Анодирование различных металлов, преимущества метода, оборудование

Анодирование различных металлов, преимущества метода, оборудование
Содержание
  1. Откуда появился сам термин
  2. Технология анодирования
  3. Подготовительный процесс
  4. Химическая обработка
  5. Закрепление
  6. Что дает анодирование
  7. Показания к анодированию алюминия
  8. Третья стадия – закрепление
  9. Возможности применения анодированного алюминия
  10. Для чего анодируют алюминий и как его применяют
  11. Устройства, оборудование, реактивы
  12. Зачем анодировать
  13. Способы анодирования
  14. Тёплый метод
  15. Холодный метод
  16. Твёрдое анодирование
  17. Способы выполнения процедуры
  18. Теплый метод
  19. Холодный метод
  20. Применение других электролитов для получения анодированного алюминия
  21. Оборудование для анодирования алюминия в домашних условиях
  22. Преимущества анодированных поверхностей
  23. Особенности анодированных
  24. Анодирование разных металлов
  25. Нержавеющая сталь
  26. Медь
  27. Титан
  28. Серебро
  29. Анодирование алюминия
  30. Чем отличается анодированный алюминий от обычного — Металлы, оборудование, инструкции
  31. Анодирование – что это
  32. Зачем анодировать
  33. Применение анодированного алюминия
  34. Теплое анодирование
  35. Холодное анодирование
  36. Характеристики анодирования
  37. Меры предосторожности и технические советы

Откуда появился сам термин

В случае электрохимического образования оксидной пленки на поверхности металлов деталь/изделие погружают в ванну с электролитом. Чаще всего это кислый раствор. Электролиты электропроводны (как следует из названия). При пропускании через раствор постоянного тока (важно, чтобы ток шел всегда в одном направлении!), на катоде выделяется водород, а на аноде — кислород, с помощью этого образуется оксидный слой , т.е целенаправленно окисленный, слой с заданными свойствами в зависимости от силы тока и концентрации раствора кислоты. А так как эта часть системы «катод-электролитная часть» является анодом, то и создание защитной пленки получило название «анодирование». Или «окисление».

Варьируя силу тока и применяя специальные добавки, можно добиться практически любого цвета анодированного покрытия.

Технология анодирования

На первом этапе необходимо подготовить алюминиевую ванну. Они могут быть изготовлены из пластика, но изнутри должны быть покрыты алюминиевой фольгой. Должна быть предусмотрена теплоизоляция для предотвращения нагрева реакционной смеси. Далее нужно сделать катод из свинцовых листов

Важно помнить, что площадь полученного катода должна быть в два раза больше поверхности заготовки. На фото алюминиевая ванна

Подготовительный процесс

Прежде чем приступить к анодированию алюминия, необходимо тщательно очистить образец. В нем не должно быть никаких загрязнений. Поверхность обезжиривается и удаляется предыдущий слой оксида металла, так как его наличие может помешать ровному формированию нового покрытия. После удаления всех загрязнений и полировки образец погружают в щелочной раствор, чтобы на поверхности образовались микропоры, что повысит поверхностную плотность. Эта процедура аналогична травлению.

Химическая обработка

В ванну помещают электролит, которым могут быть растворы как неорганических кислот, например серной и хромовой, так и органических кислот — щавелевой и сульфосалициловой. Чаще всего используют хромовую или щавелевую кислоту, особенно если необходимо получить цветное покрытие. Эти электролиты используются в промышленных, хорошо оборудованных помещениях.

В домашних условиях содовые растворы используют в качестве электролитов для обеспечения безопасности.

Качество анодирования напрямую зависит от состояния электролита, а потому следует внимательно отнестись к выбору и подготовке.

Технология анодирования алюминия и реагенты

Закрепление

После процедуры анодного оксидирования на образце появляются поры разного диаметра, которые необходимо закрыть для достижения прочности. Для этого необходимо либо погрузить деталь в теплую пресную воду, распарить ее, либо поместить в «холодный раствор».

Но если изделие после анодирования было покрыто краской, то закреплять его не нужно, так как краска закроет образовавшиеся поры.

Что дает анодирование

В чем-то анодирование похоже на гальванические процессы, происходящие при хромировании или цинковании стали. Но есть существенное отличие: исключается использование посторонних веществ, даже если они схожи по свойствам и химическому составу. Окисление осуществляется на основе самого металла, подвергающегося электрохимическому воздействию.

При анодировании процесс поддается регулированию, оксидному слою придаются заданные свойства, результатом чего является прочность оксидированного участка.

Наилучший защитный слой в результате анодирования образуется на таких металлах, как алюминий, титан, сталь, тантал. Основное требование к технологии – наличие в металле только одного оксида с высокими адгезионными свойствами.

винты анодирование

Но для обеспечения адгезии необходима пористая структура, которая обеспечит контакт рабочей смеси с чистым металлом на поверхности, что значительно увеличивает процесс окисления.

Оказывается, в ходе электрохимического процесса могут образовываться два типа оксидных защитных покрытий, различающихся как по назначению, так и по структуре.

