Kõva anodeerimine, tuntud ka kui kõvakatmine või III tüüpi anodeerimine, on protsess, mida kasutatakse kulumiskindla ja korrosioonikindla katte loomiseks erinevatele metallidele. Anodeerimise saab jagada kahte laia alamkategooriasse: dekoratiivne ja kõva anodeerimine. Peamised erinevused nende kahe vahel on katte paksus ja vastupidavus ning täpne selle loomise protsess.
Anodeerimisprotsess
Metallosa anodeerimine hõlmab selle panemist elektrit juhtivasse vedelikku, tavaliselt happelahusesse, mida nimetatakse elektrolüüdiks. Vooluahelatel on positiivne elektrood (katood), kuhu elektronid sisenevad, ja negatiivne (anood), kust nad väljuvad; anodeerimisel muutub metallosa negatiivseks elektroodiks. Kui lahust juhitakse läbi elektrivoolu, põhjustab vooluringist läbi metallosa väljuvate elektronide toime tugeva, korrosioonikindla oksüdatsioonikatte tekkimise. Katte võib pärast seda töötlemist jätta selliseks, nagu see on või täiendada seda dekoratiivvärvide ja muude jõudlust parandavate lisanditega.
Kõvade anodeeritud osade valmistamise protsess erineb dekoratiivkatetest mitmel viisil. See kasutab elektrivoolu, mis on üldiselt suurem, ja elektrolüütide lahuseid, mis on veidi nõrgemad. Elektrolüüdilahuse temperatuur on samuti madalam, mis võimaldab täppisosade vähem moonutusi ja katte paremat nakkumist. Üldiselt peetakse anodeerimisprotsessi ka suhteliselt keskkonnasõbralikuks ja kõrvalsaadused on taaskasutatavad.
Katte tüübid
Kõvaanodeeritud katteid kantakse tavaliselt tugevalt kuluvatele tööstuslikele osadele, mis on ette nähtud kasutamiseks agressiivsetes või väga korrodeerivates rakendustes. Need katted on tavaliselt palju paksemad ja kõvemad kui dekoratiivsed ning annavad osadele tavaliselt vastupidavuse, mis läheneb kõvakattega või karkassiga karastatud terasele. Samuti tungivad need läbi ja katavad paremini pinna ebatäiuslikkust, nagu praod.
Tavaliselt on kõvade anodeeritud osade kattekihid üle 10 μm (0.01 mm või 0.0004 tolli) ja tüüpilised katted üle 25 μm (0.025 mm või 0.001 tolli). Dekoratiivsel anodeerimisel on tavaliselt alla 10 μm katted ja kuigi see on vastupidav, ei ole sellel samasuguseid erakordseid kulumisomadusi kui kõvaanodeerimisel. Dekoratiivseid või arhitektuurseid töötlusi leidub tavaliselt tarbeesemetel, nagu kodutarbed, elektroonikaseadmete korpused ja kaunistused.
Kõvakattega esemetel on tavaliselt tumehall matt viimistlus, kuigi see võib varieeruda olenevalt metallist, millest ese on valmistatud, ja elektrolüüdilahuse koostisest. Selle meetodi abil saab toota ka musta viimistlust ja erinevaid pronksi toone. Dekoratiivne anodeerimine annab tavaliselt heledama tooni ja selle saab muuta matiks või läikivaks. Mõlemad tüübid võtavad tavaliselt hästi värvi.
kasu
Metalli anodeerimise üks peamisi põhjuseid on muuta see korrosioonikindlamaks. Paks välimine oksüdeeritud kiht takistab sisemise materjali kokkupuudet niiskuse, hapniku ja muude teguritega, mis võivad põhjustada metalli lagunemist. Suletud esemed on veelgi korrosioonikindlamad ja võivad sageli taluda kuni tuhandeid tunde soolase vee pihustamist.
Väliskate on samuti äärmiselt kõva, tavaliselt palju kõvem kui algne metall. Paljudel juhtudel võib paks kõva anodeeritud kate olla sama kõva kui tööriistateras. See on ka väga kulumiskindel, mis tähendab, et seda kasutatakse sageli kolbide ja muude libisevate osade jaoks, mis sageli hõõruvad kokku. Kuna oksüdatsioonikiht on osa metallist endast, ei kooru see maha; metalli pind võib pärast anodeerimist siiski kare olla, mistõttu võib osutuda vajalikuks seda lihvida, et vältida tükkide murdumist.
Kõvaanodeeritud metallid on tavaliselt väga isoleerivad, mis tähendab, et need ei juhi hästi soojust ega elektrit. See on eriti kasulik rakenduste puhul, mis nõuavad osa kasutamist kõrgel temperatuuril. Kate on ka keemiliselt stabiilne ja mittetoksiline.
Lisahooldused
Nagu dekoratiivkatteid, saab ka kõva anodeeritud pindu värvida, kuigi enamiku asjassepuutuvate osade puhtfunktsionaalse olemuse tõttu jäetakse need enamasti selliseks. Siiski on need sageli immutatud jõudlust parandavate lisanditega, nagu Teflon®, mis parandavad detailide isemäärimist. Mõnel juhul suletakse need ka keevasse destilleeritud vette või dikromaadi lahusesse, et veelgi parandada nende korrosioonikindlust.
Puudused
Anodeeritud metallil on palju väiksem väsimustugevus, mis tähendab, et see puruneb pinge all suurema tõenäosusega, kuigi seda saab parandada, kui ese on suletud. Üksuse tihendamine võib aga vähendada selle vastupidavust abrasiivsele kulumisele, nii et see, kas osa on pitseeritud või mitte, sõltub sageli selle lõppkasutusest. Anodeerimine ei kaitse ka õhemaid metallesemeid kahjustuste, näiteks mõlkide eest. Väliskate muudab metallosa paksemaks, mis võib osutuda probleemiks, kui eelnevalt puuritakse kruviaugud või muud ruumid.
Materjalid, mida saab anodeerida
Kuigi alumiinium on kõige levinum kõva anodeerimisega metall, võib töötlemine olla kasulik ka teistele materjalidele, sealhulgas tantaal, magneesium ja titaan. Kõikidel juhtudel annavad töötlused osadele erakordse kulumis- ja korrosioonikindluse ning neid saab värvida peaaegu igat värvi. Kõvade anodeeritud osade levinumad kasutusalad hõlmavad raskeid kaubanduslikke köögi- ja küpsetusnõusid, meditsiinilisi proteesiosi ja autokomponente. Sõjavägi on nende toodete teine suur tarbija, kuna enamik kõva anodeeritud pindu vastavad või ületavad rangeid sõjalisi nõudeid.