Anot Hoa Nhom

7
7/23/2019 Anot Hoa Nhom http://slidepdf.com/reader/full/anot-hoa-nhom 1/7 ANT HÓA CỨ NG CHO NHÔM VÀ MT S HỢ P KIM NHÔM РCI THIN CÁC TÍNH CHT B MT HARD ANODIZING OF ALUMINIUM AND ITS ALLOYS TO IMPROVE SURFACE PROPERTIES Nguyn Thuý Ái, Nguyn Thanh Lc, Ðng Vũ Ngon Khoa Công Ngh V t Liu, Tr ườ ng Ði hc Bách Khoa Tp.HChí Minh, Vi t Nam TÓM TT Ant hóa cng đã đượ c biết đến như là m t qui trình hiu qu để t o ra lớ  p ph c ng và chu mài mòn trên Al và hợ  p kim ca nó. Lớ  p ph  này có b  dày (75-100 m) l ớ n h ơ n các lớ  p ph  an t hóa thông thườ ng. Tuy nhiên qui trình ant hóa cng li đòi hi mt s điu kin riêng bit như nhi t độ r t th p, mt độ dòng cao và dung d ch đin phân đặc bi t. Các đòi h i này gây khó khăn cho vic thiết k ế và v n hành qui trình. Do đ ó vi c tìm ra m t qui trình m ớ i có th  t o ra l ớ  p ph  c ng h ơ n nh ư ng ở  nhi t độ cao h ơ n là r t c n thiết. Trong bài báo này, qui trình an t hóa cng trong hn h ợ  p dung dch axít formic và axít oxalic đã đượ c nghiên cu trên Nhôm sch k  thu t 99,8%, Hợ  p kim Al-Mg-Si (6061) đại di n cho nhóm hợ  p kim biến dng không hóa bn b ng nhit luyn và Hợ  p kim Al-Cu (Ðura) đại din cho nhóm hợ  p kim biến dng hóa bn bng nhit, cha pha th hai hóa b n. nh hưở ng ca các thông s đin hóa đến b dày, độ c ng, độ x  p, độ ch u mài mòn ca lớ  p ph c ũng đã đượ c kho sát. ABSTRACT Hard anodizing is known as an efficient process to produce a hard and wear resistance coating over aluminum and its alloys. The thickness of this coating is thicker (75-100 mm) than the one obtained from normal anodizing. However the process requires some special conditions such as very low temperature, high current density and particular electrolytes. That brings out a lot of difficulties in  process setting up and operation. Therefore, it is necessary to find a new process which can produce a harder coating at higher temperature. In this paper, hard anodizing over aluminum, Duralumin and 6061 alloy in a mixture of oxalic acid and formic acid was studied. The effects of electrochemical  parameters on coating thickness, hardness, porosity and wear reasistance were also investigated. 1. ÐT VN РHin nay, thế gi ớ i đang có xu hướ ng thay thế dn các hợ  p kim st thép thông thườ ng bng vt liu nhôm vì nhng tính năng ưu vit ca lo i v t li u này (nh , b n ă n mòn và d  t o hình, v.v.). Ðc bit là trong công ngh hàng không, tàu bin, ôtô,v.v…giúp gim đáng k  khi lượ ng ca phươ ng tin điu đó dn tớ i tiết kim đượ c nhiên liu, tăng công sut hot động và gim thiu các tác nhân ô nhi m môi tr ườ ng. Trong đó, ant hóa là mt khâu quan tr ng để x lý các s n phm nhôm.  Nhng năm gn đây, công ngh an t hóa đượ c đặc bit quan tâm và phát trin mnh m ở  khía cnh công ngh t o ra nhng lớ  p ph an t hóa có độ dày (>50 µm) và độ c ng khá cao (trên 3500 MPa) khác v ớ i các l ớ  p ph  an t hóa tr ướ c đây thườ ng r t mng không có kh n ăng chu mài mòn. Lớ  p ph an t hóa cng: dày, chu mài mòn tt, có độ x  p nht định nên có kh n ăng ngm du bôi tr ơ n đượ c ng dng khá ph bi ến trong các l  ĩ nh v c k  thu t công nghi  p để  t ă ng c ườ ng kh  n ă ng ho t độ ng cho nhng chi tiết chu mài mòn b m t như  pitông, xylanh, bánh r ăng ca động cơ  h ơ i nướ c, v.v... Công ngh an t hóa cng đã đượ c áp dng khá thành công ở  nhi u nướ c trên thế gi ớ i như: Anh, M, Th y S  ĩ , Hàn Quc,v.v.Trong nướ c, công ngh an t hóa cng đã đượ c quan tâm nghiên cu nhưng chưa ph bi ến và ng dng ng rãi. Các nghiên cu ch y ếu thc hin trên dung dch sulfuric, vớ i độ c ng trên dướ i 4000 MPa và g p nhiu khó khăn trong vic

