ELOKSAL YAPILAR

ELOKSAL
KAPLAMA
ALİ SERCENK GÖBEL
1311140046
BUSE MOTER
1311130100
MEHMET KÜÇÜKLÜOĞLU
1311140005
ELOKSAL NEDİR?
Eloksal, alüminyum yüzey işlem dilimize
Almanca’dan girmiş bir terimdir (eloxal).
Uluslararası terminolojide “Anodic Oxidation
(Anodik Oksidasyon)” olarak tanımlanır. Eloksal
kaplama, alüminyuma özel bir kaplama çeşitidir.
Alüminyum bilindiği üzere dayanıklı bir
metaldir. Fakat çeşitli korozif ortamlarda
alüminyumun direnci yeterli değildir. Bu nedenle
alüminyumun eloksal kaplanması gerekmektedir.
Elektrokimyasal bir proses ile yapılır. Kullanılan
elektrolit, genelde asidik bir çözeltidir.
Kaplanacak alüminyum elektroliz işleminin
“anot”udur. Belirli ve kontrol edilen bir akım
(genellikle doğru akım DA) yoğunluğu, kaplanacak
alüminyum (iş parçası) ile uygun bir katot arasında,
yine belirli bir süre için geçirilir. Bu süre, oluşacak
eloksal tabakasının özellik ve kalınlığına göre
belirlenir. Proses sırasında ısı ortaya çıkar ve
elektrolitin sıcaklığını sabit tutmak için bu ısının
işlem ortamından alınması (elektrolitin
soğutulması) gerekir.
Eloksal kaplama, alüminyum ürünlere uygulanan en
önemli yüzey işlemlerinden birisidir.
Eloksal işlemi, yetmiş yıldan beri gerek dekoratif, gerekse
endüstriyel uygulamalar için kullanılmaktadır.
Mimari uygulamalar için eloksal tabakasının
“renk”lendirilmesi amacı ile birçok çalışmalar yapılmış
ve prosesler geliştirilmiştir. Bu proseslerin çoğu, eloksal
tabakasının gözenekli (poroz) yapısının, renk verici
pigmentleri barındırması esasına dayanmaktadır.
PROFİLLERE ANODİK OKSİDASYON
ÖNCESİ YAPILAN İŞLEMLER
Anodik oksit tabakası saydam olduğundan, profil
yüzeyini gösterir. Yüzeyin mat veya parlak olması
isteniyor ise anodik oksidasyon öncesi bu işlemler
yapılmalıdır.

PARLATMA(POLİSAJ) İŞLEMİ
Profillerin yüzeyinin parlatılması için özel bezlerden
imal edilen fırçalar yüzeye özel cilası ile tatbik edilerek
parlatma yapılır. Eğer yüzeyde aşırı çizgi varsa,
parlatma fırçaları bunları temizleyemediğinden
parlatma öncesi sisal fırça veya bant zımpara işlemi ile
çizgiler giderilir, parlatma yapılır.
 ZIMPARALAMA İŞLEMİ(KEÇELEME İŞLEMİ)
Zımparalama işleminin iki amacı olabilir:
 Parlatma öncesi yüzeyde olan çizgileri gidermek
 Değişik tip zımparalar kullanılarak, yüzeye özel desenli çizgiler
yerleştirmek
 SATİNAJ İŞLEMİ
Mat görünümü fiziksel metot ile vermek için yüzeyi özellikle
çok sayıda çizgi ile donatmakta kullanılır. Paslanmaz çelik telli
daire fırçalar ile yapıldığı gibi Scotchbrush olarak tanınan özel
daire fırçalar ile de tatbik edilebilir.
ANODİK OKSİDASYON İŞLEMİ
• YAĞ ALMA
Genellikle, yağ alma eriyikleri, su esaslı eriyikler olup,
karbonat, fosfat, ıslatıcı ajan ve bazen de bir kompleks yapıcı
içeren bazik eriyiklerdir. Alternatif olarak, sülfürik veya
fosforik asit ve bazı ilave kimyasallar içeren asidik bir eriyik
de olabilir. Su esaslı yağ alma banyoları 70 ila 90 ° C
arasında çalışırlar. Oda sıcaklığında çalışan, bazı
hidrokarbon eriticiler içeren organik esaslı yağ alıcılar,
özellikle mekanik yöntemle parlatılmış yüzeylerdeki polisaj
cilasını temizlemekte yetersiz kalırlar. Ayrıca, atık su içinde
bulunacak hidrokarbonlar nedeniyle de tercih edilmezler.
