Korozja a aluminium – malowanie czy anodowanie?

Czy aluminium rdzewieje? Nie. Rdza to tlenki i wodorotlenki żelaza, więc powstaje na stali i żeliwie, a nie na aluminium. Aluminium też koroduje, ale inaczej: na powietrzu niemal natychmiast pokrywa się cienką, szczelną warstwą tlenku glinu, która chroni metal przed dalszym utlenianiem. Dzięki niej surowe aluminium dobrze znosi zwykłe warunki atmosferyczne.

Ta naturalna ochrona ma jednak granice. Sól drogowa, powietrze nadmorskie, kontakt ze stalą lub miedzią w wilgoci albo silnie kwaśne i zasadowe środowisko potrafią ją przełamać. Dlatego części z aluminium pracujące na zewnątrz lub w agresywnym otoczeniu dodatkowo się zabezpiecza – najczęściej malowaniem proszkowym albo anodowaniem. Wyjaśniamy, jak koroduje aluminium, od czego zależy jego odporność i jak wybrać sposób ochrony.

W skrócie

• Aluminium nie rdzewieje – rdza dotyczy wyłącznie żelaza i jego stopów.
• Przed korozją chroni je warstwa tlenku glinu o grubości kilku nanometrów, która po zarysowaniu odbudowuje się w kontakcie z powietrzem.
• Najczęstsze rodzaje korozji aluminium to korozja wżerowa (chlorki), galwaniczna (kontakt z innym metalem) i szczelinowa.
• Odporność zależy od stopu: stopy z miedzią, np. EN AC-46200, korodują łatwiej niż stopy Al-Si-Mg i Al-Mg.
• Odlewy z dużą zawartością krzemu zwykle lepiej zabezpieczyć malowaniem proszkowym niż anodowaniem.

Dlaczego aluminium nie rdzewieje

Aluminium jest metalem bardzo aktywnym chemicznie, ale właśnie dlatego szybko się pasywuje. Na świeżej powierzchni tworzy się warstewka tlenku glinu (Al₂O₃) o grubości kilku nanometrów. Jest szczelna i dobrze przylega do metalu, więc odcina go od tlenu i wilgoci. Gdy warstwa zostanie zarysowana, w kontakcie z powietrzem tworzy się na nowo.

Tlenek glinu jest trwały mniej więcej w zakresie pH od 4 do 9. W silnie kwaśnym lub zasadowym środowisku – np. w kontakcie ze świeżą zaprawą cementową, silnymi środkami myjącymi czy niektórymi chemikaliami – warstwa się rozpuszcza i metal zaczyna korodować równomiernie na całej powierzchni.

Jak koroduje aluminium – najczęstsze rodzaje korozji

Rodzaj korozji	Kiedy występuje	Jak wygląda
Wżerowa	w obecności chlorków: sól drogowa, powietrze nadmorskie, woda z chlorkami	biały, proszkowy nalot i drobne, punktowe wżery
Galwaniczna	gdy aluminium styka się ze stalą, miedzią lub mosiądzem i jest między nimi wilgoć	ubytki aluminium wokół połączenia, np. przy śrubach
Szczelinowa	w szczelinach, pod uszczelkami i podkładkami, gdzie zatrzymuje się wilgoć	miejscowe ubytki ukryte w szczelinie
W kwasach i zasadach	przy pH poza zakresem ok. 4–9	zmatowienie i równomierne roztwarzanie powierzchni
Nitkowa (pod powłoką)	pod uszkodzoną lub źle przygotowaną powłoką malarską	nitkowate pęcherze pod farbą, zaczynające się od krawędzi lub rysy

Biały nalot na aluminium to produkty korozji – głównie wodorotlenki i tlenki glinu. Na ogół nie osłabia elementu, ale pokazuje, że warstwa ochronna została w tym miejscu naruszona i że część pracuje w środowisku, w którym przydałaby się dodatkowa powłoka.

Odporność na korozję zależy od stopu

Czyste aluminium jest odporniejsze na korozję niż większość jego stopów, ale do odlewów stosuje się stopy, bo lepiej wypełniają formę i są wytrzymalsze. Ich odporność różni się wyraźnie:

• Stopy Al-Mg, np. EN AC-51300 – bardzo dobra odporność na korozję, także w atmosferze morskiej.
• Stopy Al-Si-Mg, np. EN AC-42000 – dobra odporność na korozję atmosferyczną.
• Stopy Al-Si-Cu, np. EN AC-46200 i EN AC-46500 – miedź poprawia lejność i wytrzymałość, ale obniża odporność na korozję. Odlewy z tych stopów pracujące na zewnątrz warto zabezpieczyć powłoką.

