آنودایز پروفیل آلومینیوم

آنودایز پروفیل آلومینیوم فرآیند غیرفعال سازی الکتروشیمیایی است که در آن لایه سطحی یک بستر آلومینیومی به یک لایه اکسید آلومینیوم تبدیل می شود. در حالی که یک لایه اکسید طبیعی روی آلومینیوم یافت می شود، این لایه اغلب ناهموار، نازک است و محافظت ضعیفی را ارائه می دهد. اعمال کنترل شده یک بار الکتریکی در یک حمام اسیدی الکترولیتی منجر به یک لایه بسیار منظم و یکنواخت می شود که دوام و همچنین مقاومت در برابر سایش و خوردگی را افزایش می دهد. علاوه بر این، این لایه‌های آندی می‌توانند تحت پردازش ثانویه قرار گیرند تا مواد کاربردی مختلف مانند رنگ‌ها یا روان‌کننده‌ها را در خود جای دهند.

مکانیزم آنودایز پروفیل آلومینیوم

مکانیزم کلی آنودایز پروفیل آلومینیوم بدین صورت است که جریان مستقیم برق از مایع الکترولیت مناسبی می‌گذرد که در آن آلومینیوم آند بوده و فلز مناسب دیگری کاتد می‌باشد. در این صورت بر سطح پروفیل آلومینیوم لایه نازکی از اکسید ایجاد می‌گردد که ضخامت آن به عوامل گوناگونی بستگی دارد.
آلومینیوم در شرایط معمولی نیز اکسید می‌شود بطوری که درمجاورت هوا و بطور معمول لایه‌ای از اکسید به صورت غیر متخلخل بر روی سطوح قطعات آلومینیومی تشکیل می‌گردد که وظیفه حفاظت از سطح فلز را در محیط برعهده دارد. اما برتری و مزیت اکسید ایجاد شده در روش آنودایزینگ نسبت به شرایط طبیعی مقاومت بیشتر آن در مقابل خوردگی است.

آنودایزینگ چیست؟

آنودایز کردن یک فرآیند الکتروشیمیایی است که سطح فلز را به پوشش اکسید آندی تزئینی، بادوام، مقاوم در برابر خوردگی تبدیل می کند. آلومینیوم به طور ایده آل برای آنودایز کردن مناسب است، اگرچه سایر فلزات غیر آهنی مانند منیزیم و تیتانیوم نیز می توانند آنودایز شوند.
ساختار اکسید آندی از بستر آلومینیوم سرچشمه می گیرد و به طور کامل از اکسید آلومینیوم تشکیل شده است. این اکسید آلومینیوم مانند رنگ یا آبکاری روی سطح اعمال نمی شود، اما به طور کامل با بستر آلومینیومی زیرین یکپارچه شده است،بنابراین نمی تواند تراشه یا پوسته کند. دارای ساختار بسیار منظم و متخلخلی است که امکان انجام فرآیندهای ثانویه مانند رنگ آمیزی و آب بندی را فراهم می کند.

آنودایز پروفیل های آلومینیومی

آنودایز کردن با غوطه ور کردن آلومینیوم در حمام الکترولیت اسید و عبور جریان الکتریکی از محیط انجام می شود. یک کاتد در داخل مخزن آنودایزینگ نصب شده است. آلومینیوم به عنوان یک آند عمل می کند، به طوری که یون های اکسیژن از الکترولیت آزاد می شوند تا با اتم های آلومینیوم در سطح قطعه ای که آنودایز می شود ترکیب شود. بنابراین، آنودایز کردن یک ماده اکسیداسیون بسیار کنترل شده است که باعث افزایش یک پدیده طبیعی می شود.

دلایل آنودایز قطعات آلومینیوم

قطعات و سطوح آلومینیومی را به دلایل زیر انادایز می‌نمایند:

دلیل آنودایزینگ	توضیحات
افزایش مقاومت در مقابل خوردگی	پوشش اکسیدی–آندی آلومینیوم از فلز در برابر عوامل خورنده مانند نمک‌ها و شرایط جوی محافظت می‌کند.
افزایش قدرت چسبندگی رنگ‌ها	لایه اکسیدی–آندی سطح فعال شیمیایی ایجاد می‌کند که بستر مناسبی برای رنگ‌آمیزی فراهم می‌آورد.
به عنوان یکی از مراحل آبکاری	تخلخل پوشش اکسیدی–آندی قابلیت آبکاری قطعات را افزایش می‌دهد، به ویژه در مراحل قبل از آبکاری با الکترولیت اسید فسفریک.
ایجاد نمای ظاهری مناسب برای دکوراسیون	لایه اکسیدی–آندی درخشان بوده و مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد، بنابراین برای تزئینات و نماسازی مناسب است.
عایق کاری	اکسید آلومینیوم عایق است و می‌تواند در برابر ولتاژهای بالا عمل کند، کیفیت آن به نوع آلیاژ و ضخامت لایه بستگی دارد.
افزایش قابلیت تابش و انتشار حرارت	لایه اکسیدی–آندی به افزایش قابلیت تابش و انتشار حرارت کمک می‌کند، به ویژه در ورق‌های آلومینیومی رنگ‌آمیزی شده.
افزایش مقاومت سایشی	آنودایزینگ سخت باعث ایجاد پوششی مقاوم و سخت بر روی قطعات آلومینیومی می‌شود که مناسب برای کاربردهای نیازمند مقاومت سایشی است.

