CÁC QUY TRÌNH ANODIZING CHO NHÔM RÈN ________________________________________ cung cấp quy trình anod hóa hoàn chỉnh để tăng cường các thuộc tính của nhôm rèn và hỗ trợ toàn diện việc sử dụng hiệu quả qua nhiều ứng dụng khác nhau. ________________________________________ Những phương pháp này có thể tăng cường sự xuất hiện, sức đề kháng UV, bảo vệ niêm phong và độ cứng của kim loại. Các phương pháp xử lý bề mặt như chất tẩy TOP làm sạch bề mặt tuyệt vời để chuẩn bị cho quá trình anodizing. Các quá trình anod hóa có thể được tùy chỉnh để cung cấp bề mặt bề mặt cụ thể (ví dụ như độ sáng), màu sắc (như màu trắng, các màu nhuộm khác) và kết cấu (Satin hoặc Pearl Tone) kết thúc. Dòng TACDye bao gồm vô số màu sắc và sắc thái. Hơn nữa, quá trình xử lý đặc biệt sau khi được cung cấp để đáp ứng quá trình anodizing hoàn hảo.
CÁC QUY TRÌNH ANODIZING CHO NHƠM RÈN Okuno-Auromex cung cấp quy trình anod hóa hồn chỉnh để tăng cường thuộc tính nhơm rèn hỗ trợ tồn diện việc sử dụng hiệu qua nhiều ứng dụng khác Những phương pháp tăng cường xuất hiện, sức đề kháng UV, bảo vệ niêm phong độ cứng kim loại Các phương pháp xử lý bề mặt chất tẩy "TOP" làm bề mặt tuyệt vời để chuẩn bị cho trình anodizing Các q trình anod hóa tùy chỉnh để cung cấp bề mặt bề mặt cụ thể (ví dụ độ sáng), màu sắc (như màu trắng, màu nhuộm khác) kết cấu (Satin Pearl Tone) kết thúc Dòng "TAC-Dye" bao gồm vơ số màu sắc sắc thái Hơn nữa, trình xử lý đặc biệt sau cung cấp để đáp ứng trình anodizing hồn hảo Các bảng cung cấp thơng tin bổ sung sản phẩm CÁC Q TRÌNH TIỀN XỬ LÝ Ứng dụng Ngâm làm Sản phẩm Đặc tính TOP Alclean 101 Chất tẩy rửa chất tẩy yếu silicat Có cơng suất làm tuyệt vời chống lại loại dầu khác dirts mà khơng có sở cơng TOP Alclean 161 Chất bơi trơn có tính kiềm thấp có độ kiềm thấp khơng chứa silicat Có thể áp dụng với điều hòa khơng khí tắm vòi sen Alkaline Etching Alsatin SK Chất mài mòn mềm cho nhơm Cung cấp kết cấu hoàn thiện bề mặt ngăn ngừa hình thành bùn clinker trì tuổi thọ ống TOP Alsoft 108 Chất bôi trơn mềm bọt thấp cho nhôm hợp kim nhôm Cải thiện môi trường làm việc thời tiết sương mù thấp Q TRÌNH ĐÁNH BĨNG Ứng dụng Sản phẩm Đặc tính Hồn thiện sáng Algloss S-200 Chất làm bóng dạng bột cho nhôm hợp kim nhôm Cải thiện độ sáng ngăn chặn hình thành NOx XỬ LÝ ETCHING Loại khắc Ứng dụng Hoàn thiện Tone Pearl Acidic Etching Hoàn thiện màu trắng Matte Alkaline Etching Satin màu trắng hồn thiện Sản phẩm Đặc tính ALSATIN M-05 Cung cấp chế độ màu trắng sữa tươi đẹp phù hợp với nắp mũ mỹ phẩm tinh khiết hộp đựng thuốc nhẹ Alsatin OL-8 Cung cấp hoạt động kinh tế tuổi thọ dài Cho bề mặt satin trắng thích hợp cho phận dụng cụ quang học Alsatin FF250 Có thể sử dụng với hợp chất florua để tạo bề mặt mờ phù hợp với phận dụng cụ quang học đòi hỏi độ xác kích thước Alsatin L Cung cấp màu trắng bạc xuất Có tác dụng khắc tuyệt vời với ức chế clinker Tuyệt vời Al1050 Al6063 Alsatin SK Chất mài mòn mềm cho nhơm Cung cấp kết cấu hồn thiện bề mặt ngăn ngừa hình thành bùn clinker trì tuổi thọ ống TOP Alsoft 108 Chất bôi trơn mềm bọt thấp cho nhôm hợp kim nhôm Cải thiện môi trường làm việc thời tiết sương mù thấp QUÁ TRÌNH GIẢI QUYẾT Sản phẩm Đặc tính TOP Desmut N20 Chất khử mùi cho nhơm hợp kim nhơm có chứa silicat thấp Loại bỏ hồn tồn vết bầm bề mặt mà khơng bị đè bẹp cung cấp thời gian tắm lâu so với dung dịch sulfuric-nitric