Как черный анодированный алюминий повышает эстетическую привлекательность?

Черный анодированный алюминий — замечательный материал, который предлагает сочетание эстетической привлекательности, долговечности и функциональности. В этой статье мы рассмотрим свойства, области применения и преимущества черного анодированного алюминия.

Что такое черный анодированный алюминий?

Черный анодированный алюминий относится к алюминиевым деталям, которые прошли процесс анодирования и окрашены в черный цвет для улучшения их внешнего вида, обеспечивая при этом дополнительные защитные качества. Преимущества черного анодированного алюминия включают рассеивание тепла, скользкость поверхности, непроводящие свойства, улучшение адгезии и улучшенную адгезию краски. Для применений, требующих высокой излучательной способности для рассеивания тепла или подавления рассеянного света, в качестве дополнительного преимущества могут быть добавлены черные высокоэмиссионные покрытия Acktar. Эти покрытия могут быть нанесены поверх анодированного слоя или вместо него.

Процесс анодирования создает толстый пористый оксидный слой на поверхности алюминия, который можно окрашивать различными красителями, включая черный. Эта черная отделка не является краской или покрытием; она является неотъемлемой частью самого алюминия, обеспечивая постоянную и износостойкую поверхность.

Существует три основных типа анодирования: анодирование хромовой кислотой типа I, анодирование серной кислотой типа II и твердое анодирование типа III. 

Тип анодирования	Описание	Характеристики
Хромовокислотное анодирование типа I (CAA)	Довольно распространенная форма. Подходит для алюминиевых деталей, предназначенных для использования вне помещений или в суровых условиях.	Создает тонкий, равномерный слой оксида алюминия. Обеспечивает большую защиту от коррозии и истирания, чем стандартное анодирование.
Анодирование серной кислотой типа II (SAA)	Немного сложнее. Раствор серной кислоты в качестве электролита.	Создает более толстые слои, чем CAA. Больше вариантов цвета благодаря более глубоким порам для лучшего впитывания красителя.
Твердое анодирование типа III (HAA)	Создает более толстый оксидный слой, чем SAA.	Обычно толщина 25 мкм – 150 мкм. Обеспечивает максимальную прочность и коррозионную стойкость для экстремальных условий или длительной работы без регулярного обслуживания.

Требования к толщине черного анодированного алюминия для наружного применения

Для черного анодированного алюминия, используемого на открытом воздухе, типичное требование к толщине составляет от 15 микрон до 25 микрон. Этот диапазон толщины обеспечивает хорошую коррозионную и абразивную стойкость, чтобы противостоять различным факторам окружающей среды, таким как дождь, солнечный свет, ветер и песчаная эрозия. Более тонкие анодированные слои могут не обеспечивать достаточной защиты и более подвержены коррозии и износу, в то время как чрезмерно толстые слои могут увеличить расходы и, в некоторых случаях, повлиять на производительность и внешний вид материала.

Однако конкретные требования к толщине могут варьироваться в зависимости от области применения, условий окружающей среды и конкретных потребностей заказчика. Например, в суровых условиях на открытом воздухе может потребоваться более толстый анодированный слой для обеспечения достаточной долговечности, в то время как для приложений с высокими эстетическими требованиями может быть предпочтительнее более тонкий слой для сохранения нежной текстуры материала.

Как долго обычно сохраняется черное анодирование?

Продолжительность жизни черное анодирование обычно зависит от нескольких факторов. Как правило, черное анодирование может прослужить от 10 до 25 лет или даже дольше при правильных условиях.

Факторы, влияющие на его долговечность, включают в себя:

• Если анодированная поверхность подвергается воздействию суровых условий с высоким содержанием влаги, соли или промышленных загрязнителей, покрытие может разрушаться быстрее. В таких случаях оно может прослужить около 10–15 лет.
• В более мягких условиях с меньшим воздействием коррозионных элементов черное анодирование может прослужить до 20 лет и более.
• Высококачественные процессы анодирования, соответствующие строгим стандартам и использующие высококачественные материалы, приведут к более прочному покрытию. Оно может прослужить 25 лет и дольше.
• Низкое качество процессов или сокращение сроков анодирования могут привести к сокращению срока службы.

