Processus de colmatage de l'anodisation

Signification de l'aluminium anodisé

L'aluminium anodisé désigne la formation d'un film d'oxyde sur la surface de l'aluminium grâce au processus d'anodisation. Ce film d'oxyde améliore non seulement la résistance à la corrosion de l'aluminium, mais augmente également sa résistance à l'usure et permet des traitements de surface ultérieurs, tels que la coloration.

L'aluminium anodisé doit-il être colmaté ?

Le film d'oxyde formé lors du processus d'anodisation de l'aluminium est poreux, avec une porosité comprise entre 5 % et 30 %.

L'aluminium anodisé non colmaté signifie que les pores du film d'oxyde n'ont pas été scellés. Bien que ces pores soient utiles pour certaines applications, comme permettre aux colorants d'y pénétrer pour la coloration, ils posent également certains problèmes.

• Résistance à la corrosion réduite : En raison de la présence de pores, l'humidité et les contaminants peuvent pénétrer la surface de l'aluminium, provoquant ainsi de la corrosion.
• Faible résistance à l'usure : Les contaminants présents dans les pores accélèrent le processus d'usure et réduisent la résistance à l'usure de l'aluminium.
• Dégradation de l'apparence : Les pores peuvent accumuler de la saleté et des colorants, ce qui assombrit ou décolore la surface, affectant son esthétique.
• Adsorption chimique : Les pores peuvent adsorber des produits chimiques de l'environnement, ce qui peut affecter les performances de l'aluminium.
• Dégradation des propriétés mécaniques : La présence de pores réduit la résistance et la rigidité du film d'oxyde, affectant ses propriétés mécaniques.

Par conséquent, l'aluminium anodisé non colmaté nécessite des mesures de protection supplémentaires pour garantir sa stabilité et son esthétique à long terme.

Afin d'éviter l'incertitude liée à l'aluminium anodisé non colmaté, le traitement de colmatage est particulièrement important, car il peut améliorer considérablement les performances de la couche de film.

Aperçu des méthodes de colmatage

Colmatage à l'eau chaude : Grâce à un traitement à l'eau à haute température, le film d'oxyde réagit avec l'eau pour former de l'oxyde d'aluminium hydraté (boehmite), et le volume se dilate pour fermer les pores.

Colmatage à la vapeur : Grâce au traitement à la vapeur, le film d'oxyde réagit avec la vapeur pour former de l'oxyde d'aluminium hydraté (boehmite).

Colmatage aux sels métalliques : Utiliser une solution de sel inorganique pour colmater sous l'effet de la chaleur, et remplir les pores grâce aux produits d'hydratation et d'hydrolyse des sels.

Colmatage par revêtement organique : Utiliser des revêtements organiques tels que la peinture transparente, la résine, etc. pour colmater, offrant une bonne résistance à l'usure, une résistance à la corrosion et des propriétés décoratives.

Ensuite, nous examinerons chaque méthode en détail.

Colmatage à l'eau chaude (HWS)

Le colmatage à l'eau chaude est une méthode permettant de sceller les pores en faisant réagir l'aluminium anodisé avec de l'eau chaude pour convertir l'oxyde d'aluminium en oxyde d'aluminium hydraté (boehmite).

Le principe de base du colmatage à l'eau chaude consiste à mettre le film d'oxyde en contact avec de l'eau à haute température pour générer de l'oxyde d'aluminium hydraté (boehmite), qui se dilate en volume et scelle les pores.

La formule de réaction est la suivante :

Al₂O₃ + nH₂O → Al₂O₃·nH₂O

où n peut être égal à 1 ou 3. Lorsque n=1, le volume de l'oxyde d'aluminium monohydraté (boehmite) généré augmente d'environ 33 % ; lorsque n=3, le volume de l'oxyde d'aluminium trihydraté (boehmite) augmente de près de 100 %. Cette augmentation significative de volume scelle efficacement les pores de la membrane.

Détails de mise en œuvre :

• Milieu : eau chaude
• Température : le colmatage à l'eau chaude doit s'effectuer au-dessus de 95°C
• Temps : colmatage à l'eau chaude pendant 20 à 40 minutes
• Exigences de qualité de l'eau : utiliser de l'eau désionisée ou de l'eau distillée pour éviter que les impuretés n'affectent les performances de la couche membranaire.
• Caractéristiques : l'équipement de colmatage à l'eau chaude est simple, facile à utiliser et peu coûteux ;

Colmatage à la vapeur

Le principe du colmatage à la vapeur est similaire à celui du colmatage à l'eau chaude. C'est une méthode de colmatage des pores consistant à faire réagir la tôle d'aluminium anodisé avec de la vapeur pour convertir l'aluminium anodisé en oxyde d'aluminium hydraté (boehmite).

• Milieu : vapeur
• Température : La température de colmatage à la vapeur est d'environ 100 à 115°C.
• Temps : colmatage à la vapeur pendant 20 à 30 minutes
• Caractéristiques : Le colmatage à la vapeur est de meilleure qualité et le film coloré ne perd pas facilement sa couleur, mais l'équipement de colmatage à la vapeur est complexe et son coût est élevé.

