Anodisering

Vad är anodisering?

Anodisering, även känt som eloxalbehandling, är en ytbehandling för metaller där ett elektriskt genererat skyddande oxidskikt bildas på metallens yta. Denna metod ökar metallens naturliga korrosionsbeständighet och livslängd, gör ytan hårdare och mer slitstark samt förbättrar dess utseende. Anodisering används i stor utsträckning som ytbehandling för olika aluminium- och andra metalldelar, särskilt inom industrin.

Anodiseringstekniker och processer

Förbehandling

Före anodisering måste metallen noggrant rengöras från smuts och fett. Ytan etsas vanligtvis med en alkalisk och en sur lösning för att ta bort det naturliga oxidskiktet. De exakta processvillkoren beror på vilken metall som används och vilken beläggning som önskas.

Anodiseringsprocess

• Elektrolysprocess: Aluminiumdelen sänks ner i en sur elektrolytlösning och ett oxidskikt bildas på ytan med hjälp av elektrisk ström. Vanliga elektrolyter är svavelsyra eller oxalsyra. Spänningen ligger typiskt på 15–21 volt och strömstyrkan på 30–300 A/m².
• Anodisk reaktion: Vattnet i elektrolyten spjälkas av den elektriska strömmen till väte och syre. Det bildade syret reagerar med aluminiumet och bildar aluminiumoxid.

Infärgning och försegling av porer

• Infärgning: Det anodiserade skiktet kan färgas genom att komponenten sänks ner i en färglösning. Färgen tränger in i oxidskiktets porer och ger permanenta färger.
• Försegling av porer: Porerna förseglas i hett vatten eller med tätningmedel, vilket förbättrar korrosionsbeständigheten och förhindrar att färgen släpper.

Material som kan anodiseras

Aluminium

Aluminium är den vanligaste metallen som anodiseras. Anodisering förbättrar dess korrosionsbeständighet, slitstyrka och utseende. Oxidskiktets tjocklek kan variera mellan 0,5–150 µm, och den optimala tjockleken väljs utifrån användningsområdet. Till exempel används oftast ett 5–25 µm tjockt oxidskikt i marina miljöer.

Titan

Ett tunt, tätt och genomskinligt oxidskikt kan anodiseras på titanytan, vanligtvis 0–200 nanometer tjockt. Detta skikt kan uppvisa olika färger på grund av ljusinterferens, vilket ofta utnyttjas vid tillverkning av titan­smycken.

Magnesium

Magnesiumlegeringar kan anodiseras på liknande sätt som aluminiumlegeringar. Anodiserade magnesiumytor kan användas som grund för färg eller som skyddande lager när porerna fylls med olja eller vax, vilket ger måttligt korrosionsskydd.

Niob

Niobium ger färgglada ytor genom interferenseffekter vid anodisering. Detta gör niobium populärt för smycken, medicinska implantat och dekorativa föremål.

Tantal

Tantal kan bilda tunna och hållbara oxidskikt genom anodisering. Tantal och tantaloxid används särskilt i tantal-kondensatorer, där hög kapacitans i förhållande till volymen behövs.

Halvledare

Anodisering är även möjlig för följande halvledare: kisel (Si), germanium (Ge), kiselkarbid (SiC), galliumarsenid (GaAs) och flera andra. De porösa anodiserade ytorna hos dessa material används inom batteriteknik, solceller, sensorer och mikromekaniska strukturer.

Fördelar med anodisering

• Korrosionsskydd: Ger effektivt skydd mot korrosion, särskilt på delar som utsätts för havsvatten.
• Estetik: En anodiserad yta kan uppvisa olika färger och har ett attraktivt utseende.
• Slitstyrka: Ytan är mycket hård och motståndskraftig mot slitage.
• Ytterligare egenskaper: Förbättrar smörjning samt vidhäftning för lim och andra bindemedel.

Nackdelar med anodisering

• Porositet: Trots att ytan är jämn kan den porösa strukturen ge upphov till korrosion om porerna inte är ordentligt förseglade.
• Dålig kemikalieresistens: Det anodiserade skiktet löses lätt upp i mycket alkaliska eller sura miljöer.
• Värmeutvidgning: Olika värmeutvidgningskoefficienter för aluminiumoxid och aluminium kan leda till att skiktet spricker vid höga temperaturer.

Användningsområden för anodisering

Anodisering används brett inom industrin och för konsumentprodukter:

• Flygindustrin: Förbättrar delar mot korrosion och slitage.
• Byggbranschen: För fasader, fönsterprofiler och arkitektoniska detaljer.
• Elektroniska komponenter: För ytbehandling av kondensatorer, transistorer och andra komponenter.
• Konsumentprodukter: Anodiserat aluminium finns i smartphones, verktyg, kameror, sportutrustning och köksredskap.

Sammanfattning

Anodisering är en effektiv och mångsidig ytbehandlingsmetod som förbättrar metallytans korrosionsbeständighet, slitstyrka och utseende. Metoden passar särskilt bra för aluminium, men används även för metaller som titan, magnesium, niob och tantal. Processen består av förbehandling, anodisering och eventuell infärgning följt av försegling av oxidskiktets porer. De många fördelarna och de breda användningsområdena gör anodisering till ett värdefullt verktyg i både industri- och konsumentproduktstillverkning.