قياس سمك الأنودة على الألومنيوم

تقوم DeFelsko بتصنيع مقياس سمك طلاء محمول باليد وغير مدمر وهو مثالي لقياس سمك الأنودة على الألومنيوم. 

ما هي تحديات قياس سمك الأنودة؟

للتحكم بكفاءة في سمك الأنودة والطلاءات الرقيقة الأخرى ، يلزم وجود وسيلة قياس دقيقة غير مدمرة.   

التحدي الثانوي هو قياس الأنودة في المناطق الصغيرة أو التي يصعب الوصول إليها.

أنودة حلول قياس سمك الطلاء

 تُعد سلسلة PosiTector 6000 "N" من مجسات التيار الدوامي مثالية للقياس غير المدمر للطلاءات غير الموصلة على الركائز غير الحديدية. صُمم مسبار PosiTector 6000 NAS خصيصًا للقياس عالي الدقة للطلاء بأكسيد الألومنيوم. على الرغم من قدرته على قياس ما يصل إلى 625 ميكرومتر (25 مللي متر)، إلا أن مسبار PosiTector 6000 NAS هو الأكثر دقة ويوفر أعلى دقة له أقل من 100 ميكرومتر (4 مللي متر) وهو ما يقع ضمن النطاق المتوقع لمعظم تطبيقات الأنودة.

الشكل 1 - مسبار PosiTector 6000 NAS لقياس الأنودة

عند قياس سُمك الطلاء على المناطق الصغيرة أو التي يصعب الوصول إليها، تُعد سلسلة المجس الدقيق PosiTector 6000 N بديلاً مثاليًا للقياس. مع رؤوس مسبار إما بزاوية 0 درجة أو 45 درجة أو 90 درجة يمكن أخذ قراءات السُمك في الثقوب العميقة أو على الحواف الصغيرة أو على الأقطار الداخلية. عند استخدام أداة التثبيت أو محول التحرير السريع، تتمتع المجسات الدقيقة N بمواصفات مماثلة لمواصفات مجسات NAS.

الشكل 2 - المجس الدقيق PosiTector 6000 N لقياس الأنودة

استشارة مجانية

للحصول على الأسعار الحالية أو لطلب أدوات سمك الطلاء المؤكسد هذه ، يرجى زيارة صفحة المبيعات الخاصة بنا.

خلفية عن الأنودة

ما هو أنودة؟

أنودة هي عملية تحويل كهروكيميائية موجودة منذ 1930s. العديد من المعادن قادرة على أن تكون مؤكسدة بما في ذلك الألومنيوم والمغنيسيوم والتيتانيوم والتنتالوم. يستخدم الألمنيوم المؤكسد في العديد من التطبيقات نظرا لتكلفته المنخفضة وصفاته الجمالية وخصائصه الميكانيكية المثالية.

وعلى عكس معظم الطلاءات الواقية، فإن عملية الطلاء بأكسيد الألومنيوم تغيّر البنية الخارجية للمعدن بشكل دائم. عندما يتعرّض الألومنيوم air فإنه يكوّن بشكل طبيعي طبقة رقيقة من أكسيد الألومنيوم التي تحمي الألومنيوم من المزيد من الأكسدة. وتجعل عملية الأنودة السطح المؤكسد أكثر سمكًا بكثير، يصل سمكه إلى عدة آلاف من البوصة. وتضاهي صلابة طبقة أكسيد الألومنيوم المؤكسد صلابة الماس، مما يعزز مقاومة الألومنيوم للتآكل. يحسّن العمق الإضافي لطبقة الأكسيد من مقاومة الألومنيوم للتآكل، مع تسهيل تنظيف السطح. وتتيح الطبيعة المسامية لأنواع معينة من الطلاء بأكسيد الألومنيوم إمكانية صبغ الألومنيوم بألوان متنوعة، مما يجعله أكثر جاذبية.

يتراوح سمك الأنودة عادة إلى 5 مل. تشمل الاختلافات الثلاثة الأكثر شيوعا في أنودة الألومنيوم أنودة الكروم (النوع الأول) ، وأنودة الكبريتيك (النوع الثاني) والأنودة الصلبة (النوع الثالث).