thông thường PHỤ GIA CHO Q TRÌNH ANODIZING Ứng dụng Sản phẩm Đặc tính Tác nhân phòng chống sương mù Almist W Chất bọt thấp cho tắm anodizing Có thể ngăn ngừa hình thành phân tán sương Phù hợp cho hệ thống kích nổ khơng khí nhỏ QUY TRÌNH NHUỘM Sản phẩm Màu Đặc tính Dòng thuốc nhuộm TAC Vàng, Cam, đỏ, hồng, tím, xanh, xanh, đồng, nâu, đen Thuốc nhuộm hòa tan nước cho nhơm anodized hợp kim Cung cấp khả chịu thời tiết tuyệt vời chịu nhiệt Cung cấp tài sản nhuộm đồng tốc độ cao Bao gồm loại Chuỗi màu OKUNO Màu vàng, đỏ, tím, xanh dương, xanh, nâu, đen, suốt ● Kiểu E: Thuốc nhuộm màu có màu sắc tốt ● Loại W: Chất nhuộm hòa tan nước giúp hoạt động an tồn khơng có dung mơi PHỤ GIA CHO CÁC QUY TRÌNH NHUỘM Ứng dụng Sản phẩm Đặc tính Chất điều hòa bề mặt TAC Sormal 121 Chất xử lý trước cho trình nhuộm Có thể ngăn ngừa khiếm khuyết việc tắm nhuộm, chẳng hạn chấm chấm điểm hình sao, số khuyết tật nước rửa Chất chống mốc TAC Kabikoron Chất ức chế nấm mốc cho nhuộm tắm Có thể bảo vệ nhiễm bẩn vi sinh vật gây Chất chống bẩn pH Bộ điều khiển TAC pH-5 Đệm pH cho Thuốc nhuộm TAC Kiểm soát pH ổn định bồn tắm cải thiện mối quan hệ thuốc nhuộm Chất chống bọt TAC chống bọt Chất chống bọt cho tắm nhuộm Có thể loại bỏ bọt hình thành nhanh chóng ngăn ngừa khuyết tật gây bọt, chẳng hạn điểm nhuộm nhuộm xấu QUY TRÌNH ĐĨNG DẤU Ứng dụng Chất niêm phong loại Nickel acetate Phụ gia cho niêm phong đun sơi Sản phẩm Đặc tính TOP Seal DX200 Chất dẻo niêm phong Cung cấp hiệu niêm phong tốt với hoạt động ngắn TOP Seal DX500 Chất dẻo niêm phong Cung cấp bề mặt nhẵn phù hợp cho việc niêm phong mũ mỹ phẩm TOP Seal E-125 Chất niêm phong lỏng Hoàn toàn ngăn chặn nở hoa trắng màu bất thường Hết hàng TOP H-298 Chất niêm phong lỏng Cung cấp hiệu niêm phong tốt Thích hợp cho hợp kim nhơm, Al6063 TOP Seal E-110 Chất lỏng khơng chứa niken Hồn toàn ngăn chặn nở hoa xuất cầu vồng trắng q trình hàn nóng TOP Seal MF115 Chất lỏng không chứa niken Hiệu suất niêm phong giống niêm phong niken TOP Seal L-100 Chất đóng kín lạnh Có thể áp dụng nhiệt độ phòng Thích hợp để niêm phong vật liệu kiến trúc phim anodizing cứng QUY TRÌNH XỬ LÝ ĐẶC BIỆT Sản phẩm Đặc tính TOP Anocoat Khơng xử lý sau niken sau niêm phong Tăng khả chống kiềm bảo vệ phần anod hoá khỏi bị trầy xước Quá trình Làm tên sản phẩm Đặc tính Top Alclean 101 Ít khắc Hàng đầu Alclean 161 Loại foamimg thấp Có thể kích hoạt khơng khí Khắc Alsatin B Có tan rã mạnh mẽ Hiệu quả: Cho kết thúc satin Alsatin L Cung cấp bạc trắng satin kết thúc Alsatin SK Có tác dụng ngăn ngừa clinker Top Alsoft 108 Cho bề mặt khắc nhẹ Lượng hòa tan nhơm Đánh bóng ALSATIN M-05 Phù hợp với nhôm tinh khiết làm nắp mỹ phẩm Alsatin OL-8 Thích hợp cho phận quang học Alsatin M-02 Có thể hồn thiện tốt Alsatin CV-25 Có thể kết thúc nhẹ Alsatin PRE Thích hợp để khắc trước bào Algloss S-200 Cho bề mặt đánh bóng sáng tuyệt vời Giảm hình thành khí nitơ Desmutting Top desmut N-20 Có tác dụng tẩy mạnh đồng, nhóm kẽm chứa hàm lượng nitric nhỏ Anodizing Almist W Loại foamimg thấp Xử lý trước chết TAC Sormal 121 Chất xử lý trước nhuộm để ngăn ngừa khiếm khuyết bồn tắm nhuộm cho nhuộm nhôm TAC Kabikoron Bộ điều khiển TAC pH-5 TAC chống bọt Chết Chất chống mốc cho phòng tắm nhuộm nhơm Chất đệm đệm pH cho phòng tắm nhuộm cho nhơm chết Chất chống thấm cho phòng tắm nhuộm nhơm TAC YELLOW-SLH (Vàng × 4G) - TAC