Металл өңдеу процесі: Анодтау

Кіріспе

Металл өңдеу процесі

Анодизациялау – металл бөлшектерінің бетіндегі табиғи оксид қабатының қалыңдығын арттыру үшін қолданылатын электролиттік пассивация процесі. Бұл процеске анодизациялау делінеді, себебі өңделетін бөлшек электролиттік жасушаның анодтық электродын құрайды. Анодизациялау коррозияға және тозуға төзімділікті арттырады, сондай-ақ бояу праймерлері мен желімдерге таза металлға қарағанда жақсы жабысуды қамтамасыз етеді. Анодтық пленкалар бояуларды сіңіретін қалың кезекті қаптамалармен немесе шағылысқан жарық толқындарының интерференциялық әсерін қосатын жұқа мөлдір қаптамалармен әртүрлі косметикалық эффекттер үшін де қолданылуы мүмкін. Анодизациялау сонымен қатар бұрандалы бөлшектердің ұстамауына жол бермеу және электролиттік конденсаторлар үшін диэлектрлік пленкалар жасау үшін де қолданылады. Анодтық пленкалар көбінесе алюминий қорытпаларын қорғау үшін қолданылады, бірақ титан, мырыш, магний, ниобий, цирконий, гафний және тантал үшін де процестер бар. Темір немесе көміртекті болат металл бейтарап немесе сілтілік микроэлектролиттік жағдайларда тотыққанда қабыршақталады; яғни, темір оксиді (көбінесе темір гидроксиді немесе гидратталған темір оксиді, сонымен қатар тот деп те аталады) аноксиялық анодтық ойыстар және үлкен катодтық бет арқылы түзіледі, бұл ойыстар сульфат және хлорид сияқты аниондарды шоғырландырады, бұл негізгі металдың коррозиялануын жылдамдатады. Темірде немесе жоғары көміртекті болатта (көміртекті болат, шойын) көміртекті ұсақ бөлшектер немесе түйіндер электролиттік потенциалды тудыруы және қаптамаға немесе жалануға кедергі келтіруі мүмкін. Темірлі металдар әдетте азот қышқылында электролиттік жолмен анодизацияланады немесе қызыл түтінді азот қышқылымен өңдеу арқылы қатты қара темір(II,III) оксидін түзеді. Бұл оксид тіпті сымдарға жалатылғанда және сымдар бүгілгенде де конформды болып қалады. Анодизациялау бетінің микроскопиялық текстурасын және бетке жақын металдың кристалдық құрылымын өзгертеді. Қалың қаптамалар әдетте кезекті болады, сондықтан коррозияға төзімділікті қамтамасыз ету үшін көбінесе бекіту процесі қажет. Мысалы, анодизацияланған алюминий беттері алюминийден қаттырақ, бірақ аздан орташа тозуға төзімділіктері бар, оларды қалыңдығын арттыру арқылы немесе тиісті бекіту заттарын қолдану арқылы жақсартуға болады. Анодтық пленкалар әдетте көптеген бояу түрлерінен және металл жаланудан әлдеқайда берік және жабысқақ, бірақ сонымен қатар көміртекті. Бұл оларды қартаю мен тозудан жарылу және қабығынан айырылуға азырақ бейім етеді, бірақ оларды жылулық стрестен жарылуға көбірек бейім етеді.

