Het meten van Anodiseer Dikte op Aluminium

DeFelsko produceert een handbediende, niet-destructieve laagdiktemeter die ideaal is om de dikte van anodisatie op aluminium te meten. 

Wat zijn de uitdagingen bij het meten van de anodisatiedikte?

Om de dikte van anodiseer- en andere dunne coatings efficiënt te controleren, is een nauwkeurige niet-destructieve meetmethode nodig.   

Een tweede uitdaging is het meten van anodisatie op kleine of moeilijk bereikbare plaatsen.

Oplossingen voor het meten van de dikte van anodiseerlagen

 De PosiTector 6000 "N" serie wervelstroommeters zijn ideaal voor niet-destructieve metingen van niet-geleidende coatings op non-ferro substraten. De PosiTector 6000 NAS sonde is speciaal ontworpen voor hoge resolutie metingen van anodiseren op aluminium. Hoewel hij tot 625 μm (25 mils) kan meten, is de PosiTector 6000 NAS sonde het meest nauwkeurig en biedt hij zijn hoogste resolutie onder 100 μm (4 mils), wat binnen het verwachte bereik ligt van de meeste anodiseer toepassingen.

Figuur 1 - PosiTector 6000 NAS sonde voor het meten van anodiseren

Bij het meten van laagdikte op kleine of moeilijk bereikbare plaatsen is de PosiTector 6000 N Microprobe serie een ideaal meetalternatief. Met sondepunten van 0°, 45° of 90° kunnen diktemetingen worden verricht in diepe gaten, op kleine richels of op binnendiameters. Bij gebruik van een opspanning of snelkoppelingsadapter hebben de N microprobes dezelfde specificaties als de NAS tasters.

Figuur 2 - PosiTector 6000 N Microprobe meting van anodiseren

Gratis consultatie

Voor actuele prijzen of om deze anodiseer dikte instrumenten te bestellen, bezoek onze Verkoop pagina.

Achtergrond over anodiseren

Wat is anodiseren?

Anodiseren is een elektrochemisch conversieproces dat al sinds de jaren 1930 bestaat. Verschillende metalen kunnen worden geanodiseerd, waaronder aluminium, magnesium, titanium en tantaal. Geanodiseerd aluminium wordt in veel toepassingen gebruikt vanwege de lage kosten, de esthetische kwaliteiten en de ideale mechanische eigenschappen.

In tegenstelling tot de meeste beschermende coatings, verandert anodiseren permanent de buitenste structuur van het metaal. Wanneer aluminium wordt blootgesteld aan lucht ontwikkelt het van nature een dunne laag aluminiumoxide die het aluminium beschermt tegen verdere oxidatie. Het anodiseerproces maakt het geoxideerde oppervlak veel dikker, tot enkele duizendsten van een duim dik. De hardheid van de geanodiseerde aluminiumoxidelaag evenaart die van een diamant, waardoor de slijtvastheid van het aluminium toeneemt. De toegevoegde diepte van de oxidelaag verbetert de corrosieweerstand van het aluminium, terwijl het schoonmaken van het oppervlak gemakkelijker wordt. De poreuze aard van bepaalde soorten anodisatie maakt het mogelijk om het aluminium in verschillende kleuren te verven, waardoor het aantrekkelijker wordt.

Anodiseren gaat meestal tot 5 mils dikte. De drie meest voorkomende varianten van aluminium anodiseren zijn chromisch anodiseren (type I), zwavelhoudend anodiseren (type II) en hard anodiseren (type III).

• Chroomanodiseren maakt gebruik van een elektrolyt op basis van chroomzuur en levert de dunste coatings op, slechts 0,02 tot 0,1 mils dik (0,5 tot 2,5 micron). 50% penetratie in het substraat en 50% groei over de oorspronkelijke afmetingen vindt plaats. Chroomanodiseren heeft het minste effect op de vermoeiingssterkte en is minder corrosief, dus ideaal voor complexe en moeilijk te spoelen onderdelen. De meeste chromisch geanodiseerde onderdelen worden gebruikt in militaire en ruimtevaarttoepassingen en zijn meer functioneel dan decoratief van aard.
• Zwavelzuur anodiseren is de meest gebruikte methode van anodiseren, waarbij zwavelzuur wordt gebruikt om coatings tot 1 mil (25 micron) dik te verkrijgen. 67% penetratie in het substraat en 33% groei over de oorspronkelijke afmetingen vindt plaats. Door zijn permeabele aard is zwavelzuur anodiseren uitstekend geschikt voor kleurverven en biedt het een basis voor primers, bindmiddelen en organische coatings. Zwavelzuur anodiseren biedt weerstand tegen corrosie en is zeer duurzaam. Typische toepassingen zijn architectuur, lucht- en ruimtevaart, fabricage, auto's en computers.
• Hard anodiseren (ook wel hardcoating genoemd) maakt gebruik van een elektrolyt met een hogere concentratie zwavelzuur bij een lagere temperatuur, wat resulteert in een harde buitenlaag met een uitstekende slijtvastheid, corrosiebestendigheid, weerstand tegen kleurvervaging, diëlektrische sterkte en oppervlaktehardheid (Rockwell C-schaal tot 70). 50% penetratie in het substraat en 50% groei over de oorspronkelijke afmetingen vindt plaats voor een totale dikte van 0,5 tot 4 mils. Harde geanodiseerde metalen hebben een verhoogde oppervlakteruwheid. Gebruikelijke toepassingen zijn niet-decoratieve verpakkingsapparatuur voor levensmiddelen, rollen kopieerpapier en buitentoepassingen zoals winkelpuien en ramen van gebouwen.

