Bazı elementlerin, fosfatlanması ile elde edilen yüzeylerde, korozyona karşı bir direniş kazanılır.

Transkript

1 1 METALLERİN RENKLENDİRİLMESİ GENEL AÇIKLAMA: Bazı elementlerin, fosfatlanması ile elde edilen yüzeylerde, korozyona karşı bir direniş kazanılır. Bu elementlerden:demir-çelik, Çinko ve Aluminyum; kimyasal veya elektrokimyasal yolla, fosfatlamalar yapılabilir. Bazı çalışmalarda fosfatlanan yüzeyler; örneğin, demir-çelikte ayrıca yağ veya makine yağı ile laklıyarak uzun bir dayanıklılık sağlanabilir.bu yapıtlardan:oto çerçeveleri, oto karasörü, benzin tankları ve buzdolabı şasesi v.s. tüm dekoratif korozyona karşı korunması icapeden parçalar. FİZİKSEL-KİMYASAL GENEL FOSFATLAMA: Bu çalışma elle ve zengin bir kimyasal reaksiyonla:tavlama veya püskürtme ile gerçekleştirilir.çalışmada element üzerinde; açık griden siyaha kadar renk elde edilmektedir. FOSFATLAMA BANYOLARI: Uzun Zaman Süren Fosfatlamalar:Bu fosfatlama banyoları, baz çözeltilerle, metal üzerinde fosfat tabakasını temin için kullanılır.bu çözelti daha ziyade: Demir-Çinko veya manganfosfat için kullanılır.çalışma da fosforik asitle sağlanır.çalışma; 60 ile 90 C da ve 30 ile 60 dakikada sağlanır. Kısa Zamanda Fosfatlama:Bu çalışma iki şekilde olur:soğuk ve sıcak çalışma ile sağlanır.banyolarda, bazik metal fosfatları, örneğin; primer çinko veya manganfosfat, serbest fosforik asit kullanılır.fosfatlama zamanı:30 ile 60 dakika ve 3 ile 10 dakikadır. FOSFATLAMA BANYO ÖRNEKLERİ: KİMYASAL FOSFATLAMA BANYOSU: 1. Sıcak-çabuk fosfatlama banyo örneği: Fosforik asit(d=1,6) H 3 PO 4 25 gr/lt Magnezyumkarbonat MnCO 3 10 gr/lt Çinko karbonat ZnCO 3 2 gr/lt Sodyumasetat Na(HCOO) 0.5 gr/lt Nitrogoanidin NH=C(NH 2 )NH-NO gr/lt Banyo sıcaklığı C 2. Soğuk fosfatlama banyo örneği: Fosforik asit(d=1,6) H 3 PO 4 60 gr/lt Çinko karbonat ZnCO 3 25 gr/lt Nitrogoanidin NH=C(NH 2 )NH-NO 2 2 gr/lt

2 2 Sodyumflorür NaF 0.2 gr/lt 3. Aluminyum-demir için fosfatlama banyosu: Fosforik asit(d=1,6) H 3 PO gr/lt Çinkonitrat Zn(NO 3 ) 2 20 gr/lt Çinkofluborat ZnFBO gr/lt Yıkayınız ve C da %3 ile 5 lik Kromik asit çözeltisinde pasifleyiniz. Banyo sıcaklığı C ELEKTROKİMYASAL FOSFATLAMA BANYOLARI: 1. Demir için: Fosforik asit(d=1,6) H 3 PO 4 22 gr/lt Çinkooksit ZnO 2 9 gr/lt Sodyumtrifosfat Na 3 PO 4.12H gr/lt Banyo sıcaklığı C Kullanılan gerilim cinsi(alternatif) V Akım yoğunluğu 2-3 Amp./dm 3 2. Kalay ve alaşımları için: Fosforik asit(d=1,6) H 3 PO 4 25 gr/lt Sodyumhidrofosfat ZnO gr/lt Banyo sıcaklığı Na 3 PO 4.12 H 2 O C Kullanılan gerilim cinsi(doğru akım) V Akım yoğunluğu 2-3 Amp./dm 3 OKSİT-FOSFATLAMA BANYOSU: Fosforik asit(d=1,6) H 3 PO gr/lt Kalsiyumnitrat Ca(NO 3 ) gr/lt Mangandioksit MnO gr/lt Banyo sıcaklığı 100 C FOSFATLAMADA REAKSİYON: Sıcak,inceltilmiş Fosforik asit çözeltisinin Demir üzerindeki reaksiyonu : Fe+ 2 H 3 PO 4 = Fe(H 2 PO 4 ) +H 2 Burada primer Demirfosfat teşekkül eder. Aynı ölçüde çözeltide; Demirfosfat ve Fosforik asit teşekkül eder. Çinko ve Mangan da da aynı reaksiyon görülür:

3 3 Zn(H 2 PO 4 ) = ZnHPO 4 + H 3 PO 4 3 Zn(H 2 PO 4 ) 2 = Zn 3 (PO 4 ) H 3 PO 4 reaksiyonu görülür. FOSFATLAMADA İŞ SIRASI: Malzeme Karbonlu Demir- Çelik ham ve yüksek; Krom-Nikel, Kromfolfram, Kromvanadyumlu Çelik alaşımlarında: İş sırası 1-1/10 luk inceltilmiş Sülfirik asitte 40 C da (veya 1/10 luk inceltilmiş, oda sıcaklığında tuz asidinde) 10 dakika ile 2 saat dağlayınız, akar suda yıkayıp kurulayınız ile 200 lük zımpara tozlu keçe ile keçe yapınız. 3-Trikloretilenle organik yağını alınız.soğuk akar suda yıkayıp, sıcak suya daldırınız. 4- Fosfatlama banyosuna daldırınız. (5 ile 10 dakika ) 5- Tekrar akar suda yıkayınız, sıcak suya daldırınız ve 90 ile 95 C da (100 litre de; 20 ile 30 gr. Sodyumkromat veya Potasyumkromat) lı çözeltiye daldırınız. 6- Hemen yıkayınız ve sıcak hava veya 120 C lı fırında kurutunuz. 7- Hemen kurutulmuş yüzeye (rutubetsiz ve asidi olmayan yağa daldırınız.veya püskürtünüz veya laklayınız. DEMİR VE ÇELİĞE RENK VERME: GENEL AÇIKLAMA: Demir ve çelik üzerine:kimyasal ve elektroliz yolla renkleme mümkündür.bu yolla, renk tabakasına göre; uzun ve kısa vadeli korozyona da engel olmak mümkündür. Ancak parça üzerinde olabilecek:çatlak, çizgi ve delikler, maalesef bu çalışmanın dışında kalmakta ve parçanın en kısa zamanda oksitlenmesine sebep olmaktadır.bazen bu renklendirmelerde elde edilen kalınlık çok ince bir tabaka oluşturduğundan; üzerlerine, lak sürülmesi gerekmektedir. Bu örtü bazen bir yağ tabakası ile de sağlanabilmektedir. DEMİR VE ÇELİĞİN :OKSİTLENMEYE KARŞI RENKLENDİRİLMESİNDE İŞ SIRASI: Malzeme Karbonlu:Demir ve çeliğin, ham demir ve işlenmiş çeliğin. İş sırası 1- İnceltilmiş: 1/10 luk sülfürik asitte 40 C da veya inceltilmiş; 1/10 luk tuz asidinde oda sıcaklığında, 10 dakika ile 2 saat arasında (Malzemeye bağlı) oksit tabakasını sökünüz.akar suda yıkayın ve kurulayınız. 2- Mat renklendirme için: Taşlamada veya çelik telli fırça ile (0.5 ile 0.25mm) lik fırça yapınız.veya fiber fırça ile veya 180 lik zımpara tozlu keçe ve makine yağı ile ön polisaj yapınız.

4 4 Yarı mat renklendirme için: Taşlama ve (0.10 luk çelik telli) fırça ile parlatınız. Parlak renkleme için: Ön polisaj: 40 ile 200 lük keçe ile yapınız.sonra kazıma pastası ile parlatma pastası ile yüksek parlatmayı yapınız.organik yağını; trikloretilen ile alınız.akar suda yıkayınız Dikkat: Alkali ve kaynama noktasında olan eriyik içine daldırılacak parçada, su ve rutubet asla olmamalıdır.patlama OLUR. 3- Metalik parlaklığı elde edilen parçanın oksit ve yağı giderildikten sonra:sulu alkali çözeltiye veya kaynama noktasındaki alkaliye, 2-15 dakika daldırınız. 4- Tekrar soğuk suda yıkayınız, akar suda yıkayınız ve renklendirme banyosuna daldırınız.(veya asınız) Ta ki renklenmeyi istediğiniz tonda sağlayana kadar. 5- Hemen arkasından yıkayınız, sıcak hava veya kurutma fırınında (120 º C) kurutunuz. 6- Makine yağı veya parafinle yağlayınız. DEMİR VE ÇELİK İÇİN:SİYAH RENKLEME VEREN ALKALİ ÇÖZELTİ: Demir ve çeliğe, elle siyah renk veren alkali oksitlenme banyosu; sodyumhidroksit, sodyumnitrat, sodyumnitrit ve sodyumfosfatın karışımından meydana gelmiştir.bu hususta çeşitli patentlerde elektrolit terkipleri vardır.örneğin, bikromatlı, permanganatlı, klorlu v.s. Biz bu hususta tecrübesi yapılmış ve iyi neticesi alınmış bir banyo örneği verelim: Örnek elektrolit: Sodyumhidrofosfat Na 2 HPO 4.12 H 2 O 80gr/lt Sodyumnitrit NaNO 2 135gr/lt Sodyumhidroksit NaOH 585gr/lt Su H 2 O 670gr/lt Çalışma sıcaklığı: Renkleme zamanı: Banyonun bomesi (Oda sıcaklığında) Banyonun bomesi (140 C) C 5-14 dakika 49 C 44 Be DEMİR VE ÇELİĞİN RENKLENDİRİLMESİNDE HATA, NEDENİ VE GİDERİLMESİ: Olabilecek hatalar Renk, koyu siyah değildir ve kifayetsizdir. Renklendirme uzun zaman devam ediyor fakat renklendirme kifayetsiz. Renkleme tutmuyor. Nedeni ve giderilmesi Renklendirme zamanı azdır.zamanı uzatın. Banyo sıcaklığı düşüktür.banyo konsantrasyonu kaynamaktan azalmıştır. 1- Çalışma sıcaklığı düşüktür ve banyo konsantrasyonu azdır.banyo konsantrasyonunu düzeltin ve çalışma