Anodizing is an electrolytic passivation process used to increase the thickness of the natural oxide layer on the surface of metal parts. The process is called anodizing because the part to be treated forms the anode electrode of an electrolytic cell. Anodizing increases resistance to corrosion and wear, and provides better adhesion for paint primers and glues than bare metal does. Anodic films can also be used for several cosmetic effects, either with thick porous coatings that can absorb dyes or with thin transparent coatings that add reflected light wave interference effects. Anodizing is also used to prevent galling of threaded components and to make dielectric films for electrolytic capacitors. Anodic films are most commonly applied to protect aluminium alloys, although processes also exist for titanium, zinc, magnesium, niobium, zirconium, hafnium, and tantalum. Iron or carbon steel metal exfoliates when oxidized under neutral or alkaline micro electrolytic conditions; i. e., the iron oxide (actually ferric hydroxide or hydrated iron oxide, also known as rust) forms by anoxic anodic pits and large cathodic surface, these pits concentrate anions such as sulfate and chloride accelerating the underlying metal to corrosion. Carbon flakes or nodules in iron or steel with high carbon content (high carbon steel, cast iron) may cause an electrolytic potential and interfere with coating or plating. Ferrous metals are commonly anodized electrolytically in nitric acid or by treatment with red fuming nitric acid to form hard black Iron(II,III) oxide. This oxide remains conformal even when plated on wiring and the wiring is bent. Anodizing changes the microscopic texture of the surface and the crystal structure of the metal near the surface. Thick coatings are normally porous, so a sealing process is often needed to achieve corrosion resistance. Anodized aluminium surfaces, for example, are harder than aluminium but have low to moderate wear resistance that can be improved with increasing thickness or by applying suitable sealing substances. Anodic films are generally much stronger and more adherent than most types of paint and metal plating, but also more brittle. This makes them less likely to crack and peel from ageing and wear, but more susceptible to cracking from thermal stress.

Тарих

Анодизациялау 1923 жылы алғаш рет Duralumin гидросамолеттерінің бөліктерін коррозиядан қорғау үшін өнеркәсіптік деңгейде қолданылды. Бұл ертедегі хромо қышқылына негізделген процесс Бенгоу-Стюарт процесі деп аталды және британдық қорғаныс спецификациясы DEF STAN 03 24/3-те сипатталған. Қазіргі уақытта қажет емес деп танылған күрделі кернеу циклына байланысты талаптарына қарамастан, ол әлі де қолданылып келеді. Осы процестің түрлері көп ұзамай дамыды, ал алғашқы күкірт қышқылы анодизациялау процесі 1927 жылы Говер мен О'Брайен тарапынан патенттелді. Күкірт қышқылы көп ұзамай ең көп қолданылатын анодизациялау электролитіне айналды және осы күйінде қалып отыр. Фосфор қышқылы процестері – соңғы маңызды жетістік, әзірге тек жабысқыштар мен органикалық бояуларға арналған алдын ала өңдеу ретінде ғана қолданылып келеді. Өнеркәсіпте осы анодизациялау процестерінің әртүрлі және күрделірек түрлерін әзірлеу жалғасуда, сондықтан әскери және өнеркәсіптік стандарттардағы бағыт – химиялық процестерге емес, қаптаманың қасиеттеріне сәйкес жіктеу болып табылады.