• يستخدم أنودة الكروم إلكتروليت حمض الكروميك وينتج أنحف الطلاءات ، بسمك 0.02 إلى 0.1 مل فقط (0.5 إلى 2.5 ميكرون).  يحدث اختراق بنسبة 50٪ في الركيزة ونمو بنسبة 50٪ على الأبعاد الأصلية. أنودة الكروم لها أقل تأثير على قوة التعب وأقل تآكلا ، وبالتالي فهي مثالية للأجزاء المعقدة والتي يصعب شطفها.  ممتازة لطلاء مصبوبات الألومنيوم ، وتستخدم معظم الأجزاء المؤكسدة بالكروم في التطبيقات العسكرية والفضائية وهي أكثر وظيفية من الديكور في الطبيعة.
• أنودة الكبريتيك هي الطريقة الأكثر شيوعا للأنودة ، باستخدام حمض الكبريتيك لإنتاج طلاءات يصل سمكها إلى 1 مل (25 ميكرون). يحدث اختراق بنسبة 67٪ في الركيزة ونمو بنسبة 33٪ على الأبعاد الأصلية. نظرا لطبيعته القابلة للنفاذ ، فإن أنودة الكبريتيك ممتازة لصباغة الألوان وتوفر قاعدة للبادئات وعوامل الترابط والطلاءات العضوية.  يوفر أنودة الكبريتيك مقاومة للتآكل وهو متين للغاية.  تشمل التطبيقات النموذجية الهندسة المعمارية والفضاء والتصنيع والسيارات وأجهزة الكمبيوتر.
• يستخدم الطلاء بأكسيد الألمنيوم الصلب (المعروف أيضًا باسم الطلاء الصلب) إلكتروليت حمض الكبريتيك بتركيز أعلى at درجة حرارة منخفضة مما ينتج عنه طبقة خارجية صلبة ذات مقاومة ممتازة للتآكل ومقاومة ممتازة للتآكل ومقاومة التآكل ومقاومة بهتان اللون وقوة عازلة وصلابة السطح (مقياس روكويل سي حتى 70). يحدث تغلغل بنسبة 50% في الركيزة ونمو بنسبة 50% فوق الأبعاد الأصلية للحصول على سُمك إجمالي يتراوح بين 0.5 إلى 4 مللي. تتميز المعادن المؤكسدة الصلبة بخشونة سطح عالية. تشمل الاستخدامات الشائعة معدات تغليف المواد الغذائية غير المزخرفة ولفائف ورق آلات التصوير والتطبيقات الخارجية مثل واجهات المباني والنوافذ.

عملية أنودة الألومنيوم

يتم تعليق جزء الألمنيوم على رفوف من الألومنيوم أو التيتانيوم المجردة لضمان اتصال كهربائي جيد. طوال عملية الأنودة ، يتم تثبيت الأجزاء ويتم تعليق الرفوف في سلسلة من الخزانات.

