logo
"İş Sağlığı ve Güvenliğinde Alternatif Çözümler"

Eloksal işlemlerinde İş Sağlığı ve Güvenliği

Alüminyum Profil Yüzey İşlemi
Alüminyum Eloksal / Alüminyum Anodizasyon / Anodize Alüminyum

(Aluminyum Anodik Oksidasyon)

 

Eloksal, alüminyum yüzey işlem dilimize Almanca'dan girmiş bir terimdir (eloxal). Anodizasyon, anodize etmek şeklinde de tanımlanır. 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 işparçasının metalurjik yapısının kaliteli olması ve eloksal tesisiningerekli mühendislik kriterlerine göre dizayn edilmiş olması gerektiği unutulmamalıdır. 

Eloksal kaplama (anodik oksidasyon , eloxal, anodize, anodizasyon), aluminyum 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 (poröz) yapısının, renk verici pigmentleri barındırması esasına dayanmaktadır.

Önce eloksal önişlemlerini tandıktan sonra eloksal kaplama işleminden söz edeceğiz. 

Eloksal Önişlemleri (Yüzey Hazırlama)

Dekoratif Görünüm İçin Önişlemler:

Yüzeyin dekoratif görünümünü değiştirmeye yönelik olan işlemler, mekanik veya kimyasal olabilirler. Yüzeyde oluşturulan mat, parlak, metalik, veya tekstürlü görünüm; üzerine uygulanan eloksal,veya saydam lak tabakaları ile örtülerek korunur.

Mekanik Önişlemler:

Mekanik işlemler arasında polisaj (parlatma), satinaj, çapak alma, veya kumlama gibi işlemler bulunur. 

Çapak alma ve kumlama gibi işlemler daha ziyade küçük parçalar için uygulanır. Bunlar, doğrama aksesuarları, kapı/pencere kolları, deniz tekneleri için aksesuarlar ve çeşitli kullanımlar için döküm parçalar gibi ürünlerdir.

Polisaj ve satinaj işlemleri ise genellikle profillere uygulanır. Polisaj işleminde özel tekstilden (bez) yapılan fırçalar, satinaj işleminde ise paslanmaz çelik tellerden yapılan fırçalar kullanılır. Yaplacak işin kapasitesine ve yüzey kalitesine göre imal edilmiş, 2-4-6-8 sıra paslanmaz çelik ve özel plastik fırçalara sahip  satinaj makinaları kullanılarak   profiller, kullanılan makinaya göre tek tek veya birkaçı bir arada olacak şekilde işlemden geçirilir. 

Polisaj işleminde de, makina tipine bağlı olarak katı veya sıvı bir "cila" kullanılır. Yapılacak işin kapasite ve durumuna göre iki masalı veya tek masalı, 2 veya tek fırça takımlı yarı otomatik polisaj makinaları katı veya sıvı polisaj (parlatma) cilası kullanabilir. Kullanılacak fırça cinsi de yapılacak işe göre seçilir.  

Polisaj işlemi sonunda "parlak" bir yüzey elde edilir. 

Satinaj işlemi sonucunda ise, özellikle ekstrüzyon çizgilerini kamufle etme amacına yönelik, kullanılan fırça tellerinin kalınlığına bağlı olarak, hafif çizgiler oluşturulur.

Gerek küçük parça, gerekse de profillere uygulanan bir başka işlem de "zımparalama"dır. Zımparalama ile, özel zımpara şeritleri kullanılarak, zımpranın gren (tane) büyüklüğüne bağlı olarak, yüzeyde sade veya çeşitli tekstür görüntüleri oluşturulur. Zımpara ile alüminyum temas yüzeyinde sıvı veya katı bir yağlayıcı gerekir.

Tüm mekanik işlemlerin sonucunda, yüzeyden kaldırılan metal tabakası ve kullanılan cila/yağlar nedeniyle, yüzeyde bir miktar kalıntı kalabilir. Bu işlem sonrası kalıntılar, "yağalma" banyolarındaki kimyasalarla temizlenebilir.

