Proses anodisasi memungkinkan pembentukan lapisan oksida yang cemerlang, stabil, dan tahan lama pada logam tertentu, yang meminimalkan kerusakan keausan dan korosi pada substrat logam di bawahnya. Lapisan oksida anodik yang tebal juga berfungsi sebagai dasar yang efektif untuk menerapkan lapisan pelapis berwarna tambahan untuk lebih meningkatkan perlindungan permukaan, kilau, dan estetika substrat.
Di sini kita akan melihat anodisasi, cara kerjanya, dan mengapa ini adalah proses finishing logam yang disukai untuk aluminium, titanium, dan logam serta paduan serupa
Anodisasi melibatkan proses elektrokimia yang meningkatkan kemampuan permukaan logam untuk menyerap oksigen dengan mencelupkan permukaan ke dalam larutan asam dan menghubungkan sumber tegangan di seluruh objek logam yang akan dianodisasi.
Peragaan anodisasi
Sumber:Jasper Nance
Jadi, oksidasi anodik dari logam seperti aluminium, seng, kadmium, magnesium dan titanium dan paduannya memungkinkan terciptanya lapisan keras dari masing-masing oksida logam (misalnya, aluminium oksida, magnesium oksida, titanium oksida, dll.). Oksida stabil ini sangat melekat pada substrat logam tanpa kecenderungan untuk mengelupas atau jatuh seperti yang terlihat pada kasus permukaan besi yang menjadi berkarat selama oksidasi. (Untuk pengenalan anodisasi dan metode lainnya, baca 5 Jenis Pelapis Logam Paling Umum yang Harus Diketahui Semua Orang.)
Ada beberapa klasifikasi anodisasi:
Proses anodisasi keras memungkinkan pembentukan lapisan oksida dengan ketebalan yang lebih besar, yang umumnya berkisar antara dua puluh mikrometer hingga seratus (atau lebih) mikrometer. Ketebalan film oksida yang lebih tinggi dicapai dengan meningkatkan tegangan DC dan konsentrasi asam, sambil mempertahankan rendaman pada suhu yang lebih rendah.
Anodizing keras menciptakan lapisan tahan korosi superior yang keras serta tahan abrasi. Sebagai contoh, aluminium yang dianodisasi dalam larutan asam sulfat pada suhu 5°C (41°F) menciptakan lapisan tebal oksida anodik keras dengan warna abu-abu kusam, sedangkan pada suhu penangas 20°C (68°F). ) larutan asam sulfat menciptakan lapisan anodik yang lembut dan tipis.
Proses anodisasi asam sulfat memungkinkan pembentukan ketebalan film oksida anodik yang dikontrol dengan tepat pada substrat logam. Hasil akhir warna yang diinginkan diperoleh melalui perlakuan warna tambahan. Ketebalan yang tepat dicapai melalui pilihan tegangan, suhu rendaman dan komposisi larutan asam. Untuk anodisasi aluminium, biasanya digunakan larutan penangas asam sulfat.
Anodizing asam kromat adalah pilihan utama jika ada persyaratan bahwa kekuatan kelelahan keseluruhan produk tidak berkurang karena proses. Ketebalan lapisan anodisasi antara satu sampai 10 mikrometer. Ini bukan metode yang disukai jika konsistensi warna permukaan luar penting, karena lapisan oksida yang sangat tipis tidak dapat menjadi dasar untuk pewarnaan yang konsisten.
Paduan aluminium yang digunakan karena kekuatannya yang tinggi di pesawat terbang sering dianodisasi dengan anodisasi asam kromat. Namun, prosesnya tidak ramah lingkungan karena mengandung krom (VI), yang penggunaannya dibatasi oleh peraturan karena toksisitasnya.
Proses anodizing putih telah dipelajari kesesuaiannya dalam aplikasi luar angkasa karena menghasilkan lapisan oksida dengan nilai serapan matahari yang rendah. Dalam jenis anodizing, larutan terdiri dari natrium molibdat, gliserol, asam laktat dan asam sulfat. Ketebalan film yang optimal dan konsistensi warna optik dicapai dengan mempelajari dampak formulasi alternatif larutan rendaman, tegangan DC, rapat arus, suhu rendaman, dan durasi anodisasi.