1. يتم غمس جزء الألمنيوم في خزان ساخن يحتوي على عامل تنظيف منقوع لإزالة جميع الأوساخ السطحية.
2. يتم شطف الجزء لتجنب تلويث المحلول في الخزانات اللاحقة.
3. يقوم الخزان التالي بإزالة أكسدة الجزء بمحلول حمضي (كروم أو كبريتيك أو نيتريك أو فوسفوري) لإزالة سطح أكسيد الألومنيوم الرقيق غير المنتظم.
4. مرة أخرى يتم شطف الجزء لتجنب تلوث الخزان.
5. يتم إجراء النقش عن طريق تعليق الجزء في خزان يحتوي على محلول هيدروكسيد الصوديوم. يزيل النقش اللمعان الطبيعي للألمنيوم ويوفر مظهرا ناعما وغير لامع ومحكم.
6. يتم تعليق الجزء في خزان الأنودة ، والذي يحتوي على خليط حمض وماء مخفف قادر على السماح بتدفق التيار الكهربائي. نوع الحمض والنسبة المئوية للمحلول ودرجة الحرارة كلها معلمات مهمة وتعتمد على النهاية واللون المطلوبين. يتم توصيل الساق السلبية للدائرة الكهربائية برف الأجزاء ويتم توصيل الجانب الإيجابي من الدائرة بواحد أو أكثر من "الكاثودات" التي تدخل الكهرباء في الخزان.  تختلف كمية وموضع الكاثودات باختلاف حجم وشكل الجزء ، بالإضافة إلى إجمالي المساحة بالقدم المربع لسطح الألمنيوم المراد معالجته. ستحصل الأسطح الأقرب إلى الكاثود على طلاء أنوديك أكثر سمكا. بالنسبة لأنودة الكبريتيك العادية ، يتم استخدام مصدر طاقة تيار مستمر قادر على إنتاج ما يصل إلى 24 فولت ، مع الاحتفاظ بالجهد بشكل عام بين 18 و 24 فولت. ستختلف كمية التيار المطبق على خزان الأنودة اعتمادا على كمية السطح المراد معالجته ، حيث يلزم وجود قاعدة تتراوح بين 12 و 16 أمبير لكل قدم مربع من التغطية. يتم تحريك محلول الإلكتروليت أثناء عملية الأنودة لتوفير درجة حرارة محلول موحدة. تستغرق عملية خزان الأنودة ، في ظل الظروف العادية ، أقل من ساعة.
7. لإضافة لون (صبغة) ، يتم غمس الجزء في خزان بصبغة عضوية مخففة قابلة للذوبان في الماء. تختلف كل صبغة في طول الوقت ودرجة الحرارة لهذا الغمر.
8. الاعتبار الأخير في عملية الأنودة هو إغلاق السطح الخارجي المصبوغ الآن حتى لا يتسبب في تبييض أشعة الشمس أو تلطيخه. غير مختوم ، السطح الخارجي المسامي لديه مقاومة منخفضة للتآكل. بالنسبة للطلاءات غير المصبوغة ، يتم وضع جزء الألمنيوم المؤكسد في الماء المغلي غير المتأين لمدة 20 إلى 30 دقيقة. هذا يحول المسام غير المهيكلة لأكسيد الألومنيوم إلى شكل هيدرات بلوري أكثر صلابة. إذا كانت الأجزاء المؤكسدة مصبوغة ، يتم إجراء عملية الختم لمدة 3 إلى 5 دقائق في خزان بمحلول أسيتات النيكل.
9. أنودة صلبة ، اعتمادا على العملية ، يستخدم مزيجا من حامض الكبريتيك والأكساليك. يتم استخدام درجات حرارة منخفضة نسبيا جنبا إلى جنب مع تيار أعلى وجهد أعلى بكثير. عادة ما تكون طبقة الأكسيد "الرمادية" المنتجة من 2 إلى 3 مل وهي كثيفة للغاية ومقاومة للتآكل والتآكل.   

بديل للأرفف هو الأنودة السائبة التي تعتبر أكثر مثالية لأنودة الأجزاء الصغيرة غير المنتظمة الشكل مثل المسامير والحلقات والمحاور الطبية. بدلا من الرفوف ، تتم معالجة الأجزاء في سلال من الألومنيوم أو البلاستيك أو التيتانيوم المثقبة. سواء كنت بحاجة إلى إنتاج لفائف أو دفعات ، فإن الأنودة توفر أحد أفضل خيارات تشطيب الألمنيوم في الصناعة.

بديل آخر هو أنودة الملف.  الألمنيوم الملفوف مؤكسد مسبقا لخفض تكاليف التشطيب وتوفير وقت الإنتاج وتقليل مناولة المواد. يمكن تطبيق مزايا الألمنيوم المؤكسد مسبقا على معظم المنتجات المصنعة من مخزون الألواح أو الملفات. تقتصر المنتجات المصنوعة من البثق أو المسبوكات أو القضيب أو القضيب أو اللوحة على عمليات أنودة القطع مثل الأرفف أو السائبة.

على الرغم من أن معظم سبائك الألومنيوم ستبني أكسيد الألومنيوم في خزان أنودة ، إلا أنها تميل إلى الأنودة بشكل مختلف. يصعب أنودة بعض السبائك بينما يتحول البعض الآخر إلى ظلال مختلفة قليلا من الألوان. عند أكسدة ، توفر السبائك المختلفة مستويات مختلفة من قابلية التشغيل (التشغيل الآلي ، الطحن ، التلميع) ، خصائص المقاومة البيئية ، واستقرار الأبعاد.

