Дефекты анодированных алюминиевых профилей: кто виноват?

Процесс химической подготовки поверхности алюминиевых профилей перед операцией анодирования и сам процесс анодирования могут делать более явным состояние поверхности материала или его металлургической структуры. Производитель анодно-окисного покрытия (далее – анодного покрытия) часто не может контролировать должное качество получаемого металла. Дело в том, что качество анодного покрытия на алюминиевом изделии во многом зависит от качества процессов разливки слитков и технологии прессования. Вместе с тем, производитель анодного покрытия может контролировать условия перемещений и хранения алюминиевых изделий на собственном производстве и собственный технологический процесс анодирования. Если эти работы не выполняется должным образом, то могут возникать дефекты, за которые уже отвечает только производитель анодного покрытия.

Защитно-декоративные покрытия строительного алюминия

Применение алюминия как строительного материала расширяется год от года. Он применяется в строительстве в основном в виде листов и прессованных профилей. Ограниченное применение имеют также литые и кованые алюминиевые строительные компоненты. Часто по разным причинам на строительные алюминиевые изделия наносят защитные или защитно-декоративные покрытия. Этими причинами могут быть желание сохранить естественный металлический вид алюминия или сделать его похожим на смежные строительные материалы, металлы или пластики. Во многих случаях эти покрытия наносят, чтобы обеспечить алюминиевому изделию высокую коррозионную стойкость или высокую износостойкость. Основными методами нанесения таких покрытий на алюминий являются:

• анодирование;
• нанесение жидких красок;
• порошковое окрашивание.

Жидкие и порошковые краски покрывают алюминий непрозрачной пигментированной пленкой и поэтому скрывают металлический вид основного металла. Визуально, но не на ощупь, такое окрашенное алюминиевое изделие может почти ничем не отличаться от аналогичного деревянного или стального изделия.

Жидкое или порошковое окрашивание обеспечивает более широкий диапазон цветов, чем цветное анодирование. Однако по сравнению с органическими покрытиями анодное покрытие обладает на много более высокими характеристиками по адгезии к основе, износу и сопротивлению царапанью.

Анодирование создает на поверхности пористое покрытие и способно сохранять естественный металлический вид алюминия. При окрашивании анодно-окисного (анодного) покрытия эти поры заполняют различными органическими и неорганическими пигментами.

Особенности анодного покрытия

Анодное покрытие формируется в результате электрохимической реакции при превращении алюминия в оксид алюминия. В результате этой реакции на каждые два микрометра получаемой анодной окисной пленки съедается один микрон исходного металла. Анодная пленка является прозрачной и способ подготовки поверхности, которому подвергается профиль, может влиять на внешний вид готового анодированного профиля.

В отличие от анодирования, когда сам металл превращается в наружное покрытие, краска, жидкая или порошковая, накладывается на поверхность металла и не вступает с ним ни в какую в реакцию. Вместе с тем, перед нанесением краски поверхность алюминия обязательно подвергают химической подготовке для увеличения адгезии краски и повышения коррозионной стойкости окрашенного алюминиевого профиля.

Поверхностный слой алюминия непосредственно участвует в формировании анодной пленки. Любые неоднородности структуры металла могут влиять на внешний вид готового анодированного профиля. Химическая подготовка поверхности может, как сглаживать некоторые такие неоднородности поверхности, так и, напротив, делать их более видимыми. В этом смысле жидкое окрашивание и порошковое окрашивание алюминия более терпимы к поверхностным дефектам алюминиевых профилей, хотя и они не способны скрывать все поверхностные дефекты алюминиевых профилей.

Дефекты анодированного алюминия

Существуют более 100 различных видов дефектов анодирования алюминиевой продукции: прессованных профилей, катаных листов и литых деталей [1]. Дефекты различных видов алюминиевой продукции имеют много общего, но также имеют и свои особенности.

Ниже представлены основные дефекты анодированных алюминиевых профилей. Основное внимание уделяется дефектам анодирования, которые связаны с неоднородностью структуры алюминиевых профилей. Эта неоднородность может возникать на всех стадиях изготовления алюминиевых профилей.

Кроме того, рассматриваются только дефекты бесцветного анодирования. Цветное анодирование имеет свои специфические виды дефектов.

Дефекты анодированных профилей удобно подразделять на различные типы по следующим критериям [1, 2]:

• по внешнему виду;
• по этапам технологии, на которых они возникли или впервые проявили себя.

Классификация дефектов анодированных профилей по внешнему виду

По внешнему виду дефекты анодированных профилей подразделяются на следующие категории [1, 2]:

• Коррозионные дефекты
• Следы механической обработки поверхности профиля (шлифования, обработки щетками и т. п.)
• Полосчатость от неоднородности структуры металла профиля
• Неоднородность внешнего вида (не полосчатая).

Три виновника дефектов анодированных профилей

В изготовлении анодированных алюминиевых профилей принимают участие три производителя [2]:

• литейщик, который изготавливает исходные экструзионные слитки;
• прессовщик, который изготавливает из этих слитков прессованные алюминиевые профили;
• анодировщик, который формирует на этих профилях анодное покрытие.

Когда на готовых анодированных профилях обнаруживают дефекты, то часто возникают споры между этими тремя производителями в том, кто виноват в возникновении конкретного дефекта. Вопрос решается легче, если все трое исполнителей входят в одну компанию. Если же они принадлежат разным компаниям, то часто возникают серьезные разногласия о причинах возникновения дефектов.

Из-за особенностей формирования анодного покрытия для изготовления высококачественных анодированных профилей необходимо тесное и конструктивное сотрудничество все трех производителей:

• Производитель слитков (литейщик) должен обеспечивать однородность химического состава слитков и однородность литой структуры. Все это достигается правильной технологией литья слитков и их гомогенизации.
• Изготовитель профилей (прессовщик) должен обеспечивать однородную прессованную структуру профилей по их сечению и длине, правильную технологию термической технологии (охлаждение на прессе и старение), аккуратное перемещение профилей по линии пресса и их бережное транспортирование до линии анодирования.
• Анодировщик отвечает за качество хранения и производственных перемещений профилей, предназначенных для анодирования, качество механической и химической подготовки поверхности, самого процесса анодирования и наполнения пор, а также, при необходимости, окрашивания анодного покрытия алюминиевых профилей.

В большинстве случаев дефекты анодированной поверхности нельзя обнаружить пока изделие не выйдет из линии анодирования. К этому моменту уже потрачено много времени, усилий и средств на изготовление этого дефектного изделия.

Причины возникновения дефектов анодированных профилей

Основными причинами возникновения дефектов анодированных профилей являются следующие [1, 2]:

• Значительная неоднородность химического состава и структуры исходного слитка
• Значительная неоднородность течения металла через матрицу
• Нарушения заданного режима охлаждения профиля на прессе
• Нарушения в режиме старения профиля
• Механическая подготовка поверхности профилей
• Неполное обезжиривание профилей
• Неоднородность и равномерность травления поверхности профилей
• Промывки профилей после обработки в рабочих ваннах
• Нарушение технологии обработки профилей в ванне анодирования
• Недостаточное наполнение пор анодированного слоя
• Повреждения поверхности профилей при производственных операциях их перемещения, хранения и транспортирования на всех этапах изготовления