Barwienie aluminium kojarzy się najczęściej z warstwą wizualną części i ogólną estetyką. Jednak rola tego procesu jest o wiele ważniejsza – bardzo często zmienia strukturę powierzchni i poprawia jej parametry (np. mechaniczne lub odporność na korozję).
W zależności od oczekiwanych efektów oraz zastosowanej technologii możliwe jest uzyskanie różnych parametrów oraz kolorów. Bardzo często wybór procesu anodowania czy oczekiwanej grubości warstwy tlenku ogranicza paletę barw, jednak pozwala na uzyskanie dodatkowych właściwości powierzchni.
Czym barwić aluminium - najczęściej stosowane metody barwienia elektrolitycznego
Procesy barwienia aluminium można podzielić ze względu na wybraną metodę uzyskania oczekiwanego koloru na:
- barwienie elektrochemiczne aluminium (anodowanie, elektropolerowanie),
- barwienie chemiczne aluminium (jako jeden z etapów anodowania, z zastosowaniem barwników organicznych, realizowany przed uszczelnianiem powierzchni),
- malowanie aluminium (najczęściej – proszkowe, ale też lakierami czy z zastosowaniem specjalnych powłok ceramicznych, jak np. w systemie Ceracote).
Jedną z metod kolorowania aluminium podczas anodowania jest barwienie elektrolityczne, które polega na zanurzeniu komponentu w roztworze zawierającym sole metali. Proces ten skutkuje powstaniem grubej powłoki odpornej na promieniowanie UV.
Każdy z procesów pozwala na uzyskanie nieco innych barw i odcieni, które są - w przypadku procesów (elektro)chemicznych - uzależnione od wybranego stopu (gatunku) aluminium.
Kolejną zmienną jest odporność mechaniczna wytworzonej warstwy – barwy uzyskane w procesach anodowania czy elektropolerowania charakteryzuje wyższa odporność korozyjna, jednak dostępnych jest znacznie mniej odcieni i kolorów; malowanie daje szerszy wybór, ale powłoka jest mniej odporna na uszkodzenia.
Co to jest anodowanie aluminium?
Anodowanie aluminium to zaawansowany proces elektrochemiczny, który polega na utlenianiu powierzchni aluminium w specjalnym roztworze elektrolitycznym. Dzięki temu procesowi, powierzchnia aluminium staje się bardziej odporna na korozję i uszkodzenia mechaniczne. Anodowanie aluminium jest szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu, takich jak lotnictwo, motoryzacja i budownictwo, ze względu na swoje liczne zalety. Proces ten nie tylko poprawia właściwości mechaniczne i chemiczne powierzchni aluminium, ale także umożliwia uzyskanie różnorodnych kolorów, co zwiększa estetykę i funkcjonalność anodowanego aluminium.
Rodzaje anodowania aluminium
W anodowaniu aluminium wyróżniamy dwa główne rodzaje: anodowanie twarde i anodowanie miękkie. Anodowanie twarde charakteryzuje się wyjątkową odpornością na korozję i uszkodzenia, co czyni je idealnym wyborem dla elementów narażonych na intensywne użytkowanie. Z kolei anodowanie miękkie, choć mniej odporne na uszkodzenia, oferuje większą elastyczność i jest mniej podatne na pęknięcia. Wybór odpowiedniego rodzaju anodowania zależy od specyficznych wymagań aplikacji i oczekiwanych właściwości końcowych powierzchni aluminium.
Przygotowanie aluminium do anodowania
Przed przystąpieniem do anodowania, powierzchnia aluminium musi zostać starannie przygotowana. Przygotowanie obejmuje kilka kluczowych etapów: czyszczenie, odtłuszczanie oraz usuwanie tlenków. Celem tych działań jest uzyskanie idealnie czystej i gładkiej powierzchni, która zapewni równomierne i skuteczne anodowanie. Każdy z tych kroków jest niezbędny, aby końcowy efekt anodowania był zgodny z oczekiwaniami pod względem estetyki i trwałości.
Proces anodowania aluminium krok po kroku
Anodowanie aluminium składa się z kilku precyzyjnych kroków, które razem tworzą trwałą powłokę tlenkową na powierzchni metalu. Proces krok po kroku to:
- Przygotowanie powierzchni aluminium: czyszczenie i odtłuszczanie.