Алюминий

Алюминий қорытпалары коррозияға төзімділігін арттыру, бояу (түстің беруі), майлауды жақсарту немесе жабысу қасиеттерін күшейту үшін анодталады. Дегенмен, анодтау алюминий бұйымының беріктігін арттырмайды. Анодтық қабат тоқ өткізбейді. Таза алюминий бөлме температурасында ауамен немесе оттегі бар кез келген газға ұшырағанда, 2-3 нм қалыңдығындағы аморфты алюминий оксидінің беткі қабатын түзетін арқылы өзін-өзі пассивтейді, бұл коррозияға қарсы өте тиімді қорғаныс береді. Алюминий қорытпалары әдетте 5-15 нм қалыңдығындағы қалың оксид қабатын түзсе де, коррозияға көбірек бейім. Алюминий қорытпаларынан жасалған бөлшектер коррозияға төзімділікті арттыру үшін осы қабаттың қалыңдығын едәуір арттыру мақсатымен анодталады. Алюминий қорытпаларының коррозияға төзімділігі мыс, темір және кремний сияқты белгілі бір қорытпа элементтері немесе қоспалардың болуымен айтарлықтай төмендейді, сондықтан 2000, 4000, 6000 және 7000 сериялы алюминий қорытпалары ең осал болып табылады. Анодтау өте тегіс және біркелкі жабын жасаса да, жабындағы микроскопиялық жарықтар коррозияға әкелуі мүмкін. Сонымен қатар, жабын жоғары және төмен pH деңгейлі химиялық ортада химиялық ыдырауға бейім, бұл жабынды жоюға және негізгі материалдың коррозиялануына әкеледі. Бұған қарсы күресу үшін жарықтардың санын азайтуға, оксидке химиялық тұрақтырақ қосылыстарды енгізуге немесе екеуін де біріктіретін әдістер әзірленді. Мысалы, күкірт қышқылында анодталған бұйымдар гидротермиялық немесе тұнбалау арқылы жабылады, бұл беткі қабат пен негізгі материал арасындағы коррозиялық иондар алмасуына мүмкіндік беретін кеуектілікті және аралық кеңістіктерді азайтуға мүмкіндік береді. Тұнбалау арқылы жасалған жабын химиялық тұрақтылықты арттырады, бірақ иондық алмасу жолдарының жойылуында тиімділігі төмен. Соңғы уақытта аморфты оксид жабынын тұрақтырақ микрокристалды қосылыстарға ішінара түрлендірудің жаңа әдістері әзірленді, олар қысқа байланыс ұзындығына негізделген айтарлықтай жақсаруды көрсетті. Кейбір алюминий ұшақтарының бөлшектері, архитектуралық материалдар және тұтыну тауарлары анодталған. Анодталған алюминийді MP3 ойнатқыштарда, смартфондарда, көп функциялы құралдарда, фонарьларда, ыдыстарда, камераларда, спорттық тауарларда, атыс қаруларында, терезе жақтауларында, шатырларда, электролиттік конденсаторларда және тағы басқа көптеген өнімдерде коррозияға төзімділік және бояуды сақтау қабілеті үшін табуға болады. Анодтаудың тозуға төзімділігі орташа болғанымен, терең тесіктер тегіс бетке қарағанда майлау пленкасын жақсы ұстай алады. Анодталған жабындар алюминийге қарағанда жылу өткізгіштігі мен сызықтық кеңею коэффициенті бойынша айтарлықтай төмен. Нәтижесінде, егер 80 °C (353 K) жоғары температураға ұшыраса, жабын жылулық стрестен жарылуы мүмкін. Жабын жарылуы мүмкін, бірақ қабығы түспейді. Алюминий оксидінің балқу температурасы 2050°C (2323K) - таза алюминийдің 658°C (931K) балқу температурасынан әлдеқайда жоғары. Сондықтан анодтау әр беттің өлшемдерін оксид қалыңдығының жартысына дейін арттырады. Мысалы, қалыңдығы 2 мкм болатын жабын бөлшектің өлшемдерін бір бетке 1 мкм-ға арттырады. Егер бөлшек барлық жағынан анодталса, онда барлық сызықтық өлшемдер оксид қалыңдығына сәйкес ұлғаяды. Анодталған алюминийдің беттері алюминийге қарағанда қаттырақ, бірақ тозуға төзімділігі төмен немесе орташа, бірақ бұл қалыңдығы мен тығыздалуымен жақсартылуы мүмкін.