Ketika paduan mengandung silikon, lapisan yang dihasilkan lebih tahan aus dan korosi, meskipun memiliki karakteristik warna abu-abu dan buram. Jenis anodizing ini tidak digunakan untuk dekorasi, melainkan untuk bagian yang tidak terlihat.
Anodisasi titanium dilakukan dalam rendaman asam sulfat encer sambil menerapkan nilai tegangan DC yang tetap. Pengaruh variabel proses seperti durasi proses, formulasi larutan asam, suhu rendaman dan rapat arus pada ketebalan film oksida anodik dan sifat warna telah dipelajari untuk mengoptimalkan proses anodisasi titanium. (Bacaan terkait:5 Hal yang Perlu Diketahui dan Dipahami Tentang Korosi Titanium.)
Anodisasi adalah salah satu metode pembentukan film oksida anodik berstruktur nano pada permukaan paduan titanium yang digunakan untuk aplikasi implan biomedis. Dalam proses ini, penyesuaian halus ketebalan lapisan oksida dan karakteristik lain seperti topografi pori-pori yang membentuk lapisan dimungkinkan.
Implan ortopedi berbasis paduan titanium diberi kode warna melalui anodisasi dalam larutan asam sulfat. Satu studi menunjukkan bahwa jika implan berkode warna dianodisasi lagi dalam larutan asam fluorida, implan berpotensi memfasilitasi peningkatan pertumbuhan tulang pada pasien.
Pengkodean warna standar anodized untuk implan dan perangkat yang digunakan dalam aplikasi gigi, ortopedi, dan lainnya memfasilitasi pengenalan cepat, perakitan komponen yang akurat dan cepat, serta memudahkan prosedur medis. Keuntungan ini berlaku untuk perakitan komponen paduan titanium anodized (kode warna) yang juga digunakan untuk aplikasi luar angkasa.
Anodisasi magnesium dilakukan dalam elektrolit yang kaya alkali. Formulasi rendaman memastikan bahwa film yang terbentuk di permukaan memiliki ketahanan korosi yang tinggi, ketahanan terhadap air asin, ketahanan aus, dan hasil akhir yang estetis.
Pembentukan film oksida anodik magnesium secara langsung dipengaruhi oleh tegangan. Anodisasi magnesium pada tegangan rendah tidak memungkinkan film oksida dengan perlindungan korosi yang memadai, sehingga diperlukan tegangan DC yang lebih tinggi. Proses anodisasi baru telah mengadopsi energi pelepasan percikan untuk menghasilkan film oksida keramik tahan aus pada substrat magnesium. (Pelapis keramik dibahas dalam artikel 5 Aplikasi Teratas untuk Pelapis Keramik.)
Selama proses anodizing, tegangan DC diterapkan antara benda kerja logam (misalnya, aluminium) dan katoda logam (sering seng digunakan sebagai katoda). Partikel air dari larutan asam terurai di dekat anoda, menghasilkan oksigen yang dikumpulkan di anoda. Oksigen yang kaya bereaksi dengan aluminium untuk menghasilkan aluminium oksida (Al2 O3 ).
2Al + 3H2 O Al2 O3 + 6H + + 6e -
Lapisan tipis aluminium oksida dengan cepat terbentuk pada substrat dan lapisan oksida yang lebih tebal dari struktur berpori terbentuk pada kecepatan yang lebih lambat. Pada permukaan aluminium lapisan tipis oksida anodik mungkin sudah ada, tetapi lapisan tipis ini rentan terhadap kerusakan dan tidak dapat memastikan ketahanan korosi dan abrasi yang kuat.
Anodisasi meningkatkan ketebalan dan karakteristik lain dari film oksida anodik sesuai dengan persyaratan. Parameter film oksida anodik ini dapat disesuaikan dengan kondisi layanan tertentu (seperti yang ditemukan di industri kimia atau di dekat daerah pesisir). Kapanpun porositas film oksida tidak dapat diterima, film tidak berpori dapat dibuat dengan anodizing dalam rendaman netral non-asam.
Pretreatment sebelum anodizing termasuk pembersihan menyeluruh dan etsa. Karena benda kerja mungkin diterima dalam kondisi kotor, pembersihan yang tepat diperlukan. Etsa dapat dilakukan dalam larutan natrium hidroksida. Permukaan yang tergores dengan benar tidak akan memperlihatkan cacat permukaan seperti goresan setelah anodisasi.
