Η σκληρή ανοδίωση, επίσης γνωστή ως σκληρή επίστρωση ή ανοδίωση τύπου III, είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία μιας σκληρής, ανθεκτικής στη διάβρωση επίστρωσης σε μια ποικιλία μετάλλων. Η ανοδίωση μπορεί να χωριστεί σε δύο μεγάλες υποκατηγορίες: τη διακοσμητική και τη σκληρή ανοδίωση. Οι κύριες διαφορές μεταξύ των δύο είναι το πόσο παχιά και ανθεκτική είναι η επίστρωση και η ακριβής διαδικασία που χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία της.
Η διαδικασία της ανοδίωσης
Η ανοδίωση ενός μεταλλικού τμήματος περιλαμβάνει την τοποθέτησή του σε ένα υγρό που είναι ηλεκτρικά αγώγιμο, συνήθως σε διάλυμα οξέος, που ονομάζεται ηλεκτρολύτης. Τα κυκλώματα έχουν ένα θετικό ηλεκτρόδιο (κάθοδος) όπου εισέρχονται τα ηλεκτρόνια και ένα αρνητικό (άνοδος) όπου φεύγουν. στην ανοδίωση, το μεταλλικό μέρος γίνεται το αρνητικό ηλεκτρόδιο. Όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται μέσω του διαλύματος, η δράση των ηλεκτρονίων που εγκαταλείπουν το κύκλωμα μέσω του μεταλλικού τμήματος προκαλεί τη δημιουργία μιας σκληρής, ανθεκτικής στη διάβρωση επίστρωση οξείδωσης. Η επίστρωση μπορεί είτε να παραμείνει ως έχει μετά από αυτή την επεξεργασία είτε να ενισχυθεί περαιτέρω με διακοσμητικές βαφές και άλλα πρόσθετα που βελτιώνουν την απόδοση.
Η διαδικασία κατασκευής σκληρών ανοδιωμένων εξαρτημάτων διαφέρει από τις διακοσμητικές επιστρώσεις με διάφορους τρόπους. Χρησιμοποιεί ηλεκτρικά ρεύματα που είναι γενικά υψηλότερα και διαλύματα ηλεκτρολυτών που είναι ελαφρώς ασθενέστερα. Η θερμοκρασία του διαλύματος ηλεκτρολύτη είναι επίσης χαμηλότερη επιτρέποντας λιγότερη παραμόρφωση των εξαρτημάτων ακριβείας και καλύτερη πρόσφυση της επίστρωσης. Σε γενικές γραμμές, η διαδικασία ανοδίωσης θεωρείται επίσης σχετικά φιλική προς το περιβάλλον και τα υποπροϊόντα είναι ανακυκλώσιμα.
Τύποι Επιστρώσεων
Οι σκληρές ανοδιωμένες επικαλύψεις εφαρμόζονται συνήθως σε βαριά φθορά βιομηχανικά μέρη που προορίζονται για χρήση σε επιθετικές ή εξαιρετικά διαβρωτικές εφαρμογές. Αυτές οι επιστρώσεις είναι συνήθως πολύ πιο παχιές και σκληρότερες από τις διακοσμητικές, και συνήθως προσδίδουν στα μέρη μια ανθεκτικότητα που πλησιάζει αυτή του χάλυβα με σκληρή όψη ή σκληρυμένο με θήκη. Επίσης, διεισδύουν και καλύπτουν καλύτερα τις επιφανειακές ατέλειες όπως οι ρωγμές.
Γενικά, τα σκληρά ανοδιωμένα μέρη έχουν επικαλύψεις που υπερβαίνουν τα 10 μm (0.01 mm ή 0.0004 ίντσες) με τυπικές επιστρώσεις άνω των 25 μm (0.025 mm ή 0.001 ίντσες). Η διακοσμητική ανοδίωση συνήθως διαθέτει επιστρώσεις μικρότερες από 10 μm και, αν και είναι ανθεκτικό, δεν έχει τα ίδια εξαιρετικά χαρακτηριστικά φθοράς της σκληρής ανοδίωσης. Διακοσμητικές ή αρχιτεκτονικές επεξεργασίες βρίσκονται συνήθως σε καταναλωτικά είδη όπως οικιακά μαγειρικά σκεύη, θήκες ηλεκτρονικών συσκευών και στολίδια.
Τα είδη με σκληρή επίστρωση έχουν συνήθως σκούρο γκρι, ματ φινίρισμα, αν και αυτό μπορεί να διαφέρει ανάλογα με το μέταλλο από το οποίο είναι κατασκευασμένο το αντικείμενο και τη σύνθεση του διαλύματος ηλεκτρολύτη. Αυτή η μέθοδος μπορεί επίσης να δημιουργήσει μαύρο φινίρισμα καθώς και διάφορες αποχρώσεις του μπρούτζου. Η διακοσμητική ανοδίωση συνήθως παράγει μια πιο ανοιχτή απόχρωση και μπορεί να γίνει ματ ή γυαλιστερή. Και οι δύο τύποι συνήθως παίρνουν καλά τη βαφή.
