Ikhtisar Anodisasi Aluminium

Proses anodisasi (kadang-kadang dikenal sebagai anodisasi) mengubah permukaan aluminium menjadi lapisan oksida yang lebih tebal dan seragam melalui proses elektrolitik.

Anodisasi elektrokimia menghasilkan permukaan aluminium oksida yang memiliki:

• Tahan korosi

• Penampilan menyenangkan

• Ketahanan aus

• Peningkatan daya rekat cat atau perekat

• Peningkatan pelumasan

• Peningkatan adhesi pelapisan listrik

Artikel ini akan fokus pada anodisasi aluminium. Namun, logam lain dapat dianodisasi, termasuk paduan magnesium, titanium, dan aluminium. Ada beberapa jenis finishing aluminium anodized, antara lain aluminium anodized bening, aluminium anodized hitam, dan aluminium anodized keras. Ada juga beberapa tipe anodisasi yang umum digunakan: Tipe I, Tipe II, dan Tipe II.

Dengan artikel ini, Anda dapat dengan cepat dan akurat memilih perawatan permukaan yang tepat untuk ekstrusi aluminium Anda.

Apa itu Aluminium Anodisasi?

Anodisasi adalah proses elektrokimia yang mengubah permukaan logam menjadi lapisan oksida anodisasi yang dekoratif, tahan lama, dan tahan korosi. Aluminium sangat cocok untuk dianodisasi, meskipun logam nonferrous lainnya, seperti magnesium dan titanium, juga dapat dianodisasi.

Bagaimana Proses Anodisasi Bekerja?

Anodisasi dilakukan dengan merendam aluminium dalam wadah elektrolit asam dan mengalirkan arus listrik melalui medium. Tabung katoda dipasang di dalam tangki anodisasi; aluminium bertindak sebagai anoda, memungkinkan ion oksigen dilepaskan dari elektrolit untuk bergabung dengan atom aluminium pada permukaan bagian yang dianodisasi. Oleh karena itu, anodisasi merupakan masalah oksidasi yang sangat terkontrol dan merupakan peningkatan dari fenomena alam.

Jenis Proses Anodisasi Aluminium yang Tersedia

Untuk memahami cara melakukan anodisasi aluminium, Anda perlu memahami jenis aluminium yang digunakan dalam proses anodisasi. Spesifikasi militer MIL-PRF-8625 Type II Acid Sulphur Anodizing dan Type III Hard Coat Anodizing adalah yang paling umum digunakan. Tipe II dikenal luas sebagai anodisasi konvensional, sedangkan Tipe III dikenal sebagai anodisasi tangguh atau keras.

Tipe I – Anodisasi Asam Kromat

Proses anodisasi Tipe I menggunakan asam kromat untuk membentuk lapisan tipis pada permukaan bagian logam.

Meskipun Tipe I merupakan lapisan anodisasi tertipis, namun tetap meningkatkan ketahanan korosi pada komponen tersebut. Namun, hal ini juga menghasilkan penyerapan warna yang paling sedikit saat diwarnai.

Tipe II – Anodisasi Asam Sulfat

Proses anodisasi Tipe II menggunakan asam sulfat sebagai pengganti asam kromat. Hal ini menghasilkan lapisan permukaan yang sedikit lebih tebal pada bagian aluminium.

Anodisasi asam sulfat tipe II memiliki ketebalan 0,0002 hingga 0,001 inci dan lebih cocok untuk bagian yang diwarnai.

Tipe III – Anodisasi Lapisan Keras 

Hal ini sering disebut sebagai"anodisasi keras"dan juga menggunakan metode asam sulfat. Namun, menghasilkan lebih tebal (>0,001 inci) lapisan teranodisasi dibandingkan Tipe II. Komponen anodisasi lapisan keras memiliki ketahanan aus dan potensi pewarnaan terbaik. Namun, ini mungkin tidak ideal untuk suku cadang dengan toleransi yang sangat ketat.

Jenis anodisasi apa yang harus Anda pilih? Apa bedanya?

• Tipe I menggunakan asam kromat untuk membentuk lapisan tipis pada permukaan bagian logam. Di sinilah ketahanan terhadap korosi dan ketahanan aus pada tingkat tertentu diperlukan, seperti pembuatan komponen struktural yang sangat lelah pada pesawat terbang.

  
  

• Anodisasi tipe II menggunakan asam sulfat untuk membentuk lapisan permukaan yang sedikit lebih tebal pada bagian aluminium. Penerapannya adalah dalam pembuatan produk konsumen, peralatan dapur, komponen aluminium arsitektur, dan komponen aluminium industri.

