Cietā anodēšana, kas pazīstama arī kā cietais pārklājums vai III tipa anodēšana, ir process, ko izmanto, lai izveidotu nodilumizturīgu, pret koroziju izturīgu pārklājumu uz dažādiem metāliem. Anodēšanu var iedalīt divās plašās apakškategorijās: dekoratīvā un cietā anodēšana. Galvenās atšķirības starp abiem ir pārklājuma biezums un izturība, kā arī precīzs tā izveidošanas process.
Anodēšanas process
Metāla daļas anodēšana ietver tās ievietošanu šķidrumā, kas ir elektriski vadošs, parasti skābes šķīdumā, ko sauc par elektrolītu. Shēmām ir pozitīvs elektrods (katods), kurā ieplūst elektroni, un negatīvs (anods), kur tie iziet; anodējot, metāla daļa kļūst par negatīvo elektrodu. Kad caur šķīdumu tiek izlaista elektriskā strāva, elektronu darbība, kas atstāj ķēdi caur metāla daļu, izraisa izturīga, korozijizturīga oksidācijas pārklājuma veidošanos. Pārklājumu var atstāt tādu, kāds tas ir pēc šīs apstrādes, vai vēl vairāk uzlabot ar dekoratīvām krāsvielām un citām veiktspēju uzlabojošām piedevām.
Cieto anodēto detaļu ražošanas process vairākos veidos atšķiras no dekoratīvajiem pārklājumiem. Tas izmanto elektrisko strāvu, kas parasti ir lielāka, un elektrolītu šķīdumus, kas ir nedaudz vājāki. Arī elektrolīta šķīduma temperatūra ir zemāka, kas ļauj mazāk izkropļot precīzās detaļas un labāk saķert pārklājumu. Vispārīgi runājot, anodēšanas process tiek uzskatīts arī par salīdzinoši videi draudzīgu, un blakusprodukti ir pārstrādājami.
Pārklājumu veidi
Cietie anodēti pārklājumi parasti tiek uzklāti uz ļoti nodiluma rūpnieciskām daļām, kas paredzētas izmantošanai agresīvos vai ļoti korozīvos lietojumos. Šie pārklājumi parasti ir daudz biezāki un cietāki nekā dekoratīvie pārklājumi, un tie parasti piešķir daļām izturību, kas tuvojas cietā vai korpusā rūdīta tērauda izturībai. Tie arī labāk iekļūst un nosedz virsmas nepilnības, piemēram, plaisas.
Parasti cietajām anodētajām daļām ir pārklājumi, kas pārsniedz 10 μm (0.01 mm vai 0.0004 collas), bet tipiski pārklājumi pārsniedz 25 μm (0.025 mm vai 0.001 collas). Dekoratīvajai anodēšanai parasti ir pārklājumi, kas ir mazāki par 10 μm, un, lai arī tā ir izturīga, tai nav tādas pašas izcilās nodiluma īpašības kā cietajai anodēšanai. Dekoratīvi vai arhitektoniski apstrādāti izstrādājumi parasti tiek izmantoti patēriņa precēm, piemēram, virtuves piederumiem, elektronisko ierīču korpusiem un rotājumiem.
Cietā pārklājuma priekšmetiem parasti ir tumši pelēka, matēta apdare, lai gan tas var atšķirties atkarībā no metāla, no kura izstrādājums ir izgatavots, un elektrolīta šķīduma sastāva. Ar šo metodi var iegūt arī melnu apdari, kā arī dažādus bronzas toņus. Dekoratīvā anodēšana parasti rada gaišāku nokrāsu, un to var padarīt matētu vai spīdīgu. Abi veidi parasti labi uztver krāsvielu.
Ieguvumi
Viens no galvenajiem iemesliem metāla anodēšanai ir padarīt to izturīgāku pret koroziju. Biezais ārējais oksidētais slānis neļauj iekšējam materiālam tikt pakļautam mitrumam, skābeklim un citiem faktoriem, kas var izraisīt metāla sadalīšanos. Aizzīmogoti priekšmeti ir vēl izturīgāki pret koroziju un bieži vien var izturēt pat tūkstošiem stundu sālsūdens izsmidzināšanas.
Ārējais pārklājums ir arī ārkārtīgi ciets, parasti daudz cietāks nekā oriģinālais metāls. Daudzos gadījumos biezs ciets anodēts pārklājums var būt tikpat ciets kā instrumentu tērauds. Tas ir arī ļoti nodilumizturīgs, kas nozīmē, ka to bieži izmanto virzuļiem un citām bīdāmām daļām, kas bieži beržas kopā. Tā kā oksidācijas slānis ir daļa no paša metāla, tas nenolobīsies; Tomēr metāla virsma pēc anodēšanas var būt raupja, tāpēc var būt nepieciešams to noslīpēt, lai novērstu šķembu nolūšanu.
Cietie anodētie metāli parasti ir ļoti izolējoši, kas nozīmē, ka tie slikti vada siltumu vai elektrību. Tas ir īpaši noderīgi lietojumiem, kuros daļa ir jāizmanto augstā temperatūrā. Pārklājums ir arī ķīmiski stabils un netoksisks.
Papildu ārstēšana
Tāpat kā dekoratīvos pārklājumus, cietas anodētas virsmas var krāsot, lai gan vairumā gadījumu tās tiek atstātas tādas, kādas ir vairumam iesaistīto daļu tīri funkcionālā rakstura. Tomēr tie bieži ir piesūcināti ar veiktspēju uzlabojošām piedevām, piemēram, Teflon®, kas uzlabo daļas pašeļļošanu. Dažos gadījumos tos arī aizzīmogo verdošā destilētā ūdenī vai dihromāta šķīdumos, lai vēl vairāk uzlabotu to izturību pret koroziju.
Trūkumi
Anodētam metālam ir daudz mazāka noguruma izturība, kas nozīmē, ka tas, pakļaujot spriedzi, visticamāk saplīsīs, lai gan to var uzlabot, ja vienums ir noslēgts. Tomēr priekšmeta aizzīmogošana var samazināt tā izturību pret abrazīvo nodilumu, tāpēc tas, vai daļa ir aizzīmogota, bieži ir atkarīgs no tās galīgās izmantošanas. Anodēšana arī nepasargā plānākus metāla priekšmetus no bojājumiem, piemēram, iespiedumiem. Ārējais pārklājums padara metāla daļu biezāku, kas var būt problēma, ja ir iepriekš izurbti skrūvju caurumi vai citas vietas.
Materiāli, kurus var anodēt
Lai gan alumīnijs ir visizplatītākais metāls, kas pakļauts cietai anodēšanai, citi materiāli var būt noderīgi, piemēram, tantals, magnijs un titāns. Visos gadījumos apstrāde nodrošina detaļām izcilu nodilumizturību un koroziju, un tās var krāsot gandrīz jebkurā krāsā. Cietās anodētās daļas parasti tiek izmantotas, piemēram, smagie komerciālie virtuves un cepšanas trauki, medicīniskās protēžu daļas un automobiļu detaļas. Militārie spēki ir vēl viens liels šo produktu patērētājs, jo lielākā daļa cieto anodēto virsmu atbilst vai pārsniedz stingras militārās specifikācijas.