Aluminium alloys are anodized to increase corrosion resistance and to allow dyeing (colouring), improved lubrication, or improved adhesion. However, anodizing does not increase the strength of the aluminium object. The anodic layer is insulative. When exposed to air at room temperature, or any other gas containing oxygen, pure aluminium self passivates by forming a surface layer of amorphous aluminium oxide 2 to 3 nm thick, which provides very effective protection against corrosion. Aluminium alloys typically form a thicker oxide layer, 5–15 nm thick, but tend to be more susceptible to corrosion. Aluminium alloy parts are anodized to greatly increase the thickness of this layer for corrosion resistance. The corrosion resistance of aluminium alloys is significantly decreased by certain alloying elements or impurities: copper, iron, and silicon, so 2000 , 4000 , 6000 and 7000 series Al alloys tend to be most susceptible. Although anodizing produces a very regular and uniform coating, microscopic fissures in the coating can lead to corrosion. Further, the coating is susceptible to chemical dissolution in the presence of high and low pH chemistry, which results in stripping the coating and corrosion of the substrate. To combat this, various techniques have been developed either to reduce the number of fissures, to insert more chemically stable compounds into the oxide, or both. For instance, sulphuric anodized articles are normally sealed, either through hydro thermal sealing or precipitating sealing, to reduce porosity and interstitial pathways that allow corrosive ion exchange between the surface and the substrate. Precipitating seals enhance chemical stability but are less effective in eliminating ionic exchange pathways. Most recently, new techniques to partially convert the amorphous oxide coating into more stable micro crystalline compounds have been developed that have shown significant improvement based on shorter bond lengths. Some aluminium aircraft parts, architectural materials, and consumer products are anodized. Anodized aluminium can be found on MP3 players, smartphones, multi tools, flashlights, cookware, cameras, sporting goods, firearms, window frames, roofs, in electrolytic capacitors, and on many other products both for corrosion resistance and the ability to retain dye. Although anodizing only has moderate wear resistance, the deeper pores can better retain a lubricating film than a smooth surface would. Anodized coatings have a much lower thermal conductivity and coefficient of linear expansion than aluminium. As a result, the coating will crack from thermal stress if exposed to temperatures above 80 °C (353 K). The coating can crack, but it will not peel. The melting point of aluminium oxide is 2050°C (2323K), much higher than pure aluminium's 658°C (931K). Therefore, anodizing will increase the part dimensions on each surface by half the oxide thickness. For example, a coating that is 2 μm thick will increase the part dimensions by 1 μm per surface. If the part is anodized on all sides, then all linear dimensions will increase by the oxide thickness. Anodized aluminium surfaces are harder than aluminium but have low to moderate wear resistance, although this can be improved with thickness and sealing.

Десмут

Алюминийдің бетіне ластануларды кетіру үшін десмут ерітіндісін қолдануға болады. Нитрат қышқылы әдетте қара дақтарды (қалдықтарды) кетіру үшін қолданылады, бірақ экологиялық алаңдаушылықтарға байланысты одан бас тарылуда.

Электролиз

Анодталған алюминий қабаты электролиттік ерітінді арқылы тікелей ток өткізу арқылы жасалады, алюминий нысаны электролиттік жасушадағы оң электрод – анод рөлінде қызмет етеді. Ток катодта (теріс электрод) сутегін, ал алюминий анодының бетінде оттегін бөліп шығарады, нәтижесінде алюминий оксиді жинақталады. Кезектес ток пен импульстік ток та қолданылуы мүмкін, бірақ олар сирек қолданылады. Әртүрлі ерітінділерге қажетті кернеу 1-ден 300 В дейін жетеді, алайда көпшілігі 15-21 В аралығында болады. Күкірт және органикалық қышқылдарда қалыптасқан қалың жабындар үшін жоғары кернеулер қажет. Анодтау тогы анодталатын алюминий ауданына байланысты өзгереді және әдетте 30-300 А/м² аралығында болады. Алюминийді анодтау (элоксал немесе алюминийдің электролиттік тотығуы) көбінесе алюминий оксидін баяу ерітетін қышқыл ерітіндіде, әдетте күкірт қышқылы немесе хром қышқылында жүргізіледі. Қышқылдың әсері тотығу жылдамдығымен теңестіріледі, нәтижесінде диаметрі 10-150 нм болатын нанокезекті жабын пайда болады. Бұл кезектің арқасында бояу сіңіріледі, бірақ бояудың ұзақ сақталуын қамтамасыз ету үшін оны жабу қажет. Бояудан кейін әдетте таза никель ацетатымен герметикалық жабылу жүргізіледі. Бояу беткі қабат болғандықтан, боялған қабатқа ұсақ сызаттар түскен жағдайда да, оның астындағы оксид коррозиядан қорғауын сақтайды. Электролит концентрациясы, қышқылдығы, ерітінді температурасы және ток сияқты жағдайлар тұрақты оксид қабатының қалыптасуын қамтамасыз ету үшін бақылауда болуы керек. Қаттырақ, қалың қабаттар көбінесе төмен температурада жоғары кернеу мен токпен шоғырланған ерітінділер арқылы жасалады. Жабын қалыңдығы 0,5 микрометрден (жарықтандыруға арналған декоративтік жұмыстар үшін) сәулеттік қолданыстар үшін 150 микрометрге дейін өзгеруі мүмкін.