Skład i właściwości stopów, z których odlewamy, zestawiamy na stronie stopy odlewnicze aluminium.

Jak chronić aluminium przed korozją

Malowanie proszkowe

Farba proszkowa jest nanoszona elektrostatycznie na uziemiony element, a następnie utwardzana w piecu, zwykle w temperaturze ok. 180–200 °C. Powstaje powłoka o grubości najczęściej 60–120 µm, która oddziela aluminium od wilgoci i soli. O trwałości powłoki decyduje przygotowanie powierzchni: odtłuszczenie, chemiczna obróbka powierzchni (pasywacja lub powłoka konwersyjna) i podkład. Bez nich farba słabo trzyma się aluminium, a pod uszkodzoną powłoką może rozwijać się korozja nitkowa.

Zaletą malowania proszkowego jest pełna paleta kolorów RAL i różne wykończenia – mat, połysk, struktura. Powłoka dobrze kryje też nierówności powierzchni odlewu. Wadą jest mniejsza odporność na uderzenia i ścieranie niż w przypadku anodowania.

Anodowanie

Anodowanie to proces elektrochemiczny, który pogrubia naturalną warstwę tlenku – zwykle do 5–25 µm. Warstwa anodowa jest twarda i odporna na ścieranie, bo jest częścią metalu, a nie nałożoną na niego powłoką. Kolorystyka jest jednak ograniczona do naturalnego srebrnego odcienia i kilku barwień.

Dla odlewów ważne jest to, że wynik anodowania zależy od stopu. Krzem, którego w stopach odlewniczych jest dużo (w typowych stopach od ok. 7 do 13%), nie ulega anodowaniu, dlatego warstwa na takich odlewach wychodzi zwykle szara i niejednolita. Anodowanie lepiej sprawdza się na profilach i blachach ze stopów do przeróbki plastycznej, a odlewy częściej zabezpiecza się malowaniem proszkowym.

Konstrukcja i montaż

Wiele problemów z korozją rozwiązuje sam projekt: izolowanie aluminium od stali i miedzi podkładkami lub tulejami z tworzywa, unikanie szczelin, w których zbiera się woda, i odpływy w miejscach, gdzie mogłaby stać. Przy łączeniu aluminium z innymi metalami najlepiej sprawdzają się elementy złączne ze stali nierdzewnej z izolacją albo z aluminium.

Malowanie proszkowe czy anodowanie – porównanie

Cecha	Malowanie proszkowe	Anodowanie
Ochrona przed korozją	dobra przy właściwym przygotowaniu powierzchni	dobra; warstwa jest związana z metalem
Odporność na ścieranie i zarysowania	średnia – powłoka może się odprysnąć przy uderzeniu	wysoka – twarda warstwa tlenku
Kolory i wykończenie	pełna paleta RAL, mat, połysk, struktura	naturalny odcień i ograniczona liczba barwień
Odlewy z dużą zawartością krzemu	nadaje się	efekt zwykle szary i niejednolity
Typowa grubość warstwy	ok. 60–120 µm	ok. 5–25 µm
Naprawa uszkodzeń	możliwa miejscowo	trudna – zwykle trzeba anodować ponownie całą część

Jak wybrać sposób ochrony

• Środowisko pracy – przy soli drogowej, w strefie nadmorskiej i w przemyśle chemicznym potrzebna jest staranna obróbka wstępna i powłoka dobrana do tej klasy korozyjności.
• Stop – odlewy ze stopów z miedzią lub z dużą zawartością krzemu zwykle maluje się proszkowo.
• Wygląd – jeśli liczy się konkretny kolor RAL lub struktura, wybór jest prosty: malowanie proszkowe.
• Obciążenia mechaniczne – przy intensywnym ścieraniu przewagę ma warstwa anodowa.
• Połączenia z innymi metalami – sama powłoka nie zastąpi izolacji od stali i miedzi.

Więcej o pracy powłok w warunkach atmosferycznych piszemy w tekście o malowaniu proszkowym elementów pracujących na zewnątrz, a o przygotowaniu powierzchni – w poradniku piaskowanie czy szkiełkowanie przed malowaniem.

Najczęściej zadawane pytania

Malowanie proszkowe odlewów w naszej odlewni

Odlewy z aluminium, które wykonujemy, możemy od razu zabezpieczyć malowaniem proszkowym – w tym samym zakładzie, razem z odlewaniem i obróbką CNC. Przed malowaniem odlewy odtłuszczamy, pasywujemy i gruntujemy, a następnie malujemy proszkowo w wybranym kolorze RAL. Szczegóły opisujemy na stronie malowanie proszkowe odlewów aluminiowych, a dobór koloru – w tekście o kolorach RAL na aluminium. Poproś o wycenę.