Властивості анодування
Твердість і зносостійкість
Тверде анодування алюмінію утворює на поверхні шар оксиду з вищою твердістю та зносостійкістю, ніж у натурального анодування. Ці трибологічні властивості роблять тверде анодування порівнянним із твердим хромом у багатьох випадках абразивного зношування та, як правило, кращим за хімічне нікелювання та сталь для поверхневого захисту алюмінієвих компонентів.
Поверхнева твердість
Твердість шару твердого анодування суттєво змінюється залежно від використаного алюмінієвого сплаву, оскільки покриття утворюється внаслідок перетворення основного матеріалу на оксид.
Мікротвердість вимірюють відповідно до ISO 4516 (метод Віккерса) із силою, що, як правило, відповідає 15–50 г (приблизно 0,15–0,49 Н); її обирають залежно від товщини та твердості шару.
Твердість залежно від сплаву – тверде анодування
Сплави серії 6000
Твердість: >400 HV
Сплави серії 6000 дають змогу отримати максимальну твердість при твердому анодуванні. Цей результат зумовлений особливо сприятливим складом Al-Mg-Si, який сприяє утворенню дуже щільного оксиду.
Сплави серії 5000 (з Mg >2%) і серії 7000
Твердість: >330 HV
Сплави з високим вмістом магнію (серія 5000 з Mg >2%) і сплави серії 7000 забезпечують високу твердість, хоча й нижчу, ніж у серії 6000. Ці сплави забезпечують добре формування оксиду, проте наявність легувальних елементів впливає на структуру покриття.
Сплави серії 2000
Твердість: >280 HV
Сплави з високим вмістом міді мають нижчу твердість порівняно з іншими серіями. Це пов’язано з тим, що високий вміст міді (>2%) обмежує утворення щільного оксиду, що призводить до менш однорідної структури. Проте характеристики можна покращити за допомогою обробки OX-W, яка оптимізує процес для цих конкретних сплавів.
Ливарні сплави
Твердість: >300 HV (для Cu <2%, Si <8%)
Ливарні сплави з відповідним складом можна анодувати з прийнятними результатами, хоча їхні характеристики, як правило, нижчі порівняно зі сплавами для пластичного деформування. Якість покриття певною мірою змінюється залежно від конкретного складу сплаву, тому потрібна оцінка в кожному окремому випадку.
Порівняльна таблиця твердості залежно від анодованого сплаву
| Сплав | Твердість HV | Примітки |
|---|---|---|
| Сплави 6000 та інші сплави для пластичного деформування, крім зазначених нижче | >400 HV | Максимальна твердість |
| Сплави 5000 (з Mg >2%) і серії 7000 | >330 HV | |
| Сплави 2000 | >280 HV | Рекомендується обробка OX-W |
| Ливарні сплави (Cu <2%, Si <8%) | >300 HV | |
| Інші ливарні сплави | - | Твердість не може бути визначена |
Щоб співвіднести значення HV з вимогами, вираженими в інших шкалах, скористайтеся конвертером твердості HV, HRC і HB. Інструмент дає змогу миттєво переглянути відповідності, наведені в таблиці ASTM E140.
Зносостійкість
Зносостійкість пов’язана з поверхневою твердістю, але залежить також від морфології та складу шару оксиду. Тому, незважаючи на те що твердість твердого анодування (400–450 HV) нижча за твердість твердого хрому (приблизно 1000 HV), показники стійкості до абразивного зношування у багатьох практичних застосуваннях часто виявляються порівнянними або кращими.
Стандартний метод оцінювання зносостійкості анодного шару — випробування Taber Abraser відповідно до ISO 10074, додаток B.3, та MIL-PRF-8625. Випробування проводять з абразивними колесами CS-17 і навантаженням 1 кг на колесо. Зразок піддають 10 000 циклам абразивного впливу, після чого вимірюють втрату маси.
Що менше значення результату випробування, то вища зносостійкість: менше значення свідчить про кращі показники, оскільки випробування кількісно оцінює втрату матеріалу внаслідок абразивного зношування.
Зносостійкість залежно від сплаву – тверде анодування
Сплави серії 6000
Втрата маси: <15 мг / 10 000 циклів
Сплави серії 6000 забезпечують максимальну стійкість до абразивного зношування завдяки дуже щільній структурі та високій твердості.
Сплави серії 5000 (Mg >2%) і 7000
Втрата маси: <25 мг / 10 000 циклів
Дуже добра зносостійкість, проміжна між серіями 6000 і 2000.
Сплави серії 2000
Втрата маси: <35 мг / 10 000 циклів
Сплави серії 2000 мають прийнятну зносостійкість, хоча й нижчу порівняно з іншими сплавами. Значного покращення можна досягти за допомогою обробки OX-W.
Порівняльна таблиця зносостійкості залежно від анодованого сплаву
| Сплав | Макс. втрата маси (ISO 10074) | Характеристики |
|---|---|---|
| Серія 6000 | 15 мг | ★★★★★ |
| Серія 5000 (Mg >2%) і 7000 | 25 мг | ★★★★☆ |
| Серія 2000 | 35 мг | ★★★☆☆ |
Висновки
Тверде анодування забезпечує чудове поєднання:
- Високої твердості (400–500 HV на сплавах серії 6000)
- Зносостійкості, яка часто порівнянна зі зносостійкістю твердого хрому
- Відмінної корозійної стійкості, яку можна додатково підвищити ущільненням пор
- Екологічності (процес без небезпечних речовин)
Ці характеристики роблять його оптимальним вибором для алюмінієвих компонентів точної механіки, що піддаються зношуванню в багатьох галузях промисловості.
Для отримання додаткової інформації щодо вибору найбільш відповідної обробки для Вашого застосування зверніться до розділу Покриття OX або зв’яжіться з технічною підтримкою Durox.