eloksal yapılar

ELOKSAL YAPILAR
1311110004 YASEMİN KENAR
1311110066 ALTAY ALİ ŞAHİN
ELOKSAL NEDİR?
Eloksal, alüminyum yüzey işlem dilimize
Almanca’dan girmiş bir terimdir (eloxal).
Uluslararası terminolojide “Anodic
Oxidation (Anodik Oksidasyon)” veya
“Anodising / Anodizing (Anodizasyon /
Anodize)” olarak tanımlanır. Eloksal,
alüminyum için çok özel bir yüzey
kaplamadır; 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. Kaliteli bir eloksal elde etmek için iş
parçasının metalurjik yapısının kaliteli olması gerektiği
unutulmamalıdır.
Eloksal kaplama (anodik oksidasyon , eloxal, anodize,
anodizasyon), 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 oksit-magnezyum 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(ANODİK OKSİDASYON)
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. Bununla beraber, parlak eloksal için alüminyumun
kimyasal bileşiminin çok önemli olduğu unutulmamalıdır. Alüminyum içinde
bulunan empüriteler, belli limitlerin altında bulunmalıdır. Özellikle,
AlMgSi0,5 (AA6063) alaşımında, Fe oranı %0,18′in altında bulunmalıdır.
(Tercihen Fe:%0,10-0,15). 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. İşparçalarının eloksal askılarına
sıkca irtibatlanmaları için sıcaklığa ve aside dayanıklı özel penseler ve Uklemp’ler geliştirilmiştir.
•
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.
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

İsminden de anlaşılacağı gibi anodik oksidasyon ve renklendirme için iki
ayrı banyo kullanılır.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.


ELOKSALLI ALÜMİNYUMUN
BAŞLICA KULLANIM ALANLARI
KAYNAKLAR
www.formal.com.tr
 tarantogalvano.com
