Методи захисту та оздоблення алюмінієвих профілів
  The article provides a review of scientific and technical information on methods of applying a special protective coating to aluminum profiles to increase their properties and improve the marketability of products used as decoration. The most common among them are: anodizing (anodic o...
Gespeichert in:
| Datum: | 2024 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2024
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/243 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Metal and Casting of Ukraine |
Institution
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471991172497408 |
|---|---|
| author | Ноговіцин, О.В. Пригунов, С.В. |
| author_facet | Ноговіцин, О.В. Пригунов, С.В. |
| author_sort | Ноговіцин, О.В. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2024-03-24T18:48:28Z |
| description |  
The article provides a review of scientific and technical information on methods of applying a special protective coating to aluminum profiles to increase their properties and improve the marketability of products used as decoration. The most common among them are: anodizing (anodic oxidation), painting, coloring, laser processing, chemical etching, electropolishing, etc. It is shown that almost all processing methods begin with special preparation of the profile surface: degreasing, washing, etching and lightening (deoxidation). Anodizing is an electrochemical process in which a strong porous oxide film is formed on the surface of aluminum, which provides more reliable protection of the surface compared to a natural oxide film. This process allows you to improve the appearance of the aluminum profile, increases the corrosion resistance of the profiles, gives the surface layer wear resistance, as well as thermal and electrical insulating properties, increases the adhesion strength to the surface of the paint coating product. Anodized aluminum is easy to clean and can withstand short-term exposure to temperatures at which pure aluminum melts. Anodizing technologies used to achieve the required coating color are described. Painting is the process of applying a liquid or powder organic coating to the surface of the profile, which must resist the effects of sunlight, moisture, aggressive environments, temperature changes, and physical damage. Powder coatings have practically the same performance characteristics as liquid coatings of the same material, but the cost of their application is lower. They are applied electrostatically. The ingredients of the powder are binders (resin and polymer), organic and inorganic pigments to ensure the color of the coating, additives that improve the technological properties of the powder. Most often, the process of chromating and applying a conversion coating is used for aluminum profiles that can be powder coated. The chromate layer improves the adhesion between the surface of the profile and the coating, increases the corrosion resistance of the painted profile. A thick chromate coating has good corrosion resistance, but less adhesion compared to a thinner layer. They use "yellow" and "green" chromating, which, above all, differ in composition, number of components and processing time. Technological features of applying powder coating are considered. Abrasive cleaning is used as an independent way to give a special appearance to the surface of the profile, as well as to prepare the surface before anodizing or painting. Abrasive cleaning is carried out by blowing the surface of the profile with a high-speed stream of dry metal or non-metal particles, as a rule, washed quartz sand or aluminum oxide is used. This type of treatment can be used before painting not only for cleaning, but also for obtaining a matte texture. Laser processing makes it possible to manufacture products without roughness and notches, to increase corrosion resistance, wear resistance and strengthening of aluminum profiles due to surface alloying with chromium, nickel, niobium disilicide, etc. The saturation of the surface layers of the alloy with alloying elements occurs as a result of diffusion and mass transfer in the liquid phase with possible convective or purely mechanical mixing of the melt in the zone of action of laser radiation. Chemical polishing is carried out in acid solutions. Small concentrations of heavy metals in the solution enhance the polishing effect, especially when processing alloys with a small copper content. Air mixing is used, although a mechanical method is preferred. Agitation that is too intense can lead to streaking and pitting of the profile metal. The technological process of electropolishing includes preliminary treatment (cleaning, washing) and, in fact, electropolishing. The profiles are placed in a bath through which a direct current pass, where it acts as an anode. This type of treatment is used both as an independent operation and in technological processes of surface treatment, which include anodization. Typical modes of electropolishing depend significantly on the chemical composition of aluminum and its alloys. Patent studies conducted by the authors of this work showed that despite the variety of surface treatment methods, achieving a shiny profile surface is a complex technical task, the solution of which largely depends on the chemical composition of the aluminum alloy. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:51:19Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-243 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:51:19Z |
