Tvrdo eloksiranje, također poznato kao tvrdo premazivanje ili eloksiranje tipa III, je proces koji se koristi za stvaranje otpornog premaza otpornog na koroziju na raznim metalima. Anodizacija se može podijeliti u dvije široke potkategorije: dekorativno i tvrdo eloksiranje. Glavne razlike između njih su u tome koliko je premaz debeo i izdržljiv, te točan proces koji se koristi za njegovo stvaranje.
Proces anodizacije
Anodiziranje metalnog dijela uključuje njegovo stavljanje u tekućinu koja je električno vodljiva, obično kiselinsku otopinu, nazvanu elektrolit. Krugovi imaju pozitivnu elektrodu (katodu) gdje elektroni ulaze i negativnu (anodu) gdje izlaze; kod anodiziranja metalni dio postaje negativna elektroda. Kada električna struja prolazi kroz otopinu, djelovanje elektrona koji izlaze iz kruga kroz metalni dio uzrokuje nakupljanje žilavog premaza otpornog na koroziju od oksidacije. Premaz se nakon ovog tretmana može ostaviti kakav jest ili dodatno poboljšati dekorativnim bojama i drugim aditivima koji poboljšavaju performanse.
Proces izrade tvrdih eloksiranih dijelova razlikuje se od dekorativnih premaza na nekoliko načina. Koristi električne struje koje su općenito veće i otopine elektrolita koje su nešto slabije. Temperatura otopine elektrolita također je niža što omogućuje manje izobličenja preciznih dijelova i bolje prianjanje premaza. Općenito govoreći, postupak eloksiranja također se smatra relativno ekološki prihvatljivim, a nusproizvodi se mogu reciklirati.
Vrste premaza
Tvrdi eloksirani premazi obično se nanose na teške industrijske dijelove namijenjene uporabi u agresivnim ili vrlo korozivnim aplikacijama. Ovi premazi su obično daleko deblji i tvrđi od dekorativnih i obično daju dijelovima izdržljivost približnu onoj od tvrdog ili kaljenog čelika. Također bolje prodiru i prekrivaju površinske nesavršenosti kao što su fisure.
Općenito, tvrdi eloksirani dijelovi imaju premaze veće od 10 μm (0.01 mm ili 0.0004 inča) s tipičnim premazima većim od 25 μm (0.025 mm ili 0.001 inča). Dekorativno eloksiranje obično sadrži premaze manje od 10 μm i, iako je izdržljivo, nema iste iznimne karakteristike habanja kao tvrdo eloksiranje. Dekorativni ili arhitektonski tretmani obično se nalaze na potrošačkim predmetima kao što su kućansko posuđe, kućišta elektroničkih uređaja i ukrasi.
Tvrdo obloženi predmeti obično imaju tamno sivu, mat završnu obradu, iako to može varirati ovisno o metalu od kojeg je predmet izrađen i sastavu otopine elektrolita. Ova metoda također može proizvesti crnu završnu obradu kao i razne nijanse bronce. Dekorativno eloksiranje obično daje svjetliju nijansu, a može se učiniti mat ili sjajnom. Obje vrste obično dobro podnose boju.
Prednosti
Jedan od glavnih razloga za anodiziranje metala je njegova otpornost na koroziju. Debeli vanjski oksidirani sloj sprječava da unutarnji materijal bude izložen vlazi, kisiku i drugim čimbenicima koji mogu uzrokovati raspad metala. Zapečaćeni predmeti su još otporniji na koroziju i često mogu izdržati tisuće sati izloženosti prskanju slane vode.
Vanjski premaz je također izuzetno tvrd, obično mnogo tvrđi od originalnog metala. U mnogim slučajevima, debeli tvrdi anodizirani premaz može biti tvrd poput alatnog čelika. Također je vrlo otporan na habanje, što znači da se često koristi za klipove i druge klizne dijelove koji se često trljaju. Budući da je oksidacijski sloj dio samog metala, neće se ljuštiti; metalna površina može biti hrapava nakon što je anodizirana, pa će je možda biti potrebno izbrusiti kako bi se spriječilo lomljenje komadića.
Tvrdi anodizirani metali su obično vrlo izolacijski, što znači da ne provode dobro toplinu ili električnu energiju. Ovo je posebno korisno za aplikacije koje zahtijevaju korištenje dijela na visokim temperaturama. Premaz je također kemijski stabilan i netoksičan.
Dodatni tretmani
Kao i kod ukrasnih premaza, tvrde anodizirane površine mogu se bojati, iako se u većini slučajeva ostavljaju takvima zbog čisto funkcionalne prirode većine uključenih dijelova. Međutim, često su impregnirani aditivima za poboljšanje performansi kao što je Teflon® koji poboljšavaju samopodmazivanje dijela. U nekim slučajevima se također zatvaraju u kipućoj destiliranoj vodi ili otopinama dikromata kako bi se dodatno poboljšala njihova otpornost na koroziju.
Nedostaci
Metal koji je anodiziran ima mnogo manju otpornost na zamor, što znači da je veća vjerojatnost da će se lomiti kada je izložen stresu, iako se to može poboljšati ako je predmet zapečaćen. Međutim, brtvljenje predmeta može smanjiti njegovu otpornost na abrazivno trošenje, pa je li dio zapečaćen ili ne često ovisi o njegovoj konačnoj upotrebi. Anodizacija također ne štiti tanje metalne predmete od oštećenja poput udubljenja. Vanjski premaz čini metalni dio debljim, što može biti problem ako se prethodno izbuše rupe za vijke ili drugi prostori.
Materijali koji se mogu anodizirati
Iako je aluminij daleko najčešći metal podvrgnut tvrdoj anodizaciji, drugi materijali mogu imati koristi od tretmana, uključujući tantal, magnezij i titan. U svim slučajevima, tretmani daju dijelovima iznimnu otpornost na habanje i koroziju i mogu se bojati u gotovo bilo koju boju. Uobičajena upotreba tvrdih eloksiranih dijelova uključuje teške komercijalne posude za kuhanje i pečenje, dijelove medicinske proteze i automobilske komponente. Vojska je još jedan veliki potrošač ovih proizvoda, budući da većina tvrdih anodiziranih površina zadovoljava ili premašuje stroge vojne specifikacije.