YELLOW-RHM (Màu vàng × 201) - TAC Shutetsuan - TAC ORAGE-LH (Orange × 301) - TAC ORAGE-CH (Orange × 302) - TAC Red-GD (Đỏ x 101) - TAC FIERYRED-GBM (Đỏ x 105) - TAC Red-SCH (Đỏ × 106) - TAC Red-GLH (Đỏ × 102) - TAC Pink-BLH (Đỏ × 131) - TAC hồng-GLH (đỏ x 139) - TAC Violet-SLH (Violet) - TAC SKYBLUE-GLH (Xanh dương × 502) - TAC BLUE-RCD (Xanh dương × 501) - TAC BLUE-SLH (Xanh dương × 503) - TAC GREEN-GM (GREEN) - TAC GREEN-SBM (GREEN) - TAC BRONZE-GM (Đồng x 8) - TAC BROWN-GR (Đồng x 601) - TAC BROWN-RH (màu nâu) - TAC BLACK-GLH (Đen x 402) - TAC BLACK-GRLH (Đen x 420) - TAC BLACK-SG (đen × B) - TAC BLACK-SLH (Đen × 415) - TAC BLACK-SLH-AN (Đen × 415AN) - TAC BLACK-GBLH (Đen × 413) - TAC BLACK-NBLH (Đen × 421) - TAC BLACK-BLH (đen × 411) - Đầu trang ADD-500 (Đen × 419) - Top Alcolored ED Phụ gia cho màu điện phân thứ cấp niken Màu Okuno Loại W (tan nước) Loại E (hòa tan dầu) Niêm phong Top kháng 1000 Mực cho khắc có khả chống axit tuyệt vời kháng kiềm Top Seal DX-200 Loại bột Top Seal DX-500 Loại bột, Cho bề mặt nhẵn Dấu Seal H-298 Loại chất lỏng Dấu Seal H-379 Loại chất lỏng Hiệu ngăn ngừa tuyệt vời vết bẩn sấy Top Seal E-125 Ngăn chặn nở hoa trắng khám phá giải pháp hàn kín Top Seal L-100 Thích hợp cho việc niêm phong vật liệu kiến trúc phim anodizing cứng Top Seal E-110 Ngăn ngừa hình thành bề mặt màu nâu cầu vồng trắng Thích hợp cho việc niêm phong phụ Top Seal L-100 Top Seal Clean Loại bỏ nở hoa trắng nở sau niêm phong Post Treatment of Anodising Layers Low Temperature and High Performing Ni-free Alternatives P Volk1 , C Weigelt2 1SurTec International GmbH, Neuhofstraße 9, D-64625 Bensheim, Peter.Volk@SurTec.com 2SurTec International GmbH, Neuhofstraße 9, D-64625 Bensheim, Corinna.Weigelt@SurTec.com Keywords: Anodising, Sealing, Cold Sealing, Post Treatment, Corrosion Protection Abstract For post treating anodising layers on aluminium, typically two different technologies are applied, the hot water sealing at 96-100 °C and the cold sealing using reactive salts to plug the pores of the anodic coating Both applications show major disadvantages Whereas the hot water sealing is extremely energy consuming due to the mandatory hot process temperature, the low temperature sealing processes typically apply nickel compounds being harmful to the environment Nickel salts are toxic and carcinogenetic, having irreversible effects on the human body and health Furthermore, nickel containing waste waters are difficult to treat, especially when also aluminium is present.[1] New nickel-free technologies have been developed accordingly, enabling a low temperature application yielding in major energy savings The deposition of antisoluble compounds in the pores of the anodizing layer leads to best stability and corrosion protection, exceeding the performance of hot water sealing The new process solutions as being non-toxic are less risky to store and to handle, assisting the safety at work Implementing a new photometrical method for analysing the ingredients, process stability and production quality can be improved [2] In some cases, the pH-resistance of the anodised surface can be enhanced, extending the application field of anodised aluminium Moreover, the waste water treatment of the rinses is carried out at pH 9-10, hence, can be done mutually with aluminium containing effluents