5 5 Renk, kırmızı kahverengi veya oksitleme, dağlama köpüklü ve çok kuvvetli. Renkleme, az ve renkleme noktasına gelmiyor. Renklemede, beyazlık veya kahverenklilik gözüküyor. sıcaklığını yükseltin. 2- Parçanızı:Önceden, 1/10 luk Sülfrik asitte veya tuz asidinde ön dağlamayı iyi yapıp ve iyice yıkayınız. Oksitleme banyosu çok konsantre, çalışma sıcaklığı yüksek.banyoyu inceltiniz ve banyo yoğunluğunu ölçünüz. Renklemeyi, başlangıçtaki hava kabarcıkları önlüyor.parçayı hareket ettiriniz. Yıkama kifayetsiz, parçayı tekrar baştan işleme tabi tutunuz. DEMİR VE ÇELİK İÇİN MAVİ VE SİYAH ALKALİ RENKLENDİRME Demir-Çeliğin kimyasal renklendirmesinde çok kullanılan bir metottur. Örneğin:Çelikten mamul; zincir, vida, çivi, düğme, olta iğnesi v.s. 200 ile C. arasında:sodyumnitrat ve Sodyumnitrit veya Sodyumnitrat ve Sodyumhidroksit, mavi ve kahverengi için kullanılır.çalışma sıcaklığının yükseltilmesi ile de siyah renk elde edilir. Örneğin: C. da renk sağlandıktan sonra da makine yağı ile yağlanması tavsiye olunur. DEMİR VE ÇELİK İÇİN BANYO ÖRNEĞİ: Sodyumnitrit NaNO gr /lt. Sodyumnitrat NaNO gr /lt. Mavi renk için çalışma sıcaklığı: Parlak siyah için çalışma sıcaklığı: Oksitleme zamanı: 320 ile 340 C 360 ile 390 C 1/2-3 dakika Bu tuzları; sırası ile bir çelik kapta kaynama noktasına kadar ısıtabiliriz.ancak, elektrolitten; kaynama noktasına yakın gaz çıkacaktır ve üzerinde kuvvetli köpük olacaktır.bunlar ince çelik telli bir süzgeçle üstten alınmalıdır. NOT:Renklenmeden sonra ilk önce sıcak su ile yıkama yapınız. BAKIR-PİRİNÇ VE GÜMÜŞ İÇİN:KAHVERENGİ-MAVİ SİYAH RENK ELDE ETME Parçaların, normal polisaj ve yağ alımlarından sonra:almanların, Schwefelleber dedikleri bir potasyum tuzunun karışımı olan: (K 2 S 2 O 3 ve K 2 SO 4 ) ten müteşekkil bir çözeltide, normal oda sıcaklığında, renkleme yapılabilir.bu oksitleme anında; 0.10` luk pirinç tel fırça ile renklendirme anında fırçalamak arzu edilen rengi elde etme bakımından iyi netice verir. BAKIR-PİRİNÇ VE GÜMÜŞTE RENKLEMEDE İŞ SIRASI: Malzeme İş sırası Bakır-Pirinç için. 1-Parlak dağlama yapınız.(oda sıcaklığında ve 2-3 saniye) Dağlama çözeltisi:0.5 litre nitrik asit (HNO 3 ), 0.5

6 6 ÇELİKLERE RENK VERME UYGULAMALARI: litre sülfürik asit (H 2 SO 4 ), 10 gr tuz (NaCl), 5 gr. Parlaklık kurumu. Dikkat:Dağlama anında tehlikeli, kahverengi duman çıkar.bu ciğerler için çok tehlikelidir.onun için uygun sistemlerde dağlama yapılmalıdır.ve soğuk akar suda 2-Yarı mat renkleme için:ön polisajı yapınız, parlak pasta kullanarak, son parlatma polisajını yapınız. 3-Organik yağını alınız ve yıkayınız. 4-Renklendirme banyosuna daldırıp hareketli bir şekilde renklendirmeyi sağlayınız 5-Soğuk suda yıkayınız, sıcak suya daldırıp kurulayınız. 6-Kuruladıktan sonra ince bir tabaka laklama tavsiye olunur. [1] Siyah renk. -1- Sert çelik aletlerinin karartılmasında yağ ve mumlar kullanılır.yalnız bu yöntemle karartma işlemi, çelik sertliğini kısmen kaybettirdiğinden, sadece ağaç v.s. gibi yumuşak malzemeyi işlemede kullanılan aletlere uygulanır. Aletler önce parlatılır ve su verildikten sonra tekrar parlatılırlar.sıcak bir ızgara veya sac levha üzerine dizilerek istenen tavlama rengine (sarı menekşe veya mavi) kadar ısıtılırlar; erimiş fakat sıcak olmayan balmumu içersine batırılırlar; yüzeylere yapışan mum, parça ısıtılmadan yakılır. Çelik rengi, istenen siyahlığı alıncaya kadar bu işleme devam edilir.suya sokularak çelik soğutulur.bundan sonra tekrar tavlama sıcaklığına kadar ısıtılır, iç yağına atılır ve çıkarılarak kendi halinde soğutulur.böylece gayet cazip siyah bir renk elde edilmiş olur. -2- Paslanmayı önleyici siyah renkli kaplama.-bu renk aşağıda verilen karışımla temin edilmektedir. Bizmut klorür Civa klorür Bakır klorür Klor asidi Alkol Su 1 k 2 k 1 k 6 k 5 k Karışımı 64 k yapacak miktarda Bu maddelerle hazırlanan sıvıya bir sünger batırılarak, bütün yağ, kir ve parmak izleri temizlenmiş olan metal yüzeylerine sürülür.eğer parçalar ufak ise banyoya daldırılırlar.böylece elde edilen tabaka uzun ömürlü olur ve paslanmaya karşı metali uzun süre korur. Mavi renk. -1- İçi su dolu kap üzerine kızıl dereceye kadar ısıtılmış bir demir çubuk yatırılır.üzerine çelik parçalar sıralanır.çelik parçaların mavileştirilecek yüzeyleri önceden ince zımpara taşı veya pomza taşı tozu ile iyice oğulmuş olmalıdır.parçalar demir lama üzerine yatırılırken parlatılmış olmalı ve mavileştirilecek yüzleri yukarı gelmelidir.parçalar lamanın sıcaklığı ile mavileşmeye başlar; istenen mavilik elde edilir edilmez parçalar bir çubukla suya düşürülürler.