Aluminium Anodiseringsproces

Het aluminium onderdeel wordt opgehangen aan gestripte aluminium of titanium rekken die voor een goed elektrisch contact zorgen. Tijdens het anodiseerproces worden de onderdelen bevestigd en de rekken hangen in een reeks tanks.

1. Het aluminium onderdeel wordt gedompeld in een hete tank met een doordrenkt reinigingsmiddel om alle oppervlaktevuil te verwijderen.
2. Het onderdeel wordt gespoeld om besmetting van de oplossing in volgende tanks te voorkomen.
3. De volgende tank de-oxideert het onderdeel met een zuuroplossing (chroomzuur, zwavelzuur, salpeterzuur of fosforzuur) en verwijdert het dunne, niet-uniforme aluminiumoxide oppervlak.
4. Opnieuw wordt het onderdeel gespoeld om verontreiniging van de tank te voorkomen.
5. Het etsen gebeurt door het onderdeel op te hangen in een tank met een natriumhydroxideoplossing. Ets verwijdert de natuurlijke glans van het aluminium en zorgt voor een zacht, mat, gestructureerd uiterlijk.
6. Het onderdeel hangt in de anodiseertank, die een verdund mengsel van zuur en water bevat dat elektrische stroom mogelijk maakt. Het type zuur, het percentage oplossing en de temperatuur zijn allemaal kritische parameters en afhankelijk van de gewenste afwerking en kleur. De negatieve kant van het elektrische circuit is verbonden met het rek met onderdelen en de positieve kant van het circuit is verbonden met een of meer "kathoden" die elektriciteit in de tank brengen. De hoeveelheid en plaatsing van de kathodes varieert met de grootte en vorm van het onderdeel, evenals de totale vierkante meter van het te behandelen aluminium oppervlak. De oppervlakken het dichtst bij de kathode zullen een dikkere anodische laag ontvangen. Voor normaal zwavelhoudend anodiseren, wordt een gelijkstroombron gebruikt die tot 24 volt kan produceren, met de spanning die gewoonlijk tussen 18 en 24 volt wordt gehouden. De hoeveelheid stroom die op de anodiseerbak wordt toegepast varieert afhankelijk van het te behandelen oppervlak, in de regel is tussen 12 en 16 ampère nodig voor elke vierkante meter. De elektrolytoplossing wordt geroerd tijdens het anodiseerproces om een uniforme temperatuur van de oplossing te verkrijgen. Het anodiseerproces duurt, onder normale omstandigheden, minder dan een uur.
7. Om kleur toe te voegen (kleurstof) wordt het onderdeel ondergedompeld in een tank met een verdunde, in water oplosbare, organische kleurstof. Elke kleurstof varieert in de tijdsduur en temperatuur voor deze onderdompeling.
8. De laatste overweging in het anodiseerproces is het verzegelen van het nu geverfde buitenoppervlak, zodat het niet bleekt of vlekt. Onverzegeld heeft het poreuze buitenoppervlak een lagere corrosieweerstand. Voor niet-geverfde coatings wordt het geanodiseerde aluminium onderdeel 20 tot 30 minuten in kokend gedeïoniseerd water gelegd. Dit zet de ongestructureerde poriën van het aluminiumoxide om in een meer vaste kristallijne hydraatvorm. Als de geanodiseerde delen geverfd zijn, wordt het verzegelingsproces gedurende 3 tot 5 minuten uitgevoerd in een tank met een nikkelacetaatoplossing.
9. Bij hard anodiseren wordt, afhankelijk van het proces, een mengsel van zwavelzuur en oxaalzuur gebruikt. Relatief lage temperaturen worden gebruikt samen met een hogere stroom en een veel hoger voltage. De geproduceerde "grijze" oxidelaag is typisch 2 tot 3 mils en is zeer dicht, slijtvast en corrosiebestendig.   