Как работает черное анодирование

Черное анодирование — это электрохимический процесс, который работает следующим образом:

Сначала алюминиевая деталь, подлежащая анодированию, погружается в электролитную ванну, обычно содержащую серную кислоту. Через ванну пропускается электрический ток, вызывая химическую реакцию на поверхности алюминия. Эта реакция образует на металле слой оксида алюминия.

По мере продолжения процесса слой оксида алюминия утолщается. Для черного анодирования черный краситель добавляется в электролит или наносится после процесса анодирования. Краситель впитывается в пористый слой оксида алюминия, придавая поверхности черный цвет.

Наконец, анодированная деталь может быть герметизирована для повышения долговечности и коррозионной стойкости покрытия. Обычно это делается путем погружения детали в горячую воду или паровую ванну, что заставляет поры в слое оксида алюминия закрываться, удерживая краситель внутри и обеспечивая более стабильную отделку.

Преимущества черного анодированного алюминия

Преимущества черного анодированного алюминия многочисленны:

1. Анодированный слой обладает высокой устойчивостью к царапинам, истиранию и износу, обеспечивая прочное и долговечное покрытие.
2. Слой оксида алюминия, образующийся в процессе анодирования, значительно повышает коррозионную стойкость, что делает его идеальным для использования на открытом воздухе и в морской среде.
3. Матово-черное покрытие придает изделию элегантный современный вид, подчеркивая его красоту, и обеспечивает равномерный цвет, который не выцветает со временем.
4. Алюминий по своей природе легкий, а анодирование не добавляет значительного веса, что делает его пригодным для отраслей, где приоритетом является снижение веса, например, для аэрокосмической отрасли.
5. Анодирование является экологически чистым процессом, поскольку он использует нетоксичные химикаты и производит минимум отходов. Анодированный алюминий также хорошо поддается вторичной переработке.
6. Анодированный алюминиевый слой не проводит ток, что полезно для электрических и электронных применений, предотвращая короткие замыкания и улучшая изоляцию.
7. Анодированный слой намного тверже необработанного алюминия, что делает его устойчивым к вмятинам, царапинам и общему износу.

Хотя черное анодирование дает многочисленные преимущества, оно также имеет некоторые ограничения и проблемы, которые следует учитывать:

1. Подвержен царапинам и истиранию, обнажая лежащий под ним алюминий.
2. Непостоянный черный цвет из-за факторов сплава, процесса и красителя.
3. Изменчивость толщины анодированного слоя, влияющая на точность.
4. Трудно равномерно анодировать сложные или труднодоступные участки.

Как определить, повреждена ли моя черная анодированная поверхность?

Определить, повреждена ли черная анодированная поверхность, можно следующими способами:

Визуальный осмотр

• Изменения цвета: Ищите любые выцветания, обесцвечивания или неровности черного цвета. Если поверхность выглядит светлее в некоторых местах или потеряла свой насыщенный черный оттенок, это может быть признаком повреждения. Например, длительное воздействие солнечного света может привести к выцветанию цвета.
• Царапины и потертости: Осмотрите поверхность на предмет видимых царапин, потертостей или ссадин. Они могут варьироваться от тонких линий до более глубоких канавок. Даже небольшая царапина может быть признаком повреждения, так как она обнажает лежащий под ней металл и нарушает целостность анодированного слоя.
• Питтинг и коррозия: Проверьте поверхность на наличие небольших ямок или участков коррозии. Ямки могут возникнуть из-за воздействия влаги или химикатов и выглядят как крошечные углубления. Коррозия может проявляться в виде белого или обесцвеченного остатка на черной анодированной поверхности.

