Anodická oxidace hliníkových výrobků

Uměle vytvořená průhledná oxidová vrstva, která vzniká v kyselé lázni za působení elektrického proudu, má ve srovnání s přirozeně zoxidovanou povrchovou vrstvou větší tloušťku, a tím i vyšší odolnost. Proto zaručuje nejen větší povrchovou ochranu, ale vzhledem ke svým vlastnostem dodává dlouhodobě povrchu kovový vzhled.

Předpokladem pro získání dekorativního vzhledu je použití hliníkových slitin v kvalitě pro eloxování, či anodickou oxidaci. Pro výrobu okenních a fasádních stavebních výrobků jsou nejpoužívanějšími slitinami Al–Mg–Si 0,5 pro hliníkové profily, a Al–Mg–Si 1 pro plechy. Technické podmínky pro dodávky přesných profilů ze slitiny Al–Mg–Si 0,5 jsou uvedeny v příslušných normách.

Výhodou zušlechtění povrchu hliníkové slitiny anodickou oxidací je zachování kovového charakteru výrobku. Nevýhodou jsou obtížné opravy mechanického poškození povrchové vrstvy a optické změny povrchu způsobené jeho chemickou reakcí při potřísnění maltami a cementy. Doporučuje se proto osazovat výrobky, které jsou povrchově upraveny metodou anodické oxidace, pokud možno až po mokrých procesech. Žádoucí je ochrana povrchu výrobku při výrobě, montáži, a během stavebních procesů ochrannými snímatelnými fóliemi, apod.

• Úprava podkladu
  
  Značení Značení způsobu mechanické nebo chemické úpravy povrchu hliníkové slitiny především pro následnou finální úpravu anodickou oxidací specifikované normou ČSN EN ISO 7599.
  
  Tabulka č. 1: Označení typů mechanické úpravy povrchu

  Značka	Alternativní značení	Druh předběžného zpracování	Poznámky
  EO	A0	Pouze odmaštění a deoxidování	Příprava povrchu před anodickou oxidací, při které je povrch odmaštěn a deoxidován bez dalšího předběžného zpracování. Mechanické stopy, jako rýhování a poškrábání, zůstanou viditelné. Známky koroze, které byly sotva viditelné před zpracováním, budou po zpracování viditelné.
  E1	A1	Pouze broušení	Broušení vytváří srovnatelně rovnoměrný, ale poněkud matný vzhled. Některé vyskytující se vady povrchu jsou z velké části odstraněny, ale závisí to na hrubosti abraziva, po broušení mohou být viditelné rýhy.
  E2	A2	Pouze kartáčování	Mechanické kartáčování vytváří rovnoměrný lesklý povrch s viditelnými stopami po kartáči. Vady povrchu jsou odstraněny pouze částečně.
  E3	A3	Pouze leštění	Mechanické leštění vytváří lesklý leštěný povrch, ale povrchové vady jsou odstraněny pouze částečně.
  E4	A4	Broušení a kartáčování	Broušení a kartáčování dává rovnoměrný lesklý povrch s odstraněnými mechanickými vadami povrchu. Stopy koroze, které mohly zůstat viditelné po zpracování E0 nebo E6, jsou odstraněny.
  E5	A5	Broušení a leštění	Broušení a leštění dává hladký lesklý povrch s odstraněnými mechanickými vadami povrchu. Stopy koroze, které mohly zůstat viditelné po zpracování E0 nebo E6, jsou odstraněny.
  E6	A6	Chemické leptání	Po odmaštění má povrch po zpracování ve speciálních alkalických leptacích roztocích saténový nebo matný vzhled. Mechanické vady povrchu jsou vyhlazeny, ale ne zcela eliminovány. Jakékoliv stopy koroze na povrchu kovu se mohou v důsledku tohoto zpracování zviditelnit. Předběžné mechanické zpracování před leptáním tyto vady může odstranit, ale přednostní je správná manipulace a skladování kovu k zamezení koroze.
  E7	---	Chemické nebo elektrochemické leštění	Po odmaštění povrchu v parním odmašťovači nebo v neleptavém čistidle má povrch po zpracování speciálním chemickým nebo elektrochemickým procesem leštění velmi lesklý vzhled. Vady povrchu jsou odstraněny pouze v omezeném rozsahu, a stopy koroze se mohou zviditelnit.
  E8	---	Leštění a chemické nebo elektrochemické leštění	Broušení a leštění následované chemickým nebo elektrochemickým leštěním. To dává velmi lesklý povrch a mechanické vady povrchu a počáteční koroze jsou obvykle odstraněny.

  
  Mechanická úprava
  Mechanická povrchová úprava je buď prováděna jako předstupeň následného chemického, resp. elektrolytického zpracování, nebo je sama jediným a finálním technologickým stupněm při zpracování povrchového dekoru výrobku. Jejím účelem je odstranění nerovností, kazů, a ostatních anomálií na povrchu materiálu, a je rovněž prováděna pro dosažení povrchové dekorace. Mezi časté druhy mechanické úpravy povrchu patří opracování pomocí brusných pásů nebo kartáčů.
  
