En ce qui concerne les produits en aluminium, le matériau lui-même offre des propriétés remarquables: légère, résistance à la corrosion et excellente formabilité. Cependant, pour débloquer des performances avancées, en particulier pour les applications industrielles et architecturales exigeantes, l'aluminium anodisé sert de solution transformatrice. Bien que l'anodisation soit souvent perçue simplement comme une amélioration esthétique, elle joue un rôle fonctionnel essentiel: amélioration de la durabilité, de l'isolation électrique et de la résistance chimique. Ici, nous explorons les détails complexes derrière l'aluminium anodisé, ses fondations techniques, ses normes de mise en œuvre et les applications soutenues par des paramètres bien définis et des sélections d'alliages appropriées.
Qu'est-ce que l'aluminium anodisé?
L'anodisation est un processus électrochimique qui épaissit la couche d'oxyde naturel à la surface des feuilles ou des extrusions en aluminium. Une réaction électrolytique contrôlée convertit la structure atomique de l'oxyde d'aluminium en une barrière plus épaisse, plus uniforme et poreuse par rapport à l'oxyde naturel formé dans l'air. Cette couche d'oxyde artificiel peut insuffler non seulement la résistance à la corrosion, mais également améliorer la dureté de l'abrasion, les propriétés d'isolation électrique et accepter une variété de couleurs de teinture.
À ce processus, l'affinité de l'aluminium pour l'oxygène formant une couche native AL_2O_3 (oxyde d'aluminium). La méthode d'anodisation améliore cette couche, transformant quelques nanomètres d'épaisseur épais imparfaits en une barrière entièrement intégrée - aussi épais que 5 à 25 micromètres en fonction des paramètres.
Détails techniques et paramètres
Présentation du processus:
- Une partie habituellement faite d'alliages en aluminium est immergée dans un bain d'électrolyte acide (généralement de l'acide sulfurique, bien que les variétés d'acides chromiques et oxaliques existent).
- Un courant électrique est appliqué, agissant comme de l'anode dans le circuit, accélérant la réaction d'oxydation.
- Le temps, la densité de courant, la composition du bain et la température régulent précisément la structure et l'épaisseur de la couche d'oxyde.
| Paramètre | Gamme typique | Description |
|---|---|---|
| Type électrolyte | Acide sulfurique (15-20% en poids) | Solution acide facilitant l'oxydation |
| Température du bain | 18-22 ° C | Contrôle la porosité et la dureté du film |
| Tension / densité de courant | 12-20 v / 1,5–3 a / dm² | Détermine la vitesse de croissance de l'oxyde |
| Temps de traitement | 20-60 minutes | Durée de la formation de la couche d'oxyde |
| Épaisseur de film | 5 - 25 microns | Épaisseur finale de la couche d'oxyde |
| Post-traitement | Scellement avec de l'eau chaude ou de la vapeur | Convertit l'alumine poreuse en barrière dense |
Sélection et tempérament en alliage
Tous les alliages d'aluminium ne sont pas anodise également. Le succès dépend considérablement de la composition chimique, en particulier de la teneur en silicium, en cuivre et en magnésium.
| Série d'alliages | Utilisation courante dans l'anodisation | Remarques |
|---|---|---|
| Série 5xxx | Alliages résistants à la corrosion (basés sur Mg) | Très adapté; réalise un film uniforme |
| Série 6xxx | Série les plus largement anodisées (Mg + Si) | Excellente finition cosmétique et protectrice |
| Série 2xxx | Alliages en aluminium haute résistance | Moins résistant à la corrosion; sujet à la décoloration |
| Série 1xxx | Aluminium pur (99% ou mieux) | Utilisé pour des applications décoratives spécifiques |
Quant à la désignation de température, les états recuits tels que O (recuits) ou H14 (durcis par la souche) offrent de meilleures interactions anodisantes par rapport aux états fortement travaillées par le froid, car la morphologie de surface influence l'interaction électrolyte-ion et l'uniformité de la croissance de l'oxyde.
Propriétés chimiques de la surface de l'aluminium anodisé
Une fois anodisé, la surface de l'aluminium se convertit en alumine anodique (AL_2O_3) avec des caractéristiques chimiques et physiques distinctes:
| Propriété | Aluminium anodisé | Aluminium naturel |
|---|---|---|
| Épaisseur | 5 - 25 µm (variable de contrôle) | 2-5 nm (couche d'oxyde naturel) |
| Dureté de surface | 200-700 HV (plus élevé que le métal de base) | 15-18 HV |
| Porosité (% porosité ouverte) | 10 à 20% de pores, permettant l'absorption de colorant | Négligeable |
| Résistance à la corrosion | Très amélioré en raison de l'oxyde de revêtement épais | Oxydation modérée sujette |
| Résistance électrique | > 1 000 mégaohms / cm (variable à l'épaisseur) | Métal d'aluminium conducteur |
| Stabilité chimique | Résistant aux alcalis, acides légers | Peut corroder dans des environnements agressifs |
Normes et directives de mise en œuvre
La conformité de l'industrie lorsque l'anodisation des feuilles d'aluminium est essentielle pour une utilisation multi-industrie:
- MIL-A-8625(Militaire américain) Définit trois types d'oxydation: Type I (acide chromique), type II (acide sulfurique), type III (anodisation du manteau dur).
- ISO 7599Spécification de l'anodisation de l'acide sulfurique.
- ASTM B580Pour l'anodisation tubulaire de l'aluminium, guidant les normes de l'industrie pour le traitement et les tests.
- Les limites d'épaisseur, les tests de propriétés physiques (adhésion, corrosion) et les processus d'étanchéité sont universellement basés sur ces spécifications, assurant le contrôle de la qualité.
Une feuille en aluminium anodisée typique propose une base de poudre de poudre décorative à des disques de broche accrus à port contrôlé pour le tournant des machines en utilisant des propriétés «anodisées durs» (revêtement dur de type III approchant 1 mil + épaisseur).
Présentation des applications
Les avantages complets de l'aluminium anodisé se traduisent par des utilisations multiples:
- Panneaux et façades architecturales: UV stable, résistant à la corrosion et capable d'inclure des finitions décoratives métalliques ou colorées naturelles.
- Électronique et isolateurs électriques: Utilisé comme substrats avec une forte résistance électrique et des barrières à la corrosion, pour les écrans LCD ou enveloppes.
- Pièces automobiles et aérospatiales: Revêtements fonctionnels pour la résistance à l'usure et la durabilité environnementale.
- Ustensiles de cuisine et industrie alimentaire: Revêtement non toxique fournissant une résistance à l'abrasion et des surfaces de nettoyage faciles.
- Signale et biens de consommation: Les couches anodisées acceptant des colorants fournissent une esthétique visuelle de longue durée.