Transcript of Anot Hoa Nhom

Page 1: Anot Hoa Nhom

7/23/2019 Anot Hoa Nhom

http://slidepdf.com/reader/full/anot-hoa-nhom 1/7

ANỐT HÓA CỨ NG CHO NHÔM VÀ MỘT SỐ HỢ P KIM NHÔM ÐỂ CẢI THIỆN CÁC TÍNH CHẤT BỀ MẶT

HARD ANODIZING OF ALUMINIUM AND ITS ALLOYS TOIMPROVE SURFACE PROPERTIES

Nguyễn Thuý Ái, Nguyễn Thanh Lộc, Ðặng Vũ NgoạnKhoa Công Nghệ V ật Liệu, Tr ườ ng Ðại học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh, Vi ệt Nam

TÓM TẮT

Anốt hóa cứng đã đượ c biết đến như là m ột qui trình hiệu quả  để t ạo ra lớ  p phủ c ứng và chịu mài mòn

trên Al và hợ  p kim của nó. Lớ  p phủ này có b ề dày (75-100 m) l ớ n hơ n các lớ  p phủ an ốt hóa thông

thườ ng. Tuy nhiên qui trình anốt hóa cứng lại đòi hỏi một số  điều kiện riêng biệt như nhi ệt độ r  ất thấ p,

mật độ dòng cao và dung d ịch điện phân đặc biệt. Các đòi hỏi này gây khó khăn cho việc thiết k ế và

vận hành qui trình. Do đó việc tìm ra một qui trình mớ i có thể t ạo ra lớ  p phủ c ứng hơ n nhưng ở  nhi ệtđộ cao h ơ n là r ất cần thiết. Trong bài báo này, qui trình anốt hóa cứng trong hổn hợ  p dung dịch axít

formic và axít oxalic đã đượ c nghiên cứu trên Nhôm sạch k ỹ  thu ật 99,8%, Hợ  p kim Al-Mg-Si (6061)

đại diện cho nhóm hợ  p kim biến dạng không hóa bền bằng nhiệt luyện và Hợ  p kim Al-Cu (Ðura) đại

diện cho nhóm hợ  p kim biến dạng hóa bền bằng nhiệt, chứa pha thứ hai hóa b ền. Ảnh hưở ng của các

thông số  điện hóa đến bề dày, độ c ứng, độ x ố p, độ ch ịu mài mòn của lớ  p phủ c ũng đã đượ c khảo sát.

ABSTRACT

Hard anodizing is known as an efficient process to produce a hard and wear resistance coating

over aluminum and its alloys. The thickness of this coating is thicker (75-100 mm) than the one

obtained from normal anodizing. However the process requires some special conditions such as very

low temperature, high current density and particular electrolytes. That brings out a lot of difficulties in

 process setting up and operation. Therefore, it is necessary to find a new process which can produce a

harder coating at higher temperature. In this paper, hard anodizing over aluminum, Duralumin and

6061 alloy in a mixture of oxalic acid and formic acid was studied. The effects of electrochemical

 parameters on coating thickness, hardness, porosity and wear reasistance were also investigated.

1. 

ÐẶT VẤN ÐỀ 

Hiện nay, thế  gi ớ i đang có xu hướ ng thay thế dần các hợ  p kim sắt thép thông thườ ng bằng

vật liệu nhôm vì những tính năng ưu việt của

loại vật liệu này (nhẹ, bền ăn mòn và dễ  t ạohình, v.v.). Ðặc biệt là trong công nghệ  hàng

không, tàu biển, ôtô,v.v…giúp giảm đáng k ể 

khối lượ ng của phươ ng tiện điều đó dẫn tớ i tiết

kiệm đượ c nhiên liệu, tăng công suất hoạtđộng và giảm thiểu các tác nhân ô nhiễm môi

tr ườ ng. Trong đó, anốt hóa là một khâu quan

tr ọng để x ử lý các s ản phẩm nhôm.