7 7-2- Tabanca ve tüfek namlularına mavi renk vermek. (a) 4 ila 5 k. suda, 2 k. kristal halde demir klorür, 2 k. antimuan klorür ve 1 k. gallik (mazı asidi) asidi eritilir.bu eriyik bir süngerle metal yüzeyine sürülür, açık havada kendi kendine kurumaya bırakılır.bu işlem 2-3 defa tekrarlanır.sonra metal yüzeyi su ile yıkanarak kurutulur.rengin koyulaştırılması için beziryağı ile ovulur.gerekirse işlem tekrarlanır. (b) Namlular, önce zımpara bezi ile iyice ovularak parlatılır.asla pislik, yağ ve parmak izi bırakılmaz.alevsiz bir fırına sokularak mütecanis bir şekilde ısıtılmaya başlanır.istenen mavi renk elde edilir edilmez dışarı alınarak havada soğutulur. Kahverengi. Bakır sülfat Potasyum nitrat Distile su 30 gr 30 gr 1 lt Bu karışım, bir fırça ile metal yüzeyine sürülür ve saatlerce beklenerek kurutulur ve tekrar sürülür.bu uygulama 4 defa tekrarlanır.son katta kuruduktan sonra metal yüzeyi ovularak parlatılır. Beyazlatma. Bazen renk verilirken, beğenilmeyen sonuçlar elde edilir.bazen de su verilirken metal yüzeyi hoşa gitmeyen renklerle bezenebilir.bu durumda metal klor asidi banyosuna sokularak beyazlatılır.sülfürik asitle iyi netice alınmaz.asit banyosundan çıkarılan metal su ile iyice yıkandıktan sonra birkaç dakika süre ile alkole batırılır.[2] DEMİR VE ÇELİĞİN HARİCİNDEKİ ELEMENTLERİN RENKLENDİRİLMESİ: BAKIR-PİRİNÇ VE GÜMÜŞ İÇİN: Çözelti örneği: Potasyumpolisülfid (Schwefelleber) (K 2 S 2 O 3 ve K 2 SO 4 ) 10gr/lt Renklendirme zamanı: 1-4 saniye Çalışma sıcaklığı: C Bakır için:1-2 saniye parçayı hareketli olarak daldırın ve (0.06 ile 0.08 mm) pirinç tel fırça ile fırçalayınız.arzu ettiğiniz rengi sağlayana kadar devam ediniz. Pirinç için:çözeltiye, 3-4 saniye daldırınız, arzu edilen rengi sağlayana kadar devam ediniz, suda yıkayınız, asitli tespit dağlama eriyiğine sokunuz: Eriyik: Bakırsülfat CuSO gr Sülfürik asit H 2 SO 4 10 m/lt Bu çözeltide çalışmayı, 2-3 saniye devam ediniz.duruma göre tekrarlayabilirsiniz.yıkayıp pomza tozu ile kurulayınız.

8 8 Gümüş için:parçanızı, 5-6 saniye daldırınız, siyah rengi elde edene kadar devam ediniz.suda yıkayıp, pomza tozu ile kurulayınız. PİRİNÇ İÇİN SİYAH RENKLEME: Bakırkarbonat CuCO gr Sodyumhidrokarbonat NaHCO 3 70 gr Amonyak (0.900) 630 gr Su 100 gr Renklendirme zamanı: 30 ile 60 saniye Çalışma sıcaklığı: 30 ile 40 C PİRİNÇ İÇİN:YEŞİL-KAHVERENGİ Sodyumklorat NaClO 3 40 gr/lt Nikelamonyumsülfat NiSO 4 (NH 4 ) 2 SO 4 6H 2 O 80 gr/lt Renklendirme zamanı: 1-3 dakika Çalışma sıcaklığı: Kaynama noktasında. PİRİNÇ-BAKIR İÇİN:MAVİ-YEŞİL (PATİNE) Bakırkarbonat CuCO gr Kromoksit Cr 2 O 3 90 gr Amonyak(0.910) 550 gr ÇİNKO İÇİN: SİYAH RENK Nikelsülfat NiSO 4.7H 2 O 55 gr/lt Çinkosülfat ZnSO 4 7H 2 O 10 gr/lt Amonyumsülfat (NH 4 ) 2 SO 4 20 gr/lt Potasyumrodanit KCNS 30 gr/lt Renklendirme zamanı: 1-3 dakika Çalışma sıcaklığı: C KADMİYUM İÇİN: SİYAH RENK Bakırnitrat Cu(NO 3 ).3H 2 O 30 gr/lt Sodyumklorat NaClO 3 53 gr/lt Renklendirme zamanı: 5-10 dakika Çalışma sıcaklığı: C ALUMİNYUM İÇİN:SİYAH RENK Amonyummolibdat 3(NH 4 ). 7MoO 3.4H 2 O 50gr/lt Nikelklorür NiCl 2.6H 2 O 50 gr/lt Potasyumklorür KCl 50 gr/lt Tuz asidi (d=1.19) 4 cm 3 /lt Renklendirme zamanı: 3-5 dakika