Dalam kasus magnesium, anodisasi sering digunakan sebagai persiapan untuk proses pewarnaan atau pengecatan berikutnya. Seringkali pewarna digunakan untuk mewarnai permukaan anodized dan lapisan polytetrafluoroethylene (PTFE) digunakan untuk meningkatkan ketahanan aus dan mengurangi gesekan. Pewarnaan digunakan untuk memfasilitasi identifikasi yang meyakinkan serta meningkatkan estetika.
Proses penyegelan berikutnya menyumbat pori-pori, sehingga berkontribusi pada stabilitas film oksida anodik sehingga dapat menahan keausan serta korosi yang terkait dengan percikan air asin dan lingkungan laut dalam.
Namun, dalam kasus anodisasi titanium, tidak ada proses pewarnaan terpisah karena penyelesaian warna dicapai dengan menyetel parameter proses anodisasi secara langsung.
Untuk anodisasi aluminium, benda kerja dibersihkan dan digores sebelum ditempatkan dalam larutan asam dalam tangki anodisasi. Ini terhubung sebagai anoda dan terminal negatif terhubung ke pelat katoda (atau batang) di sirkuit listrik. Aliran arus dalam rangkaian menyebabkan substrat aluminium bereaksi dengan oksigen yang dilepaskan dari air untuk menghasilkan aluminium oksida, yang melekat kuat pada substrat. Pori-pori aluminium oksida anodik terbentuk jauh di dalam permukaan, menciptakan film penghalang kuat yang melindungi permukaan dari lingkungan korosif. Selama tegangan diterapkan di terminal sirkuit, oksigen terus menembus dan mengoksidasi aluminium, sehingga menciptakan film penghalang yang lebih tebal dan lebih kuat. Setelah ketebalan film yang dirancang tercapai, daya dimatikan.
Jika pewarnaan diperlukan, pewarna disiapkan dalam wadah terpisah, dan benda kerja yang dianodisasi ditempatkan di wadah setelah pembilasan air. Setelah pewarnaan, benda kerja yang dianodisasi dan diwarnai ditempatkan dalam air panas untuk disegel. Proses penyegelan menambah kemilau metalik dan daya tahan pewarnaan estetika. Saat permukaan tergores, sinar cahaya yang jatuh pada permukaan berwarna dipantulkan sebagian oleh pori-pori yang tidak berwarna dan sebagian oleh pori-pori berwarna, sehingga mempertahankan kilau logam yang tahan lama dari pewarna yang digunakan. Inilah sebabnya mengapa aluminium anodized sangat populer untuk aplikasi dekoratif.
Titanium anodized digunakan dalam perangkat medis dan aplikasi luar angkasa. Keuntungan dari anodizing logam ini adalah tidak akan mengubah sifat mekanik dari logam curah. Anodisasi memudahkan identifikasi suku cadang dan komponen selama perakitan dan penggunaan selanjutnya juga.
Aluminium anodized cocok untuk aplikasi di dekat lingkungan laut, untuk bingkai jendela dan fasia bangunan besar dan kompleks komersial. Untuk tujuan dekoratif dan estetika film oksida harus transparan dan tidak keabu-abuan. Suhu bak mandi harus dikontrol di mana pun lapisan dekoratif diinginkan.
Logam anodized juga digunakan untuk:
Daya DC yang dibutuhkan untuk proses anodizing disuplai melalui rectifier. Bertahun-tahun yang lalu, set motor-generator (set MG) digunakan untuk mengubah daya AC menjadi DC. Tegangan yang dibutuhkan dapat bervariasi dari 24 hingga 70 volt DC. Peralatan listrik modern mampu memasok arus berdenyut, yang diperlukan untuk menghasilkan film anodik dengan ketahanan korosi yang lebih tinggi. Salah satu produsen mengklaim bahwa arus berdenyut (dengan kontrol berbasis mikroprosesor) meningkatkan laju produksi dengan kepadatan arus yang lebih tinggi sekaligus menjaga suhu permukaan tetap rendah, sehingga mengurangi beban pada persyaratan pendinginan.
Peralatan pengatur suhu memerlukan sistem refrigerasi karena proses anodizing menghasilkan energi panas (reaksi elektrokimia eksotermik) yang harus diserap tanpa menyebabkan suhu bath naik.