  Chemická úprava
  Chemická povrchová úprava je přípravou buď pro následující anodickou oxidaci, nebo pro úpravu tekutým nebo práškovým lakem. Chemickou povrchovou úpravou se rozumí odmaštění, moření, leptání, leštění, chromování, fosfátování, a pokovení (galvanizace).
  
  Odmaštění
  Před provedením zvláštních povrchových úprav, jako je např. moření, chromátování, anodizace, galvanizace, lakování či emailování je potřebné důkladné odmaštění povrchu materiálu. Zpravidla téměř vždy je toho dosaženo pomocí organických rozpouštědel, anorganických, zásaditých, a kyselých roztoků, či pomocí elektrolytického odmašťování.
  
  Moření
  Mořením v zásaditém a kyselém roztoku, či ve speciálním mořidle, je odstraněna přirozená ochranná oxidovaná vrstva. Moření je proto základním krokem pro chemickou nebo elektrolytickou povrchovou úpravu, nebo pro nanášení kovových či nekovových povlaků.
  
  Chromátování
  Touto metodou je na odmaštěném a oxidační vrstvy zbaveném materiálu vytvořena kvalitní konverzní vrstva a antikorozní úprava na bázi 6–ti mocného chromu, nebo 3–mocného chromu. Chromové vrstvy zvyšují nejen odolnost materiálu proti korozi, nýbrž i jeho přilnavost pro nanesení ochranných vrstev z organických laků (práškové vypalovací barvy nebo mokré laky). Rovněž zlepšují další vlastnosti materiálu, např. kluzné vlastnosti při hlubokém tažení, a dávají hliníku vlastním zbarvením kovový vzhled.

• Tloušťka oxidové vrstvy
  
  Evropská norma ČSN EN ISO 7599:2011 specifikuje anodické oxidové (eloxové) povlaky hliníku a hliníkových slitin pro dekorativní a ochranné účely.
  Tloušťku povlaku řeší kapitola 6 (viz Sborník ČKLOP 2017) a typické aplikace jsou uvedeny v příloze D této normy.
  
  Tabulka č. 2: Minimální tloušťky oxidové vrstvy podle použití

  Třída	Minimální průměrná tloušťka [μm]	Minimální místní tloušťka [μm] (80%)	Vhodnost použití
  AA 5	5	4
  AA 10	10	8	interiérové architektonické aplikace
  AA 15	15	12	venkovní architektonické aplikace
  AA 20	20	16	venkovní architektonické aplikace
  AA 25	25	20	venkovní aplikace podle národních směrnic (průmyslové a přímořské oblasti - UK, K, N, S

  Poznámky:
  ¹⁾ Je třeba uvážit, že u tvarovaných profilů může být v místech jejich drážkování tloušťka oxidové vrstvy menší, a to vzhledem k danému tvaru profilu, i k vlastnostem lázně pro anodickou oxidaci.
  ²⁾ Při úpravě pomocí barevné anodické oxidace může být stanovena podle požadovaného zbarvení potřebná tloušťka oxidové vrstvy od 20 μm do 40 μm.  Při anodické oxidaci prováděné stejnosměrným proudem v kyselině sírové (typ GS), nebo stejnosměrným proudem v kyselině sírové a šťavelové (typ GSX), může v odůvodněných případech – např. do agresivního prostředí – být požadována minimální tloušťka oxidační vrstvy 25 μm;  tato tloušťka by však v zásadě neměla překročit hodnotu 30 μm.

• Barevná jednostupňová anodizace
  
  Zbarvení, kterého je dosaženo speciálními elektrolyty, je možné docílit jak ve světlých odstínech – od alpaky po světlý bronz – tak i v odstínech tmavých – od šedé po temně černou.
  U dále uvedených patentovaných technologií musí být zohledněno to, že je lze provádět pouze na vybraných slitinách vhodných pro daný účel povrchové úpravy: Alcanodox, Colodur, Duranodis, Kalcolor, Permanodic, Veroxal.
  
  Tabulka č. 2: Standardní barvy podle Evropského sdružení dodavatelů povrchové úpravy hliníku anodickou oxidací (Euras)  

  Označení	Barva
  C 0	přírodní
  C 31 - 34	světle až tmavě bronzová
  C 35	černá
  C 36 - 38	světle až tmavě šedá

  
  S ohledem na rozdílné technologie povrchové úpravy a na tolerance v chemickém složení se mohou barevné odstíny se shodným označením mírně odlišovat.

• Zhuštění povrchu anodicky provedené oxidační vrstvy (Sealing)
  
  Nově vytvořenou povrchovou vrstvu kysličníku je třeba vzhledem k jejímu vysokému obsahu jemných pórů dodatečně zhustit. Pouze dokonale zhuštěné kysličníkové vrstvy jsou odolné vůči mechanickému kontaktu a vykazují optimální stálost proti povětrnostním vlivům, i odolnost proti chemické agresivitě. Zhuštění je třeba provádět v demineralizované vroucí vodě při teplotách od 96°C do 100°C, nebo ve vodní páře.

Autor: Ing. Roman Šnajdr
SIPRAL a.s., člen TK ČKLOP

Tento článek je součástí obsahu kapitoly č. 2 Sborníku ČKLOP 2017. Více informací k publikaci zde.