9 9 Çalışma sıcaklığı: C METAL RENKLENDİRİLMESİ VE OKSİTLENMESİ İÇİN ÖZEL REÇETELER: KİMYASAL METAL RENKLENDİRME: DEMİR İÇİN:SİYAH RENK Sodyumtisülfat Na 2 S 2 O 3.5H 2 O 240 ile280 gr/lt Kurşunasetat Pb(CH 3 COO) 2.3H 2 O 25gr/lt Şaraptaşı KHC 4 H 4 O 6 30 gr/lt veya Potasyumdemirsiyanür K 4 [Fe(CN) 6 ].3H 2 O 5 gr/lt Demir3klorür FeCl 3. 6H 2 O 5 gr/lt BAKIR İÇİN: KAHVERENGİ Potasyumpolisülfid(Schwefelleber) (K 2S 2 O 3 +K 2 SO 4 ) 5-10 gr/lt Banyo sıcaklığı: gr/lt Veya Sodyumsülfür Na 2 S 30 gr/lt } 50 cm 3 saf suda pişirin ve 1 lt suda inceltin Kükürt çiçeği S 4 gr/lt }50 cm 3 saf suda pişirin ve 1 lt su inceltin Veya Şilips tuzu Na 2 SbS 4.9H 2 O gr/lt Çalışma sıcaklığı: C BAKIR İÇİN: SİYAH RENK 50 gr/lt Sodyumhidroksit NaOH Banyo sıcaklığı:100 C 10 gr/lt Potasyumpersülfat K 2 S 2 O 3 Veya 5-15 gr/lt Potasyumpermanganat KMnO 4 Banyo sıcaklığı: 95 C gr/lt Bakırsülfat CuSO 4 Veya 25 gr/lt Bakırsülfat kır. CuSO 4.5H 2 O Banyo sıcaklığı:95 C 25 gr/lt Nikelsülfat kır. NiSO 4. 7H 2 O 12 gr/lt Potasyumklorat KClO 3 7 gr/lt Potasyumpermanganat KMnO 4 BAKIR İÇİN: KAHVERENGİ 103 gr/lt Arsenik 30 gr/lt Demirsülfat FeSO gr/lt Tuz asidi HCl BAKIR İÇİN: YEŞİL RENK 60 gr/lt Amonyumklorür NH 4 Cl 60 gr/lt Bakırasetat Cu(CH 3 COO) 2.H 2 O

10 10 PİRİNÇ İÇİN: SİYAH RENK gr/lt Bakırkarbonat CuCO cm 3 /lt Amonyak NH 3 ÇİNKO İÇİN: SİYAH RENK (DAĞLAMA) gr/lt Bakırsülfat CuSO 4.5H 2 O gr/lt Potasyumklorat KClO 3 ÇİNKO İÇİN: KAHVERENGİ VE KAHVERENGİ-SİYAH 80 gr/lt Arsenik 45 gr/lt Bakırsülfat CuSO 4 8 gr/lt Amonyumklorür NH 4 Cl 65 cm 3 /lt Tuz asidi HCl ÇİNKO İÇİN: MAVİ-SİYAH RENK 60 gr/lt Nikelamonyumsülfat Ni(NH 4 ) 2.(SO 4 ).6H 2 O 60 gr/lt Amonyumklorür NH 4 Cll Veya 40 gr/lt Nikelsülfat kır. NiSO 4.7H 2 O 20 gr/lt Amonyumsülfat (NH 4 ) 2 SO 4 20 gr/lt Çinkosülfat kır. ZnSO 4.7H 2 O 5 gr/lt Kurşunasetat Pb(CH 3 COO).3H 2 O 12 gr/lt Sodyumtisülfat Na 2 S 2 O 3.5H 2 O SAF ALUMİNYUMUN ELOKSAL VE RENKLENDİRİLMESİNDE İŞ SIRASI Malzeme Saf Al:% Zengin Al:% 99.5 Alaşım Al:Al-Mg 0.5 İş sırası 1-Anotlama ile parlatma yapınız.kimyasal parlatma sülfirik asit, kromik asit kullanın(örneğin: 1100 gr/lt H 2 SO4+20 gr/lt CrO 3 ).Çalışma akım yoğunluğu:40 ile 60Amp/dm, Çalışma gerilimi:12 ve 16 V, Çalışma zamanı:30 ile150 sn 2-Soğuk ve akar suda yıkayınız. 3-Doğru akım sülfirik asitli banyoda, elektrikle oksitleyiniz.(elektrolit:280 gr/lt H 2 SO 4 ).Çalışma sıcaklığı 17 ile 18 C,Akım yoğunluğu:1.5 Amp/dm 2 ve Çalışma zamanı:10 ile 15 dakika.ve suda yıkayınız ile 90 C sıcaklığında, sulu demir3oksalat 30 gr/lt [(NH 4 )Fe(C 2 O 4 ) 3.3H 2 ], saf su içindeki çözeltiye; arzu edilen rengi elde edene kadar: a)gümüşi ton için:1 ile 2 saniye b)altın rengi için: 5 ile 10 saniye, bekletiniz.soğuk ve