 Những năm gần đây, công nghệ an ốt hóa đượ cđặc biệt quan tâm và phát triển mạnh mẽ  ở  khía cạnh công nghệ t ạo ra những lớ  p phủ an ốt

hóa có độ  dày (>50 µm) và độ  c ứng khá cao

(trên 3500 MPa) khác vớ i các lớ  p phủ an ốt hóa

tr ướ c đây thườ ng r ất mỏng không có khả n ăng

chịu mài mòn. Lớ  p phủ  an ốt hóa cứng: dày,

chịu mài mòn tốt, có độ x ố p nhất định nên có

khả  n ăng ngấm dầu bôi tr ơ n đượ c ứng dụng

khá phổ bi ến trong các l ĩ nh vực k ỹ  thu ật công

nghiệ p để t ăng cườ ng khả n ăng hoạt động chonhững chi tiết chịu mài mòn bề  m ặt như 

 pitông, xylanh, bánh r ăng của động cơ   h ơ inướ c, v.v...

Công nghệ an ốt hóa cứng đã đượ c áp dụng khá

thành công ở   nhi ều nướ c trên thế  gi ớ i như:

Anh, Mỹ, Thụy S ĩ , Hàn Quốc,v.v.Trong nướ c,

công nghệ  an ốt hóa cứng đã đượ c quan tâm

nghiên cứu nhưng chưa phổ bi ến và ứng dụng

r ộng rãi. Các nghiên cứu chủ  y ếu thực hiệntrên dung dịch sulfuric, vớ i độ  c ứng trên dướ i4000 MPa và gặ p nhiều khó khăn trong việc

Page 2: Anot Hoa Nhom

7/23/2019 Anot Hoa Nhom

http://slidepdf.com/reader/full/anot-hoa-nhom 2/7

 phải làm lạnh dung dịch điện phân xuống tớ i -5

0C.

Do đó, đề  tài đượ c đặt ra vớ i mục đích tìm

kiếm những hệ dung d ịch có khả n ăng anốt hóa

sâu, tạo đượ c những lớ  p phủ  có độ  c ứng cao

hơ n và có khả  n ăng anốt hóa cứng ở   nhi ệt độ 

thườ ng

Ở  Vi ệt Nam, công nghệ  an ốt hóa cứng đượ cứng dụng r ất nhiều trong việc tăng bền và phục

hồi các chi tiết từ nhôm và h ợ  p kim nhôm. Cụ  

thể nh ư sau:

• 

Công nghệ  an ốt hóa cứng đượ c dùng để 

nâng cao tuổi thọ, chế t ạo và phục hồi các bản

in offset thay vì tr ướ c đây phải nhậ p từ  n ướ cngoài vớ i giá khá cao. Các bản in đượ c anốt

hóa có tuổi thọ  t ăng lên rõ r ệt từ 5000-10000

lần so vớ i 500-1000 lần so vớ i khi chưa anốthóa [15]. •  Ðối vớ i các chi tiết bộ  đôi như  piston,

xecmăng, xylanh, các van tr ượ t của phần tử 

khí nén, các chi tiết bạc lót trong bơ m, v.v.thì

anốt hóa là một khâu xử  lý không th ể thi ếu để tạo bề m ặt chịu mài mòn tốt và có khả n ăng tự 

 bôi tr ơ n. •  Ðặt biệt là trong công nghiệ p dệt, sợ i có r ất

nhiều các chi tiết máy bằng nhôm cần đượ ctăng cứng và tăng bền như: túi góp sợ i, gàng

kéo sợ i, bộ góp s ợ i, v.v. 

2. PHƯƠ NG PHÁP THỰ C NGHIỆM

Các thông số công ngh ệ t ối ưu đượ c chọn theo

giá tr ị  độ  c ứng cao nhất; giá tr ị  độ  dày ch ỉ  dùng để  đánh giá mức độ  phù h ợ  p về  độ  dày

của lớ  p phủ  an ốt hóa cứng theo tiêu chuẩn

ASTM (độ  dày l ớ  p anốt hóa cứng dùng trong

k ỹ  thu ật phải lớ n hơ n 50 µm) và nhận xét quy

luật ảnh hưở ng của các thông số  điện hóa đến

lớ  p phủ. Các giá tr ị t ối ưu đưa ra chỉ  là nh ững

số li ệu phù hợ  p nhất trong khoảng giá tr ị kh ảo

sát (đượ c thể hi ện bằng số in đậm).

Chọn vật liệu làm mẫuMẫu anốt hóa đượ c chọn đại diện cho một số 

các nhóm hợ  p kim tiêu biểu.

Cụ th ể nh ư sau:

♦   Nhôm sạch k ỹ thu ật 99,8%

♦  Hợ  p kim Al-Mg-Si (6061) đại diện cho

nhóm hợ  p kim biến dạng không hóa bền bằng

nhiệt luyện.