Een alternatief voor rekken is anodiseren in bulk, wat meer ideaal is voor het anodiseren van kleine, onregelmatig gevormde onderdelen zoals klinknagels, hulzen en medische naven. In plaats van rekken worden onderdelen verwerkt in mandjes van geperforeerd aluminium, plastic of titanium. Of u nu coil- of batchproductie nodig hebt, anodiseren biedt een van de beste opties voor aluminiumafwerking in de industrie.

Een ander alternatief is het coil anodiseren. Coil aluminium wordt vooraf geanodiseerd om de afwerkingskosten te verlagen, productietijd te besparen en de materiaalbehandeling te verminderen. De voordelen van voorgeanodiseerd aluminium kunnen worden toegepast op de meeste producten die uit plaat of rol worden vervaardigd. Producten die gemaakt zijn van extrusies, gietstukken, staven, staven of platen zijn beperkt tot stuk anodiseer processen zoals rekken of bulk.

Hoewel de meeste aluminiumlegeringen aluminiumoxide opbouwen in een anodiseertank, hebben ze de neiging om verschillend te anodiseren. Sommige legeringen zijn moeilijker te anodiseren, terwijl andere een iets andere kleurschakering krijgen. Wanneer geanodiseerd, bieden verschillende legeringen verschillende niveaus van bewerkbaarheid (machinaal bewerken, slijpen, polijsten), milieuvriendelijke eigenschappen, en dimensionale stabiliteit.

Waarom anodiseren?

Anodiseren is een zeer effectieve en wenselijke manier om aluminium af te werken. Enkele van de belangrijkste voordelen van anodiseren zijn:

• Duurzaamheid - De meeste geanodiseerde onderdelen ondervinden geen slijtage door behandeling, installatie, gebruik en onderhoud.
• Hechting - Het anodiseren maakt deel uit van het aluminium voor een totale hechting en ongeëvenaarde adhesie.
• Kleur - Geanodiseerde onderdelen behouden een goede kleurstabiliteit bij blootstelling aan ultraviolette stralen, hebben geen aangebrachte coating die onderhevig is aan afschilferen of afbladderen, en hebben een herhaalbaar kleurproces.
• Kwaliteit van originele afwerking - Onderdelen zijn niet onderhevig aan markeringen van het originele anodiseerproces.
• Onderhoud - Een milde reiniging met water en zeep geeft een geanodiseerd profiel meestal zijn oorspronkelijke uiterlijk terug.
• Esthetiek - Anodiseren biedt een groot aantal glans- en kleuropties, terwijl het metallic uiterlijk van het geëxtrudeerde aluminium zichtbaar blijft.
• Kosten - Anodiseren is zeer kosteneffectief in vergelijking met andere afwerkingsmethoden. Naast de lage verwerkings- en onderhoudskosten minimaliseert de duurzaamheid de vervangingskosten.
• Milieu, gezondheid en veiligheid - Anodiseren is gunstig voor de huidige overheidsvoorschriften omdat het een van de meest milieuvriendelijke industriële processen is en doorgaans niet schadelijk voor de menselijke gezondheid. Een geanodiseerde afwerking is chemisch stabiel, vergaat niet, is niet giftig en is hittebestendig tot het smeltpunt van aluminium. Aangezien het anodiseerproces een versterking is van een natuurlijk oxide proces, is het niet gevaarlijk en produceert het geen schadelijke of gevaarlijke bijproducten. De chemische baden die in het anodiseerproces worden gebruikt, worden vaak teruggewonnen, gerecycleerd en hergebruikt. 

Waarom de anodisatiedikte meten?

De parameters van het anodiseerproces zijn van grote invloed op de eigenschappen van het gevormde oxide. Het gebruik van lage temperaturen en zuurconcentraties levert een minder poreuze en hardere coating op. Hogere temperaturen en zuurgehalte, samen met langere onderdompeltijden levert zachtere, meer poreuze coatings op. Kleine veranderingen in de legering zelf of in een van deze parameters kunnen de coating aanzienlijk beïnvloeden.