11 11 akar suda yıkayınız.renk çözeltisi, ph=5 olmalıdır. ph, 5 den küçük olursa renk örtülü çıkmaktadır. 5-Parçayı asetatlı, 80 ile 90 C sıcaklıktaki çözeltide, 10 ile 20 dakika tutunuz. 6-Soğuk ve sıcak suda yıkayıp, kurutma sobasında kurutunuz. ÖRNEK BANYOLAR: Kimyasal yolla oksitleme elektrolidi: Soda 50 gr/lt Sodyumkromat 15 gr/lt Sucamı (wasserglass) 0,1 gr/lt Aluminyum ve magnezyum için elektrikli oksitleme banyosu: 1-Doğru akım sülfürik asit banyosu: Sülfürik asit 230gr/lt Banyo sıcaklığı:10-22 C Çalışma zamanı:10-60 dakika 2-Sert eloksal banyosu: Sülfürik asit 166gr/lt Banyo sıcaklığı:0-8 C Çalışma zamanı: dakika 3-Doğru akım oksalik banyosu: Oksalit asit 50gr/lt Banyo sıcaklığı:18-60 C Çalışma zamanı: dakika 4-Oksalit asit 30 gr/lt Banyo sıcaklığı:50 C Çalışma zamanı:30-60 dakika 5-Kromik asitli banyo: Kromik asit gr/lt Banyo sıcaklığı:40 C Çalışma zamanı:30-60 dakika [1] ALÜMİNYUM PROFİLLERİN YÜZEY İŞLEMİ Giriş Alüminyum profiller (ekstrüzyon ürünleri), çeşitli alaşımlarda, genellikle ekstrüzyon yöntemi ile üretilen, ölçü ve şekil itibarı ile çeşitli kesitlerde olan uzun ürünlerdir. Kesit şekli, kare veya dikdörtgen gibi basit bir geometriden, karmaşık şekilli içi boş profillere kadar sayısız alternatifte olabilir. Kesit şekli ve ölçülerindeki bu çok çeşitlik sayesindedir ki, alüminyum ekstrüzyon ürünleri, çok çeşitli uygulamalar için dizayn edilebilirler. Üstelik, uygulanabilen çok çeşitli "yüzey işlemleri" sayesinde, kullanım alanları daha da genişler. Yüzey işlemler, ürünün estetik görünümünü iyileştirmek ve/veya korozyon ve aşınmaya karşı direncini arttırmak için yapılır. Ayrıca, alüminyum profilin, ısı emme veya yansıtma ile elektriksel özellikleri de yüzey işlemleri ile değiştirilebilir. Yüzey işlemler, boyama, elektrolizle kaplama, yapıştırma gibi sonraki bir başka proses için hazırlık amacı ile de yapılabilir.

12 12 Birçok yüzey işlem prosesi öncesinde, yüzeyi hazırlamak amacıyle, "yüzey önişlemleri (yüzey hazırlama)" uygulanır. "Yüzey önişlemleri" ile, yüzeyin dekoratif görünümü değiştirilebileceği gibi, esas yüzey işlemle oluşturulacak tabakanın iyi tutunması için yüzeyin tutunma kabiliyeti geliştirilebilir. Alüminyum profillere uygulanan en önemli yüzey işlemlerden birisi olan "eloksal" (anodik oksidasyon) öncesi yüzeyin hazırlanması büyük önem taşır. Bu yazıda, "eloksal önişlemleri"nden söz edilecektir. 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 sayılabilir. 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, profillere uygulanır. Polisaj işleminde özel tekstilden (bez) yapılan fırçalar, satinaj işleminde ise paslanmaz çelik tellerden yapılan fırçalar kullanılır. Profiller, kullanılan makinaya göre tek tek veya birkaçı bir arada olacak şekilde işlemden geçirilir. Polisaj işleminde, gene makina tipine bağlı olarak katı veya sıvı bir "cila" kullanılır. 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 grain (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. Kimyasal Önişlemler: Kimyasal önişlemler, sonuçta istenen yüzey kalitesine (görünümüne) göre seçilir. Sonuçta mat yüzey elde etmek için sodyum-hidroksit içeren eriyiklerde dağlama (kostikleme) yapılırken, parlak yüzey eldesi için de asit içeren eriyiklerle kimyasal daldırma veya elekrokimyasal

13 13 parlatma metodları kullanilır. 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 alüminyum 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 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. 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 alüminyumun, alumina-tri-hidrat olarak çöktürüldüğü yerdir. Bu çökelti içindeki su giderilerek, %90 oranında katı atık elde edilebilir.

