Анодирование. Качество алюминия для анодирования. Кованые изделия

Производство алюминия подходящего по качеству для анодирования является не таким простым процессом, ведь проблема в данном случае не ограничивается составом. Производитель металла обязательно проводит детальный химический анализ чушек первой отливки или заготовок для прессования. Также он должен обязательно проследить, чтобы жидкий металл продегазировали, очистили или отфильтровали соответствующим образом, а также разлили таким образом, чтобы не допустить присутствия захваченного оксида, и чтобы отвод теплоты осуществлялся постепенно, определённым образом, для получения мелкой однородной металлургической структуры.

С этой целью в сплав могут добавляться соответствующие вяжущие элементы, содержащие титан и бор. После этого разлитый металл может быть подвергнут длительной термальной обработке при температуре на несколько градусов ниже температуры застывания, чтобы растворить или диспергировать его компоненты; и с этого момента технологический процесс строится таким образом, чтобы не допустить образования осадка или крупных частиц интерметаллидов. Обычно это происходит при промежуточных температурах, используемых для искусственного старения термообрабатываемых сплавов, но к счастью, сплавы, обычно применяемые для анодирования, достигают максимального качества еще до того, как осадок перерастает предел, после которого металл при темнеет при анодировании .

Помимо этого, график производства также следует строить таким образом, чтобы избегать ущерба или появления чрезмерного количества линий разъёма штампа в прессованном профиле. А в случае производства прокатного материала – чтобы уменьшить количество прокатных линий, ретикуляцию или ущерб от свёртывания. Поэтому название «Качество для анодирования» относится больше к самому технологическому процессу, чем к составу металла.

Поверхность металла может подвергаться различным видам воздействия, которые могут быть связаны либо с базовой металлургической структурой первоначального отлитого материала, либо с присутствием в жидком металле газа или неметаллических соединений, с образованием разрывов или задиранием, с адгезией металла и валика (эффект облипания валика), с поперечным трещинообразованием (ретикуляцией) и с многими другими процессами. Херенгель и др. описали в своих работах некоторые из этих эффектов, а также привели описание "Процесса обработки при очень высоких температурах", который представляет собой один из способов получения контролируемых поверхностей на прессованном металле. Недостаточная гомогенизация может привести к появлению в металлической структуре полос по направлению прокатки. Лакомбу удалось показать, что присутствие полос Al3Mg2 может привести к образованию тёмных полос после анодирования. В своей работе Сендорек и Томас приводят описание воздействия первоначального литья на структуру прессованного металла, однако самая большая потребность в однородности возникает в случае применения блестящего анодирования зеркальных покрытий на материалах высокой степени чистоты. Туэблер в своём описании технологий производства подобных поверхностей с достаточной степенью однородности указывал на важность метода литья и показывал различные вариации структуры металла, которые можно получить в этом случае. Во Франции эта работа была продолжена Лелонгом, Сабете и Тижо. Кук и Спунер исследовали влияние легирующих элементов и примесей на характеристики блестящего анодирования листовых сплавов Al-1% Mg. Они отмечали положительное воздействие на блеск меди, когда та присутствовала в сплаве или же в растворе, так же было отмечено, что присутствие в сплаве компонентов вторичной фазы отрицательно сказывалось на качестве блестящего анодирования. Они пришли к выводу, что для того, чтобы сплавы обладали хорошими характеристиками при блескообразоющем анодировании, они должны быть однофазными либо полностью, либо по большей части, а любые компоненты вторичных фаз должны быть диспергированы настолько , чтобы их не было видно под микроскопом. Такие легирующие элементы, как цинк, магний и медь обладают необходимой для этого растворяющей способностью, и поэтому часто используются в блестящих отделочных материалах.

Причины того факта, что частицы вторичной фазы могут так ярко выражено воздействовать на блеск металлов, подвергшихся блескообразющему анодированию, были описаны Куком. Однако, очень важно понимать образование «конических неровностей», которое он описывает, и осознавать, что степень шероховатости зависит от напряжения, использованного при анодировании .