| publishDate | 2024 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-2432024-03-24T18:48:28Z Methods of protection and decoration of aluminum profiles Методи захисту та оздоблення алюмінієвих профілів Ноговіцин, О.В. Пригунов, С.В. Aluminum profiles protective coating degreasing washing etching lighting anodizing painting abrasive cleaning laser processing chemical and electrical polishing алюмінієві профілі захисне покриття знежирення промивання травлення освітлення анодування фарбування абразивне очищення лазерна обробка хімічне та електричне полірування   The article provides a review of scientific and technical information on methods of applying a special protective coating to aluminum profiles to increase their properties and improve the marketability of products used as decoration. The most common among them are: anodizing (anodic oxidation), painting, coloring, laser processing, chemical etching, electropolishing, etc. It is shown that almost all processing methods begin with special preparation of the profile surface: degreasing, washing, etching and lightening (deoxidation). Anodizing is an electrochemical process in which a strong porous oxide film is formed on the surface of aluminum, which provides more reliable protection of the surface compared to a natural oxide film. This process allows you to improve the appearance of the aluminum profile, increases the corrosion resistance of the profiles, gives the surface layer wear resistance, as well as thermal and electrical insulating properties, increases the adhesion strength to the surface of the paint coating product. Anodized aluminum is easy to clean and can withstand short-term exposure to temperatures at which pure aluminum melts. Anodizing technologies used to achieve the required coating color are described. Painting is the process of applying a liquid or powder organic coating to the surface of the profile, which must resist the effects of sunlight, moisture, aggressive environments, temperature changes, and physical damage. Powder coatings have practically the same performance characteristics as liquid coatings of the same material, but the cost of their application is lower. They are applied electrostatically. The ingredients of the powder are binders (resin and polymer), organic and inorganic pigments to ensure the color of the coating, additives that improve the technological properties of the powder. Most often, the process of chromating and applying a conversion coating is used for aluminum profiles that can be powder coated. The chromate layer improves the adhesion between the surface of the profile and the coating, increases the corrosion resistance of the painted profile. A thick chromate coating has good corrosion resistance, but less adhesion compared to a thinner layer. They use "yellow" and "green" chromating, which, above all, differ in composition, number of components and processing time. Technological features of applying powder coating are considered. Abrasive cleaning is used as an independent way to give a special appearance to the surface of the profile, as well as to prepare the surface before anodizing or painting. Abrasive cleaning is carried out by blowing the surface of the profile with a high-speed stream of dry metal or non-metal particles, as a rule, washed quartz sand or aluminum oxide is used. This type of treatment can be used before painting not only for cleaning, but also for obtaining a matte texture. Laser processing makes it possible to manufacture products without roughness and notches, to increase corrosion resistance, wear resistance and strengthening of aluminum profiles due to surface alloying with chromium, nickel, niobium disilicide, etc. The saturation of the surface layers of the alloy with alloying elements occurs as a result of diffusion and mass transfer in the liquid phase with possible convective or purely mechanical mixing of the melt in the zone of action of laser radiation. Chemical polishing is carried out in acid solutions. Small concentrations of heavy metals in the solution enhance the polishing effect, especially when processing alloys with a small copper content. Air mixing is used, although a mechanical method is preferred. Agitation that is too intense can lead to streaking and pitting of the profile metal. The technological process of electropolishing includes preliminary treatment (cleaning, washing) and, in fact, electropolishing. The profiles are placed in a bath through which a direct current pass, where it acts as an anode. This type of treatment is used both as an independent operation and in technological processes of surface treatment, which include anodization. Typical modes of electropolishing depend significantly on the chemical composition of aluminum and its alloys. Patent studies conducted by the authors of this work showed that despite the variety of surface treatment methods, achieving a shiny profile surface is a complex technical task, the solution of which largely depends on the chemical composition of the aluminum alloy. Проведено огляд науково-технічної інформації щодо способів нанесення спеціального захисного покриття на алюмінієві профілі для підвищення їх властивостей та покращення товарного вигляду виробів, що використовуються в якості декору. Найбільш поширеними серед них є: анодування (анодне оксидування), фарбування, забарвлення, лазерне оброблення, хімічне травлення, електрополірування тощо. Показано, що майже всі методи обробки починаються з проведення спеціальної підготовки поверхні профілів: знежирення, промивання, травлення та освітлення (деоксидація). Анодування — електрохімічний процес, при якому на поверхні алюмінію формується міцна пориста оксидна плівка, що забезпечує більш надійний захист поверхні порівняно з природною оксидною плівкою. Цей