Kumlama işlemi E6 mat yüzey eldesinde kullanılan yeni bir tekniktir. Kumlama işlemi ile mat yüzey eldesindeki kostikleme işleminin süresi 5-10 misli azalmakta ve böylece kimyasal sarfında, atıksu arıtımında ve ısıtma enerjisinde tasarruf sağlanmaktadır. Ayrıca, belki de daha da önemlisi, kostikleme ile yapılan matlaştırma sonrasında ortaya çıkabilen yapısal çizgi ve galvanizleme etkisi gibi yüzey kusurları, kumlama işleminde görülmemektedir. 

Kimyasal Önişlemler:

Kimyasal önişlemler, üründe  istenen yüzey görünümüne göre seçilir. 

Mat yüzey elde etmek için sodyum-hidroksit içeren eriyiklerde dağlama (kostikleme) yapılır. (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 görüntüü" gibi dağlama kusurları kumlama yöntemiyle elde edilen mat yüzeyde görülmez. Bu nedenle günümüzde kumlama yöntemi daha çok tercih edilmektedir.) 

Parlak yüzey eldesi için de asit içeren eriyiklerle kimyasal daldırma veya elekrokimyasal parlatma metodları uygulanır. Parlatma için kullanılan eriyiklerde, fosforik, sülfürik, nitrik, kromik asitlerin tamamı veya birkaçı bulunabilir.

Kimyasal önişlemler, birkaç etaptan oluşur. Matlaştırmaya yönelik kostikleme veya parlatma işlemlerinden önce, yüzeye aşındırıcı tesirde bulunmayan bir temizleyici (yağalma) işlem uygulanır. Kostikleme veya parlatma işlemini ise, yüzeyde oluşacak reaksiyon kalıntılarını temizlemeye yönelik bir asitle temizleme işlemi takip eder. Asitle temizleme (desmut) eriyiklerinde nitrik asit ve florürler bulunabilir.

Yağalma:

Genellikle, yağalma 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 kimysallar içeren asidik bir eriyik de olabilir. Su esaslı yağalma banyoları 70 ila 90 ° C arasında çalışırlar. Oda sıcaklığında çalışan, bazı hidrokarbon eriticiler içeren organik esaslı yağalıcılar, özellikle mekanik yöntemle parlatılmış yüzeylerdeki polisaj cilasını temizlemekte yetersiz kalırlar. Ayrıca, atıksu içinde bulunacak hidrokarbonlar nedeniyle de tercih edilmezler.

Buharla yağalma (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 aluminyum alaşımı olan 6060/6063/AlMgSi0,5 malzemelerin yağalma işleminde dikkat edilecek husus, yağalma sırasında yüzeyin dağlanmamasıdır (matlaşmamasıdır). Bunun için, alkali etkisi olmayan bir yağalma eriyiği veya asit esaslı bir yağalma eriyiği kullanılmalıdir. Yüzeyi aşındırabilecek kadar kuvvetli bir alkali derecesine sahip olan yağalma banyolarında, yüzeyde bulunan alüminyum oksit-magnezyum oksit tabakasının düzensiz çözünmesi nedeniyle, yüzeyde göz hoş gelmeyen lekeler (white-etch bloom) oluşabilir.

Matlaştırma:

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 görüntüü" gibi dağlama kusurları kumlama yöntemiyle elde edilen mat yüzeyde görülmez. Bu nedenle günümüzde kumlama yöntemi daha çok tercih edilmektedir.) 

Kostik Rejenerasyonu:

Kostik banyosunda eriyen alüminyumu eriyikten dışarı alan (temizleyen) ve böylece eriyik içindeki sud-kostiği geri kazanan (rejenerasyon) proses ve ekipmanlar mevcuttur. Geri kazanma işlemi, Bayer Prosesi esasına dayanır. Rejenerasyon işleminde, kostik eriyiği; kostik banyosu ile kristalizatör arasında kapalı devre dolaşır. Kristalizatör, bir çeşit depo olup, eriyik içindeki aluminyumun, alumina-tri-hidrat olarak çöktürüldüğü yerdir. Bu çökelti içindeki su giderilerek, %90 oranında katı atık elde edilebilir.