♦  Hợ  p kim Al-Cu (Ðura) đại diện cho nhóm

hợ  p kim biến dạng hóa bền bằng nhiệt, chứa

 pha thứ hai hóa b ền.

Thành phần các nguyên tố  hóa h ọc của các

mẫu nghiên cứu (phân tích bằng máy quang

 phổ phát x ạ Spectromax) nh ư sau:

Bảng 1: Thành phần nhôm sạch k ỹ thuật Nguyên

tố 

Thành

 phần %

 Nguyên

tố 

Thành

 phần %

Si 0,044 Ti 0,002

Fe 0,093 Ag 0,001

Cu 0,001 B 0,004

Mn 0,002 Bi <0,003

Mg 0,002 Cd <0,001

Zn 0,005 Zr 0,001

 Ni 0,002 Co <0,001

Cr 0.002 V 0,004

Pb <0,002 Ga 0,009

Sn <0,003 Al 99,8

Bảng 2: Thành phần hợ p kim 6061 Nguyên

tố 

Thành

 phần %

 Nguyên

tố 

Thành

 phần %

Si 0,468 Ti 0,013

Fe 0,192 Na 0,001

Cu 0,02 B 0,002

Mn 0,002 Bi 0,004

Mg 0,51 Ca 0,001

Zn 0,045 Zr 0,001

 Ni 0,005 Co <0,001

Cr 0,003 V 0,004

Pb <0,002 Ga 0,016

Sn <0,003 Al 98,7

Bảng 3: Thành phần hợ p kim Ðura

 Nguyêntố 

Thành phần %

 Nguyêntố 

Thành phần %

Si 0,198 Ti 0,037

Fe 0,449 Ag 0,001

Cu 3,74 B 0,001

Mn 0,315 Bi <0,002

Mg 1,31 Ca 0

Zn 0,064 Zr 0,003

 Ni 0,01 Co <0,001

Cr 0.01 V 0,003

Page 3: Anot Hoa Nhom

7/23/2019 Anot Hoa Nhom

http://slidepdf.com/reader/full/anot-hoa-nhom 3/7

Pb 0,003 Ga 0,006

Sn 0,009 Al 93,8

Các thí nghiệm anốt hóa đượ c thực hiện theo

quy trình sau:

3. K ẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT

3.1. Ảnh hưở ng của tỷ lệ mol formic/oxalic

Thí nghiệm đượ c khảo sát dựa trên sự thay đổitỷ l ệ s ố mol c ủa hai cấu tử  trong h ệ b ằng cách

giữ  nguyên n ồng độ  axít oxalic và thay đổi

nồng độ fomic, đượ c ký hiệu từ C1(80-60) đếnC5(80-140) tươ ng ứng vớ i nồng độ axít oxalic

là 80g/l không đổi còn nồng độ  axít formic

thay đổi từ 60 đến 140 g/l. Các thí nghiệm đềuđượ c thực hiện ở   m ật độ  dòng 6A/dm

2, nhiệt

độ 300C, thờ i gian 60 phút. Các khoảng giá tr ị 

chọn khảo sát đượ c tham khảo trên các tài liệu

nướ c ngoài [1,2,8,9]. 

Bảng 4 : Giá trị đo độ cứ ng và độ dày lớ panốt hóa theo thành phần axít formicÐộ cứ ng (HV)( Ðộ dày (m  )) 

Tỷ lệ HCOOH/H2C2O4 

(mol/mol) A M D1,5 398

(48,68) 

269

(43,10) 

256

(14,48) 

2 420(57,12) 

320

(46,00) 

303

(25,49) 

2,5 381

(67,30)

353

(59,23)

302

(40,56 )

3 372

(75,40)

370(63,01)

312

(35,78 )

3,5 328

(66,60)

321

(64,50)

318(55,26 )

Ta thấy r ằng, độ dày l ớ  p anốt hóa của các mẫu

đều t

ăng theo chi

ều t

ăng t

ỷ  l

ệ  mol

formic/oxalic vì khi nồng độ  axít t ăng, quá

trình tạo màng sẽ x ảy ra nhanh hơ n, độ dày và

độ c ứng tăng. Tuy nhiên, đến một giá tr ị n ồng

độ  nh ất định do sự  hoà tan c ủa lớ  p màng xảy

ra mạnh dẫn đến tăng kích thướ c lỗ x ố p nên độ 

cứng giảm xuống; giá tr ị  độ c ứng của các mẫu

đi qua một điểm cực đại.

