Hård anodisering, även känd som hardcoating eller typ III anodisering, är en process som används för att skapa en slitstark, korrosionsbeständig beläggning på en mängd olika metaller. Anodisering kan delas upp i två breda underkategorier: dekorativ och hård anodisering. De största skillnaderna mellan de två är hur tjock och hållbar beläggningen är och den exakta processen som används för att skapa den.
Anodiseringsprocessen
Att anodisera en metalldel innebär att den placeras i en vätska som är elektriskt ledande, vanligtvis en sur lösning, som kallas en elektrolyt. Kretsar har en positiv elektrod (katod) där elektroner kommer in och en negativ (anod) där de lämnar; vid anodisering blir metalldelen den negativa elektroden. När en elektrisk ström passerar genom lösningen orsakar verkan av elektronerna som lämnar kretsen genom metalldelen att en seg, korrosionsbeständig beläggning av oxidation byggs upp. Beläggningen kan antingen lämnas som den är efter denna behandling eller förstärkas ytterligare med dekorativa färgämnen och andra prestandaförbättrande tillsatser.
Processen att tillverka hårdanodiserade delar skiljer sig från dekorativa beläggningar på flera sätt. Den använder elektriska strömmar som i allmänhet är högre och elektrolytlösningar som är något svagare. Temperaturen på elektrolytlösningen är också lägre vilket möjliggör mindre förvrängning av precisionsdelar och bättre vidhäftning av beläggningen. Generellt sett anses anodiseringsprocessen också vara relativt miljövänlig och biprodukterna är återvinningsbara.
Typer av beläggningar
Hårda anodiserade beläggningar appliceras vanligtvis på tunga industridelar avsedda att användas i aggressiva eller starkt korrosiva applikationer. Dessa beläggningar är vanligtvis mycket tjockare och hårdare än dekorativa och ger vanligtvis delarna en hållbarhet som närmar sig den för hårdbehandlat eller härdat stål. De penetrerar också och täcker ytimperfektioner som sprickor bättre.
I allmänhet har hårdanodiserade delar beläggningar som överstiger 10 μm (0.01 mm eller 0.0004 tum) med typiska beläggningar som överstiger 25 μm (0.025 mm eller 0.001 tum). Dekorativ anodisering har vanligtvis beläggningar på mindre än 10 μm och, även om den är hållbar, har den inte samma exceptionella slitegenskaper som hård anodisering. Dekorativa eller arkitektoniska behandlingar finns vanligtvis på konsumentartiklar som hushållsredskap, höljen för elektroniska enheter och prydnadsföremål.
Hårdbelagda föremål har vanligtvis en mörkgrå, matt yta, även om detta kan variera beroende på vilken metall föremålet är tillverkat av och elektrolytlösningens sammansättning. Denna metod kan också ge en svart finish såväl som olika nyanser av brons. Dekorativ anodisering ger vanligtvis en ljusare nyans och kan göras matt eller glänsande. Båda typerna tar vanligtvis färg väl.
Fördelar
En av de främsta anledningarna till att anodisera metall är att göra den mer motståndskraftig mot korrosion. Det tjocka yttre oxiderade skiktet förhindrar att det inre materialet utsätts för fukt, syre och andra faktorer som kan få metallen att sönderfalla. Förseglade föremål är ännu mer korrosionsbeständiga och tål ofta upp till tusentals timmars exponering för saltvattensprayer.
Den yttre beläggningen är också extremt hård, vanligtvis mycket hårdare än den ursprungliga metallen. I många fall kan en tjock hårdanodiserad beläggning vara lika hård som verktygsstål. Det är också mycket slitstarkt, vilket innebär att det ofta används för kolvar och andra glidande delar som ofta skaver ihop. Eftersom oxidationsskiktet är en del av själva metallen, lossnar det inte; metallytan kan dock vara grov efter att den har anodiserats, så det kan vara nödvändigt att slipa ner den för att förhindra att bitar går av.
Hårdanodiserade metaller är vanligtvis mycket isolerande, vilket innebär att de inte leder värme eller elektricitet bra. Detta är särskilt användbart för applikationer som kräver att delen används vid höga temperaturer. Beläggningen är också kemiskt stabil och giftfri.
Ytterligare behandlingar
Precis som med dekorativa beläggningar kan hårdanodiserade ytor färgas, även om de i de flesta fall lämnas som de är på grund av den rent funktionella karaktären hos de flesta av de inblandade delarna. De är dock ofta impregnerade med prestandahöjande tillsatser som Teflon® som förbättrar delens självsmörjning. I vissa fall försluts de också i kokande destillerat vatten eller dikromatlösningar för att ytterligare förbättra deras korrosionsbeständighet.
Nackdelar
Metall som har anodiserats har en mycket lägre utmattningshållfasthet, vilket innebär att den är mer benägen att spricka när den utsätts för stress, även om detta kan förbättras om föremålet är förseglat. Att försegla föremålet kan dock minska dess motståndskraft mot nötande slitage, så om en del är förseglad eller inte beror ofta på dess slutliga användning. Anodisering skyddar inte heller tunnare metallföremål från skador som bucklor. Den yttre beläggningen gör metalldelen tjockare, vilket kan vara ett problem om skruvhål eller andra utrymmen förborras.
Material som kan anodiseras
Även om aluminium är den absolut vanligaste metallen som utsätts för hård anodisering, kan andra material dra nytta av behandlingen, inklusive tantal, magnesium och titan. I samtliga fall ger behandlingarna delarna exceptionellt slitage och korrosionsbeständighet och kan färgas i nästan vilken färg som helst. Vanliga användningsområden för hårdanodiserade delar inkluderar tunga kommersiella kockar och bakverk, medicinska protesdelar och fordonskomponenter. Militären är en annan storkonsument av dessa produkter, eftersom de flesta hårdanodiserade ytor uppfyller eller överträffar stränga militära specifikationer.