- Umieszczenie w roztworze elektrolitycznym: aluminium jest zanurzane w specjalnym roztworze.
- Przepuszczenie prądu elektrycznego przez aluminium: prąd elektryczny powoduje utlenianie powierzchni.
- Utworzenie warstwy tlenkowej na powierzchni aluminium: powstaje ochronna warstwa tlenkowa.
- Zabezpieczenie powierzchni aluminium przed korozją: powierzchnia jest uszczelniana, aby zwiększyć odporność na korozję.
Każdy z tych etapów jest kluczowy dla uzyskania wysokiej jakości anodowanego aluminium.
Wpływ uszkodzeń mechanicznych na anodowanie aluminium
Uszkodzenia mechaniczne mogą znacząco wpłynąć na proces anodowania aluminium. Uszkodzenia powierzchni aluminium mogą prowadzić do nierównomiernego anodowania, co z kolei zmniejsza odporność na korozję i inne czynniki zewnętrzne. Dlatego przed przystąpieniem do anodowania, niezwykle ważne jest, aby wygładzić wszelkie uszkodzenia mechaniczne. Tylko wtedy anodowanie aluminium będzie mogło przebiegać prawidłowo, a końcowy produkt będzie charakteryzował się wysoką jakością i trwałością.
Proces anodowania aluminium i chemiczne barwienie aluminium
Barwienie elektrochemiczne aluminium jest zaliczane do obszaru galwanotechniki i polega na wytworzeniu na powierzchni części warstwy tlenku w wyniku oddziaływania elektrolitu (np. kwasu) oraz prądu elektrycznego o odpowiednim napięciu i natężeniu.
Te procesy wykonywane są w specjalnych wannach galwanicznych, a z racji użycia (silnie) żrących roztworów elektrolitycznych, wymagają ostrożności i lepiej zlecić wykonanie tego procesu profesjonalnej anodowni.
Procesy barwienia elektrochemicznego to m.in.:
- anodowanie aluminium – proces elektrochemiczny, który umożliwia wytworzenie twardej i odpornej na korozję powłoki. Dodatkową cechą tej formy obróbki jest zmiana barwy powierzchni – ze względu na to możemy rozróżnić czernienie aluminium (powłoka jest niemal czarna, chociaż samo aluminium ma jasny, srebrny odcień), anodowanie bezbarwne (zachowujące naturalny kolor stopu) czy anodowanie kolorowe (różne stopy mogą uzyskiwać w zależności od grubości powłoki anodowej różne odcienie – brązu lub szarości; barwienie może odbywać się także w procesie chemicznym). Warto dodać, że grubość powłok tlenkowych, wytworzona w ten sposób, przekłada się na odcień, a nawet kolor powierzchni. Na przykład aluminium anodowane na czarno ma bardzo grubą powłokę tlenkową, co z jednej strony skutecznie zmienia jego kolor, a z drugiej – zapewnia bardzo dobrą odporność mechaniczną. Grubość powłoki tlenkowej może wahać się od 5 do 25 µm w zależności od specyfikacji zamawiającego, co sugeruje wpływ zastosowanych procesów technologicznych na finalny efekt powłok,
- elektropolerowanie aluminium – chociaż często traktowane jako forma obróbki powierzchniowej, mająca na celu usunięcie śladów narzędzi powstałych w wyniku obróbki mechanicznej, to cechą charakterystyczną tego procesu pozostaje wyjątkowo błyszcząca powierzchnia (którą można uznać za zmianę koloru).
Barwienie chemiczne aluminium jest procesem „uzupełniającym” anodowanie – obrabiana część jest zanurzana w wannie z barwnikiem organicznym. Im dłuższy czas ekspozycji na substancje barwiące, tym intensywniejszy kolor powierzchni metalu. Jednym z najpopularniejszych procesów tego typu jest SANDALOR, który umożliwia uzyskanie 25 dodatkowych kolorów anodowania (np. zielenie, czerwienie).
Barwienie chemiczne powłok anodowanych jest realizowane w toku procesu anodowania, najczęściej przed uszczelnianiem. Alternatywą dla tych procesów jest malowanie proszkowe lub pokrywanie aluminium innymi autorskimi powłokami (np. Ceracote). Dają one szeroką gamę barw i odcieni, a ich głównym zadaniem jest poprawa estetyki pokrywanego elementu. W przypadku powłok ceramicznych uzyskuje się w ten sposób przyjemną w dotyku powierzchnię.