Степень влияния размера зерна на качество анодирования зависит от сплава, а также от способа обработки поверхности. В общем, в процессе анодирования может происходить образование структур, связанных с распределением интерметаллических компонентов, которые обычно выдерживают процесс рекристаллизации, при этом  кристаллы металла не всегда могут служить непосредственным доказательством. Однако, предварительная обработка травлением может помочь достаточно хорошо выявить структуру кристалла, и то же самое может сделать реакция с неоднородной скоростью на гальваническую обработку или химическую полировку. Механическая деформация или изгибание крупнозернистого металла может придать ему вид апельсиновой корки. По этим причинам, мелким считается зерно с диаметром менее 100 μм. Рост крупных кристаллов может происходить во время отжига, это часто наблюдается в  металлах, обладающих высокой степени чистоты , в то время в сплавах содержащих марганец или хром значительно проще получить мелкое зерно .

Отжиг также может сопровождаться образованием осадка, который уменьшает блеск или прозрачность анодированного материала при этом мягкие материалы могут проявлять худшие свойства, чем металлы в твёрдом состоянии, но это случается не всегда. Промежуточная термообработка прокатного листа или полосы можно осуществляться  как методом прокатки на дрессировочном стане рекристализованного продукта с холодной обработкой для достижения необходимой твёрдости, так и методом прокатки малоуглеродистой стали максимальной твердости до получения конечной формы, а затем её смягчением методом частичного отжига или «отпускания». Утверждалось, что в последнем случае получается материал, который больше подходит для анодирования, и этот метод зачастую используется для получения материала, имеющие наилучшие свойства для блестящего анодирования. Тем не менее графики производства разнообразной продукции очень сложны, и производитель металла должен выбрать наиболее подходящий технологический процесс на основе своего знания о влиянии каждого шага на конечный продукт. Шарф, а также ди Руссо рассматривали вопрос о том, насколько важно в процессе анодирования избежать появления осадка Mg₂Si в сплавах Al-Mg-Si. Ученые из Печини приводили описание того, как состав и процесс производства могут влиять на свойства анодированных поверхностей. Они снова выдвинули на первый план важность частиц вторичной фазы, и показали их влияние как на поверхности, подвергаемые как блестящему, так и на матовому анодированию.

Франц произвел исследование металлургических факторов, влияющих на характеристики травления и анодирования 6063 прессованных сплавов, и пришёл к выводу, что с точки зрения состава, добавки железа имеют наиболее значимое воздействие, и чем выше его содержание (›0,20%), тем более матовой будет результативная поверхность. Гомогенизация  слитков и прессования может оказывает меньшее  влияние на каустическое травление, для образования более диффузных поверхностей используется более низкая температура предварительной обработки вальцованной заготовки. Наиболее сильное воздействие на окончательный внешний вид протравленных и анодированных поверхностей имеет искусственное старение, когда материал старится до получения наибольшей твёрдости (Т6), приобретая самый оптимальный атласный вид; а передержанный материал (Т52) и естественно состаренный материал (Т4) приобретают наиболее зеркальный вид. К образованию таких дефектов как «мягкая точка» или «горячая точка» может приводить местное охлаждение или перегревание, что в свою очередь приводит к  выпадению грубого осадка Mg₂Si, гальванизация. В работе Хога и Кархаузена⁴² рассматривается полный спектр параметров прессования, влияющих на качество анодирования сплавов серия 6000 , при этом  они отмечают, что многие дефекты процесса прессования могут быть обнаружены только на стадии протравления и анодирования. Это означает, что основное значение приобретает хорошее взаимодействие между экструдером и составом для анодирования.

Подобные металлургические дефекты подробно изучили Шорт и Брайан, которые и представили описание и снимки металлургических и возникающих в процессе обработки дефектов. Они приводили детальное описание происхождения подобных дефектов, а так же этапов процесса анодирования, на которых они становятся заметными. Поверхностные дефекты на экструзиях также были объектом изучения Вимана, а Брейс опубликовал книгу, посвящённую дефектам, возникающим при анодировании.