افزایش مقاومت در مقابل خوردگی

پوشش اکسیدی– آندی سیل شده آلومینیوم باعث محافظت فلز در برابر عوامل خورنده‌ی جوی و نمک‌ها می‌گردد.

افزایش قدرت چسبندگی رنگ‌ها

لایه اکسیدی- آندی سبب به وجود آمدن سطح فعال شیمیایی شده و زمینه و بستر مناسبی را جهت رنگ‌آمیزی ایجاد می‌نماید.

به عنوان یکی از مراحل آبکاری

تخلخل موجود در پوشش اکسیدی– آندی باعث افزایش قابلیت آبکاری قطعات آلومینیومی می‌شود. (بطور مثال از انودایزینگ در الکترولیت اسید فسفریک می‌توان نام برد که به عنوان مرحله ما قبل آبکاری بکار می‌رود.)

ایجاد نمای ظاهری مناسب جهت دکوراسیون و تزئینات

لایه اکسیدی– آندی آلومینیوم بطور طبیعی درخشان بوده و مقاومت خوبی در مقابل خوردگی دارد. لذا می‌توان از آن به عنوان سطح نهایی مورد نظر جهت تزئینات و نماسازی استفاده نمود.
درخشندگی و براقیت سطح به نوع آلیاژ، روش اچ کاری و براق کاری و سایر شرایط مناسب بستگی دارد.

عایق کاری

اکسید آلومینیوم عایق می‌باشد و می‌تواند در مقابل ولتاژ‌هایی که از چند تا چندین هزار ولت به عنوان عایق عمل کند که کیفیت و کمیت آن به نوع آلیاژ و ضخامت لایه اکسیدی بستگی دارد.

افزایش قابلیت تابش و انتشار حرارت

لایه اکسیدی– آندی در ضخامت‌های بیش از ۰/۰۳۲ میلیمتر باعث افزایش قابلیت تابش و انتشار حرارت می‌گردد. بطور مثال ورق آنادایز شده آلومینیومی پس از رنگ‌آمیزی با رنگ سیاه می‌تواند به نحو بسیار مطلوبی جهت جذب حرارت تا حدود ۲۳۰ درجه سانتیگراد مورد استفاده قرار گیرد.

افزایش مقاومت سایشی

با استفاده از مکانیزم آنودایزینگ سخت (hard anodzing) بر روی قطعات آلومینیومی پوشش به ضخامت حدود ۱ تا ۴ میلیمتر ایجاد می‌شود که دارای سختی بالایی است و می‌توان از آن‌ها جهت ساخت یاتاقان‌ها و قطعات دوار و یا سایر مواردی که نیاز به مقاومت سایشی دارند استفاده نمود.
تمام پوشش‌های اکسیدی – آندی نسبت به خود آلومینیوم سخت‌تر هستند اما در برخی از موارد ( مانند لایه اکسیدی– آندی حاصل از آنودایزینگ در حمام اسیدکرومیک ) نرم بوده و جهت کاربری در شرایطی که به مقاومت سایشی نیاز دارد مناسب نمی‌باشد.

طی پروسه آنادایز پروفیل آلومینیوم می‌توان آلومینیوم را به رنگ‌های زیبایی در آورد و به آن زیبایی و استحکام بخشید. در نتیجه طرحی زیبا و جذاب تولید می‌شود که سطح آن به آسانی با آب گرم قابل شستشو است و نیاز به هیچ تمیزکاری و نگهداری ندارد و به طور طبیعی مقاوم به خوردگی است.

مراحل فرآیند آنودایز پروفیل آلومینیوم

آنودایز پروفیل آلومینیوم یک فرآیند پیچیده است که به صورت متناوب انجام می شود و شامل چند مرحله اصلی است، هرکدام با هدف خاص خود:

