Твердість і зносостійкість твердого анодування

Тверде анодування алюмінію — це процес, який дає змогу створити на поверхні матеріалу шар оксиду алюмінію з властивостями твердості та зносостійкості, вищими, ніж у натурального або архітектурного анодування.

Це зумовлено тим, що шар твердого анодування має більшу товщину та формується за інших параметрів процесу, зокрема за іншої температури електроліту: у разі твердого анодування вона становить близько 0 °C, тоді як для архітектурного анодування — 20 °C. Таким чином утворюється тверде та зносостійке покриття, придатне для різних видів застосування.

Твердість

Як було зазначено вище, покриття твердого анодування має високу твердість, яка залежить від використаного алюмінієвого сплаву. Загалом твердість шарів твердого анодування становить від 280 до 500 HV залежно від обраного сплаву. Наприклад, алюмінієві сплави серії 6000 особливо добре підходять для отримання шарів твердого анодування високої твердості, тоді як сплави серії 2000 через вміст міді досягають нижчих значень твердості — близько 280 HV. Сплави серії 7000 займають проміжне положення та можуть досягати твердості близько 350 HV.

Щоб орієнтовно порівняти значення в HV зі шкалами HRC і HB, скористайтеся онлайн-конвертером твердості .

Зносостійкість

Зносостійкість покриттів твердого анодування — це властивість, тісно пов’язана з твердістю шару. Чим вища твердість, тим вища зносостійкість. Для вимірювання зносостійкості покриттів твердого анодування зазвичай застосовують випробування на стійкість до абразивного зношування за методом Taber Abraser, яке полягає в абразивному випробуванні зразка шляхом тертя об абразивні круги. Стійкість до абразивного зношування визначають за втратою маси зразка, порівнюючи його масу до та після випробування, яке складається з 10 000 циклів абразивного впливу.

За результатами випробування Taber Abraser алюмінієві сплави серії 6000 демонструють найвищу стійкість до абразивного зношування, за ними йдуть сплави серії 7000. Натомість сплави серії 2000 мають найнижчу зносостійкість. Для найбільш придатних сплавів тверде анодування є еталонним рішенням для алюмінієвих компонентів, що зазнають ковзання, тертя та повторюваних контактів. Результат залежить від сплаву, товщини та умов експлуатації компонента.

Застосування для підвищення зносостійкості

Окрім надання високої корозійної стійкості, тверде анодування використовують для підвищення зносостійкості алюмінієвих сплавів.

В автомобільній промисловості, наприклад, тверде анодування часто застосовують до механічних компонентів, таких як корпуси клапанів, штоки та плаваючі елементи, які під час експлуатації можуть зазнавати тертя й абразивного впливу. Завдяки твердості та зносостійкості анодованої поверхні такі компоненти мають триваліший строк служби. У велосипедній галузі тверде анодування застосовують, зокрема, для передніх зірок, щоб вони витримували абразивний вплив ланцюга. Крім того, у промисловому машинобудуванні тверде анодування часто застосовують до передавальних валиків друкарських або пакувальних машин, щоб зменшити знос від тертя об папір чи інші матеріали. У текстильній галузі також багато деталей обробляють твердим анодуванням, щоб вони витримували знос від тертя об інші деталі або текстильне волокно.

Висновки

Підсумовуючи, тверде анодування — це поверхнева обробка, яка дає змогу надати алюмінієвим сплавам твердість і зносостійкість, вищі, ніж у натурального або архітектурного анодування. Твердість покриттів твердого анодування залежить від використаного алюмінієвого сплаву, але загалом становить від 280 до 500 HV. Зносостійкість, виміряна за допомогою випробування Taber Abraser, залежить від обраного сплаву та умов застосування: сплави серій 6000 і 7000 зазвичай демонструють найкращі результати, тоді як для серії 2000 характерні нижчі значення. Тому для алюмінієвих компонентів, що зазнають тертя й абразивного впливу, тверде анодування є ефективним і перевіреним рішенням.

Тверде анодування використовують у різних галузях промисловості, зокрема в автомобільній промисловості, велосипедній галузі, промисловому машинобудуванні та текстильній галузі, щоб збільшити строк служби та зносостійкість компонентів, які зазнають тертя й абразивного впливу. Таким чином, тверде анодування є ефективним рішенням для покращення характеристик і довговічності багатьох виробів.

Ing. Giacomo Bordiga

Quality Manager & Materials Engineer

Інженер-матеріалознавець із понад 15-річним досвідом у металевих поверхневих обробках. Спеціалізується на хімічному нікелюванні, анодуванні та системах управління якістю ISO 9001 і IATF 16949.