Сенсорный осмотр

• Шероховатость: Аккуратно проведите пальцами по поверхности. Если она кажется грубой или бугристой, а не гладкой, это может указывать на повреждение. Поврежденная анодированная поверхность может иметь текстуру, отличающуюся от исходной гладкой отделки.
• Шелушение или шелушение: Осторожно нажмите на поверхность кончиком пальца. Если вы чувствуете, что какие-то области отслаиваются или шелушатся, это явный признак повреждения. Это может произойти, если анодированный слой не приклеился должным образом или подвергся чрезмерному напряжению.

Показатели эффективности

• Сниженная коррозионная стойкость: Если черное анодированное изделие подвергается воздействию умеренной коррозионной среды и проявляет признаки коррозии быстрее, чем ожидалось, это указывает на повреждение анодированного слоя. Например, если изделие начинает ржаветь или корродировать после воздействия небольшого количества влаги, это говорит о том, что защитный анодированный слой больше не функционирует должным образом.
• Снижение износостойкости: Обратите внимание, если поверхность показывает больший износ, чем обычно. Если черная анодированная поверхность легко царапается или истирается даже при минимальном контакте, она может быть повреждена. Например, если объект, который ранее был устойчив к царапинам, теперь показывает следы износа после обычного обращения, это может означать, что анодированный слой был поврежден.

Технические стандарты, относящиеся к черному анодированному алюминию

Вот некоторые общие технические стандарты для черного анодированного алюминия:

1. Требования к материалам

Материал основы – алюминий

Используемые материалы из алюминия и алюминиевых сплавов должны соответствовать соответствующим национальным или отраслевым стандартам, таким как 6061, 6063 и другие серии алюминиевых сплавов. Их химический состав и механические свойства должны соответствовать определенным требованиям. Алюминиевый базовый материал не должен иметь очевидных дефектов, таких как трещины, песчаные раковины и поры. Поверхность должна пройти соответствующую предварительную обработку, такую ​​как обезжиривание и кислотная очистка, чтобы обеспечить качество анодированного покрытия.

Раствор для анодирования

Раствор для анодирования должен соответствовать соответствующим стандартам химических реагентов, чтобы гарантировать чистоту и стабильность его состава. Для черного анодирования могут быть добавлены специальные черные красители или соли металлов, чтобы достичь желаемого черного цвета.

2. Требования к внешнему виду

Цвет

Цвет черного анодированного алюминия должен быть однородным и постоянным, без очевидных цветовых различий, пятен или изменений в оттенке. При наблюдении при стандартном освещении цвет должен соответствовать определенному стандарту черного цвета, требуемому дизайном или заказчиком, который можно сравнить с международными стандартами цвета (например, цветовой шкалой Pantone).

Качество поверхности

Поверхность должна быть гладкой и ровной, без заметных царапин, вмятин, неровностей, пузырей, шелушения или других дефектов. Незначительные дефекты поверхности, не влияющие на внешний вид или эксплуатационные характеристики, приемлемы, но количество и размер таких дефектов должны быть в указанных пределах.

Для продуктов со специальными обработка поверхностей (например, матовый, полуглянцевый или высокоглянцевый), блеск поверхности должен соответствовать соответствующему стандарту.

3. Требования к эксплуатационным характеристикам покрытия

Толщина покрытия

Как правило, толщина покрытия черного анодированного алюминия должна определяться на основе конкретных требований к применению и окружающей среде, но обычно она составляет от 5 мкм до 25 мкм. Для проверки толщины следует использовать такие методы измерения, как вихревые токи или микроскопия, при этом точки измерения должны быть равномерно распределены по разным частям изделия для обеспечения однородности.

Твердость

Твердость анодированного покрытия должна соответствовать определенному стандарту, чтобы гарантировать его износостойкость и устойчивость к царапинам. Можно использовать такие методы, как испытания на твердость по Виккерсу или Роквеллу, а твердость черного анодированного алюминия, как правило, не должна быть ниже определенного значения (например, твердость по Виккерсу HV150 или выше), в зависимости от требований к продукту.

Износостойкость

Износостойкость черного анодированного алюминия можно оценить с помощью специальных испытаний, таких как испытания абразивным кругом, пескоструйные испытания или испытания на истирание по Таберу. Объем износа при указанных условиях должен быть в приемлемых пределах, чтобы обеспечить хороший внешний вид и производительность при нормальном использовании.