14 14 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 alüminyum, 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, 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 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 ekstrüzyon ürünleri, en fazla duş kabinlerinin üretimi ve halı profilleri gibi uygulama alanları bulur. Bununla beraber, ekstrüzyon 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 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..

15 15 ELOKSAL (ANODİK OKSİDASYON) Eloksal, alüminyum yüzey işlem dilimize Almanca'dan girmiş bir terimdir. Uluslararası terminolojide "Anodik Oksidasyon" veya "Anodizasyon" 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. 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. 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. 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, alüminyuma 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.

16 16 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. 3.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 mikron Kalınlığı 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: 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 mikron, bina içinde 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

17 17 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 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, g/l H2SO4, 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. 3.2.Sert Eloksal: Sert eloksal işlemleri, endüstriyel uygulamalar için yapılır. Çeşitli mühendislik uygulamaları için alüminyum üzerinde son derece sert, sürtünmeye dayanıklı bir tabaka istendiğinde, 5-10 g/l H2SO4, 30-80V doğru akım, ve 0 C sıcaklıktaki şartlarda eloksal yapılır. Sert eloksal tabakaları, mikron kalınlıkta olabilir. 3.3.Integral Renklendirme Eloksalı: Integral renklendirme, eloksal ile renklendirme işleminin aynı banyoda aynı anda yapılmasıdır 'lerde özellikle Amerika'da yaygın olarak kullanılan ve yüksek enerji sarfı ile çalışan bu metod, yerini daha ekonomik ve verimli "iki-etaplı renklendirme" metodua bırakmıştır. Integral eloksal banyosunda, sülfürik asit ile sülfosalisilik asit gibi organik asitlerin karışımının oluşturduğu bir elektrolit, 20 C sıcaklık, V doğru akım, 1,5-3,0 A/dm2 akım yoğunluğu kullanılır. Oluşan eloksal tabakası, "sert eloksal" ile kıyaslanabilecek kadar serttir. 3.4.Kromik Asit Eloksalı: Kromik asit eloksalı, daha çok uçak sanayinde kullanım yeri bulmuştur. Bu eloksal tabakası ince olmasına rağmen (5-10 mikron), korozyona karşı çok dayanıklıdır. Alüminyum komponentlerin perçin ile birleştirildiği yapılarda kromik asit araya girse bile korozyon problemi görülmez. Ayrıca, kromik asit eloksalı, alüminyum yüzeyinde bulunabilecek çatlak ve hataları gösterdiğinden, uçak imali gibi önemli bir konuda bir bakıma kalite kontrol prosesi görevi görür. Kromik asit eloksalının bir diğer uygulaması da, AA6063 (AlMgSi0,5) alüminyum alaşımından yapılan yün örgü şişlerinin kaplanmasıdır. (Bengough Stuart metodu). Bu proseste, 40 C'de, %3'lük Kromik Asit elektroliti, 0-50V arasında değişken voltaj, 0,3-0,8 A/dm2, 50 dk süre ile uygulanır ve 4-8 mikron kalınlığında eloksal tabakası elde edilir. Daha yüksek konsantrasyon (%10), daha yüksek sıcaklık (50 C) ve 40 V sabit akım şartlarında daha kalın ve opak tabaka elde edilir.

18 Fosforik Asit Eloksalı: Fosforik asitle yapılan eloksal işleminde, 150 g/l fosforik asit (H3PO4), C, 1,0-1,5 A/dm2 akım yoğunluğu kullanılır. Bunun için eloksal banyo şartlarına bağlı olarak, 30-70V gerilimde doğru akım gerekir. Fosforik asitle elde edilen eloksal tabakası, boyama ve "adhezif bonding" işlemleri için bir yüzey hazırlama görevi gördüğü gibi ayrıca filtrasyon membranlarının üretiminde kullanılır. 3.6.Bariyer Tabaka Eloksalı: Borik asit ve tartarik asit ile hazırlanan elektrolitlerle yapılan eloksal tabakası gözeneksiz bir yapıya sahip olduğundan, bunlara "bariyer elektroliti" adı verilir. Bu tip eloksal yüksek sıcaklıkta ( C) yapılır. Eloksal tabakasının kalınlığı uygulanan voltaja bağlıdır (14-15 Angstrom/V). Tipik olarak, 80 C'de, %3'lük tartarik asit elektrolitinde 5 dk.süre ile 120V doğru akım uygulandığında, 1600 Angstrom kalınlığında bir anodik oksidasyon filmi oluşur. Bariyer eloksalı, elektronik kapasitor ve aluminyum trafo bobinleri gibi elektrik yalıtkanlığı istenen uygulamalarda kullanışır. 4.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), ikietaplı 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.