Kostiğin bu şekilde geri kazanımı ile elde edilen faydalar şunlardır:

1) Matlaştırma işleminde kullanılan sud-kostik tasarrufu,

2) Atıksu arıtım giderlerinden tasarruf,

3)Ticari değeri olan bir katı atık.

Bununla beraber, geri kazanılmış kostik ile yapılan matlaştırma işleminde elde edilen matlık derecesi, normal banyolara göre daha azdır. Ayrıca, homojen matlık elde edilmesinde de problem oluşabilir.

Parlatma (Polisaj):

Parlak yüzeyli aluminyum, Avrupa'da, sadece dekorasyon için tercih edilir. Bununla beraber, yarı-parlak yüzeyli levhalar bazı otomobil firmalarının garaj binalarının kaplanmasında kullanılmaktadır. Türkiye ve Ortadoğu ülkelerinde ise, mimari amaçla kullanılan alüminyum profiller, daha çok "parlak" görünümde tercih edilmektedir. Parlatma iki metodla yapılabilir: "Kimyasal parlatma", veya "Elektro-kimyasal parlatma". Kimyasal parlatmada en parlak yüzey alüminyumun önce mekanik polisaj işleminden geçirilmesi, sonra da 100° C civarında çalışan ve fosforik, sülfürik, nitrik asit içeren eriyiklere (banyo), daldırılması ile elde edilir. Yarı-parlak kimyasal parlatma banyoları ise, 80-95° C sıcaklıkta çalışır ve sülfürik-nitrik asit karışımından oluşur.

Elektro-kimyasal parlatma ise, adından da anlaşılacağı gibi, kimyasal parlatma banyosuna elektrik akımı (DC, doğru akım) verilerek yapılır. Bu banyolar; fosforik, kromik, sülfürik ve nitrik asitlerin karışımlarından hazırlanır. Çalışma sıcaklıkları 75-85° C arasında olup, uygulanan akım yoğunluğu 20 A/dm² 'ye ulaşabilir. Elektrokimyasal parlatma prosesi, alüminyum kalitesinde daha seçici olduğundan, kimyasal parlatma sektörde daha çok tercih edilir.

Avrupa'da, 6060/6063/AlMgSi0,5 alaşımından parlak yüzeyli aliminyum ekstrüzyon ürünleri, en fazla duş kabinlerinin üretimi ve halı profilleri gibi uygulama alanları bulur. Bununla beraber, ekstruzyon sektöründe en parlak yüzey eldesi için 6463 alaşımı tercih edilmelidir.

Parlatma banyolarının akışkanlıkları düşüktür. Bu nedenle, banyodan çıkan alüminyum üzerine yapışıp taşınmaları nedeniyle sarfiyatı yüksektir. Özellikle kuzey Amerika'da, oto trim malzemeleri üreten firmalarda, fosforik asidi geri kazanmak amacıyle "rejenerasyon" üniteleri kullanılmaktadır.

Temizleme (Desmut):

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.

Aluminyum'un  Eloksal (Anodik Oksidasyon) Kaplanması

1.Eloksal Tabakasının Yapısı:

Eloksal tabakası, alüminyuma entegre bir tabaka olarak oluşur ve metal/oksit arakesitinde oluşan bölümüne özel olarak "baraj tabakası" (barrier layer) adı verilir. Eloksal tabakasının gözenekli yapısı, bu baraj tabakasının üstünde büyür. Şekil 1'de eloksal tabakasının şematik üç boyutlu kesiti görülmektedir.

Şekil 1: Eloksal tabakasının yapısı

Genel olarak, gözenek çapı, hücre boyutları ve baraj tabakası; uygulanan voltajla doğru orantılıdır. Uygulanan her volt için gözenek çapı ve baraj tabakası 10 Angström, hücre boyutu ise 30 Angström büyür.