Екі жақты өңдеу

Анодтауды хроматтық конверсиялық қаптамамен бірге жүргізуге болады. Әрбір процесс коррозияға төзімділікті қамтамасыз етеді, бірақ анодтау беріктік немесе физикалық тозуға төзімділік тұрғысынан айтарлықтай артықшылыққа ие. Бұл процестерді біріктірудің себептері әртүрлі болуы мүмкін, алайда анодтау мен хроматтық конверсиялық қаптама арасындағы маңызды айырмашылық – түзілген қабықшалардың электр өткізгіштігі. Екеуі де тұрақты қосылыстар болғанымен, хроматтық конверсиялық қаптаманың электр өткізгіштігі әлдеқайда жоғары. Мұның пайдалы болуы мүмкін қолданыстары көп, бірақ үлкен жүйенің құрамында компоненттерді жерге қосу мәселесі айқын мысал. Екі реттік өңдеу процесі әр процестің артықшылықтарын пайдаланады: анодтаудың қатты тозуға төзімділігі мен хроматтық конверсиялық қаптаманың электр өткізгіштігі. Процесс қадамдары әдетте компоненттің барлық бетін хроматпен конверсиялаудан басталады, содан кейін хроматтық қаптама сақталуы тиіс жерлерде беті жабылады. Содан кейін хроматтық қаптама жабылмаған аймақтарда ерітіледі. Компонентті анодтауға болады, анодтау жабылмаған аймақтарға жабысады. Нақты процесс қызмет көрсететін ұйымға, компоненттің пішініне және қажетті нәтижеге байланысты өзгеруі мүмкін. Ол алюминий бұйымдарын қорғауға көмектеседі.

Басқа кеңінен қолданылатын спецификациялар

АҚШ-та ең көп қолданылатын анодтау спецификациясы – алюминий анодтаудың үш түрін анықтайтын АҚШ әскери спецификациясы, MIL A 8625. I тип – хромо қышқылымен анодтау, II тип – күкірт қышқылымен анодтау, ал III тип – күкірт қышқылымен қатты анодтау. Басқа анодтау ерекшеліктеріне қосымша MIL SPEC (мысалы, MIL A 63576), SAE, ASTM және ISO сияқты ұйымдардың әуе-ғарыш өнеркәсібінің ерекшеліктері (мысалы, AMS 2469, AMS 2470, AMS 2471, AMS 2472, AMS 2482, ASTM B580, ASTM D3933, ISO 10074 және BS 5599) және корпорациялық ерекшеліктер (Boeing, Lockheed Martin, Airbus және басқа да ірі мердігерлердікі) кіреді. AMS 2468 ескірген. Бұл спецификациялардың ешқайсысы нақты процесс немесе химияны анықтамайды, керісінше анодталған өнімге сәйкес келуі тиіс сынақтар мен сапаны қамтамасыз ету шараларының жиынтығын қамтиды. BS 1615 анодтау үшін қорытпаларды таңдауға бағыттайды. Британдық қорғаныс жұмыстары үшін хромды және күкіртті анодтау процестері сәйкесінше DEF STAN 03 24/3 және DEF STAN 03 25/3-те сипатталған.