Elektrolit diaduk dengan sistem hembusan udara sehingga seluruh bak mandi memiliki suhu yang seragam. Peralatan ekstraksi yang dipasang pada tangki anodizing menghilangkan hidrogen dan kabut asam yang terus menerus diproduksi di dekat katoda.
Tangki anodisasi dapat digunakan sebagai katoda jika dilapisi dengan timah. Paling sering, katoda terpisah diposisikan sepanjang tangki karena mengontrol rasio area anoda terhadap area katoda sangat penting dalam beberapa jenis anodisasi. Untuk rendaman asam sulfat, katoda aluminium memiliki keunggulan dibandingkan elektroda timbal. Tangki yang terbuat dari baja dan dilapisi dengan karet neoprene atau polimer tahan asam biasanya lebih disukai untuk aplikasi ini.
Sementara prosedur anodisasi kimia sama di semua aplikasi, proses mekanisnya berbeda tergantung pada jenis fisik dan bentuk logam yang digunakan:
Batch anodizing memerlukan merendam bagian racking dalam serangkaian tangki perawatan. Batch objek anodized termasuk ekstrusi, lembaran atau potongan logam bengkok, coran, peralatan masak, kasus kosmetik, badan senter, dan bagian aluminium mesin, untuk beberapa nama.
Anodisasi koil kontinu melibatkan pelepasan koil pra-gulungan secara terus-menerus dan melewatkannya melalui urutan tangki anodisasi, etsa, dan pembersihan sebelum menggulungnya kembali untuk pengiriman dan fabrikasi. Teknologi ini digunakan untuk membuat perlengkapan pencahayaan, reflektor, kisi-kisi, batang pengatur jarak untuk kaca berinsulasi, dan sistem atap kontinu dari lembaran volume tinggi, foil, dan barang-barang berbentuk tidak terlalu parah.
Anodisasi adalah proses finishing logam di mana benda kerja logam dihubungkan sebagai anoda dan direndam dalam elektrolit larutan kimia (asam) untuk membentuk film oksida anodik pada permukaannya. Film ini stabil, tahan terhadap abrasi dan korosi, dan juga berfungsi sebagai dasar untuk pewarnaan lebih lanjut yang diperlukan untuk tujuan identifikasi atau estetika.
Parameter film oksida dipengaruhi oleh variabel proses seperti tegangan DC yang diterapkan, durasi proses, kimia elektrolit dan suhu rendaman. Sementara komponen titanium anodized digunakan untuk implan ortopedi, bagian aluminium dan titanium anodized digunakan dalam aplikasi kedirgantaraan yang kritis. Selain itu, logam anodized digunakan untuk berbagai keperluan industri dan arsitektur karena elegan, tahan lama, dan tahan cuaca.
Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan
Dalam pembuatan produk, salah satu cita-cita proses terpenting untuk daya tahan dan estetika produk adalah proses anodisasi. Proses ini ideal untuk beberapa bahan, namun yang paling penting dan umum digunakan adalah aluminium. Sebagai pemula dalam permesinan, Anda mungkin tidak terbiasa dengan anodi
Saat ini, nilai mikrokontroler dalam sistem elektronik tidak dapat terlalu ditekankan. Seperti otak manusia bagi tubuh, begitu pula sirkuit terpadu ini mengontrol operasi perangkat. Tidak seperti yang lain, pinout ATMEGA8 adalah mikrokontroler yang memungkinkan transmisi data sinkron dan asinkron.
Bayangkan Anda hanya membutuhkan satu sel manufaktur yang dapat melakukan segalanya. Itulah yang dilakukan tim peneliti dengan RoboDK. Pikirkan tentang bagaimana Anda membuat suku cadang sekarang. Ada banyak langkah, bukan? Satu sel mengubah bahan mentah menjadi benda kerja yang dapat digunakan. Se
Dari awal situasi darurat yang disebabkan oleh penyebaran COVID-19 ini, kontribusi dan bantuan apa pun dari bidang apa pun akan menjadi sangat penting, kami mulai bekerja di berbagai bidang di mana kami yakin dapat mencapai kontribusi kecil kami dalam perjuangan untuk memerangi pandemi global ini.