Mẫu (2x5x30)

Gia công cơ  

Tẩy dầu bằng hỗn hợ  p Na3PO4+ NaSiO3

R ửa sạch bằng nướ c

R ửa sạch bằng nướ c

Hoạt hóa bằng hỗn hợ  p HNO3+H2SO4+H3PO 4

R ửa sạch bằng nướ c 

Anốt hóa 

3.2. Khảo sát sự  thay đổi giá trị pH tại tỷ lệ mol axít formic/axít oxalic tối ư uThay đổi đồng thờ i khối lượ ng axít oxalic và

axít formic sao cho tỷ  l ệ  mol không đổi theohướ ng giảm giá tr ị   pH c ủa dung dịch. Giữ  

nguyên chế  độ  điện phân: 6A/dm2, 30

0C, 60

 phút.

K ết quả  kh ảo sát đượ c trình bày ở   b ảng 3.2,

cho thấy khi tăng lượ ng axít, không có lợ i cho

quá trình tạo màng của nhôm sạch và hệ  h ợ  pkim 6061. Tuy nhiên, đối vớ i hợ  p kim Ðura thì

quá trình có thuận lợ i hơ n một chút do hòa tan

đượ c phần lớ n các pha thứ 2 nên có kh ả  n ăng

tạo lớ  p màng dày hơ n nhưng giá tr ị  độ  c ứng

vẫn chưa cao.

Bảng 5: Giá trị đo độ  cứ ng và độ  dày lớ panốt hóa theo giá trị pH

Ðộ cứ ng (HV)( Ðộ dày (m  )) 

pH

A M D2,61 420

(57,12)

2,59 378

(63,40)

2,55 377

(60,17 )

2,50 376

(60,90)

2,54 370(63,01)

2,49 369

(64,45)

2,42 363

(70,30)

2,39 313

(66,19)

2,52 318

(55,26 )

Page 4: Anot Hoa Nhom

7/23/2019 Anot Hoa Nhom

http://slidepdf.com/reader/full/anot-hoa-nhom 4/7

2,48 332

(58,50)

2,42 351(71,50)

2,38 345(73,49)

 

3.3. Ảnh hưở ng của nhiệt độ 

K ết quả  nghiên c ứu ảnh hưở ng của nhiệt độ 

đến quá trình anốt hóa đượ c thực hiện tại nồng

độ  t ối ưu mật độ  dòng 6A/dm2, thờ i gian 60

 phút và nhiệt độ thay đổi từ 300C đến 10

0C.

K ết quả  cho th ấy, khi giảm nhiệt độ, độ  dày

lớ  p anốt hóa của nhôm sạch và các hợ  p kim

đều tăng do giảm đượ c đáng k ể  kh ả  n ăng hòatan của dung dịch, lớ  p màng ít xố p, độ  c ứng

tăng theo chiều giảm nhiệt độ. Tuy nhiên, vớ iđộ  dày quá l ớ n độ  c ứng giảm, do độ  dày c ủa

lớ  p màng anốt hóa phát triển trên cơ  s ở  t ăng độ 

dày của phần xố p.

Bảng 6: Ảnh hưở ng của nhiệt độ  đến độ dày và độ cứ ng của lớ p anốt hóa

Ðộ cứ ng (HV)( Ðộ dày (m  )) 

Nhiệtđộ 

A M D30 420

(57,12)370

(63,01)318

(55,26 )

25 430

(80,39)

421

(78,50)

368

(71,35)

20 569(95,06 )

432

(86,80)

389

(70,64)

15 494

(99,57 )

450(88,50)

439(81,35)

10 459

(103,70)

410

(94,50)

372

(85,05)

0

20

40

60

80

100

120

5 10 15 20 25 30 35

Nhieät ñoä 0C

   Ñ  o   ä     d  a   ø  y   (  m   i  c  r  o  m  e   t  s   )

Nhoâm saïch6061Ñura

 

0

100

200

300

400

500

600

5 10 15 20 25 30 3

Nhieät ñoä 0C

   Ñ  o   ä    c   ö   ù  n  g   (   H   V   )

5

Nhoâm saïch6061Ñura

 Hình 1: Ảnh hưở ng của nhiệt độ  đến độ cứ ng và độ dày lớ p anốt hóa .

3.4. Ảnh hưở ng của mật độ dòng điện

Khảo sát ảnh hưở ng của mật độ dòng t ại nồng

độ, nhiệt độ t ối ưu của từng loại hợ  p kim.