Хром қышқылы (I тип)

Ең көне анодтау процесі хромо қышқылын қолданады. Бұл кеңінен Бенгоу-Стюарт процесі ретінде танымал, бірақ ауа сапасын реттеуге қатысты қауіпсіздік ережелеріне байланысты, егер II типке қатысты қосымша материалдар талаптарға сай келмесе, сатушылар оны жиі таңдамайды. Солтүстік Америкада бұл MIL A 8625 стандарты бойынша I тип деп белгіленеді, сонымен қатар AMS 2470 және MIL A 8625 IB типтеріне де жатады. Ұлыбританияда әдетте Def Stan 03/24 ретінде көрсетіледі және жанар майлар сияқты заттармен байланысуға бейім аймақтарда қолданылады. Boeing және Airbus стандарттары да бар. Хромо қышқылы 0,5 мкм-ден 18 мкм-ге дейін (0,00002" - 0,0007") қалыңдықтағы жұқа, көбірек емес, жұмсақ, иілгіш және белгілі бір деңгейде өзін-өзі жазатын жабындарды жасайды. Оларды бояу қиын, бірақ бояу алдында дайындық ретінде қолдануға болады. Жабынның қалыптасу әдісі күкірт қышқылын қолданудан өзгеше, себебі процесс аясында кернеу біртіндеп арттырылады.

Күкірт қышқылы (II және III типтері)

Күкірт қышқылы анодталған қаптама жасау үшін ең көп қолданылатын ерітінді болып табылады. Орташа қалыңдығы 1,8 мкм-ден 25 мкм-ге дейін (0,00007" -ден 0,001") болатын қаптамалар бар. 25 мкм-ден қалың қаптамалар маймен, балауызбен немесе натрий силикатымен жабылғанда шамалы коррозияға төзімділік бере алады. Олар зергерлік бұйымдар мен естелік монеталар жасауда қолданылады.

Тантал

Тантал титан мен ниобий сияқты анодталады, және әртүрлі қалыңдықтағы пленкалардағы интерференция нәтижесінде әдемі түстер пайда болады. Пленканың қалыңдығы анодтау кернеуіне тәуелді және электролит пен температураға байланысты әдетте 18-ден 23 ангстремге дейін вольтқа шаққанда өзгереді. Қолданылу аясына тантал конденсаторлары кіреді.

Титан

Анодталған оксид қабатының қалыңдығы бірнеше микрометрден бастап, бірнеше микрометрге дейін жетеді. Титанды анодтау стандарттары AMS 2487 және AMS 2488 стандарттарында келтірілген. AMS 2488 Тип III анодталған титан бояусыз-ақ әртүрлі түстердің спектрін жасайды, сондықтан ол кейде өнерде, костюмдерге арналған әшекейлерде, денеге қадауға арналған әшекейлерде және үйлену сақиналарында қолданылады. Қалыптасқан түс оксид қабатының қалыңдығына (анодтау кернеуімен анықталатын) байланысты; бұл оксид бетінен шағылысқан жарық пен оны аралап өтіп, астыңғы металл бетінен шағылысқан жарықтың араласуынан туындайды. AMS 2488 Тип II анодтау жоғары тозуға төзімділігі бар, қалың, матовый сұр жабындыны қамтамасыз етеді.

Цинк

Цинк көбінесе анодталмайды, бірақ Халықаралық Қорғасын-Цинк Зерттеу Ұйымы әзірлеген және MIL A 81801 стандартымен реттелген процесс бар.