Eloksal tabakasının kalınlığı, amper-dakika miktarına bağlı olarak artar ve 1 ila 100 mikron arasında değişen kalınlıklar elde edilebilir. Tabaka kalınlığı; kullanılan elektrolit, sıcaklık, ve uygulanan akıma göre değişir. Eğer eloksal prosesi oluşan tabakayı eritmeyen bir çözeltide (örneğin Borik asit) yapılıyorsa, tabaka gözeneksiz bir yapı gösterir, ayrıca kalınlığı da uygulanan voltaja bağlı olur. Bu tip eloksala "baraj eloksalı" adı verilir (Barrier Layer Film).

2.Eloksal Tabakasının Genel Özellikleri:

Eloksal tabakasının alüminyuma tutunması, alüminyum ile bütünleşerek oluşmasından dolayı mükemmel sonuç verir. Eloksal tabakası çok sert (Al2O3=Korundum) ve böylece aşınmaya karşı çok dayanıklı olduğundan, aliminyuma üstün özellikler kazandırır. Tespit işlemi tamamlanmış bir eloksal tabakası çeşitli asit ve diğer kimyasallara karşı dayanıklı olduğundan, birçok ortamda alüminyumu korozyona karşı korur. Eloksal tabakasının şeffaf yapısı, alüminyumun metalik görünümünü ortaya çıkarır, ve bu özellik sayesinde alüminyum yüzeyine parlak veya mat görünüm verecek çeşitli mekanik veya kimyasal işlemler uygulanabilir.

Eloksal tabakası, elektrik yalıtkanıdır. Elektrik geçirgenliği için, tabaka kalınlığının her mikronu için 40V gerekir. Bununla birlikte, gerçek değer, alüminyum alaşımına bağlıdır, Al-Si5% alaşımında, eloksal tabakasının geçirgen olması için 25V yeterli olur.

Eloksal tabakası, alkali kimyasallardan olumsuz etkilenir. Bu nedenle, alkali ortamda, eloksallı yüzey üzerine korunma için özel bant veya kendiliğinden soyulabilen lake kaplama ile koruyucu film uygulanır. Bu durum, özellikle, mimari uygulamalarda önem kazanır. İnşaat sahasında, eloksallı alüminyumun kireç, harç veya çimento ile temas etmemesi için gerekli önlem alınmalıdır. İnşaat bittikten sonra, eloksallı alüminyum üzerindeki koruyucu film çıkarılır.

Eloksal İşlemleri

Alüminyum üzerine, istenilen özelliklere göre, çeşitli elektrolitler kullanılarak, çeşitli eloksal (anodik oksidasyon) tabakaları oluşturulur.

Endüstride kullanılan çeşitli eloksal elektrolitleri ile elde edilen tabakaların özellikleri Tablo-1'de gösterilmiştir.

Çeşitli Eloksal İşlemleri

Elektrolit Asidi

Konsantr. g/l

Sıcaklık,C

Akım Y. A/dm²

Voltaj, V

Tabaka Kalınlığı mikron

Sülfürik

150/200

18/20

1,0/2,0

12/22

5/30

Sülfürik

180/400

-5/+5

1,5/3,0

15/70

25/125

Sülfürik/Okzalik

160/180

5/10

10/20

1,2/2,0

12/25

5/35

Kromik

30/100

25/55

0,1/1,0

30/70

2/8

Sulfosali- silik

60/70

18/25

2,0/3,0

35/75

15/35

Fosforik

120/250

20/30

1,0/2,0

30/120

1/30

Borik

40/50

70/100

1,0

50/5000

0,5'e kadar

Tartarik

20/40

70/80

2,0

120/150

0,16'ya kadar

 

3.1.Mimari Ve Parlak Eloksal:

Aluminyum 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. Aliminyum işparçaları aluminyum veya titanyum askılara sıkıca irtibatlanması ile işparçaları ile askılar arasındaki elektriksel kontağın işlemin başından sonuna kadar mükemmel olması hedeflenir. Böylece eloksal kaplamasının oluşması için gereken elektrik akımı, işparçasının her yanında düzgün dağılarak heryerde düzgün kalınlıkta eloksal tabakası oluşmasını sağlar. İşparçalarının eloksal askılarına sıkca irtibatlanmaları için sıcaklığa ve aside dayanıklı özel penseler ve U-klemp'ler geliştirilmiştir. 

