Eloxování titanu
Titan a jeho slitiny mají tendenci přirozeně tvořit homogenní oxidovanou vrstvu, která vykazuje nízkou elektrickou vodivost, termodynamickou stabilitu a menší tendenci vytvářet ionty. I když tloušťka nepřesahuje 10 nm, poskytuje povrchovou ochranu proti korozi.

Anodizace neboli eloxování (zkratka elektrolytická oxidace) je elektrochemickým procesem používaným pro povrchovou úpravu kovů. Proces vyžaduje ponoření prvku, který působí jako anoda, do elektrolytického roztoku. Aplikovaný elektrický proud štěpí molekuly vody na kyslík a vodík v procesu zvaném elektrolýza. Když proud prochází, nutí atomy kyslíku k anodě (titanový prvek), která vytváří vrstvu oxidu titaničitého. Vrstva roste postupně a její tloušťka závisí na aplikovaném napětí.

Eloxování se používá pro následující účely:

  • ochrana proti korozi a opotřebení,
  • zvýšená ochrana proti otěru,
  • vytvoření povrchové barevné vrstvy,
  • vytvoření podkladu pro barvení nebo organický povlak,
  • získání ochranné tepelné bariéry.

Ne všechny vrstvy dosažené eloxováním jsou stejné – proces barevné anodizace se liší od procesu používaného pro ochranu proti opotřebení.
Ve zdravotnickém průmyslu se běžně používá barevné eloxování, které pomáhá vizuálně identifikovat součásti. Při výrobě šperků se eloxování používá i pro estetické účely. Letecký a vojenský průmysl spolu s podniky vyrábějícími nástroje se spoléhají na eloxování ke zlepšení mechanických a fyzikálních vlastností prvků vyrobených z titanu.

Eloxování titanu

Normy související s eloxováním titanu:

AMS 2488 – popisuje typ eloxování, které se provádí v elektrolytu s hodnotou pH vyšší než 13.

Eloxování v zásaditém prostředí vytváří silnější kyslíkový povlak a lze je považovat za robustní ochranu proti opotřebení a otěru.

Norma identifikuje dva typy eloxování titanu – typ 2 a typ 3 (protože typ 1 je mnohem méně běžný).

  • Typ 2 – pro účely ochrany proti opotřebení,
  • Typ 3 – nazývaný také „barevné eloxování“, široce používaný ve zdravotnickém, leteckém nebo vojenském průmyslu.

Eloxování typu 2 nevytváří barevné variace, protože eloxovaný povrch má výraznou šedou barvu a pomáhá předcházet tření mezi kluznými titanovými povrchy.

AMS 2487 – tato norma specifikuje vlastnosti oxidované vrstvy a popisuje požadavky na elektrochemický proces pro elektrolyty s hodnotou pH nepřesahující 12,4. Tyto povlaky jsou klasifikovány jako otěruvzdorné.

Eloxované vrstvy lze také klasifikovat na základě elektrolytů použitých během procesu. Vrstvy vyrobené v kyselině sírové nebo kyselině chromové jsou porézní. Kyselina fosforečná vykazuje vyšší rozpouštěcí vlastnosti, což činí eloxovanou vrstvu ještě poréznější; tato vrstva se používá pro adhezi (sloučení) titanu k jiným kovům. Slabší elektrolyty, jako je kyselina vinná, vinan amonný, kyselina boritá nebo kyselina citronová, by na oxidovanou vrstvu působily mnohem méně. Takové vrstvy jsou neporézní a vytvářejí neproniknutelné bariéry.

Eloxování titanu

Barevné eloxování

Barevný povlak je získán pomocí jevu zvaného optická interference, protože světlo se odráží jak od vrstvy oxidu, tak od povrchu titanu, a to pod různými úhly, což je vzájemně ovlivňuje (zesiluje nebo ruší vlnové délky světla), a právě tento jev vytváří iluzi barev – jako optický hranol. Zvyšováním napětí se vytváří silnější vrstva a mění se lom světla, protože tloušťka vrstvy má vliv na disperzi světla.

Galvanický článek pro eloxování titanu

Před procesem eloxování musí být dokončeno veškeré mechanické ošetřování povrchu prvku. Vrstva poskytující barvu je velmi tenká a lze ji snadno odstranit leštěním nebo broušením. Povrchová úprava má významný vliv na lom světla, například matná povrchová úprava by poskytla tmavší barvy, avšak barva se nezmění kvůli zornému úhlu, protože neleštěný povrch více láme světlo. Naopak, lesklý povrch by poskytoval mnohem světlejší a „živé“ barvy, ale úhel pohledu může mít vliv na odstín. Před eloxováním se ujistěte, že povrch není znečištěný prachem, mastnotou nebo jinými nečistotami, které mohou ovlivnit proces.

Upozornění: Voda z vodovodu obsahuje minerály, které mohou a budou způsobovat vady v eloxované vrstvě.

Ujistěte se, že povrch katody je stejný nebo větší než povrch anody. V ideálním případě by katoda měla obklopovat eloxovaný prvek. Mezi katodu a stěny nádoby vložte plastové ochranné sítě.

Duhový efekt

Abyste dosáhli duhového efektu, ponořte prvek do elektrolytu. Nastavením napětí můžete ovlivnit barvu prvku v galvanické lázni. Poté pomalu vynořujte prvek z roztoku a současně zvyšujte napětí.

Eloxování titanu

Jak vytvořit výrazné vícebarevné vzory

Chcete-li vytvořit polychromatické vzory s výrazně odlišnými jednotnými barvami, budete muset během procesu eloxování použít pásku. Páska brání elektrolytu reagovat s povrchem, zatímco exponovaný prochází procesem eloxování. Začněte s povrchy, které vyžadují nejvyšší napětí. Po dosažení požadované barvy odstraňte pásku, prvek znovu ponořte a tentokrát použijte nižší napětí. Nižší napětí nemá žádný vliv na barvu a povrch již získaný vyšším napětím.

Eloxování titanu

Další články

Tvarování titanových plechů

Tvarování titanových plechů

V posledních letech se snižování hmotnosti konstrukcí stalo prioritou mnoha průmyslových odvětví. Tato otázka je zvláště důležitá pro dopravní průmysl, zejména letecký, protože snižování hmotnosti letadel přímo snižuje spotřebu paliva a tím i emise výfukových plynů a znečištění životního prostředí.

číst více
Titan v profesionálním tuningu

Titan v profesionálním tuningu

Titanové prvky používané pro profesionální tuning automobilů mohou výrazně snížit hmotnost výfukového systému a také pozitivním způsobem ovlivnit jeho životnost a zvuk motoru.

číst více
Svařování titanu

Svařování titanu

O titanu Titan a jeho slitiny nabízejí nejlepší poměr pevnosti k hmotnosti. Charakterizuje je vysoká odolnost proti korozi (kyseliny, chloridy a soli) a velmi široký rozsah provozních teplot: od -196 do 590 °C. Titan je alotropický kov, který podléhá transformaci...

číst více