Door verschillende procescontroles en meettechnieken kunnen anodiseerders de anodiseerhuid controleren en corrigeren. Een van de meest kritische kwaliteitscontroles voor anodiseren is de dikte. De anodisatiedikte kan niet-destructief worden gemeten met een wervelstroom-coatingdiktemeter of door het gewicht per oppervlakte-eenheid te berekenen. De eenvoud van de wervelstroommethode is niet alleen efficiënter dan de rekenmethode, maar stelt de inspecteur ook in staat te controleren of er voldoende anodisatie plaatsvindt over alle oppervlakken van het onderdeel.

Waar is de markt voor geanodiseerde materialen?

Geanodiseerde producten en onderdelen worden gebruikt in duizenden commerciële, industriële en consumententoepassingen:

• Bouwproducten (gordijngevels, dakbedekkingssystemen)
• commerciële en residentiële producten (ventilatieroosters, zonneschermen, frames, armaturen)
• apparaten (koelkasten, magnetrons, koffiezetapparaten)
• apparatuur voor voedselbereiding (pannen, koelers, grills)
• huis- en kantoormeubilair (tafels, bedden, kasten)
• sportartikelen (golfkarretjes, boten, kampeer- en visuitrusting)
• onderdelen van motorvoertuigen (sierlijsten, wieldoppen, panelen, naamplaatjes)
• elektronica (televisies, fotoapparatuur)
• ruimtevaart (satellietpanelen)

Verenigingen

AAC (Aluminum Anodizers Council)

AEC (Aluminum Extruders Council)

FGIA (Fenestration & Glazing Industry Alliance) - Voorheen AAMA-Architectural Manufacturers Association.

De Aluminiumvereniging

Anodiseer industrie specificaties

Militaire Anodiseringsnormen

MIL-A-8625-Anodischecoatings voor aluminium en aluminiumlegeringen

MIL-STD-171-Standard voor het afwerken en behandelen van oppervlakken

ASTM Anodiseer normen

ASTM B244-09-Standard Testmethode voor het meten van de dikte van anodische deklagen op aluminium en andere niet-geleidende deklagen op niet-magnetische basismetalen met wervelstroominstrumenten

ASTM B487-85-Standard Testmethode voor het meten van de dikte van metaal- en oxidelagen door microscopisch onderzoek van een dwarsdoorsnede.

ASTM B137-95-Standard Testmethode voor meting van coatingmassa per oppervlakte-eenheid op anodisch gecoat aluminium

ASTM B136-84-Standard Methode voor het meten van de vlekbestendigheid van anodische deklagen op aluminium

ASTM B457-67-Standard Testmethode voor het meten van de impedantie van anodische deklagen op aluminium

ASTM B580-79-Standard specificatie voor anodische oxidelagen op aluminium

ASTM B680-80-Standard Testmethode voor de afdichtingskwaliteit van anodische deklagen op aluminium door oplossing in zuur

ASTM B893-98-Specificatievoor het hardcoaten anodiseren van magnesium voor technische toepassingen

SAE Internationale AMS (Aerospace Materials Specifications) Anodiseringsnormen

AMS2468-Hardcoatingbehandeling van aluminiumlegeringen

AMS2469-Hardcoatingbehandelingvan aluminium en aluminiumlegeringen

AMS2471 - Anodischebehandeling van aluminiumlegeringen, zwavelzuurproces, proces-ontharding

AMS2472 - Anodischebehandeling van aluminiumlegeringen, zwavelzuurproces, proces geverfd

AMS-A-8625-Anodischecoatings voor aluminium en aluminiumlegeringen (kopie van MIL-A-8625)

Internationale normen Anodiseernormen

ISO 7599 - Anodiserenvan aluminium en zijn legeringen; Algemene specificaties voor anodische oxidelagen op aluminium

ISO 8078 - Anodischebehandeling van aluminiumlegeringen - Zwavelzuurproces, ongeverfde deklaag

ISO 8079 - Anodischebehandeling van aluminiumlegeringen - Zwavelzuurproces, geverfde coating

ISO 10074-Specificatievoor harde anodische oxidatiecoatings op aluminium en zijn legeringen

BS, DIN, EN Anodiseringsnormen

BS/DIN EN 2101-Specificatievoor chroomzuuranodisatie van aluminium en smeedbare aluminiumlegeringen

BS/DIN 2284-Specificatievoor het anodiseren met zwavelzuur van aluminium en smeedbare aluminiumlegeringen

BS/DIN 2536-Hardanodiseren van aluminiumlegeringen

BS/DIN 2808-Anodiserenvan titaan en titaanlegeringen

DIN EN ISO 7599 - Anodiseren vanaluminium en aluminiumlegeringen - Methode voor het specificeren van decoratieve en beschermende anodisch geproduceerde oxidelagen op aluminium