Bảng 7: Ảnh hưở ng của mật độ dòng đến độ cứ ng và độ dày lớ p màng anốt hóa

Ðộ cứ ng (HV)( Ðộ dày (m  )) 

Mật độ dòng

(A/dm2) A M D4 398

(47,50)

339

(44,45)

306

(37,10)

5 534

(64,18 )

385

(58,38 )

370

(58,55)

6 569(95,06 )

450

(79,50)

439(75,50)

7 458

(97,03)

510(84,78 )

383

(83,70)

8 440

(98,74)

432

(89,57 )

298

(87,05)

 

0

20

40

60

80

100

120

3 4 5 6 7 8 9Maät ñoä doøng (A/dm

2)

   Ñ  o   ä     d  a   ø  y   (  m   i  c  r  o  m  e   t  s   )

Nhoâm saïch

6061Ñura

 

0

100

200

300

400

500

600

3 4 5 6 7 8 9Maät ñoä doøng (A/dm2)

   Ñ  o   ä    c   ö   ù  n  g   (   H   V   )

Nhoâm saïch6061Ñura

 

Page 5: Anot Hoa Nhom

7/23/2019 Anot Hoa Nhom

http://slidepdf.com/reader/full/anot-hoa-nhom 5/7

Hình 2: Ảnh hưở ng của mật độ  dòng điệnđến độ dày và độ cứ ng lớ p anốt hóa

Ta thấy r ằng tồn tại một vùng bão hòa gần

như  n ằm ngang ứng vớ i giá tr ị   m ật độ  dòng

nằm trong khoảng 6-7 A/dm2 đượ c gọi là giá

tr ị m ật độ  dòng t ớ i hạn jth  (hình 3.2). V ớ i giá

tr ị m ật độ  dòng j>j th  thì độ  dày t ăng r ất chậm

và hầu như không t ăng do hiệu ứng tăng nhiệt

Jun-Lenxơ , sinh nhiệt cục bộ làm cho quá trình

hòa tan màng xảy ra nhanh hơ n. Tại thờ i điểm

quá trình phát triển các cột oxít xố p và hòa tan

chúng cân bằng nhau thì tốc độ màng an ốt phát

triển chậm lại và đạt chiều dày gần như  bão

hòa; độ  c ứng tươ ng ứng giảm dần khi tăng j

vượ t quá giá tr ị j th.

3.5. Ảnh hưở ng của thờ i gian đến quá trìnhanốt hóa

Bảng 7: Ảnh hưở ng của thờ i gian đến độ cứ ng và độ dày lớ p anốt hóa

Ðộ cứ ng (HV)( Ðộ dày (m  )) 

Thờ igian

(phút) A M D

45380

(72,21)

346

(52,58 )

328

(52,77 )

60

569(95,06 )

510(89,80)

439

(81,35)

75502

(101,45)

476

(90,36 )

467(85,02)

90453

(104,63)

423

(98,12)

409

(94,32)

105371

(107,88 )

357

(100,23)

319

(98,36 )

Theo dõi ảnh hưở ng của thờ i gian đến độ  dày

của lớ  p phủ cho th ấy độ dày l ớ  p phủ  t ăng dần

theo thờ i gian, màu sắc chuyển từ  vàng sang

vàng nâu, nhưng tốc độ  phát tri ển lớ  p mànggiảm dần. Ðộ  c ứng qua điểm cực đại sau đó

giảm dần theo thờ i gian và độ  t ăng chiều dày

lớ  p màng.

Qua khảo sát ảnh hưở ng của điều kiện khuấytr ộn (sục khí) cho thấy việc khuấy tr ộn làm

đồng đều hóa nhiệt độ và thành ph ần dung dịch

nên độ  dày và độ  c ứng tăng một chút. Nhưng

do axit formic là cấu tử  d ễ  bay h ơ i nên việc

khuấy tr ộn làm mất tính ổn định của dung

dịch.

0

20

4060

80

100

120

30 45 60 75 90 105 120Thôøi gian (phuùt)

   Ñ  o   ä     d  a   ø  y   (  m   i  c  r  o  m  e   t  s   )

Nhoâm saïch6061Ñura

 

0

100

200

300

400

500

600

30 45 60 75 90 105 120

   Ñ  o   ä    c   ö   ù  n  g   (   H   V   )

Nhoâm saïch kyõ thuaät

Hôïp kim 6061

Thôøi gian (phuùt)

Hôïp kim Ñura

hờ i gian tớ i độ dàyà độ cứ ng lớ p anốt hóa

Hình 3: Ảnh hưở ng của tv

 Hình 4: Ảnh hưở ng của thờ i gian đến màusắc lớ p phủ anốt hóa .

.6. Khảo sát độ xốp theo thờ i gian

việc trong điều kiện ma sát tr ượ tó bôi tr ơ n.