Wprawdzie ta forma barwienia aluminium zapewnia pewną ochronę przed korozją czy uszkodzeniami mechanicznymi, jednak jest ona nieporównywalnie gorsza od tej uzyskiwanej w procesach elektrochemicznych. Z drugiej strony – są to prostsze procesy, nie wymagają również specjalistycznego zaplecza (anodowni). Wybierając proces barwienia aluminium warto zastanowić się nad tym, czy istotniejsze jest uzyskanie wybranego koloru, czy odporność mechaniczna powłoki.
Zmiana koloru, ale nie tylko: jakie są korzyści z barwienia aluminium
Barwienie aluminium przy pomocy procesów elektrochemicznych jest najłatwiej zauważalnym efektem tego procesu, a zarazem – poniekąd ubocznym.
Najważniejszymi zaletami anodowania i elektropolerowania powierzchni:
- poprawa właściwości mechanicznych powierzchni (jest ona bardziej odporna na uszkodzenia),
- dużo lepsza ochrona przed korozją (zwłaszcza w przypadku anodowania),
- niewielki wpływ na wymiary części (ważne przy produkcji części o minimalnych tolerancjach).
Warstwa tlenkowa, w zależności od zastosowanego procesu technologicznego, może mieć od 5 do 25 µm (w przypadku anodowania miękkiego) lub nawet do 300 µm (w przypadku anodowania twardego). Nawet cienka powłoka zapewnia bardzo dobrą ochronę elementu.
Z kolei malowanie części aluminiowych daje niewielką ochronę przed korozją (w zależności od zastosowanego medium barwiącego – lepszą lub gorszą), często zmniejsza gładkość powierzchni (zwłaszcza w przypadku malowania proszkowego), jednak sama warstwa zapewnia niewielką ochronę przed uszkodzeniami mechanicznymi.
Jakie serie aluminium nadają się do barwienia lepiej, a jakie gorzej?
Gama stopów aluminium jest bardzo szeroka, podobnie jak zakres właściwości mechanicznych, które je charakteryzują. Każdy z nich jest mieszanką glinu z innymi pierwiastkami (nawet „czyste aluminium”), które nadają finalnemu materiałowi różne właściwości.
Mówiąc o stopach aluminium najczęściej używa się określenia „seria” – ich parametry (według międzynarodowych norm) są wyrażane w formie czterocyfrowego kodu.
Przyjmuje się, że najłatwiejsze w barwieniu w procesach elektrochemicznych stopy glinu to:
- z serii 1xxx (czyste aluminium),
- z serii 5xxx i 6xxx (niskostopowe, z niewielkim dodatkiem krzemu).
Dużo trudniejsza jest obróbka powierzchniowa stopów:
- z serii 2xxx (wysokomiedziowych),
- z serii 7xxx (cynkowych).
Najtrudniejsze w barwieniu elektrochemicznym są stopy aluminium o wysokiej zawartości
krzemu (powyżej 3%), czyli:
- z serii 6xxx (o wysokiej zawartości krzemu),
- z serii 4xxx (charakteryzujące się wysoką odpornością na korozję dzięki dodatkowi
krzemu).
W przypadku malowania części aluminiowych właściwości konkretnego stopu są drugorzędne – czynnik barwiący jedynie pokrywa powierzchnię i nie wchodzi w głębszą reakcję z metalem.
Ile kosztuje barwienie aluminium?
Koszt całego procesu barwienia aluminium jest uzależniony od wielu czynników:
- wybranego stopu,
- ilości barwionych części,
- wybranego procesu (zarówno obróbki jak i barwienia),
- oczekiwanego efektu.
Z tych powodów każdy proces tego typu wymaga indywidualnej wyceny. Jeśli chcesz dowiedzieć się jaki jest koszt barwienia aluminium (np. anodowania kolorowego), skontaktuj się z nami. Specjaliści z Anodowni Części Precyzyjnych podchodzą do każdej wyceny indywidualnie – przygotowujemy darmową wycenę każdego zlecenia w ciągu maksymalnie 2 dni roboczych od otrzymania kompletu informacji o projekcie. Nie wahaj się i sprawdź nas - wyślij zapytanie.