Renkli Eloksal Yapılması (Eloksal Tabakasının Renklendirilmesi)

Eloksal tabakasının renklendirilebilme özelliği, alüminyum ürünlerin yaygınlaşmasını sağlamıştır. İlk önce, sülfürik asitle yapılan eloksal tabakalarının gözenekli (poröz) yapısına, organik veya inorganik boyalar ile uygulanmıştır (Daldırma boyama). Bu boyaların UV (morötesi) ışınlara dayanımı sınırlı olduğundan, özellikle mimari uygulamalarda renkli eloksallı alüminyum ürünlerin güneş ışınlarına dayanıklı olması için; integral eloksal (renklendirme), iki-etaplı elektrolitik renklendirme gibi prosesler geliştirilmiştir.

Integral eloksal, güneşe dayanıklı uzun ömürlü, gri ve siyah renkler renkler elde edilmiştir. Ancak, eloksal işletme şartlarının hassas kontrolü, yüksek enerji sarfı gibi maliyeti yükseltici faktörler nedeniyle, yerini "iki-etaplı" renklendirme işlemlerine bırakmıştır.

Iki-etaplı elektrolitik renklendirmenin esası, eloksal tabakasının gözeneklerine metal iyonlarının pigment görevi görecek şekilde emdirilmesidir. Bu sayede, açık bonzdan koyu bronz ve siyah renge kadar geniş bir yelpazede çeşitli renkler elde edilir. Iki etaplı renklendirme, Japonya'da Dr.Asada tarafından keşfedilmiş ve Alcan tarafından patenti satın alınarak nikel, kobalt ve bakır esaslı "Anolok" renklendirme geliştirilerek lisansiyer üreticilere sunulmuştur. Daha sonra, kalay esaslı elektrolitlerin geliştirilmesi ile "iki-etaplı" renklendirme, tüm dünyada yaygınlaşmıştır.

Daldırma boyama ile elektrolitik renklendirmenin birlikte kullanılması ile, daha çeşitli renkler elde edilmesi mümkün olmakla birlikte, prosesin hassas kontrolü renk uyumunu zorlaştırmaktadır.

Elektrolitik renklendirmenin günümüzdeki son aşaması "interferans renklendirme" adı; verilen ve mavi-gri renklerin de kapsandığı çeşitli renklerin elde edildiği prosestir. Bu yöntemde de, renk uyumu için eloksal ve renklendirme parametrelerinin çok hassas kontrolü gerekmektedir.

6.Eloksal Tabakası'nın Tespit İşlemi:

Eloksal tabakasının ve gerekiyorsa renklendirilmesinin ardından, gözeneklerin kapatılması amacı ile "tespit" işlemi yapılır. Böylece, eloksal tabakasının kimyasal ve fiziksel etkilere dayanıklı olması, renkli ise pigmentlerin dışarı kusmaması ve gözenekler içine empüritelerin girmemesi sağlanır.

Tespit işlemi iki metotla yapılabilir:

6.1. Sıcak (Hidrotermal) Tespit:

Sıcak tespit, kaynama derecesindeki deiyonize su ile yapılır. Suyun pH değeri 5,5-6,5 arasında bulunmalı (asetik asit/amonyak kullanılarak ayarlanır) ve eloksal kalınlığının her mikronu için 2 dakika beklenmelidir. Bazı katkı maddeleri ile bu süre mikron başına 1 dakikaya kadar indirilebilir. Bu katkı maddeleri genellikle Nikel esaslı bileşiklerdir, bununla birlikte daha çevreci zararsız maddeler de geliştirilmektedir.

Tespit işleminin mekanizması, Şekil-5'de görülmektedir.