Бояу

Ең көп таралған анодтау процестері, мысалы, алюминийдегі күкірт қышқылы, бояуды оңай сіңіретін кеуекті бет жасайды. Түстердің саны шексіз, бірақ түстер негізгі қорытпаға байланысты өзгереді. Саудада ең көп қолданылатын түстер – олардың салыстырмалы түрде арзандығына байланысты – сары, жасыл, көк, қара, қызғылт сары, күлгін және қызыл. Кейбіреулер ашық түстерді ұнатса да, практикада оларды жоғары кремнийлі құймалар және 2000 сериялы алюминий-мыс қорытпалары сияқты кейбір қорытпаларда жасау қиын болуы мүмкін. Тағы бір мәселе – органикалық бояғыштардың "жарыққа төзімділігі" – кейбір түстер (қызыл және көк) сарғылуға бейім. Қара бояулар және органикалық емес тәсілмен (ферриктік аммоний оксалаты) алынған алтын жарыққа төзімдірек. Боялған анодтау әдетте бояудың таралуын азайту немесе тоқтату үшін герметикалық жабылады. Ақ түсті қолдану мүмкін емес, себебі оның молекуласының мөлшері оксид қабатының тесік өлшемінен үлкен. Балама ретінде, металл (әдетте қалайы) анодтық қаптаманың тесіктеріне электролиттік тұрғызылып, жарыққа төзімді түс беруге болады. Металл бояуларының диапазоны шампан түсінен қараға дейін жетеді. Бронза түстер әдетте архитектуралық металдар үшін қолданылады. Сонымен қатар, түсті пленкаға біріктіруге болады. Бұл анодтау процесінде күкірт электролитімен араластырылған органикалық қышқылдар мен импульстік ток қолдану арқылы жасалады. Шыбырлау эффектісі жабылмаған кеуекті бетке ашық түсті бояуды жағып, содан кейін бетке қара бояуды шашырату арқылы жасалады. Сулы және еріткіш негізіндегі бояу қоспаларын да кезекпен қолдануға болады, себебі боялған бояулар бір-біріне қарсы тұрады және дақты қалдырады. Тағы бір қызықты бояу әдісі – анодталған интерференциялық бояу. Су бетіндегі жұқа май қабығы, су-май интерфейсінен шағылысқан жарық арасындағы интерференция нәтижесінде шашыранды түс көрсетеді. Май қабығының қалыңдығы реттелмегендіктен, шашыранды түс кездейсоқ болып көрінеді. Алюминийді анодтау кезінде қалаған түстер кеуекті құрылымның түбіне бақыланатын қалыңдықтағы металл қабатын (әдетте қалайы) жағу арқылы қол жеткізіледі. Бұл алюминий субстраты мен жоғарғы металл бетінен шағылысуды қамтиды. Металл қабаты қалыңдаған сайын, интерференция нәтижесінде көк, жасыл, сары түстерден қызыл түске өтеді. Белгілі бір қалыңдықтан асып кеткенде оптикалық интерференция жоғалады және түс қолаға айналады. Интерференциялық түсті анодталған алюминий бөлшектері ерекше қасиетке ие: олардың түсі әртүрлі бұрыштардан қарағанда өзгереді. Интерференциялық бояу 3 қадамдық процесті қамтиды: күкірт қышқылымен анодтау, анодтық тесіктің электрохимиялық модификациясы және металл (қалайы) жағу.

The most common anodizing processes, for example, sulphuric acid on aluminium, produce a porous surface which can accept dyes easily. The number of dye colours is almost endless; however, the colours produced tend to vary according to the base alloy. The most common colours in the industry, due to them being relatively cheap, are yellow, green, blue, black, orange, purple and red. Though some may prefer lighter colours, in practice they may be difficult to produce on certain alloys such as high silicon casting grades and 2000 series aluminium copper alloys. Another concern is the "lightfastness" of organic dyestuffs—some colours (reds and blues) are particularly prone to fading. Black dyes and gold produced by inorganic means (ferric ammonium oxalate) are more lightfast. Dyed anodizing is usually sealed to reduce or eliminate dye bleed out. White color cannot be applied due to the larger molecule size than the pore size of the oxide layer. Alternatively, metal (usually tin) can be electrolytically deposited in the pores of the anodic coating to provide more lightfast colours. Metal dye colors range from pale champagne to black. Bronze shades are commonly used for architectural metals. Alternatively, the colour may be produced integral to the film. This is done during the anodizing process using organic acids mixed with the sulfuric electrolyte and a pulsed current. Splash effects are created by dying the unsealed porous surface in lighter colours and then splashing darker colour dyes onto the surface. Aqueous and solvent based dye mixtures may also be alternately applied since the coloured dyes will resist each other and leave spotted effects. Another interesting coloring method is anodizing interference coloring. The thin oil film resting on the water's surface displays a rainbow hue due to the interference between light reflected from the water oil interface and the oil film's surface. Because the oil film's thickness isn't regulated, the resulting rainbow color appears random. In the anodizing coloring of aluminum, desired colors are achieved by depositing a controllably thick metal layer (typically tin) at the base of the porous structure. This involves reflections on the aluminum substrate and the upper metal surface. The color resulting from interference shifts from blue, green, and yellow to red as the deposited metal layer thickens. Beyond a specific thickness, the optical interference vanishes, and the color turns bronze. Interference colored anodized aluminum parts exhibit a distinctive quality: their color varies when viewed from different angles. The interference coloring involves a 3 step process: sulfuric acid anodizing, electrochemical modification of the anodic pore, and metal (tin) deposition.