Colmatage aux sels métalliques (MSS)

Le colmatage aux sels métalliques (MSS) permet d'obtenir l'effet de scellement en immergeant l'aluminium anodisé dans une solution de sel métallique chauffée et en remplissant les pores avec des produits d'hydratation et d'hydrolyse saline. Les sels métalliques couramment utilisés comprennent les dichromates, les molybdates, les silicates, etc.

Colmatage au dichromate

Le colmatage au dichromate est un processus qui scelle les pores à la surface de l'aluminium anodisé par un traitement avec une solution de dichromate.

• Principe : L'alumine réagit avec le dichromate pour former de l'oxyde d'aluminium hydraté (boehmite) et du chromate d'aluminium, qui scellent les pores.
• Formule de réaction : 2Al₂O₃ + 3K₂Cr₂O₇ + 5H₂O → 2Al(OH)₃CrO₄ + 2Al(OH)₃Cr₂O₇ + 6KOH
• Caractéristiques : Améliore la résistance à la corrosion, mais donne au film un aspect jaune clair, ce qui ne convient pas aux produits ayant des exigences décoratives élevées.

Colmatage par hydrolyse de sels

Le colmatage par hydrolyse de sels est une technologie de colmatage pour l'aluminium anodisé, en particulier pour les films anodisés après teinture.

En chauffant dans une solution neutre, un sel métallique hydrolysable (comme le sulfate de nickel ou l'acétate de nickel) est utilisé pour former une précipitation d'hydroxyde dans les pores du film d'oxyde, remplissant et scellant ainsi efficacement les pores.

• Principe : Utiliser une solution saline presque neutre, telle que le sulfate de nickel, pour provoquer une hydrolyse dans les pores de la membrane afin de générer de l'hydroxyde de nickel et d'autres précipitations pour remplir les pores.
• Formule de réaction : NiSO₄ + 2H₂O → Ni(OH)₂·H₂O + H₂SO₄
• Caractéristiques : Cela n'affecte pas la couleur de la couche de film, convient aux films décoratifs et peut améliorer la stabilité des colorants.

Processus de colmatage à froid

Le colmatage à froid de l'anodisation est une méthode de traitement de scellement effectuée à température ambiante. Concrètement, il s'agit de placer le film anodisé dans de l'eau désionisée contenant un agent de colmatage pour le traitement.

La technologie de colmatage à froid réalise principalement le scellement en déposant des matériaux de remplissage dans les micropores du film d'oxyde, plutôt que de s'appuyer sur l'expansion de volume de la boehmite générée par la réaction d'hydratation.

Cette méthode est généralement réalisée à une température ambiante de 20 à 25℃. Par rapport au colmatage traditionnel à l'eau bouillante, le colmatage à froid permet d'économiser de l'énergie et du temps.

• Principe : À température ambiante ou légèrement supérieure à la température ambiante, une solution de colmatage contenant des sels métalliques tels que le nickel et le cobalt est utilisée pour générer des hydroxydes par hydratation et hydrolyse des ions métalliques afin de sceller les pores.
• Caractéristiques : Environnement de fonctionnement convivial, faible consommation d'énergie, faible pollution de l'environnement, adapté à une variété de produits en aluminium et en alliages d'aluminium.

Colmatage par revêtement organique

Le colmatage par revêtement organique permet d'obtenir des effets d'étanchéité et de décoration en appliquant des revêtements organiques tels que de la peinture transparente, de la résine, etc. sur la surface de l'aluminium et de ses alliages pour former un film de peinture dense.

Détails de mise en œuvre :

• Méthode : Pulvérisation électrostatique, revêtement en poudre ou peinture électrophorétique.
• Avantages : Bonne qualité de film, large gamme de couleurs, dureté élevée, excellente résistance à l'usure et à la corrosion, et forte luminosité.

Exemples d'application

Prenons Worthwill comme exemple. Son flux de processus d'anodisation à l'acide sulfurique, de coloration électrolytique AC aux sels stanneux et de colmatage à température ambiante est le suivant :

1. Prétraitement : dégraissage, décapage alcalin et polissage.
2. Anodisation : réalisée dans une solution d'acide sulfurique, température 25-35°C, densité de courant 1.0-1.5 A/dm², temps 40-50 minutes.
3. Coloration électrolytique : réalisée dans une solution contenant du sulfate stanneux, de l'acide sulfurique et un stabilisateur, tension 12V, fréquence 50Hz, temps 2-3 minutes.
4. Colmatage à température ambiante : utiliser un liquide de colmatage contenant de l'acétate de nickel, du fluorure de sodium et d'autres ingrédients, température 25-55°C, temps 10-15 minutes.
5. Test de performance : La bonne résistance à la corrosion et la stabilité de la coloration du produit sont vérifiées par un test d'immersion dans l'acide chlorhydrique et l'hydroxyde de sodium ainsi qu'un test au brouillard salin neutre.