Şekil 1: Eloksal tabakasının yapısı

Şekil 2: Eloksal tabaksının natürel (renksiz) ve renklendirilmiş (daldırma boya)

durumlarının kesit şeması. (a): Naturel, (b): Daldırma boyama ile renklendirilmiş

 

Şekil 3: Eloksal tabaksının Integral ve 2-Etaplı Elektrolitik Renklendirilmesinde kesit şemaları:

(a): Integral , (b): 2-etaplı elektrolitik renklendirme

 

Şekil 4: Interferans ve 2-Etaplı elektrolitik renklendirme yöntemleriyle

renklendirilmiş eloksal tabakasının kesit şemalarının kıyaslanması.

(a): Integral, (b): 2-Etaplı elektrolitik renklendirme

 

Şekil 5: Eloksal tabakasının tespit (sealing) işlemi öncesi ve sonrası

İyi bir tespit sonrasında, eloksal tabakasının yüzeyinde beyaz bir toz tabakası oluşur. Bu tabakanın silinerek temizlenmesi zahmetli bir işlem olduğundan, tespit banyosuna ilave edilecek bazı katkı maddeleri ile önlenmesi tercih edilmektedir. Ancak, tespit kalitesinin bozulmaması için, bu katkı maddelerinin miktarı ve ilave zamanı son derece dikkatle takip edilmelidir.

Daha ender kullanılan bir sıcak tespit yöntemi de "su buharı" kullanmaktır.

6.2.Soğuk (Emprenye) Tespit:

Bu metotta, deiyonize su ile birlikte nikel sülfat veya nikel florür esaslı kimyasal bileşiklerin oluşturduğu bir çözelti kullanılır. İşlem sıcaklığı 20-30 ° C, süresi mikron başına bir dakikadır. Ancak, yapılan testler ve tecrübeler sonucunda, soğuk tespitin, sıcak tespit kadar iyi sonuç vermediğinin anlaşılması üzerine, soğuk tespitten sonra, 60-70 ° C sıcaklıkta bulunan su banyosunda tutulması ile daha iyi sonuçlar elde edildiği anlaşılmıştır. Soğuk tespitte, banyonun kontrolu, özellikle natürel (beyaz) eloksalda renklenme oluşmaması açısından (yeşil), önem taşır.

Eloksal tespit işleminin sıcak veya soğuk işlemlerden hangisi ile yapılacağı, enerji ve kimyasal madde maliyetlerinin kıyaslanması, kalite faktörü ve tesisin günlük çalışma saati göz önünde tutularak belirlenmelidir.

7. Eloksal notasyonları

Avrupa ülkelerinde eloksallı alüminyumun dekoratif görünümü tarif etmek için kullanılan eloksal kısa gösterilişleri (notasyon) şunlardır:

Notasyon Tarifi
E0, E1, E2, E3, E4, E5, E6 Bakınız DIN 17611
QUALANOD (EURAS)'a göre  
C0 Naturel eloksal rengi (beyaz /renksiz)
C31 Çok açık bronz (very light bronze)
C32 Açık bronz (light bronze)
C33 Bronz (medium bronze)
C34 Koyu bronz (dark bronze)
C 35 Siyah (black)
Eski Alman notasyonları:  
EV1 Naturel renkli (renksiz, beyaz)
EV2 Alman gümüşü (German silver)
EV3 Sarı (altın) (Gold)
EV6 Siyah (Black)

 8. Mimari Eloksal İşlem Sırası

Yukarıda söz edilen işlemlerin genel bir özeti olarak, aliminyum profil üzerine mimari eloksal kaplama yapan örnek bir tesisteki işlem sırası şu şekildedir:

Yağalma - Yıkama - Kostik - Yıkama - Nötralizasyon (Nitrik asit) - Yıkama - Yıkama - Eloksal (1) - Eloksal (2) - Eloksal (3) - Eloksal (4) - Yıkama - Yıkama - Yıkama - Elektrolitik Renklendirme  - Yıkama - Boyama (daldırma renklendirme) - Yıkama - Yıkama - Tespit (1) - Tespit (2) - Tespit (3) - Tespit (4) - Yıkama - Kurutma.