3 Theo thờ i gian anốt hóa, một mặt phát triển độ 

dày lớ  p xố p của màng nhưng mặt khác làm

tăng kích thướ c lỗ x ố p, do đó độ x ố p tăng, độ 

cứng giảm. Ðộ  x ố p của lớ  p anốt hóa trong hệ dung dịch oxalic-formic nằm trong khoảng 25-

50% thấ p hơ n độ  x ố p đạt đượ c trong hệ dung

dịch sulfuric từ 43-69% (hình 5). T ừ góc độ s ử dụng vật liệu cho thấy, giá tr ị  độ  x ố p từ  25-

50% khá phù hợ  p đối vớ i tiêu chuẩn về  độ x ố p

thể  tích c ủa hợ  p kim ổ  tr  ục hệ  b ạcbít (độ  x ố p

35-45%) theo yêu cầu làm việc của các bộ  đôi,

ổ  tr  ượ t, làm

c

Page 6: Anot Hoa Nhom

7/23/2019 Anot Hoa Nhom

http://slidepdf.com/reader/full/anot-hoa-nhom 6/7

20

25

30

35

40

45

50

55

30 45 60 75 90 105 120Thôøi gian (phuùt)

   Ñ  o   ä    x  o    á  p   (   %   )

Nhoâm saïch6061Ñura

 

Hình 5: Ảnh hưở ng của thờ i gian đến độ xốp của lớ p phủ anốt hóa

3.7. Kiểm tra khả  năng chịu mài mòn củalớ p anốt hóa cứ ng

 Nhận thấy r ằng, khối lượ ng kim loại bị m ất đi

của nhôm sạch là lớ n nhất, k ế  đến là hợ  p kim

6061 và hợ  p kim Ðura tươ ng ứng vớ i khả n ăng

chịu mài mòn của hợ  p kim tăng dần. Tuy nhiên

lớ  p phủ  an ốt hóa trên nhôm sạch lại có khả 

năng chịu mài mòn cao hơ n cả, phù hợ  p vớ ik ết quả  đo độ c ứng, do lớ  p oxít trên nhôm sạch

sít chặt hơ n. Ðiều đó cũng cho thấy r ằng sự có

mặt của những nguyên tố  h ợ  p kim trong lớ  p phủ  làm ảnh hưở ng r ất lớ n đến cấu trúc hình

thành của lớ  p phủ  an ốt. Từ  bi ểu đồ  so sánh

(hình 6) ta thấy khi đượ c anốt hóa khả  n ăngchịu mài mòn của chi tiết tăng lên gấ p 20 lần. 

0

10

20

30

40

50

60

70

Nhoâm saïch 6061 Ñura

   K   h  o    á   i   l   ö   ôï   n  g   b   ò  m  a    á   t   (  g   /  m  m

   2   )chöa anoá t hoùañaõ anoá t hoùa

 Hình 6: Biểu đồ so sánh khả năng chịu màimòn của vật liệu nhôm và lớ p anốt hóa

Tóm lại, điều kiện anốt hóa tối ưu theo độ 

cứng đượ c trình bày trong bảng sau:

Bảng 8: Ðiều kiện anốt hóa tối ư u cho nhômvà hợ p kim.Ðiều kiện anốt

hóa và tính chất

của lớ  p phủ 

 Nhôm

sạch

Hợ  pkim

6061

Hợ  pkim

Ðura

 Nồng độ  axít

axít oxalic (g/l)

80 80 112

 Nồng độ axít

axít formic (g/l)

80 120 196

Mật độ  dòng(A/dm2) 6 7 6

 Nhiệt độ (oC) 20 15 15

Thờ i gian (phút) 60 60 75

Ðộ c ứng (MPa) 5690 5200 5080

Ðộ  dày t ươ ng

ứng (mm)

95,06 89,8 85,02

4. K ẾT LUẬN

So vớ i các k ết quả nghiên c ứu trên hệ sulfuric

 phụ  gia axít oxalic đượ c công bố  vào n ăm

1996 thì k ết quả  độ c ứng của lớ  p phủ an ốt hóađạt trên cùng một loại nhôm sạch k ỹ  thu ật

99,8% trong hệ  h ỗn hợ  p axít oxalic và axít

formic cao hơ n, đạt 5690 MPa so vớ i trong hệ 

sulfuric là 4640 MPa [15].