Oφέλη
Ένας από τους κύριους λόγους για την ανοδίωση του μετάλλου είναι να γίνει πιο ανθεκτικό στη διάβρωση. Το παχύ εξωτερικό οξειδωμένο στρώμα εμποδίζει την έκθεση του εσωτερικού υλικού σε υγρασία, οξυγόνο και άλλους παράγοντες που μπορούν να προκαλέσουν την αποσύνθεση του μετάλλου. Τα σφραγισμένα αντικείμενα είναι ακόμη πιο ανθεκτικά στη διάβρωση και συχνά μπορούν να αντέξουν έως και χιλιάδες ώρες έκθεσης σε ψεκασμούς θαλασσινού νερού.
Η εξωτερική επίστρωση είναι επίσης εξαιρετικά σκληρή, συνήθως πολύ πιο σκληρή από το αρχικό μέταλλο. Σε πολλές περιπτώσεις, μια παχιά σκληρή ανοδιωμένη επίστρωση μπορεί να είναι τόσο σκληρή όσο ο χάλυβας εργαλείων. Είναι επίσης πολύ ανθεκτικό στη φθορά, πράγμα που σημαίνει ότι χρησιμοποιείται συχνά για έμβολα και άλλα συρόμενα μέρη που συχνά τρίβονται μεταξύ τους. Επειδή το στρώμα οξείδωσης είναι μέρος του ίδιου του μετάλλου, δεν θα αποκολληθεί. Ωστόσο, η μεταλλική επιφάνεια μπορεί να είναι τραχιά μετά την ανοδίωση, επομένως μπορεί να χρειαστεί να το τρίψετε για να αποτρέψετε το σπάσιμο των κομματιών.
Τα σκληρά ανοδιωμένα μέταλλα είναι συνήθως πολύ μονωτικά, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μεταδίδουν καλά τη θερμότητα ή τον ηλεκτρισμό. Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για εφαρμογές που απαιτούν τη χρήση του εξαρτήματος σε υψηλές θερμοκρασίες. Η επίστρωση είναι επίσης χημικά σταθερή και μη τοξική.
Πρόσθετες θεραπείες
Όπως και με τις διακοσμητικές επιστρώσεις, οι σκληρές ανοδιωμένες επιφάνειες μπορούν να βαφτούν, αν και, στις περισσότερες περιπτώσεις, παραμένουν ως έχουν λόγω της καθαρά λειτουργικής φύσης των περισσότερων από τα εμπλεκόμενα μέρη. Ωστόσο, συχνά εμποτίζονται με πρόσθετα που βελτιώνουν την απόδοση, όπως το Teflon® που βελτιώνουν την αυτολίπανση του εξαρτήματος. Σε ορισμένες περιπτώσεις, σφραγίζονται επίσης σε βραστό απεσταγμένο νερό ή διαλύματα διχρωμικού για να βελτιώσουν περαιτέρω την αντοχή τους στη διάβρωση.
Μειονεκτήματα
Το μέταλλο που έχει ανοδιωθεί έχει πολύ χαμηλότερη αντοχή σε κόπωση, που σημαίνει ότι είναι πιο πιθανό να σπάσει όταν τεθεί υπό πίεση, αν και αυτό μπορεί να βελτιωθεί εάν το αντικείμενο είναι σφραγισμένο. Ωστόσο, η σφράγιση του αντικειμένου μπορεί να μειώσει την αντίστασή του σε λειαντική φθορά, επομένως το αν ένα εξάρτημα είναι σφραγισμένο ή όχι εξαρτάται συχνά από την τελική του χρήση. Η ανοδίωση επίσης δεν προστατεύει τα λεπτότερα μεταλλικά αντικείμενα από ζημιές όπως βαθουλώματα. Η εξωτερική επίστρωση κάνει το μεταλλικό μέρος πιο παχύ, κάτι που μπορεί να δημιουργήσει πρόβλημα εάν οι τρύπες για τις βίδες ή άλλοι χώροι έχουν προτρυπηθεί.
Υλικά που μπορούν να ανοδιωθούν
Αν και το αλουμίνιο είναι μακράν το πιο κοινό μέταλλο που υποβάλλεται σε σκληρή ανοδίωση, άλλα υλικά μπορούν να ωφεληθούν από την επεξεργασία, όπως το ταντάλιο, το μαγνήσιο και το τιτάνιο. Σε όλες τις περιπτώσεις, οι επεξεργασίες προσφέρουν στα μέρη εξαιρετική αντοχή στη φθορά και τη διάβρωση και μπορούν να βαφτούν σχεδόν οποιοδήποτε χρώμα. Οι συνήθεις χρήσεις για σκληρά ανοδιωμένα μέρη περιλαμβάνουν βαριά εμπορικά σκεύη μαγειρικής και αρτοποιίας, ιατρικά προσθετικά εξαρτήματα και εξαρτήματα αυτοκινήτου. Ο στρατός είναι ένας άλλος μεγάλος καταναλωτής αυτών των προϊόντων, καθώς οι περισσότερες σκληρές ανοδιωμένες επιφάνειες πληρούν ή υπερβαίνουν τις αυστηρές στρατιωτικές προδιαγραφές.