Бектеу

Жапсыру – анодтау процесінің соңғы кезеңі. Қышқыл анодтау ерітінділері анодталған қаптамада тесіктер пайда етеді. Бұл тесіктер бояуларды сіңіріп алып, майлау заттарын сақтайды, бірақ сонымен қатар коррозияға да мүмкіндік жасайды. Майлау қасиеттері аса маңызды болмаған жағдайда, олар бояудан кейін коррозияға төзімділікті және бояудың сақталуын арттыру үшін әдетте жабылады. Ең көп таралған үш түрлі жабылу әдісі бар. Қайнап тұрған деионизацияланған суда немесе буда ұзақ уақытқа батыру – ең қарапайым жабылу процесі, бірақ ол толыққанды тиімді емес және абразияға төзімділікті 20%-ға төмендетеді. Анодтаудан түсетін ең көп таралған алюминий гидроксиді мен алюминий сульфаты алюминий, нан пісіру ұнтағы, косметика, газет қағазы және тыңайтқыш өндірісі үшін қайта өңделеді немесе өнеркәсіптік сарғыш суларды тазарту жүйелерінде қолданылады.

Механикалық ескертулер

Анодтау бетті көтереді, себебі пайда болған оксид айналған негізгі металлдан көбірек орын иеленеді. Бұл әдетте маңызды болмайды, бірақ қатаң толеранттар болған жағдайда ескеру керек. Егер солай болса, машиналау өлшемдерін таңдағанда анодтау қабатының қалыңдығын ескеру қажет. Инженерлік сызбалардағы қабылданған практика – "барлық беттік өңдеулерден кейін өлшемдер қолданылады" деп көрсету. Бұл машина жасау шеберханасын анодтау қалыңдығын ескере отырып, анодтаудан бұрын механикалық бөлшектің соңғы машиналануын жүргізуге мәжбүрлейді. Бұрандаларды орнатуға арналған кішкентай саңылаулардың ішіндегі ұсақ бұрандалар анодтау салдарынан қысылып қалуы мүмкін, сондықтан бастапқы өлшемдерін қалпына келтіру үшін саңылауларды қайтадан қалыпқа келтіру қажет болуы мүмкін. Балама ретінде, осы өсімді ескере отырып, арнайы үлкен қалыптар қолданылуы мүмкін. Жіпсіз саңылауларға белгілі диаметрлі штифттер немесе цилиндрлер енгізілетін болса, өлшем өзгерісіне мүмкіндік беру үшін сәл үлкен саңылау жасау орынды болуы мүмкін. Анодталған қаптаманың қорытпасы мен қалыңдығына байланысты, бұл шаршау кезеңіне айтарлықтай теріс әсер етуі мүмкін. Керісінше, анодтау коррозиядан туындаған шұңқырларды болдырмау арқылы шаршау кезеңін ұзартуы мүмкін.