Díky akvizici tradičních italských dodavatelů technologií anodické oxidace, Italtecno (v dubnu 2021) a Aluservice (v prosinci 2023), mohl SurTec rozšířit své tradiční portfolio povrchových úprav hliníku o specializované přípravky pro eloxování hliníku.
Existuje několik metod utěsnění eloxové vrstvy, z nichž nejběžnější jsou:
- Horká voda: Jedná se o nejjednodušší a nejčastěji používanou metodu, kdy se díly ponoří do horké vody, což vede k uzavření pórů.
- Studené utěsnění na bázi nikelnatých solí
- Studené utěsnění na bázi solí třívalentního chromu
- Organické utěsňovací prostředky, které umožňují lepší fixaci barviva ve vrstvě nebo zlepšení odolnosti povlaku vůči chemikáliím
- Kombinování jednotlivých postupů, nejprve se provede tzv. studené utěsnění, po kterém následuje utěsnění horké.
Obr. 1 – Povrch hliníku po anodizaci (snímek z mikroskopu a schématické znázornění)
Utěsnění horkou vodou a jeho modifikace
Utěsňování horkou vodou je nejčastější metodou, provádí se ponořením dílce do vroucí vody o teplotě 96–98°C. Doba ponoru je obvykle 3 minuty na každý 1 mikron eloxové vrstvy. Během ponoru dojde k hydrataci oxidu hlinitého, který zvětší objem oproti oxidu hlinitému a uzavře tak otevřené póry. Horké utěsnění je proces značně energeticky náročný a zdlouhavý, navíc je relativně citlivý na čistotu lázně. Může docházet i k vymývání barviva z povrchu a i mírná kontaminace může způsobit tvorbu fleků na povlaku. Horké utěsnění lze ale i modifikovat, vhodným přípravkem je například SurTec 348, který umožňuje lepší smáčivost dílů při utěsňování a urychlení chemické reakce.
Utěsnění na bázi nikelnatých solí – značné energetické úspory
Utěsňování pomocí nikelnatých solí je jednou z „tradičních“ technologií chemického utěsnění. Lze jí provozovat buď jako horké (tj. při teplotách kolem 85 °C) anebo jako studené (tj. při teplotách 25–30°C). Horké provedení má výhodu ve značném zkrácení doby utěsňování: utěsňování se provádí 1 minutu na každý mikron povlaku (oproti 3 minutám v případě utěsnění horkou demi vodou), dochází k lepší fixaci barev a jejich nižšímu vymývání. Nevýhodou je samotné použití solí niklu, které jsou environmentálně problematické, a mohou způsobovat efekt tzv. zelené kapky na dílu.
Naproti tomu studené utěsnění je energeticky skutečně nenáročné, nicméně vyvstává nutnost likvidovat kromě solí niklu i fluoridy v odpadních vodách. Doba utěsňování je taktéž zkrácená (cca 1 minuta na každý mikron vrstvy) a existuje zde problém se zelenou kapkou. Drobnou nevýhodou, která ovšem plyne z energetické úspory, je nutnost delšího sušení dílů.
Obr. 2 – Povrch hliníku před (vlevo) a po (vpravo) chemickém utěsnění
Utěsnění na bázi třívalentního chromu – maximální korozní ochrana a optimální přilnavost
Dalším chemickým utěsňovacím přípravkem, který pracuje za studena (tj. 25–35°C) je SurTec 650. Jedná se o dobře známý přípravek pro pasivaci hliníku bez Cr6+, který je průmyslovým standardem pro vysokou korozní ochranu povrchu hliníku, případně pro vytvoření adhezívního povlaku pro následné lakování nebo lepení. Stejný přípravek lze využít i pro utěsnění eloxové vrstvy. Výhodou je velice krátká doba aplikace, cca 3–5 minut. Pro vytvoření povlaku, až o extrémní korozní odolnosti překračující 2000 hodin v testu neutrální solnou mlhou (dle ISO 9227), je možné utěsnění SurTec 650 kombinovat s horkým utěsněním. Velkou výhodou tohoto řešení je i získání adhezní vrstvy, která umožňuje například lakování povrchu dílce i po delší době od provedení eloxování. To je výborné řešení například pro automotive aplikace (brzdové systémy). Likvidace odpadních vod je také velice jednoduchá, díky absenci komplexantů anebo jiných toxických prvků, stačí pouhá neutralizace oplachových vod.
Obr. 3 – Porovnání vzhledu eloxovaného dílu s černým vybarvením po vystavení alkalickému médiu: Vlevo panel se standardním horkým utěsněním, uprostřed s kombinací studeného a horkého utěsnění a vpravo po utěsnění v SurTec 345 Hardwall (dřívější název Superseal 2S).
Utěsnění pro zvýšení odolnosti vůči vysokému pH
Pro některé technické aplikace může být limitující nízká odolnost hliníku vůči nízkému anebo vysokému pH. Typickou aplikací jsou střešní nosiče (hagusy) na automobilech, které jsou napadány čistícími prostředky například při umývání vozidla. Obecně eloxovaný hliník odolává působení kapalin o alkalickém pH do cca 12. Pro rozšíření tohoto rozsahu je určeno utěsnění SurTec 345 Hardwall, které umožňuje ochránit anodizovaný hliník v rozsahu hodnot pH 1 – 13,5. Přípravek se používá vždy v kombinaci s předchozím utěsněním na bázi niklu nebo třívalentním chromu. Utěsnění SurTec 345 se aplikuje za tepla od 65 °C, nicméně pro maximální ochranu doporučujeme pracovat při teplotách kolem 80-85°C. Doba aplikace je podobná horkému utěsnění, optimální je doba ponoru kolem 30 minut.
Zvýšení odolnosti vůči vymývání organických barev
Barevný elox je díky atraktivnímu vzhledu, široké paletě barevných variant a odolnosti vůči poškrábání velice oblíbenou povrchovou úpravou pro spotřební zboží, součásti dopravních prostředků i architekturu. Při ponorném vybarvování se využívá absorpce barviv do pórů vzniklých při anodizaci. Barvivo se následně v pórech při utěsnění zafixuje. Nicméně barviva se při utěsňování z pórů vymývají, což vede nejenom ke snižování sytosti barvy, ale zároveň to zvyšuje náklady. To lze prakticky eliminovat použitím fixačního přípravku SurTec MS 34/22. Provádí se krátkým ponorem po prvotním oplachu po vybarvení. Následně se provede standardní utěsnění (horké, studené).
Zlepšení odolnosti barevného eloxu vůči UV záření
Barviva pro eloxové povlaky jsou nejčastěji organické sloučeniny, které mohou být degradovány působením UV záření. Dochází tak k blednutí barevných odstínů, což snižuje estetické vlastnosti výrobku. Pro zlepšení UV lze modifikovat závěrečné horké utěsnění přídavkem přísady SurTec MS 14/23. Díky tomu se dosahuje vynikající stálosti barvy dílce.
Závěr:
Eloxování je osvědčenou, relativně jednoduchou a zavedenou technologií povrchové úpravy hliníku. Moderní utěsňovací přípravky umožňují nejen dále vylepšit vlastnosti povrchové úpravy, prodloužit životnost dílců, ale i výrazně zlepšit ekonomiku provozu, snížit energetickou náročnost a uhlíkovou stopu technologie povrchové úpravy.