Introduction The sealing is one of the most sensitive steps during the anodising process as it presents the final surface treatment, defining most important properties like appearance and corrosion protection Since long, the hot sealing technology at the boiling temperature of water and the cold sealing technology applying nickel salts are state of the art The advantage of the cold sealing is its low application temperature The disadvantage is the use of toxic nickel compounds Obviously, the question is how to avoid nickel and nevertheless keep low application temperatures Nickel Cold Sealing – State of the Art Because of the low application temperature of typically 28 °C and the short application time, nickel containing cold sealings are excellent for saving energy and simultaneously providing a good resistance of the anodising layer Additionally, in case of best maintenance, the sealing bath has a long life time, minimising the chemical consumption The cold sealing usually is based on nickel fluoride and it can be used as stand alone sealing as well as in combination with successive hot water sealing Mechanism During the cold sealing nickel hydroxide is deposited in the pores of the anodising layer and the fluoride reacts with the aluminium hydroxide forming aluminium fluoride Simplified, the reaction can be described as in equation (1) Al2O3 + NiF2 + H2O AlF3 + Ni(OH)2 (1) The nickel hydroxide does not fill the complete pore, but plugs the outer area, just as the cork of a bottle (Fig 1) Fig 1: Scheme of the anodising layer [3] Nickel is Hazardous Despite the well known fact that nickel compounds are toxic and are causing cancer, they still are used for the sealing because the process is robust and the sealing quality is good Especially decorative surfaces coloured with organic dyes often are treated with nickel containing sealings During the subsequent handling of such surfaces it cannot be ruled out completely that traces of nickel are released from the pores, for instant in case of skin contact Some people in turn can develop nickel contact allergies causing itching and reddened skin (Fig 2) Critical fields of application in this respect are of course the medical sector but also costume jewellery, containers in the cosmetic industry and items like camera objectives or electronic equipment Fig 2: Eczema caused by nickel containing wrist band [4] Furthermore, the concentrates of the nickel cold sealing as well as the process solutions are hazardeous to the environment and harmful (Fig 3) Storing and handling these substances request special precautions and work protection Fig 3: Labelling of nickel containing solutions in comparison to Ni-free cold sealing Cold Sealing – (R)Evolution without Nickel The novel cold sealing SurTec 350 works free of nickel, cobalt or chromium Based on zirconium salts, the concentrate is not hazardous to the environment and it does not cause serious health effects on exposure The working bath needs no risk label at all (Fig 3) Simplified Waste Water Treatment Besides the excellent ecotoxicology also the treatment of waste waters, e.g rinsing waters from the anodising plant, is easy Whereas nickel and aluminium containing waste needs a 2-step treatment to guarantee the very low limit value of nickel in the sewage, the Ni-free cold sealing can