Ytox Hart-Coat SE

YTOX HART-COAT® är ytbeläggningsmetoder för aluminium och dess legeringar. Metoderna är speciellt utvecklade hårdanodiseringsprocesser, anpassade för att beläggningarna på olika typer av aluminiumlegeringar skall erhålla optimala egenskaper. Med Ytox-beläggning förstärks en aluminiumdetaljs yta högst avsevärt och erhåller ett antal funktionella egenskaper:

• Högsta nötningsbeständighet
• Utomordentlig hårdhet
• Temperaturtålighet
• Låg termisk ledningsförmåga
• Mycket god vidhäftning till grundmaterialet
• Snäva toleranser
• God korrosionshärdighet
• Goda glidegenskaper
• God elektrisk isolation
• Kompatibilitet med livsmedel
• Jämn skiktuppbyggnad / ingen efterbearbetning
• Skikttjocklekar upp till 200 µm

Tre olika varianter av beläggningsmetoden förekommer. Samtliga ger kombinationen av egenskaper, var och en är dock optimerade för olika legeringstyper.

YTOX
Är anpassad för legeringar med låga kopparhalter och kiselhalter under ~10%. För plastiskt format, kokill- och sandgjutgods.

YTOX HC-CU
Är särskilt anpassad för legeringar med högre kopparhalter (2% till 5%). För plastiskt format och kokillgjutgods.

YTOX HC-GD
Är särkilt anpassad för pressgjutlegeringar med höga kisel- och kopparhalter.

Teknisk information
Aluminium används i allt större utsträckning i resursbesparande konstruktioner där låg vikt tillsammans med goda hållfasthetsegenskaper blir allt viktigare. I många fall är det nödvändigt att skydda ytan mot angrepp av bl.a korrosion och nötning. En mycket kostnadseffektiv metod för att ge aluminium ett effektivt ytskydd är hårdanodisering. Hårdanodisering är en elekrolytisk process som ger ytan en rad nya eller förbättrade egenskaper i form av mycket god nötningsbeständighet, hög hårdhet, god korrosionshärdighet, förbättrade glidegenskaper etc.

Vissa vanliga legeringsämnen, i synnerhet höga halter av koppar och kisel, har en starkt negativ inverkan på kvalitén hos konventionellt producerade hårdanodiseringsskikt. På vissa pressgjutlegeringar och höghållfasta plastiskt formbara legeringar med högt kopparinnehåll har det överhuvud taget ej varit möjligt att producera skikt med tillräcklig tjocklek eller godtagbar kvalité.

Med de olika YTOX-processerna är det dock möjligt att belägga alla typer av aluminiumlegeringar med optimala prestanda.

YTOX är en anpassad typ av konventionell hårdanodisering som ger ytterligare förbättrade prestanda, främst beträffande slitstyrka. Denna process lämpar sig bäst för beläggning av plastiskt formbara, kokill- och sandgjutlegeringar med måttligt legeringsinnehåll (Cu <~2%, Si<~10%).

YTOX HC-CU och YTOX HC-GD är vidareutvecklade hårdanodiseringsprocesser som nu produceras av Yttec. Med denna processteknik, som bygger på en användning av modulerad likström, kan legeringar med högre innehåll av legeringsämnen beläggas med väsentligt bättre resultat än med konventionell teknik.

YTOX HC-CU är speciellt anpassad för beläggning av legeringar med högre kopparinnehåll, plastiskt formbara såväl som kokillgjutlegeringar.
YTOX HC-GD har anpassats för beläggning av pressgjutna detaljer av legeringar med högre koppar- och kiselinnehåll.

Genom tillgången på de olika YTOX-processerna minimeras begränsningarna med avseende på legering markant och nya möjligheter öppnas vad gäller användning av aluminium. Detaljer som idag tillverkas av stål kan nu t.ex ersättas med en YTOX-belagd detalj av pressgjuten aluminium i syfte att reducera vikt och minska kostnader för bearbetning.

Samtliga YTOX-processer ger beläggningar som uppfyller kraven enligt MIL-A-8625 Type III, ASTM B 580 Type A och AMS 2468C.

Skikttillväxt
Vid YTOX-beläggning omvandlas ytan av grundmaterialet till aluminiumoxid. Det medför atomär bindning och ypperlig vidhäftning av skiktet. Dimensionstillväxten blir därför ej lika stor som skiktets tjocklek då en viss del av aluminiumytan förbrukas för skiktbildningen.