1. شستشو با محلول قلیایی: در این مرحله، پروفیل آلومینیوم با استفاده از محلول قلیایی شسته می شود. هدف این شستشو، حذف هرگونه روغن، چربی، و ذرات خارجی دیگر از سطح پروفیل است. این مرحله اساسی است زیرا هر گونه ذرات مخلوط با سطح ممکن است در فرآیند بعدی تاثیرات مخربی داشته باشند.
2. آنودایز (تشکیل لایه اکسید): پروفیل آلومینیوم به عنوان آند در محلول الکترولیت قرار می گیرد. با اعمال جریان الکتریکی، اکسید آلومینیوم بر روی سطح پروفیل تشکیل می شود. این لایه اکسیدی به نام آنود با ویژگی های متفاوت نظیر مقاومت به خوردگی و افزایش مقاومت سطحی به پروفیل اضافه می شود.
3. شستشو با آب: در مرحله آخر، پروفیل آنودایز شده با استفاده از آب شسته می شود. هدف این مرحله حذف هرگونه الکترولیت باقی مانده روی سطح پروفیل است. این شستشو با آب نقش مهمی در پایداری لایه آنود ایفا می کند و اطمینان حاصل می شود که هیچ مواد اضافی باقی نمانده ای که ممکن است به طولانی مدت خود را نشان دهد، وجود ندارد.
   با اجرای این مراحل به ترتیب و با دقت، لایه آنود به عنوان یک پوشش مقاوم به خوردگی بر روی سطح پروفیل آلومینیوم تشکیل می شود، که برای مقاومت در برابر عوامل محیطی و بهبود ویژگی های فیزیکی پروفیل بسیار مفید است.

کاربرد پروفیل آلومینیوم آنودایز شده

پروفیل های آلومینیومی آنودایز شده به دلیل ویژگی های منحصر به فرد خود در صنایع مختلف به کار می روند. آنودایز پروفیل ها به معنای ایجاد لایه نازکی از اکسید آلومینیوم بر روی سطح، باعث افزایش مقاومت آن در برابر خوردگی، سایش، و عوامل محیطی می شود.

• مقاومت به خوردگی و سایش: پروفیل های آلومینیوم آنودایز شده به دلیل لایه اکسید آلومینیومی که بر روی سطح آن ها ایجاد می شود، دارای مقاومت بالا به خوردگی و سایش هستند. این ویژگی موجب می شود که در شرایط محیطی مختلف و در برابر عوامل خراب کننده، مانند رطوبت و هوای شور، پروفیل ها به خوبی عملکرد کنند.
• ظاهر شفاف و جذاب: آنودایز به پروفیل ها ظاهری شفاف و جذاب می بخشد. لایه نازک اکسید آلومینیوم تا حدی شفاف است که ظاهر فلز آلومینیوم به خوبی حفظ می شود. این ویژگی ظاهری موجب می شود که پروفیل های آنودایز شده به عنوان یک انتخاب زیبا و با کلاس در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گیرند.
• کاربردهای گسترده: پروفیل های آنودایز شده در انواع صنایع مانند صنعت ساخت و ساز، تولید مبلمان، تولید درب و پنجره، و دیگر زمینه ها به کار می روند. این کاربردها به دلیل ترکیب مقاومت، ظاهر جذاب، و امکان پذیری در برابر شرایط مختلف محیطی است که از پروفیل های آنودایز شده بسیاری از صنایع بهره مند می شوند.

ویژگی های آنودایز پروفیل آلومینیوم

پروفیل های آلومینیومی آنودایز شده به دلیل ویژگی های خاص خود در صنایع مختلف بسیار مورد توجه قرار می گیرند. این ویژگی ها شامل:

• مقاومت در برابر خوردگی: یکی از برجسته ترین ویژگی های آنودایز پروفیل های آلومینیومی، مقاومت بالای آنها در برابر خوردگی است. این ویژگی به دلیل ایجاد لایه ای اکسیدی روی سطح آلومینیوم به وجود می آید که از تماس مستقیم فلز با محیط های خورنده جلوگیری می کند. نتیجه این مقاومت بالا، افزایش طول عمر و دوام پروفیل هاست.
• افزایش سختی و مقاومت در برابر سایش: فرآیند آنودایزینگ موجب افزایش سختی سطح آلومینیوم می شود. این لایه اکسیدی، پروفیل ها را در برابر سایش و آسیب های مکانیکی مقاوم تر می کند و به این ترتیب، طول عمر و کارایی آنها را بهبود می بخشد.
• خواص عایق حرارتی: لایه اکسید تشکیل شده بر روی پروفیل های آلومینیوم، خواص عایق حرارتی بسیار خوبی دارد. این ویژگی به پروفیل ها کمک می کند تا در برابر تغییرات دمایی مقاوم باشند و به همین دلیل، آنها برای استفاده در کاربردهایی که نیاز به کنترل دما دارند، مانند بخش های ساختمانی، خودروسازی و تجهیزات الکتریکی، بسیار مناسب هستند.
• زیبایی و قابلیت نگهداری: لایه آنودایزینگ به پروفیل ها ظاهر زیبا و جذابی می دهد و همچنین آنها را در برابر تغییر رنگ و کدر شدن مقاوم می کند. این ویژگی ها باعث می شود که پروفیل های آلومینیومی آنودایز شده نیاز به نگهداری کمتری داشته باشند و همواره ظاهری تازه و تمیز داشته باشند.