19 19 5.Renklendirme Mekanizmaları Alüminyum sektöründe endüstriyel uygulama alanı bulan eloksal renklendirme metodları şu şekildedir: 5.1.Daldırma Boyama Özel eloksal boyalarının sulu çözeltilerine daldırılan eloksallı alüminyumun eloksal tabakasının gözenekleri içine organik/inorganik boya pigmentlerinin absorbsiyonu ile sağlanır. Inorganik boyalarda, boya çözeltisi ile eloksal tabakası arasında kimyasal bir reaksiyon da görülebilir (örneğin, sarı renk için kullanılan ferric ammonium oxalate). Daldırma boyama öncesi ve sonrasında eloksal tabakasının kesit şeması Şekil-2'de görüldüğü gibidir. Pigmentler, eloksal tabakası gözeneklerinin üstten 2-6 mikron derinliğe kadar absorbe edilir. Eloksal tabakasının yansıttığı ışığın %90'ından fazlası, metal/oksit aratabakasından yansıtılır, absorbe edilen boya pigmentleri beyaz ışık içindeki dalga boylarının tutarken, kendi renkleriyle ilgili olan ışık dalga boyunu yansıtırlar. 5.2.Integral Eloksal Renklendirmesi: Bu metotta, alüminyum alaşımındaki bazı intermetalik pariküller, eloksal gözeneklerinin duvarları içinde veya metal/oksit arayüzeyinde çökelirler. Bu çökelmiş partiküller, eloksal tabakasının yoğunluğu ve kalınlığına bağlı olarak ışığı dağıtırlar. Bronz renk eldesinde, uzun dalga boyları eloksal tabakası tarafından yansıtılırken, siyah renk eldesinde beyaz ışığın tüm dalga boyları dağıtılır veya absorbe edilir. (Bkz.Şekil-3) 5.3.Elekrolitik (İki-Etaplı) Renklendirme: Bu metotta, renk eldesi, integral renklendirmeye benzer, ancak, ışığın dağıtılması, eloksal tabakası gözeneklerinin dibine yerleşen pigmentler tarafından sağlanır. Bakır, Nikel, Kobalt veya Kalay iyonlarından oluşan pigmentler, eloksal tabakası gözeneklerinin dibine yerleşmiş durumdadır (Bkz. Şekil-3) Eloksal gözeneklerinin dibinde çökelmiş pigmentlerin kalınlığı arttıkça, daha koyu renkler elde edilir. 7 mikron'dan daha kalın pigment çökeltisinde siyah renk elde edilir. Bakır tuzları ile yapılan renklendirmenin güneş ışığı karşısında dayanıksız olması (renk solması), Nikel tuzları kullanan elektrolitlerin de proses paramatrelerinin zor kontrol edilmesi nedeniyle bu metotlar günümüzde tercih edilmemektedir. Öte yandan, Kobalt ve Kalay tuzları kullanan elektrolitler, gerek kullanım kolaylığı, gerekse uzun ömürlü renkleri nedeniyle en çok kullanılan metotlardır. 5.4.Interferans Renklendirme: Bu metot, eloksallı alüminyum renklendirilmesinde geliştirilen en yeni metot olmasına rağmen, ilave ekipman yatırımı gerektirmesi ve proses parametrelerinin kontrolunun zor olmasi, parametrelerdeki sapmalarin renk farklılığına yol açması nedeniyle henüz yaygın bir kullanım alanı bulamamıştır.

20 20 Bu renklendirme metodo iki veya üç etaplı olabilmektedir. Renk eldesi, yansıtılan ve dağıtılan ışıktan ziyade, çeşitli dalga boylarının interferansı (girişim) ile temin edilir. Nikel veya Kalay esaslı elektrolit ile pigment özel olarak hazırlanmış eloksal tabakasının gözenekleri dibine çökeltilir. Bu metotta, eloksal tabakasının yapısı, diğer metotlardakinden farklıdır. Eloksal işlemi sırasında özel elektrik ekipmanı kullanılarak veya eloksaldan sonra fosforik asit elektroliti içeren ikinci bir eloksal banyosunda, "modifikasyon" adı verilen bir işlemle, konvansiyonel eloksal gözeneklerinin yapısı değişime uğratılarak, gözenekler metal/oksit arayüzeyinde genişletilir. Şekil-4' te görüldüğü gibi, Kalay veya Nikel iyonlarından oluşan pigment, genişletilmiş eloksal gözeneklerinin dibine çökelir ve pigment yüzeyi ile metal/oksir arayüzeyinden yansıtılan ışığın interferans etkisi ile eloksal renklendirilmesi sağlanır. 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. 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 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, 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.

21 21 7. Eloksal notasyonları Avrupa ülkelerinde eloksallı alüminyumun dekoratif görünümü tarif etmek için kullanılan eloksal kısa gösterilişleri (notasyon) şunlardır: Notasyon E0, E1, E2, E3, E4, E5, E6 QUALANOD (EURAS)'a göre C0 C31 C32 C33 C34 C 35 Eski Alman notasyonları: EV1 EV2 EV3 EV6 Tarifi Bakınız DIN Naturel eloksal rengi (beyaz /renksiz) Çok açık bronz (very light bronze) Açık bronz (light bronze) Bronz (medium bronze) Koyu bronz (dark bronze) Siyah (black) Naturel renkli (renksiz, beyaz) Alman gümüşü (German silver) Sarı (altın) (Gold) Siyah (Black) 8. Mimari Eloksal İşlem Sırası Yukarıda söz edilen işlemlerin genel bir özeti olarak, alüminyum 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 ve tespit banyolarının boyutları ve sayısı, tesisin üretim kapasitesine göre planlanır.

22 22 ELOKSAL (ANODİK OKSİDASYON) tabakasının ve renklendirilmesinin kesit şemaları 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

23 23 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

24 Kaynaklar: 1. Galvano teknik, YONAR, İ. Kenan(Teknik öğretmen), Syf , MEB,1979 İst. 2. İmalat Ansiklopedisi, Yük. Müh. ERBİL, Hidayet, Syf