be treated in a single step together with aluminium During the effluent treatment of the Ni-free cold sealing, the zirconium precipitates simultaneously with the aluminium at pH Not to mention that presently no limit value is defined for zirconium in the effluent Fig shows and compares the waste water treatment of a nickel containing and the Ni-free process Fig 4: Waste water treatment of nickel containing and nickel free processes Process Parameters The Ni-free cold sealing SurTec 350 typically is applied in DI-water at 3–7 %v/v The pH-value is adjusted to 5.4-5.8 and the application temperature is possible in a rather wide range from 15–30 °C The treatment time depends on the thickness of the anodising layer and takes per µm, whereupon the minimum treatment time should be and the maximum treatment time should be 10 Analytical Control, Maintenance and Mode of Action The analytical control of the process solution is fast and easy In order to maintain the process, either a photometric analysis of the zirconium or the control of the free fluoride by measuring it with a fluoride sensitive electrode is applicable The photometric determination can be done with the test kit LCK 364 of HACH LANGE (Fig 5) that had been developed mutually by HACH LANGE and SurTec [5] The effective components of the process are consumed evenly, therefore, either one or the other method is sufficient for the analytical control Also because of the even consumption, the replenishment can be done with a single concentrated additive that also is used in case of a fresh bath make up Fig 5: Test Kit LCK 364 for zirconium, HACH LANGE GmbH In order to evaluate the mode of action, Ni-free cold sealed surfaces were analysed by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Disperse X-ray Spectroscopy (EDX) Fig shows a fraction of the anodising layer at a magnification of 10,000 times In the upper part of the anodising layer, a more dense appearing area is noticeable The thickness of this area was measured at different sites and it was determined to be approximately 180-200 nm thick Fig 6: Left: Fraction of the Ni-free cold sealed anodising layer Right: Magnification of the upper area of the anodising layer showing a dense appearing and completely sealed surface An EDX analysis in this thin and completely sealed area technically was impossible since the electron beam of the SEM excites a far bigger area of about µm In order to estimate how deep the pores are filled with zirconium, at first, a spectrum of the surface was taken (blue curve in Fig 7) This spectrum sums up all elements present within the first µm of the anodising layer Besides aluminium, oxygen and sulphur from the anodising process, significant amounts of zirconium and fluoride are detectable A second spectrum was taken of the middle of the anodising layer fraction marked with “2” on the left picture of Fig This spectrum is shown in black colour in Fig and does not exhibit zirconium or fluoride, hence, indicating that the pores are not sealed completely Just as in case of the nickel containing cold sealing, also the Ni-free cold sealing plugs the upper area of the anodising layer, whereas the inner area is not sealed completely Fig 7: EDX spectra of the sealed surface and of the middle of the anodising layer fraction Performance The nickel-free