لماذا أنودة؟

الأنودة هي وسيلة فعالة للغاية ومرغوبة لإنهاء الألومنيوم.  تتضمن بعض المزايا الأساسية للأنودة ما يلي:

• المتانة - لا تتعرض معظم الأجزاء المؤكسدة لأي تآكل من المناولة والتركيب والاستخدام والصيانة
• الالتصاق - الأنودة هي جزء من الألومنيوم للترابط الكلي والالتصاق لا مثيل له.
• اللون - تحافظ الأجزاء المؤكسدة على ثبات جيد للألوان عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية ، ولا تحتوي على طلاء مطبق يخضع للتقطيع أو التقشير ، ولها عملية تلوين قابلة للتكرار.
• جودة التشطيب الأصلي - لا تخضع الأجزاء للتمييز من عملية الأنودة الأصلية.
• الصيانة - عادة ما يؤدي التنظيف المعتدل بالماء والصابون إلى استعادة المظهر الجانبي المؤكسد إلى مظهره الأصلي.
• الجماليات - يوفر الأنودة عددا كبيرا من بدائل اللمعان والألوان ، مع السماح للمظهر المعدني للألمنيوم المبثوق بالظهور.
• التكلفة - الأنودة هي قيمة فعالة للغاية من حيث التكلفة مقارنة بطرق التشطيب الأخرى.   بالإضافة إلى انخفاض تكاليف المعالجة والصيانة ، تقلل المتانة من تكاليف الاستبدال.
• البيئة والصحة والسلامة - الأنودة مواتية للوائح الحكومية الحالية لأنها واحدة من أكثر العمليات الصناعية الصديقة للبيئة وعادة ما تكون غير ضارة بصحة الإنسان. النهاية المؤكسدة مستقرة كيميائيا ، ولن تتحلل ، وغير سامة ، ومقاومة للحرارة لدرجة انصهار الألومنيوم.  نظرا لأن عملية الأنودة هي تعزيز لعملية أكسيد تحدث بشكل طبيعي ، فهي غير خطرة ولا تنتج أي منتجات ثانوية ضارة أو خطرة. غالبا ما يتم استصلاح الحمامات الكيميائية المستخدمة في عملية الأنودة وإعادة تدويرها وإعادة استخدامها. 

لماذا قياس سمك الأنودة؟

معلمات عملية الأنودة لها تأثير كبير على خصائص الأكسيد المتكون. إذا تم استخدام درجات حرارة منخفضة وتركيزات حمضية ، فإنها تنتج طبقة أقل مسامية وأصعب. تنتج درجات الحرارة المرتفعة والمحتوى الحمضي ، إلى جانب أوقات الغمر الأطول ، طلاءات أكثر نعومة ومسامية. يمكن أن تؤثر التغييرات الطفيفة على السبيكة نفسها أو أي من هذه المعلمات بشكل كبير على الطلاء.

من خلال ضوابط العملية المختلفة وتقنيات القياس ، فإن المؤكسدات قادرة على مراقبة تطبيق الطلاء المؤكسد والتحكم فيه وتصحيحه.  واحدة من أهم ضوابط الجودة لأنودة هي السماكة. يمكن قياس سمك الأنودة بشكل غير مدمر باستخدام مقياس سمك الطلاء الحالي الدوامي أو عن طريق حساب الوزن لكل وحدة مساحة. إن بساطة طريقة التيار الدوامي ليست فقط أكثر كفاءة من طريقة الحساب ، ولكنها تمكن المفتش أيضا من التحقق من حدوث أنودة كافية عبر جميع أسطح الجزء.

