S eloxovanými hliníkovými povrchy se setkáváme každý den – na fasádách budov, automobilových dílech, nábytku, svítidlech nebo technických součástech. Mohou být matné i lesklé, v přírodním odstínu hliníku nebo barevné. Co se ale při eloxování vlastně děje a proč je k dosažení kvalitního výsledku potřeba několik vzájemně navazujících technologických kroků?
Co je eloxování?
Eloxování neboli anodická oxidace hliníku je elektrochemický proces, při kterém se povrch hliníku přeměňuje na vrstvu oxidu hlinitého. Na rozdíl od lakování nebo jiných povlakovacích technologií se na povrch nenanáší další materiál. Ochranná oxidická vrstva vzniká přímo z hliníkového podkladu a je s ním pevně spojena. Tato vrstva zvyšuje odolnost povrchu, umožňuje upravit jeho vzhled a pro dekorativní účely ji lze také obarvit. Kvalita výsledného povrchu však nezávisí pouze na samotné anodické oxidaci. Důležitá je také použitá hliníková slitina, předúprava povrchu, řízení technologického procesu, barvení a utěsnění oxidické vrstvy.
1. Čištění: Základ rovnoměrné povrchové úpravy
Před eloxováním je nutné z hliníkového povrchu odstranit oleje, mastnotu, lešticí pasty a další nečistoty vzniklé při předchozím zpracování. Jejich zbytky mohou negativně ovlivnit následující technologické operace a způsobit viditelné vady povrchu. Důkladné čištění je proto nezbytným předpokladem pro rovnoměrnou chemickou předúpravu a následnou anodickou oxidaci.
Mezi jednotlivými technologickými operacemi se zařazují oplachy, které odstraňují zbytky procesních chemikálií a omezují jejich přenos do následujících lázní. Vhodný způsob oplachu závisí zejména na použité chemii, geometrii dílů a požadavcích na kvalitu výsledného povrchu.
2. Předúprava: Rozhoduje o výsledném vzhledu
Chemická nebo mechanická předúprava zásadně ovlivňuje vzhled eloxovaného povrchu. Podle požadovaného výsledku lze hliník například brousit, leštit, chemicky leštit nebo mořit. Při alkalickém moření dochází k řízenému úběru materiálu z povrchu, čímž lze dosáhnout rovnoměrného matného vzhledu. Výraznější škrábance nebo rozdíly ve struktuře výchozího materiálu však tímto způsobem nelze vždy zcela odstranit.
Po moření mohou na povrchu zůstat nerozpustné zbytky legujících prvků a jejich sloučenin. Ty se odstraňují následným odstraněním mořicích zbytků (desmutting), zpravidla pomocí vhodné kyselé lázně. Právě předúprava ukazuje jeden ze základních principů eloxování: anodicky vytvořená oxidická vrstva nedokáže automaticky zakrýt nerovnoměrnosti původního povrchu. Naopak některé rozdíly mohou zůstat viditelné i po dokončení celého procesu.
3. Anodická oxidace: Vznik ochranné oxidické vrstvy
Při samotné anodické oxidaci je hliníkový díl zapojen jako anoda a ponořen do elektrolytu, nejčastěji na bázi kyseliny sírové. Působením stejnosměrného elektrického proudu dochází k elektrochemické přeměně povrchu hliníku na vrstvu oxidu hlinitého. Vznikající oxidická vrstva má jemnou pórovitou strukturu, která umožňuje její následné barvení.
Tvorbu a vlastnosti oxidické vrstvy ovlivňuje několik důležitých parametrů:
- proudová hustota a doba anodické oxidace,
- teplota a chemické složení elektrolytu,
- druh hliníkové slitiny a stav jejího povrchu,
- kvalita elektrického kontaktu mezi dílem a závěsem,
- cirkulace a rovnoměrné proudění elektrolytu.
I malé odchylky mohou ovlivnit tloušťku oxidické vrstvy, její vzhled nebo schopnost přijímat barvivo. Stabilní složení lázně a pravidelná kontrola procesních parametrů jsou proto zásadní pro dosažení opakovatelné kvality eloxovaného povrchu.
4. Barvení: Využití pórovité struktury
Bezprostředně po anodické oxidaci má vytvořená oxidická vrstva otevřenou pórovitou strukturu. Do jejích pórů lze vpravit vhodná barviva a vytvořit tak barevný hliníkový povrch bez nutnosti nanášení krycího nátěru. Kromě barvení organickými barvivy se používají také další technologie, například elektrolytické vybarvování. Volba vhodného postupu závisí na požadovaném odstínu, podmínkách následného použití a nárocích na světlostálost a odolnost vůči povětrnostním vlivům. Výsledný barevný odstín však neurčuje pouze samotná barvicí lázeň. Významnou roli hraje také složení hliníkové slitiny, způsob předúpravy, tloušťka oxidické vrstvy a struktura jejích pórů. Stejné barvivo proto může na různě předupravených dílech vytvářet odlišné barevné odstíny.
5. Utěsnění: Zajištění dlouhodobé odolnosti povrchu
Po anodické oxidaci, případně po barvení, následuje utěsnění oxidické vrstvy, označované také jako sealing. Při tomto procesu dochází k výraznému snížení pórovitosti a schopnosti oxidické vrstvy přijímat další látky. Utěsnění pomáhá stabilizovat barviva uložená v pórech a zvyšuje odolnost povrchu vůči korozi, povětrnostním vlivům a znečištění. Podle požadavků na výsledné vlastnosti povrchu lze využít různé technologie, například utěsňování v horké vodě nebo nízkoteplotní utěsňování.
Nedostatečné utěsnění nemusí být na první pohled patrné. Jeho důsledky se mohou projevit až během používání, například změnou barevného odstínu, zvýšenou náchylností ke vzniku skvrn nebo sníženou korozní odolností. Proto je důležité věnovat odpovídající pozornost také řízení a kontrole této závěrečné technologické operace.
Co rozhoduje o kvalitě eloxovaného povrchu?
Kvalitní eloxovaný povrch nevzniká díky jediné technologické operaci. Rozhodující je správná návaznost a řízení celého procesu. Již samotné složení hliníkové slitiny ovlivňuje, jak rovnoměrně lze povrch mořit, anodicky oxidovat a barvit. Předúprava určuje výsledný vzhled, zatímco při anodické oxidaci je nezbytné udržovat stabilní chemické a elektrické parametry. Barvení a následné utěsnění musí odpovídat vlastnostem vytvořené oxidické vrstvy i požadavkům na konečné použití výrobku. Důležitou součástí procesu jsou také oplachy mezi jednotlivými technologickými operacemi. Omezují přenos chemikálií mezi lázněmi a přispívají ke stabilitě celého technologického procesu.
Kvalitní eloxování začíná správně navrženým procesem
Při eloxování se povrch hliníku elektrochemicky přeměňuje na ochrannou vrstvu oxidu hlinitého. Tu lze následně obarvit a utěsněním zvýšit její dlouhodobou odolnost. O tom, zda bude výsledný povrch rovnoměrný, estetický a odolný, se však nerozhoduje pouze v anodizační lázni. Stejně důležitý je výběr materiálu, čištění, předúprava, řízení lázní, oplachování, barvení a závěrečné utěsnění. Pouze správně navržený a řízený technologický postup umožňuje dosahovat stabilní a opakovatelné kvality eloxovaných hliníkových povrchů
Zdroj: https://alufinish.de/de/news/eloxieren-schnell-verstanden