cold sealing matches the values typically demanded for cold sealed aluminium Typical results for Ni-free treated EN-AW 5005 and EN-AW 6060 are shown in Table Table 1: Typical performance for EN-AW 5005 or EN-AW 6060 sealed with the Ni-free cold sealing SurTec 350 Applying the Ni-free cold sealing, also alkaline resistant layers can be produced Combined with a successive hot water sealing, a resistance against pH 12.5 (VOLVO VCS 1026,8198) can be provided In Fig the effect of the Ni-free process as cold pre-sealing is shown for matt and polished surfaces that had been anodised with 10 µm To indicate the effect of the alkaline test solution at pH 12.5, the lower areas of the parts were immersed into it The regular hot water sealing at >96 °C, 30 was not sufficient to obtain an alkaline resistant surface and the surface appears dull The combination of the Ni-free cold sealing SurTec 350 (3 %v/v, pH 5.6, 25 °C, 10 min) and a subsequent hot water sealing (>96 °C, 30 min) yielded in alkaline resistant anodising layers and the tested area appears nearly unchanged Test Performance Weight Loss Test, DIN 3210 < 10 mg/dm² Neutral Salt Spray Test, DIN EN ISO 9227 > 1000 h Acetic Acid Salt Spray Test, DIN EN ISO 9227 > 1000 h Dye Spot Test, ASTM B 136-7 Fig 8: Anodised parts after exposure to pH 12.5 test solution according to VOLVO VCS 1026,8198 Conclusions A novel cold sealing was developed being free of nickel, cobalt or chromium The important quality criteria like weight loss or corrosion protection are fulfilled and combined with a successive hot water sealing also alkaline resistant anodizing layers can be generated that comply with VOLVO VCS 1026,8198 Applying zirconium it is possible to cold seal anodising layers at a broad temperature range of 15-30 °C During the processing, the Ni-free cold sealing is easy to handle and it is not hazardous to the environment and also does not cause serious health effects on exposure Indeed, the working bath needs no labelling at all The process works stable and can be maintained by measuring the concentration of fluorides, or most easy by measuring the zirconium content photometrically As the reactive components are consumed evenly, only one liquid concentrate is necessary for maintenance References [1[ W Hübner, C.-Th Speiser, “Die Praxis der anodischen Oxidation des Aluminiums“, Aluminium Verlag, Düsseldorf, 1988 [2[ C Weigelt, „Kontrolle von Konversionsbädern mittels Farbstoffnachweis“, Pulversymposium Dresden, 2014 [3] http://www.alutecta.de/alutecta_home/0_p/alugrafikeloxal.jpg (11.12.2014) [4] http://www.hautarzthoerner.at/0336kontaktallergie.htm (11.12.2014) [5] C Weigelt; JOT, Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, 8, 2013; S 46-47 ... hoạt động an tồn khơng có dung mơi PHỤ GIA CHO CÁC QUY TRÌNH NHUỘM Ứng dụng Sản phẩm Đặc tính Chất điều hòa bề mặt TAC Sormal 121 Chất xử lý trước cho trình nhuộm Có thể ngăn ngừa khiếm khuyết việc... trúc phim anodizing cứng QUY TRÌNH XỬ LÝ ĐẶC BIỆT Sản phẩm Đặc tính TOP Anocoat Khơng xử lý sau niken sau niêm phong Tăng khả chống kiềm bảo vệ phần anod hoá khỏi bị trầy xước Quá trình Làm... sulfuric-nitric thông thường PHỤ GIA CHO QUÁ TRÌNH ANODIZING Ứng dụng Sản phẩm Đặc tính Tác nhân phòng chống sương mù Almist W Chất bọt thấp cho tắm anodizing Có thể ngăn ngừa hình thành phân tán