Buharla yağ alma (vapour degreasing), özellikle küçük
parçaların yüzeyinde kalabilecek polisaj cilasının temizliği
için kullanılabilir. Bununla beraber, çevre sorunları
nedeniyle (çevreye zararlı uçucu hidrokarbonlar
içerdiklerinden) yerlerini su esaslı eriyiklere
bırakmaktadırlar.
Mimari uygulamalarda en yaygın kullanılan alüminyum
alaşımı olan 6060/6063/AlMgSi0,5 malzemelerin yağ alma
işleminde dikkat edilecek husus, yağ alma sırasında
yüzeyin dağlanmamasıdır (matlaşmamasıdır). Bunun için,
alkali etkisi olmayan bir yağ alma eriyiği veya asit esaslı bir
yağ alma eriyiği kullanılmalıdır. Yüzeyi aşındırabilecek
kadar kuvvetli bir alkali derecesine sahip olan yağ alma
banyolarında, yüzeyde bulunan alüminyum oksitmagnezyum oksit tabakasının düzensiz çözünmesi
nedeniyle, yüzeyde göz hoş gelmeyen lekeler (white-etch
bloom) oluşabilir.
• KOSTİKLEME(ELOKSAL TEMİZLEME)
Alüminyum yüzeyinin matlaştırılması için genelde sud-kostik
içeren eriyikler kullanılır ve bu işleme “kostikleme” denir.
Kostik banyosu, 60° C civarında çalışır. Reaksiyon sonucunda,
yüzey alanının her metrekaresinden 80-120 gr alüminyum
çözünerek eriyiğe geçer. Eriyiğe geçen alüminyum denge
konsantrasyonunu aştığında, banyo dibine çökelir.
Kostik banyolarında, alüminyum konsantrasyonu önemlidir ve
kontrol edilmelidir. Eriyik içindeki serbest sodyum hidroksitin
alüminyuma oranı, banyo dibinde çökelti oluşmaması yönünden
büyük önem taşır. Yüzeyde, “galvaniz” etkisinin görünmemesi
için, matlaştırma banyosunun çinko konsantrasyonu da
gözaltında tutulmalıdır.
Ayrıca, yeni geliştirilen bir teknikle, paslanmaz çelik mini
bilyaların “kumlama” işlemiyle özel bir makina tarafından
aluminyum yüzeyine püskürtülmesiyle mat yüzey elde
edilmektedir.
Kostikleme ile elde edilen mat yüzeyde görülebilen “yapısal
çizgiler” (structural streaking) ve “galvaniz görüntüsü” gibi
dağlama kusurları kumlama yöntemiyle elde edilen mat yüzeyde
görülmez. Bu nedenle günümüzde kumlama yöntemi daha çok
tercih edilmektedir.
• NÖTRALİZASYON
Eloksal da Kostikle yapılan matlaştırma veya kimyasal
parlatma işlemleri sonucunda, alüminyum yüzeyinde bir
çamur tabakası (reaksiyon ürünü) oluşur. Bunun
temizlenmesi için, asidik bir banyo kullanılır. Bu amaçla en
yaygın kullanılan banyo, oda sıcaklığında çalışan ve
hacimsel olarak %30-50 konsantrasyonda nitrik asit içeren
banyodur.
6063 alaşımının kostikle matlaştırılmasından sonraki yüzey
temizliği için, sülfürik asit içeren atık eloksal eriyiği de
kullanılabilir. Bu eriyiğe, düşük konsantrasyonda bir
oksitleyici asit veya bileşik ilave edilmesi, alüminyum
yüzeyinde korozyon oluşmaması için tavsiye edilir.
• ELOKSAL KAPLAMA
Alüminyum mimari ve dekoratif eloksal işleminde sülfürik asit
elektroliti kullanılır. Tipik bir eloksal banyosunda, 160/170 g/l H2SO4
bulunur ve 18/20 C arasında 1,5 A/dm2 doğru akım uygulanır.
Banyonun konsantrasyonuna, sıcaklığına ve alüminyum bileşimine
bağlı olarak voltaj 17-19V arasında değişir. Tabak oluşma hızı,
dakikada 0,5 mikrondur. Mimari uygulamalarda, istenen eloksal
tabakası kalınlığı, bina dışında 20-25 mikron, bina içinde 10-15
mikrondur.
Eloksal tabakası oluşurken, elektrolite alüminyum geçer. Tipik olarak,
alüminyumun elektrolitte erime hızı 0,6g/mikron/m2′dir. Eloksal
banyosunda bulunan alüminyum miktarı 5-15g/l arasında bulunmalıdır.
Daha yüksek konsantrasyonlarda eloksal işlemi için gerekli voltaj
yükselerek enerji sarfiyatının artmasına ve banyonun ısınmasına neden
olur. Daha düşük değerlerde de elektrolitin iletkenlik değeri azalır.
