Обробка для ущільнення пор

Ущільнення пор (або sealing) — це операція після анодування, яка дає змогу закрити пори шару оксиду алюмінію, суттєво підвищуючи його корозійну стійкість і стабілізуючи властивості шару з часом.

Пориста структура оксидного шару

Як описано у вступному розділі, оксид алюмінію, утворений анодуванням у сірчаній кислоті, має стовпчасту стільникову структуру з комірками шестикутної форми та центральною порою, що простягається майже на всю глибину шару.

Ця пориста структура необхідна для забарвлення органічними барвниками та забезпечує рівномірне зростання шару під час процесу.

Проте пористість є також першим потенційним осередком корозії: агресивні речовини можуть проникати в пори та через деградацію або дефекти тонкого бар’єрного шару в основі сприяти ураженню матеріалу під ним.

Гаряче ущільнення пор

Гаряче ущільнення пор — найпоширеніша й найефективніша операція для закриття пор анодного шару. Вона полягає в зануренні анодованої деталі в деіонізовану воду за температури близько 95 °C протягом відповідного часу.

Занурення в гарячу воду спричиняє гідратацію шару оксиду алюмінію. Під час цього процесу оксид алюмінію (Al₂O₃) поглинає молекули води та перетворюється на оксигідроксид алюмінію (беміт, AlO(OH)). Оскільки беміт має більший об’єм порівняно з вихідним оксидом, об’ємне розширення, що виникає внаслідок цього, закупорює пори, роблячи структуру щільнішою та менш проникною.

Переваги

• Максимально досяжна корозійна стійкість (можливо понад 1000 год у соляному тумані)
• Екологічно безпечний процес: використовується лише вода, без небезпечних хімічних речовин
• Високий ступінь закупорювання пор
• Стабілізація барвників у разі забарвлення
• Зменшує вбирання вологи шаром
• Покращує хімічну стійкість

Недоліки

• Можливе зниження зносостійкості поверхні через хімічну зміну шару оксиду алюмінію.

Вплив на корозійну стійкість

Гаряче ущільнення пор суттєво підвищує корозійну стійкість. Хоча анодування саме по собі забезпечує добру корозійну стійкість, гаряче ущільнення пор додатково її підвищує завдяки закупорюванню пор. За оптимізованого процесу можна досягти корозійної стійкості понад 1000 год у нейтральному соляному тумані.

Коли ущільнення пор необхідне

Ущільнення пор стає необхідним у різних ситуаціях. Зокрема, його рекомендують, коли потрібна максимальна корозійна стійкість в агресивних середовищах, коли компонент зазнаватиме впливу хімічних речовин (навіть неагресивних) або коли було виконано забарвлення, щоб стабілізувати барвники. Ущільнення пор також є обов’язковим для застосувань, що передбачають контакт із харчовими продуктами відповідно до стандарту EN 14392. Нарешті, його рекомендують, коли необхідно запобігти проникненню речовин у пори анодного шару, наприклад олив, які можуть проникати та залишати плями на поверхні.

Контакт із харчовими продуктами — EN 14392

Стандарт EN 14392 «Вимоги до анодованих виробів, призначених для контакту з харчовими продуктами» визначає, що для компонентів, призначених для контакту з харчовими продуктами, ущільнення пор є обов’язковим.

Стандарт EN 14392 встановлює, що використаний алюмінієвий сплав має відповідати EN 601 або EN 602, а після анодування обов’язково виконується ущільнення пор. Воно має проводитися гарячим способом у воді; використання ущільнення на основі солей нікелю не допускається.

Обов’язковість ущільнення пор для харчової промисловості зумовлена необхідністю обмежити міграцію алюмінію або інших елементів у продукт через пори, забезпечити стабільність покриття з часом, запобігти вбиранню речовин із продукту в пори та максимально підвищити хімічну стійкість до кислот або солей, що містяться в харчових продуктах.

Докладніше про відповідність вимогам для харчової промисловості див. розділ Контакт із харчовими продуктами.

Для детального аналізу стандартів, технічних вимог і найкращих практик анодування для контакту з харчовими продуктами див. докладну статтю Анодування та контакт із харчовими продуктами

Інші критичні застосування

Ущільнення пор також наполегливо рекомендується для:

• Компонентів у морському середовищі (максимальна корозія)
• Медичних і фармацевтичних застосувань
• Умов впливу хімічних речовин, навіть помірно агресивних
• Кольорового анодування (стабілізація барвників)
• Застосувань, де потрібна максимальна довговічність

Коли ущільнення пор не рекомендується

Ущільнення пор можна не виконувати, а в деяких випадках воно навіть не рекомендується, якщо:

• Середовище не є особливо агресивним, а необхідна корозійна стійкість помірна
• Пріоритетом є отримання поверхні з високою твердістю та зносостійкістю

Додаткову інформацію про ущільнення пор і визначення технічних специфікацій див. у розділі Позначення згідно з ISO/MIL або зверніться до технічної підтримки Durox.