Eloksal'ın uygulama amaçlarından birisi de mimari amaçla kullanılacak aluminyum ürünlerin elektrostatik boyama öncesinde kromlu (kromatlama) veya kromsuz kimyasal dönüşüm kaplamalarının yerine kullanılacak bir primer tabaka oluşturmaktır. Bu durumda  ise  şu parametreler kullanılabilir: Sülfürik asit 160-200 g/l, sıcaklık 25° C, akım yoğunluğu 1,2-1,5 A/dm² , ve 50° C sıcaklıktaki deiyonize su ile son yıkama. Eloksal sonrasında "tespit işlemi" yapılmadan alüminyum elektrostatik boyamaya verilir.

Eloksal ve tespit banyolarının boyutları ve sayısı, tesisin üretim kapasitesine göre planlanır. 

*****  Paslandırıcı, aşındırıcı, kemirici, zararlı ve zehirli gazlar, dumanlar veya sisler çıkaran daldırma, elektroliz, eloksal veya diğer kaplama işlerinin yapıldığı tekneler, kaplar, havuzlar veya tanklar üzerinde yapılacak çekme ağızları; kabın veya teknenin iç ve üst tarafına yakın ve yatay, boydan boya yarık olacak, bir uzun kenar boyunca, eni 50 santimetreden 120 santimetreye kadar olan teknelerde, her iki kenar boyunca ve daha büyük teknelerde ise,dört kenar boyunca devam edecek şekilde yapılacaktır.

***** Davlumbaz ağızları ise; işe engel olmayacak şekilde tekneye veya kaba yakın ve bunları kaplayacak büyüklükte olacaktır.

 

E0 Degreased and deoxidized only Surface preparation before anodizing in which the surface is degreased and deoxidized without further pretreatment. Mechanical marks such as scoring and scratching will remain visible. Corrosion effects, which were hardly visible before treatment, can become visible af ter processing. 
E1 Grinded only Grinding produces a comparatively uniform but somewhat dull appearance. Any surface defects present are largely eliminated but, depending on the coarseness of the abrasive, grinding groove s may be visible. This effect may be used as a decorative choice as well. 
E2 Brushed only Mechanical brushing results in an uniform bright / somewhat dull surface with visible brush marks. Surface defects are only partially removed. This effect may be used as a decorative choice when performed with stainless steel wire brushes of different wire thickness. Smaller wire diameter more satin finish.  
E3 Polished only Mechanica! polishing results in a shiny, polished surface but surface defects are only partially removed. 
E4 Grinded and brushed Grinding and brushing gives an uniform bright surface with mechanical surface defects eliminated. Corrosion effects, which may become visible as a result of E0 or E6 treatments, are eliminated. 
E5 Grinded and polished Grinding and polishing gives a smooth, shiny appearance with mechanical surface defects eliminated. Corrosion effects, which may become visible as a result of E0 or E6 treatments, are eliminated. 
E6 Chemically etched Af ter degreasing, the surface is given a satin or matt finish by treatment in special alkaline etching solutions. Mechanical surface defects are smoothed out but not entirely eliminated. Any corrosion effects on the metal surface may become visible as a result of this treatment. Mechanical pretreatment before etching can eliminate these effects, but it is preferable to handle and store the metal correctly to avoid corrosion. 
E7 Chemically or electrochemically brightened After degreasing, the surface is treated in a vapour degreaser or non-etching electrochemically cleaner.  Hence the surface is given a very bright finish by treatment with special chemical or electrochemical brightening processes. Surface defects are removed only to a limited extent and corrosion effects may become visible. 
E8 Polished and chemically or electrochemically brightened

Grinding and polishing followed by chemical or electrochemical brightening. This gives a very smooth bright appcarance and electrochemically mechanical surface defects and incipient corrosion are normally 
eliminated.

 

 
Eloksal işlemlerinde İş Sağlığı ve Güvenliği

Haberin Fotoğrafları