Tuy nhiên, mỗi chế  độ an ốt hóa đều có những

ưu điểm và khuyết điểm riêng của nó. Mỗi

công nghệ phù h ợ  p vớ i từng đặc tính riêng của

sản phẩm. Hệ  sulfuric tuy kinh t ế  h ơ n về m ặt

vật tư hóa ch ất nhưng ngượ c lại phải thực hiện

ở  nhi ệt độ âm. Thêm vào đó, những chi tiết cần

độ  c ứng cao thì phươ ng pháp này không đạtyêu cầu hay đối vớ i những chi tiết cần bít kín,

nhuộm đen thì công nghệ  này không phù h ợ  pvì độ  x ố p khá cao, màu sắc sáng. Hệ  axít

oxalic và axít formic tuy chi phí cho vật tư hóa

chất cao hơ n một chút nhưng ngượ c lại có khả 

năng anốt hóa cứng ở   nhi ệt độ  cao h ơ n, giảm

đáng k ể  chi phí cho thi ết bị  làm l ạnh, năng

lượ ng. Thêm vào đó giá tr ị  độ  c ứng đạt đượ ccao hơ n nhiều. Giá tr ị  độ  c ứng và độ  dày trên nhôm s ạch đạt

đượ c ở  nhi ệt độ th ườ ng trong điều kiện khí hậu

Việt Nam (nhiệt độ trung bình là 27

0

C) là 4200MPa và 72 μm đã đạt yêu cầu về  độ  c ứng và

độ dày theo tiêu chu ẩn ASTM B 580-79 (phiên

 bản 2000). 

MỤC LỤC THAM KHẢO1.  S. Wernick, O.B.E., F.R.I.C., F.I.M.,

F.I.M.F., R. Pinner, B.Sc., F.I.M.F., F.I.

Corr.T., P.G. Sheasby, B.Sc, F.I.M.F : The

Surface Treatment and Finishing of

Aluminium and its Alloys, Finish Publications

LTD. Teddington, Middlesex, England, 1987.

Page 7: Anot Hoa Nhom

7/23/2019 Anot Hoa Nhom

http://slidepdf.com/reader/full/anot-hoa-nhom 7/7

2. 

Jenny - The Anodic Oxidation Of

Aluminium And Its Alloys, 1940.

3.  Sanford process Corp - U.S. Pat. 4.128.461,1978.

4. 

Lelong, P., Segond and Herenguel, J., Proc,

Americian Electroplaters Assosiaction. 1959.

5.  Tr ươ ng Ngọc Liên - Ăn Mòn Và Bảo Vệ Kim Loại, Nhà xuất bản Khoa học và K ỹ thu ật,

Hà Nội, 2004.

6.   Nguyễn Ðình Phổ  - Ăn Mòn Và Bảo Vệ 

Kim Loại, Tr ườ ng ÐHBK TpHCM, 1980.

7. 

V. F. Henley, Anodic Oxidation Of

Aluminium And Its Alloys, Pergamon press

Ltd, 1982.

8.  José L.Gazapo and J. Gea, INESPAL

Laminación, Alicante, Anodizing Of

Aluminium, TALAT Lecture 5/2003.9.

 

http://www.aluminum.org/Content/Navigati

onMenu/The_Industry/

Transportation_Market/Auto_Truck/Default28

1.htm 

10. http://www.caswellplating.com/kits/index.h

tml.

11. 

 Nguyễn Văn Dán, Công Nghệ Nhi ệt LuyệnVà Xử  Lý B ề  M ặt, Nhà xuất bản ÐHQG

Tp.HCM, 2002

12. 

Campbell, W.J., Processing Conference

Anodizing Aluminium, Nottingham, 1961.

13. 

 Nguyễn Ðình Soa, Hóa Vô Cơ , Tr ườ ng Ðạihọc Bách Khoa Tp.HCM.

14. 

Marson R.B, Factors Affecting The

Formation Of Anodic Oxide Coatings In

Sulfuric Acid Electrolyte, J. Electrochem.

Soc., Vol.102 (1965).

15. 

Phùng Thị  T ố  H ằng, Nghiên Cứu Công

 Nghệ  An ốt Hóa và Ứ ng Dụng Ðể  X ử   Lý B ề  

Mặt Các Chi Tiết Nhôm và Hợ  p Kim Nhôm,

Luận án phó tiến s ĩ  khoa h ọc k ỹ   thu ật, tr ườ ng

ÐHBK, Hà Nội, 1996.

16.  Nguyễn Khắc Xươ ng, Vật Liệu Kim Loại

Màu - NXB Khoa Học K ỹ  Thu ật Hà Nội,2003.

17. 

 Nguyễn Văn Lộc - K ỹ  Thu ật Mạ  Ði ện -

 Nhà xuất bản Giáo dục, 2001.