процес дозволяє покращити зовнішній вигляд алюмінієвого профілю, підвищує корозійну стійкість профілів, надає поверхневому шару зносостійкості, а також тепло- та електроізоляційні властивості, збільшує міцність зчеплення з поверхнею виробу лакофарбового покриття. Анодований алюміній легко піддається очищенню та витримує короткочасний вплив таких температур, за яких чистий алюміній плавиться. Описано технології анодування, що використовуються для досягнення необхідного кольору покриття. Фарбування є процесом нанесення рідкого або порошкового органічного покриття на поверхню профілю, яке повинно чинити опір впливу сонячного світла, вологи, агресивних середовищ, змін температури та фізичних ушкоджень. Порошкові покриття мають практично такі ж експлуатаційні характеристики, що і рідкі з того ж матеріалу, проте вартість їх нижча. Вони наносяться електростатичним способом. Інгредієнтами порошку є сполучні речовини (смоли та полімер), органічні та неорганічні пігменти для забезпечення кольору покриття, присадки, що покращують технологічні властивості порошку. Найчастіше для алюмінієвих профілів, що піддаються порошковому фарбуванню, застосовується процес хроматації — нанесення конверсійного покриття. Хроматний шар покращує адгезію між поверхнею профілю та покриттям, підвищує корозійну стійкість пофарбованого профілю. Товсте хроматне покриття має хороший опір корозії, але меншу адгезію порівняно з тоншим шаром. Використовують «жовте» та «зелене» хроматування, які, перш за все, відрізняються складом, кількістю компонентів і часом оброблення. Розглянуто технологічні особливості нанесення порошкового покриття. Абразивне очищення використовується як самостійний спосіб надання особливого вигляду поверхні профілю, а також для підготовки поверхні перед анодуванням або фарбуванням. Абразивне очищення проводиться шляхом обдування поверхні профілю високошвидкісним потоком сухих металевих або неметалевих частинок, в якості яких, як правило, використовується промитий кварцовий пісок або оксид алюмінію. Цей вид оброблення може застосовуватися перед фарбуванням не тільки для очищення, але й для одержання матової текстури. Обробка лазером дозволяє виготовляти вироби без шорсткості та зазубрин, підвищити корозійну стійкість, зносостійкість і міцність алюмінієвих профілів за рахунок поверхневого легування хромом, нікелем, дисіліцидом ніобію тощо. Насичення поверхневих шарів сплаву легувальними елементами відбувається в результаті дифузії і масопереносу в рідкій фазі при можливому конвективному або чисто механічному перемішуванні розплаву в зоні дії лазерного випромінювання. Хімічне полірування здійснюється в розчинах кислот. Малі концентрації важких металів у розчині посилюють поліруючий ефект, особливо при обробці сплавів з незначним вмістом міді. Зазвичай у ваннах використовується повітряне перемішування, хоча кращим є механічний спосіб. Занадто інтенсивне перемішування може призвести до смугастості та пітингу металу профілю. Технологічний процес електрополірування включає попередню обробку (очищення, промивання) і, власне, електрополірування. Профіль поміщають у ванну, через яку проходить постійний струм, де він виконує роль аноду. Цей вид оброблення застосовується як самостійна операція, так і в технологічних процесах поверхневої обробки, що включають анодування. Типові режими електрополірування суттєво залежать від хімічного складу алюмінію та його сплавів. Патентні дослідження, проведені авторами даної роботи, показали, що незважаючи на різноманіття способів поверхневої обробки, досягнення блискучої поверхні профілів є складною технічною задачею, вирішення якої значною мірою залежить від хімічного складу алюмінієвого сплаву. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2024-03-08 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/243 10.15407/steelcast2023.04.03 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 31 No. 4 (2023): Metal and Casting of Ukraine Метал та лиття України ; Том 31 № 4 (2023): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/243/242 Авторське право (c) 2024 Метал та лиття України |
| spellingShingle | алюмінієві профілі захисне покриття знежирення промивання травлення освітлення анодування фарбування абразивне очищення лазерна обробка хімічне та електричне полірування Ноговіцин, О.В. Пригунов, С.В. Методи захисту та оздоблення алюмінієвих профілів |
| title | Методи захисту та оздоблення алюмінієвих профілів |
| title_alt | Methods of protection and decoration of aluminum profiles |
| title_full | Методи захисту та оздоблення алюмінієвих профілів |
| title_fullStr | Методи захисту та оздоблення алюмінієвих профілів |
| title_full_unstemmed | Методи захисту та оздоблення алюмінієвих профілів |
| title_short | Методи захисту та оздоблення алюмінієвих профілів |
| title_sort | методи захисту та оздоблення алюмінієвих профілів |
| topic | алюмінієві профілі захисне покриття знежирення промивання травлення освітлення анодування фарбування абразивне очищення лазерна обробка хімічне та електричне полірування |
| topic_facet | Aluminum profiles protective coating degreasing washing etching lighting anodizing painting abrasive cleaning laser processing chemical and electrical polishing алюмінієві профілі захисне покриття знежирення промивання травлення освітлення анодування фарбування абразивне очищення лазерна обробка хімічне та електричне полірування |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/243 |
| work_keys_str_mv | AT nogovícinov methodsofprotectionanddecorationofaluminumprofiles AT prigunovsv methodsofprotectionanddecorationofaluminumprofiles AT nogovícinov metodizahistutaozdoblennâalûmíníêvihprofílív AT prigunovsv metodizahistutaozdoblennâalûmíníêvihprofílív |