Устойчивость к коррозии

Для оценки коррозионной стойкости черного анодированного алюминия следует использовать испытания в соляном тумане, испытания во влажном тепле и другие методы. При указанных условиях и продолжительности испытаний покрытие не должно показывать коррозию, ржавчину, пузырение или отслаивание. Например, при испытании в нейтральном соляном тумане после установленной продолжительности (например, 48 или 72 часа) рейтинг коррозии поверхности продукта не должен превышать указанный уровень.

прилипание

Анодированное покрытие должно иметь хорошую адгезию к алюминиевому базовому материалу. Для оценки адгезии можно провести такие испытания, как испытание на решетчатую поверхность или испытание на растяжение, а покрытие не должно показывать признаков отслаивания или расслоения при определенных условиях.

Изоляция (при необходимости)

Для приложений, требующих электроизоляции, изоляционные свойства черного анодированного алюминия должны соответствовать соответствующим стандартам. Испытания на пробивное напряжение могут использоваться для измерения характеристик изоляции, а пробивное напряжение должно находиться в требуемом диапазоне.

4. Требования к точности размеров

Допуски размеров

Размеры изделия должны соответствовать чертежам конструкции или указанным заказчиком диапазонам допусков. Для ключевых размеров, таких как линейные размеры, диаметры отверстий и толщина стенок, контроль допусков должен быть более строгим. Например, линейные размеры должны иметь допуск в пределах ±0.1 мм, а диаметры отверстий должны иметь допуск в пределах ±0.05 мм.

Геометрические допуски

Геометрические допуски продукта, такие как плоскостность, перпендикулярность, параллельность и круглость, также должны соответствовать соответствующим стандартам. Например, допуск плоскостности может контролироваться в пределах ±0.05 мм/м, а допуск перпендикулярности может контролироваться в пределах ±0.1°.

5. Требования к упаковке, хранению и транспортировке

Упаковка

Изделия из черного анодированного алюминия должны быть упакованы в соответствующие материалы, чтобы предотвратить повреждения во время хранения и транспортировки. Упаковочные материалы должны иметь достаточную амортизацию и влагостойкость, например, пузырчатую пленку, пенопласт или пластиковые пакеты. Для прецизионных изделий могут использоваться специальные упаковочные коробки или картонные коробки.

Память

Изделия следует хранить в сухом, проветриваемом и прохладном помещении, вдали от прямых солнечных лучей и дождя. Температура хранения должна быть от -10°C до 40°C, а относительная влажность не должна превышать 70%. Изделия следует хранить отдельно от химикатов и едких веществ, чтобы предотвратить загрязнение и коррозию.

Транспорт

Во время транспортировки следует принимать соответствующие защитные меры, такие как фиксация и амортизация, чтобы предотвратить столкновение, вибрацию или трение продукции. Транспортные средства должны быть чистыми и сухими, а продукция не должна соприкасаться с вредными веществами.

Черное анодирование против черной покраски

Черное анодирование — это электрохимический процесс, который формирует прочный оксидный слой на алюминии. Он обеспечивает матовую или полуматовую отделку, превосходную стабильность цвета, высокую износостойкость и коррозионную стойкость, а также сильную адгезию. Черная окраска — это распыление черной краски на поверхность. Она может иметь различные уровни блеска, но может иметь вариации цвета, меньшую износостойкость и более низкую коррозионную стойкость. Анодирование обходится дороже, но идеально подходит для высокопроизводительных продуктов. Окраска более экономична и подходит для широкого спектра материалов.

Вывод

В заключение, черный анодированный алюминий — это универсальный, прочный и эстетически приятный материал, который широко используется в различных областях. Его производственный процесс включает ряд этапов, которые приводят к высококачественной, устойчивой к коррозии отделке. Благодаря своим многочисленным преимуществам черный анодированный алюминий является ценным материалом для широкого спектра отраслей и областей применения.

FAQ