Yüksek Al(+3) değeri, parlak eloksal eldesini de zorlaştırır.
Eloksal banyosundaki Al(+3) miktarının kontrolü, banyodan
dışarı elektrolit alınarak temiz elektrolit verilmesi ile
yapılabilirse de, bu işlem iyi sonuç vermez. Daha hassas
kontrol için, iyon değiştirici veya ozmoz metodu ile çalışan
asit temizleme üniteleri kullanılır.
Parlak eloksal ise daha yüksek konsantrasyon ve
sıcaklıklarda yapılır. Akım yoğunluğu ise daha düşük seçilir.
Tipik bir parlak eloksal, 175-185 g/l H2SO4, 22-25 C, 1,0
A/dm2, 15V şartlarında yapılır. Bu sayede daha şeffaf tabaka
elde edilir. Alüminyum içinde bulunan empüriteler, belli
limitlerin altında bulunmalıdır. Eloksal kalınlığı arttıkça,
parlak görünüm azalır. Tabaka kalınlığı, kullanma yerine
göre seçilmelidir. Bir otomobil farı 3 mikron, otomobil yan
çıtaları 7-10 mikron eloksal kaplanır.
Genel olarak eloksal işleminde ürün üzerinde oluşan
eloksal tabakasının homojen kalınlıkta olması için iş
parçasının eloksal askılarına bağlanmasında özellikle
dikkat edilmelidir. Alüminyum iş parçaları
alüminyum veya titanyum askılara sıkıca
irtibatlanması ile iş parçaları ile askılar arasındaki
elektriksel kontağın işlemin başından sonuna kadar
mükemmel olması hedeflenir. Böylece eloksal
kaplamasının oluşması için gereken elektrik akımı, iş
parçasının her yanında düzgün dağılarak her yerde
düzgün kalınlıkta eloksal tabakası oluşmasını sağlar.
İş parçalarının eloksal askılarına sıkca irtibatlanmaları
için sıcaklığa ve aside dayanıklı özel penseler ve Uklempler geliştirilmiştir.
ELOKSALLI ALÜMİNYUM
RENKLENDİRİLMESİ
• TEK ETAPLI RENKLENDİRME
Eloksal banyosu aynı zamanda renklendirme banyosu
işini görür.Bu banyonun elektroliti, normal eloksal
banyosuna göre değişiktir ve ayrıca daha yüksek voltajda
çalıştırıldığından daha çok enerji sarfeder.Ayrıca, elde
edilebilen renk profilin alaşımına bağlı olduğundan kısıtlı
şartlar altında çalışır.Tüm bu nedenler ile firmalar iki
etaplı renklendirme yöntemine geçiş yapmaktadır.
• İKİ ETAPLI RENKLENDİRME
Profilin önce anodik oksidasyon yapılması şarttır. Daha
sonra profil yıkanır ve renklendirme banyosuna girerek
istenen renk tatbik edilir. Bu yöntemle renklendirme 2 ye
ayrılır:
 DALDIRMA İLE BOYAMA
Bu yöntem ile boyamada renk verici pigmentler
eloksal tabakasının gözenekleri arasına emilir ve
tabakanın üstünden bir miktar altına kadar tabakaya
nüfuz ederler.
 ELEKTROLİTİK RENKLENDİRME
Profil banyoya konur ve profil ile eloktrotlar arasından
alternatif akım geçirilir. Çözelti içindeki metal iyonları
harekete geçerek eloksal tabakasına nüfuz ederler. Bu
yöntemde absorbsiyon yerine elektriksel güç
kullanıldığından renk verici pigmentler tabakanın en derin
sınırına, profil yüzeyi ile eloksal tabakası ara sınırına
kadar inerler. Böylece elektrolitik yöntem ile elde edilen
renkler daldırma yöntemi ile elde edilen renklere oranla
fiziksel veya kimyasal etkilere karşı çok daha
dayanıklıdır.
Eloksal tabaksının Integral ve 2-Etaplı
Elektrolitik Renklendirilmesinde kesit şemaları:
(a): Integral , (b): 2-etaplı elektrolitik
renklendirme
• TESPİT İŞLEMİ(SEALİNG)
Profiller, pH değeri ayarlanmış kaynar su banyosunda veya özel bir
kimyasal bileşim içeren özel bir emprenye banyosunda belirli bir süre
bekletilir.Bu şekilde eloksal tabakasının gözenekleri hacmen büyür ve
gerek fiziksel gerekse de kimyasal etkilere karşı dayanıklılığı artar.