

Дефекты неоднородности внешнего вида, отличные от «полосчатости» и «коррозионных дефектов». Обычно, это — пятна, «разводы», «блестки» и тому подобные «неполосчатые» дефекты. Из причины возникают на различных этапах технологии: от неравномерного охлаждения участком профиля на выходе из пресса до нарушений технологии анодирования.

Дефекты анодирования: «блестки», «прижог» и «потеря контакта»
Дефекты анодирования: неоднородность от графита, обезжиривания, травления

Источники дефектов анодирования

Каждый дефект имеет одного или двух «виновников» – литейщика, прессовщика или анодировщика. Для каждого дефекта важно знать:

  • на каком из производственных этапов дефект зарождается и
  • на каком производственном этапе дефект однозначно проявляется.

Литье и прессование

За дефекты алюминиевых профилей прессового происхождения, даже если их «первоисточник» находится в слитке-столбе, отвечает прессовщик. Он уже, в свою очередь, может предъявлять претензии к литейщику, менять его и/или ужесточать входной контроль слитков. Например, дефекты типа  «полосчатость» могут иметь свои причины как у литейщика, например, из-за слишком толстого сегрегационного (или инверсного) поверхностного слоя слитка и недостаточной гомогенизации, так и у прессовщика — из-за слишком неравномерного  течения металла через матрицу, смешивания в матрице различных сплавов или чрезмерно тонкого пресс-остатка.

Анодирование

Дефекты типа «полосчатость» может привнести и анодировщик, например, при чрезмерной механической обработке поверхности перед анодированием.

Производитель анодного покрытия обязан контролировать условия доставки алюминиевых профилей, их внутри- и междуцеховых перемещений, а также их хранения до и после анодирования. Дефекты могут возникать и в процессе самого анодирования, если нарушается его технология, например, слабо контролируется состав рабочих и промывочных ванн.

Сотрудничество литейщика, прессовщика и анодировщика

В большинстве случаев дефект анодирования нельзя  обнаружить пока алюминиевый профиль не выйдет из линии анодирования, и процесс будет полностью завершен. К этому моменту на изготовление этого дефектного профиля уже безвозвратно потрачены материальные,  энергетические и людские ресурсы, а исправить дефекты, как правило, уже невозможно. Поэтому важно понимать, что для обеспечения  высокого качества необходимо тесное сотрудничество производителей анодированного профиля на всех этапах его изготовления: у литейщика, у прессовщика и у анодировщика.

Источник: Barry R. Ellard, Aluminum Extrusion Technology, 2000