  
  

• Tipe III mirip dengan Tipe II, namun dengan lapisan tahan korosi yang lebih tebal. Hal ini menjadikannya ideal untuk suku cadang yang harus tahan terhadap suhu ekstrem dan paparan bahan kimia. Misalnya, militer menggunakannya untuk memproduksi bagian logam yang kuat, sering kali digunakan pada komponen senjata api, roda gigi, katup, dan banyak bagian lain yang dapat saling bergesekan.

Semua jenis perekat membantu cat dan perekat lainnya menempel lebih baik daripada aluminium biasa. Selain proses anodisasi, beberapa bagian mungkin perlu diwarnai, disegel, atau diberi bahan lain, seperti pelumas film kering. Jika ada bagian yang akan diwarnai, itu dipertimbangkanJenis2, sedangkan bagian yang tidak diwarnai adalahJenis1.

Bagaimana Cara Mewarnai Bagian Aluminium Anodized?

Struktur oksida anodisasi berasal dari substrat aluminium dan seluruhnya terdiri dari aluminium oksida. Daripada diaplikasikan pada permukaan seperti cat atau pelapisan, aluminium oksida ini terintegrasi sepenuhnya dengan substrat aluminium di bawahnya, sehingga tidak akan terkelupas atau terkelupas. Ini memiliki struktur berpori yang sangat teratur yang memungkinkan pemrosesan sekunder seperti pewarnaan dan penyegelan.

Setelah pewarna diaplikasikan, pori-pori dapat ditutup, sehingga warna dapat tertanam dalam lapisan oksida. Karena pewarna sekarang menjadi bagian dari lapisan pasif ini, pewarna tidak akan pudar atau terkelupas, sehingga memberikan hasil akhir yang tahan lama, tahan lama, dan elegan.

Apakah Anodisasi Meningkatkan Pembuangan Panas?

Ya, benar. Jika suatu benda lebih panas dari lingkungannya, maka benda tersebut akan mulai mendingin. Semakin besar luas permukaan benda panas, maka semakin cepat pula panasnya hilang. Aluminium yang dianodisasi memiliki luas permukaan yang lebih tinggi dibandingkan aluminium yang belum jadi, sehingga lebih efisien dalam melepaskan panas.

Peningkatan konduktivitas termal, atau pembuangan panas, disebabkan oleh peningkatan perpindahan panas konvektif dan peningkatan emisivitas. Perpindahan panas konvektif adalah perpindahan panas antara permukaan dan udara di sekitarnya dan terutama dipengaruhi oleh desain dan, pada tingkat lebih rendah, oleh anodisasi.

Perpindahan panas radiasi, juga dikenal sebagai emisivitas, terjadi antara dua permukaan dan dapat ditingkatkan secara signifikan dengan anodisasi. Properti ini membuat aluminium anodized sangat cocok untuk heat sink kecil, seperti yang dijelaskan dalam artikel kami tentang heat sink aluminium anodized.

Apakah Aluminium Anodized Sangat Konduktif?

Tidak, bukan itu. Aluminium sendiri sangat konduktif; Namun lapisan oksida memiliki sifat fisik dan kimia yang mirip dengan keramik. Salah satu sifat utama keramik adalah isolasi listrik.

Lembaran aluminium anodisasi masih mampu mencapai konduktivitas terbatas melalui kontak karena lapisan oksidanya sangat tipis, namun konduktivitasnya jauh lebih rendah dibandingkan aluminium yang tidak diolah. Meskipun ada solusinya, jika konduktivitas merupakan aspek penting dari desain produk Anda, Anda mungkin ingin mempertimbangkan perlakuan permukaan yang berbeda untuk produk aluminium Anda.

Keuntungan Proses Anodisasi

Proses anodisasi menggantikan lapisan aluminium oksida alami dengan yang baru untuk meningkatkan daya tahan komponen, daya rekat cat, tampilan komponen, dan ketahanan terhadap korosi. Ini juga menghasilkan lapisan tahan bahan kimia yang tahan terhadap bahan pembersih keras. Gambar di bawah menunjukkan beberapa bagian yang telah dianodisasi dan kemudian diwarnai dengan warna berbeda.

Proses anodisasi menggunakan rendaman asam dan arus listrik untuk membentuk lapisan anodik pada bahan induk. Sederhananya, kami menciptakan lapisan aluminium oksida yang terkontrol dan tahan lama pada komponen kami, dibandingkan mengandalkan lapisan oksida tipis yang secara alami ada pada permukaan aluminium apa pun. Hal ini mirip dengan perawatan permukaan pelapisan konversi lainnya yang digunakan untuk ketahanan terhadap korosi dan pengerasan permukaan.

Aplikasi Khas Bagian Aluminium Anodized

Cat anodisasi memiliki beragam kegunaan, tetapi salah satu yang paling umum adalah untuk estetika karena dapat mewarnai komponen dengan berbagai warna.