Beroende av vilken legering som behandlas blir dimensionstillväxten 35 till 50% av skikttjockleken. Diametern för gängor som beläggs ökar med ca dubbla skikttjockleken. Pga ytskiktets höga hårdhet kan gängor och andra passytor endast med svårighet omarbetas efter beläggning.

Hårdhet
Aluminiumoxiden som skiktet är uppbyggt av har en mycket hög hårdhet, ~1300HV. Beroende på en viss mikroporositet är dock den hårdhet som kan uppmätas i skiktet lägre, 400-600HV breoende på legering. Porositeten i skiktet är vid konventionell anodisering 22-24%. Med YTOX-processerna erhålls skiktet med 8-12% porositet, på koppar och kiselinnehållande legeringar 10-15%.
Betingad av den specifika oxidbildningen blir hårdheten vid mätningen bara den sk skenhårdheten som avgörs av volymen mikroporer.

Hårdhet i YTOX-skikt på olika aluminiumlegeringar

Nötningsbeständighet
YTOX-skikten uppvisar extremt god beständighet mot abrasiv nötning. Tack vare aluminiumoxidens höga hårdhet är slitstyrkan betydligt bättre än för material med långt högre hårdhet.

Taberprov med hjul CS 17 och 1000g last. Viktminskning under 10.000 cykler

Även glidegenskaperna förbättras väsentligt med YTOX-beläggning. Den hårda keramiska ytan eliminerar effektivt tendenser till skärning mellan ytorna. Vid glidande kontakt mot mjukare ytor rekommenderas efterbearbetning till Rmax <1µm för att minska risken för abrasivt slitage av motytan och mekanisk adhesion till oxidskiktet

För smorda kontakter erbjuder YTOX-skikten en yta väl anpassad som smörjmedelsbärare. Smörjmedel kan lagras i mikroporositeter och oxidskiktet ger god vidhäftning för smörjmedlet. Då maximal friktionsminskning eftersträvas utan att använda fett och oljesmörjning kan skiktet impregneras med torrsmörjmedel, fluorplaster eller molybdendisulfid. Detta koncept utnyttjas i Yttec´s produktserie Tufram® vilken beskrivs på egen sida.

Jämn skiktuppbyggnad
Skiktuppbygganden blir jämn och följer detaljens profil till skillnad från metallbeläggningar som framställs på elektrolytisk väg. Tjocklek på skikten kan maximalt uppgå till 200µm. Beroende på vilken materialkvalité som beläggs varierar dock skikttjockleken vanligen inom de intervall som anges i figuren nedan.

Skikttjockleksintervall för de olika YTOX-beläggningarna

Toleranser och makrospridning på skikten påverkas av ett antal faktorer. Grundmaterialets föroreningshalt, värmebehandlings- och bearbetningstillstånd, struktur samt ytfinhet. Toleransområdet är dock vanligen ±5µm vid 50µm skikttjocklek.

Man bör undvika att konstruera med alltför vassa kanter då skiktet kan uppvisa en viss försvagning där. Kantradier på minst tio gånger skikttjockleken rekommenderas.

Ytfinheten på detaljen före beläggning, skikttjocklek och vilken typ av legering som beläggs påverkar ytfinheten på detaljerna. Stora skikttjocklekar och höga kopparhalter i grundmaterialet har negativ effekt.

Ytfinhetens påverkan av skikttjocklek och typ av legering

Höga kiselhalter i gjutlegeringar har motsvarande negativ effekt.

Korrosionsbeständighet
YTOX-beläggning kan erbjuda ett avsevärt bättre korrosionsskydd än konventionell anodisering. Samtliga YTOX-beläggningar kan eftertätas i vatten eller dikromatlösning och klarar då mer än 2000h korrosionsprovning i neutral saltdimma utan angrepp, (ASTM B117). Korrosionshastigheten hos eftertätade skikt i olika medier anges i korrosionstabellen nedan. Eftertätning av skikten medför dock en sänkning av nötningsbeständigheten.

YTOX-beläggningar angrips i startkt alkaliska eller sura lösningar (>pH9 eller

Gods, typ och storlek
YTOX-behandling kan i likhet med övrig anodisering endast utföras på häng-gods. Maximal godstjocklek är l * b * h: 1700*400*1000mm.

Faktaruta

Korrosionstabell

Korrosionshastighet på prov av SS 4212, 50µm Ytox-beläggning, eftertätad. Proven är genomförda i rumstemperatur med lufttillträde