Китай: технологии защиты алюминиевых сплавов? 

Когда слышишь этот вопрос, первое, что приходит в голову — анодирование. Все сразу про него вспоминают, и кажется, что это панацея. Но на практике, особенно с литыми тонкостенными деталями, всё упирается в подготовку поверхности и выбор конкретного сплава. Много раз видел, как красивое анодное покрытие через полгода начинает шелушиться из-за скрытой пористости отливки или неправильного травления. Так что вопрос защиты — это всегда цепочка, а не одно звено.

Не только плёнка: основа основ

Главное заблуждение — думать, что защита начинается с нанесения покрытия. Нет, она начинается с выбора метода литья и контроля структуры металла. Вакуумное литьё в гипсовые формы, которым, к слову, давно занимается ООО Чэнду Йехуа наука и техника, даёт меньшую пористость по сравнению с некоторыми другими методами. Это критически важно. Потому что любая защита — это барьер на поверхности. Если под барьером есть пустота или включение, это точка будущего разрушения. На их сайте cdyhkj.ru видно, что они делают акцент именно на тонкостенные детали — там этот вопрос стоит особенно остро.

Поэтому первая технология защиты — это не химия, а металлургия. Контроль состава сплава, чтобы минимизировать образование крупных интерметаллидных фаз (они создают гальванические пары), правильная модификация для мелкозернистой структуры. Без этого даже самое дорогое покрытие не сработает долговечно. Часто сталкивался с претензиями по коррозии, а разбираешься — проблема в неконтролируемом содержании железа в чужом сплаве.

И ещё момент — механическая обработка. После литья часто требуется фрезеровка, сверление. Образующаяся стружка и деформационный наклёп на кромках — это зоны с повышенной активностью. Их обязательно нужно правильно протравить перед нанесением покрытия, иначе адгезия будет слабой. Простая, но частая ошибка в цеху.

Анодирование: классика и её подводные камни

Да, это рабочий метод. Но анодирование — это слишком общее слово. Есть хромовое (хроматное), сернокислое, твердое (hard coat). Для ответственных деталей в агрессивных средах часто выбирают твердое. Толщина слоя может доходить до 50-60 мкм. Но вот нюанс: для тонкостенных литых деталей такой толстый слой — это риск. Он хрупкий, и при термических ударах или вибрации могут пойти микротрещины. Видел такую проблему на корпусах датчиков.

Поэтому для сложных литых форм часто идут на компромисс: умеренная толщина анодного слоя (15-25 мкм) плюс обязательное уплотнение в горячей воде или с применением никелевых или кобальтовых растворов. Это повышает коррозионную стойкость, хотя и немного снижает износостойкость. Ключ — в контроле температуры электролита и плотности тока. Малейший перегрев в ванне — и плёнка получается мягкой, пылящей. Это не всегда видно сразу, но проявляется при солевых испытаниях.

Экологический фактор тоже важен. Хромовое анодирование (с использованием хромового ангидрида) даёт отличную коррозионную стойкость, но становится всё менее доступным из-за норм по шестивалентному хрому. Китайские производители, особенно те, кто работает на экспорт, активно переходят на бесхромовые технологии уплотнения или альтернативные процессы типа Tartaric-Sulfuric Acid (TSA) анодирования. Это уже следующий уровень.

Органика поверх неорганики: лаки и краски

Часто анодирования недостаточно, особенно для декора или в условиях химических брызг. Тогда идёт слой конверсионного покрытия (типа хроматирования, теперь чаще циркониевого или титанового) и далее — лакокрасочное покрытие. Здесь китайские технологии сделали большой рывок в плане материалов. Речь не просто о краске, а о системах: эпоксидный грунт с ингибиторами коррозии (например, на основе фосфата цинка или новых безсвинцовых комплексов) и полиуретановый финишный слой.

Проблема адгезии к анодному слою — отдельная история. Анодная плёнка пористая, это хорошо. Но если поры забиты техногенной грязью или неправильно уплотнены, грунт не зацепится. Стандартный тест — скотч-тест после нанесения грунта. Бывало, что вся плёнка отставала кусками. Причина — плохая промывка после уплотнения, остатки солей в порах.

Для внутренних полостей сложных отливок, куда краска не затекает, используют методы осаждения летучих ингибиторов коррозии (VCI) или восковые покрытия. Это не так технологично выглядит, но работает. Особенно для деталей, которые поставляются как комплектующие и будут храниться перед сборкой.

Альтернативы и комбинированные методы

Сейчас много говорят про плазменное электролитическое оксидирование (PEO), оно же микродуговое оксидирование. Это для магниевых сплавов более актуально, но и для алюминия применяется. Получается очень твёрдое и хорошо адгезирующее керамикоподобное покрытие. Но процесс энергоёмкий, и для тонкостенных деталей опять вопрос с перегревом и короблением. Видел опытные образцы — впечатляет, но серийное применение пока ограничено узкими нишами, вроде военной или аэрокосмической техники, где цена не главный фактор.

Более приземлённая альтернатива — химическое оксидирование. Оно даёт очень тонкую плёнку (1-3 мкм), не такое износостойкое, но отличное как подслой под краску. И дешевле. Часто его используют для деталей, не подверженных абразивному износу. Главное — строго следить за временем обработки и концентрацией растворов, иначе плёнка не формируется или получается рыхлой.

Интересный практический кейс — защита алюминиевых сплавов в контакте с другими металлами, например, со стальными крепежами. Здесь одной общей защиты мало. Применяют изоляционные прокладки, покрытие крепежа кадмием или цинком с пассивацией, а на алюминий наносят дополнительный толстый слой анаэробного герметика в зоне контакта. Это уже не стандартная технология, а инженерное решение, рождённое на практике после нескольких случаев фреттинг-коррозии.

Контроль: без него технологии мертвы

Можно иметь самое современное оборудование, но если нет системы контроля на каждом этапе — результат будет плавающим. Для литья — контроль пористости рентгеном или методом проникающей жидкости. После механической обработки — визуальный контроль заусенцев. После травления и активации — контроль времени и состояния поверхности (водоотталкивающий тест).

После нанесения покрытий — измерение толщины (вихретоковым методом для немагнитных покрытий на немагнитной основе — тут свои сложности), испытание на адгезию, солевые камеры (NSS test). Многие китайские заводы сейчас сертифицируются по отраслевым стандартам вроде Airbus или Boeing, где эти протоколы жёстко прописаны. Это дисциплинирует и выводит технологии на другой уровень.

На сайте ООО Чэнду Йехуа в описании видно, что они позиционируют себя как профессионального производителя в области вакуумного литья. Это подразумевает, что они должны глубоко владеть всей этой цепочкой — от структуры металла до финишной защиты. Потому что клиент, покупающий сложную тонкостенную отливку, ждёт от неё не только формы, но и долгой службы. И часто именно стойкость к коррозии становится тем решающим аргументом, по которому выбирают между поставщиками. Так что вопрос в заголовке — это не про одну технологию. Это про культуру производства, где каждый этап — это вклад в конечную стойкость изделия.