أين يقع سوق المواد المؤكسدة؟

تستخدم المنتجات والمكونات المؤكسدة في آلاف التطبيقات التجارية والصناعية والاستهلاكية:

• منتجات البناء (الجدران الستائرية ، أنظمة التسقيف)
• المنتجات التجارية والسكنية (فتحات التهوية والمظلات والإطارات والتركيبات)
• الأجهزة (ثلاجات ، أفران ميكروويف ، ماكينات صنع القهوة)
• معدات تحضير الطعام (المقالي ، المبردات ، الشوايات)
• الأثاث المنزلي والمكتبي (الطاولات والأسرة والخزائن)
• السلع الرياضية (عربات الجولف والقوارب ومعدات التخييم وصيد الأسماك)
• مكونات السيارات (تقليم ، أغطية المحاور ، اللوحات ، لوحات الأسماء)
• الإلكترونيات (التلفزيونات ومعدات التصوير الفوتوغرافي)
• الفضاء (لوحات الأقمار الصناعية)

الجمعيات

AAC (مجلس أنودات الألومنيوم)

AEC (مجلس بثق الألومنيوم)

FGIA (تحالف صناعة التزجيج والتزجيج) - سابقا AAMA - جمعية مصنعي الهندسة المعمارية

جمعية الألمنيوم

مواصفات صناعة الأنودة

معايير الأنودة العسكرية

MIL-A-8625 - الطلاء الأنودي للألمنيوم وسبائك الألومنيوم

MIL-STD-171—Standard لتشطيب ومعالجة الأسطح

معايير أنودة ASTM

ASTM B244-09—Standard طريقة اختبار لقياس سمك الطلاءات الأنودية على الألومنيوم والطلاءات الأخرى غير الموصلة على المعادن غير المغناطيسية باستخدام أدوات التيار الدوامي

ASTM B487-85—Standard طريقة اختبار لقياس سمك طلاء المعدن والأكسيد عن طريق الفحص المجهري للمقطع العرضي

ASTM B137-95—Standard طريقة اختبار لقياس كتلة الطلاء لكل وحدة مساحة على الألمنيوم المطلي بالأنوديا

ASTM B136-84—Standard طريقة لقياس مقاومة البقع للطلاء الأنودي على الألومنيوم

ASTM B457-67—Standard طريقة اختبار لقياس مقاومة الطلاء الأنودي على الألومنيوم

ASTM B580-79—Standard مواصفات طلاء أكسيد الأنوديك على الألومنيوم

ASTM B680-80—Standard طريقة اختبار جودة ختم الطلاءات الأنودية على الألومنيوم عن طريق إذابة الحمض

ASTM B893-98 - مواصفات أنودة المغنيسيوم بطبقة صلبة للتطبيقات الهندسية

SAE International AMS (مواصفات المواد الفضائية) معايير الأنودة

AMS2468 - معالجة الطلاء الصلب لسبائك الألومنيوم

AMS2469 - معالجة الطلاء الصلب للألمنيوم وسبائك الألومنيوم

AMS2471 - المعالجة الأنودية لعملية حمض الكبريتيك لسبائك الألومنيوم ، عملية غير مصبوغة

AMS2472 - المعالجة الأنودية لعملية حمض الكبريتيك لسبائك الألومنيوم ، مصبوغة بالعملية

AMS-A-8625 - الطلاءات الأنودية للألمنيوم وسبائك الألومنيوم (نسخة من MIL-A-8625)

المعايير الدولية معايير الأنودة

ISO 7599 - أنودة الألومنيوم وسبائكه ؛ المواصفات العامة لطلاء أكسيد الأنوديك على الألومنيوم

ISO 8078 - المعالجة الأنودية لسبائك الألومنيوم - عملية حمض الكبريتيك ، طلاء غير مصبوغ

ISO 8079 - المعالجة الأنودية لسبائك الألومنيوم - عملية حمض الكبريتيك ، طلاء مصبوغ

ISO 10074 - مواصفات طلاء الأكسدة الأنوديك الصلب على الألومنيوم وسبائكه

BS ، DIN ، EN معايير الأنودة

BS / DIN EN 2101 - مواصفات أنودة حمض الكروميك للألمنيوم وسبائك الألومنيوم المطاوع

BS / DIN 2284 - مواصفات أنودة حمض الكبريتيك للألمنيوم وسبائك الألومنيوم المطاوع

BS / DIN 2536 - أنودة صلبة لسبائك الألومنيوم

BS / DIN 2808 - أنودة التيتانيوم وسبائك التيتانيوم

DIN EN ISO 7599 - أنودة الألومنيوم وسبائك الألومنيوم - طريقة لتحديد طبقات الأكسيد الزخرفية والوقائية المنتجة أنوديا على الألومنيوم