Thumb drive atas adalah Grade 1 (tidak diwarnai), sehingga lapisan anodisasi terlihat bersih dan hampir sewarna dengan paduan dasar. Thumb drive bagian bawah diwarnai dengan warna biru cerah. Contoh lainnya adalah adaptor berulir di bawah ini, yang telah dianodisasi dan diwarnai hitam.

Lapisan adaptor berulir tampaknya tidak tahan aus, yang menunjukkan bahwa lapisan tersebut dilapisi dengan lapisan anodisasi Tipe II yang tipis atau bahwa proses produksi tidak dikontrol dengan baik.

Sebagai contoh keempat, kami memiliki beberapa heat sink anodized, ditunjukkan di bawah.

Lapisan anodik dapat meningkatkan efektivitas heat sink dengan meningkatkan emisivitas permukaan dengan urutan besarnya, sehingga meningkatkan perpindahan panas radiasi.

Di bawah ini kita dapat melihat katup berwarna hitam matte yang memiliki lapisan anodik yang relatif berkualitas tinggi. Perhatikan juga logo ukiran laser menarik yang sangat kontras dengan komponen lainnya. Logo biasanya diukir melalui lapisan anodik daripada dicetak pada permukaan komponen, sehingga meningkatkan daya tahan dan menghemat biaya serta tahapan proses.

Anodized aluminum is ideal for outdoor signage because it is lightweight, corrosion-resistant, and more durable than paint. The anodized surface can be easily screen printed or covered with reflective materials, like the outdoor sign example below:

While we have discussed a wide range of applications, we have barely scratched the surface of all the potential applications for anodized aluminum. If you are looking for more information and examples, we recommend that you check out the Aluminum Anodizers Council's  website.

Should You Anodize Your Aluminum Extrusions?

The choice of whether or not to anodize your aluminum extrusions depends on the intended application of the product. As this article highlights, anodizing has both advantages and disadvantages.

Let's say your main concern is corrosion resistance and a very beautiful metallic appearance, or you want to improve the emissivity or adhesion of a primer or glue. In this case, anodizing may be a good choice for finishing extruded products.

However, if electrical conductivity is essential, or if the workpiece is to undergo further forming processes, anodizing may not be the best choice. These may cause cracking of the oxide layer. Anodizing also slightly increases the size of the workpiece. Therefore, it is not recommended if you are working under very tight dimensional tolerances.

If you are looking for an alternative to anodizing, you can consider powder coating as a way to finish aluminum products, giving them a vibrant color. If a matte finish is suitable for your application, and you need longer durability and protection against UV fading, you can consider applying PVDF coating to your aluminum products.

FAQs

• How Does The Aluminum Anodizing Process Work?

The anodizing process converts the aluminum surface into a thicker, more durable, and more uniform oxide layer through an electrochemical process. The porous structure of the resulting surface allows for improved paint and adhesive bonding, plating adhesion, enhanced heat dissipation, and allows for secondary injections of lubricants and colorants.

• What Colors Can You Anodize Aluminum?

You can achieve most colors by using dyes during the anodizing process or by painting afterwards (e.g., to achieve a pure white color).

There are a variety of methods for anodizing coloring, including electrolytic coloring, dip coloring, integral coloring, and interference coloring (see the Coloring Methods section). Possible anodizing colors include black, blue, blue-gray, brown, gold, gray, green, olive, pink, red, purple, and yellow. Some processes produce colors that are UV-resistant. Some processes produce colors caused by optical interference effects, and some by light scattering.

It is important to note that some colors may require special chemical reagents and more complex processing, so cost and feasibility also need to be considered.

• What Does Clear Anodized Aluminum Look Like?

Clear anodized aluminum has a uniform, transparent film that offers increased corrosion and wear resistance. The color of the film varies from very light to dark gray as the coating thickness increases.

Clear anodized aluminum combines the solidity of metal with a glass-like translucent quality, providing a unique aesthetic and functional material choice for the design and manufacturing worlds.

• Which Type of Anodizing Should I Choose?

Most machined parts are anodized according to Type II (or "conventional") sulfuric acid anodizing and Type III hardcoat or "hard" sulfuric acid anodizing, in accordance with military specification MIL-PRF-8625. Type I anodizing uses an environmentally unfriendly chromic acid that is rarely specified.

You can discuss specific treatment details, including oxide film thickness, color, treatment process and related quality standards with your supplier or professional technician to ensure that the final product meets your expectations and requirements.

• How Much Does Anodizing Aluminum Cost?

The cost depends on coating thickness, anodizing type, secondary finishing services, part geometry, and batch size.

• Will Anodizing Wear Out?

Anodizing is durable because it is part of the base aluminum material. However, it will wear away from abrasion, and the color may fade from prolonged outdoor exposure. Type III hard anodizing retains its color and wear resistance longer than Type II.