  1. Первый тип представляет собой пористую поверхность оксидной пленки. Это достигается при воздействии на металл кислых электролитов. Структурированная порами поверхность служит прекрасной основой для укладки на нее лакокрасочных материалов, которые своей структурой, образующейся при полимеризации основы, закрепляются во фракталах пор. Это означает, что анодированная поверхность способствует повышению адгезии.
  2. Барьер. Относится ко второму типу. Это самостоятельное защитное покрытие, предохраняющее металл от контакта с внешней агрессивной средой.

Однако процесс анодирования не ограничивается созданием защитных слоев. Используя разные материалы и меняя уровень напряжения, можно получить разные оттенки анодированной пленки. Чем активно пользуются дизайнеры при оформлении интерьеров, когда в качестве фасадного материала используется алюминий.

анодирование алюминия

Показания к анодированию алюминия

Хотя во многих случаях большинство марок алюминия имеют хороший внешний вид и коррозионную стойкость, иногда требуется дальнейшее улучшение этих свойств. Это может быть достигнуто с помощью описанного выше процесса. Для анодированного алюминия лучше всего подходят следующие сплавы:

  • Серия 5ХХХ;
  • Серия 6ХХХ;
  • Серия 7ХХХ.

Покрытие из оксида алюминия может не обеспечивать требуемой степени защиты для некоторых сплавов. Кроме того, они могут иметь слой оксида алюминия после процесса анодирования, который оставляет нежелательный цвет, такой как непривлекательный желтый, коричневый или темно-серый.

Хотя существуют некоторые различия от сплава к сплаву, вот краткий обзор анодирования по типу серии:

  1. 1XXX — эта серия охватывает чистый Al. В этой серии он может быть анодирован. Образующийся слой оксида алюминия прозрачен и несколько блестит. Поскольку лежащий в основе чистый алюминий относительно мягок, обработанные объекты могут быть легко повреждены и не имеют механических свойств по сравнению с другими сериями алюминиевых сплавов.
  2. 2XXX — Эта серия используется для обозначения Al, легированного медью. Медь в этих сплавах образует очень прочный и твердый алюминиевый сплав. Хотя медь полезна для улучшения механических свойств алюминия, она, к сожалению, делает эти сплавы плохими кандидатами для анодирования, а тусклый цвет не делает такие продукты привлекательными.
  3. 3XXX представляет собой серию алюминиевых листов из марганцевого сплава. Хотя анодированный слой обеспечивает достойную защиту алюминиево-марганцевой подложки, он создает нежелательный коричневый цвет.
  4. 4XXX – эта серия состоит из Al, легированного кремнием. Анодированный материал 4XXX хорошо защищен слоем оксида алюминия, образующимся в процессе анодирования. Однако важно отметить, что серия 4XXX имеет темно-серый, почти черный цвет, лишенный эстетической привлекательности.
  5. 5XXX — эта серия обозначает Al, легированный марганцем. При анодировании сплавы 5XXX образуют прочный оксидный слой. Они являются отличными кандидатами для анодирования, но некоторые легирующие элементы, такие как марганец и кремний, должны находиться в пределах указанного диапазона, чтобы процесс анодирования проходил должным образом.
  6. 6XXX — Эта серия изготовлена ​​из алюминия, легированного магнием и кремнием. Эти сплавы являются отличными кандидатами для этого процесса, образующийся оксидный слой прозрачен и обеспечивает превосходную защиту. Поскольку сплавы 6ХХХ обладают отличными механическими свойствами и легко поддаются анодированию, анодированный алюминий этой серии часто используется в конструкционных проектах.
  7. 7XXX — в этой серии легированных алюминиевых сплавов в качестве основного легирующего элемента используется цинк. Очень хорошо подходит для процесса анодирования. Последующий оксидный слой прозрачен и обеспечивает превосходную защиту. Если уровень цинка становится слишком высоким, оксидный слой может стать коричневым.

Анодированный алюминий «золото» и «серебро”

Третья стадия – закрепление

После завершения электролиза изделие фиксируется анодированным покрытием, то есть закрываются поры защитной пленки. Это можно сделать, поместив обработанную поверхность в воду или в специальный раствор. Перед этим этапом деталь можно эффектно покрасить, так как наличие пор позволит хорошо впитать краску.

рабочий-процесс-анодирования.jpg

Возможности применения анодированного алюминия

Анодированные детали используются в различных областях. Таким способом обрабатываются предметы интерьера, плиты, перила и другие изделия, которые используются каждый день. Этот процесс применяется и для навесных алюминиевых фасадов — они приобретают повышенную устойчивость к внешним атмосферным воздействиям.

Анодирование применяется для защиты деталей различного оборудования от коррозии. Это комплектующие автомобилей, самолетов, кораблей, всех типов летательных аппаратов. Обработка повышает износостойкость и обеспечивает повышенную устойчивость к нагрузкам.

Для чего анодируют алюминий и как его применяют

Основной целью анодирования деталей из алюминия является увеличение срока службы при воздействии различных агрессивных сред.

Учитывая, что чистый алюминий имеет высокое сродство к кислороду, его коррозионная стойкость выше, чем у многих других легких металлов конструкционного назначения. Естественное окисление алюминия происходит при первом контакте с воздухом. Процесс анодной обработки еще больше увеличивает склонность обоих химических элементов к образованию оксидов при взаимодействии друг с другом.

Способность анодной пленки прекрасно впитывать красители различного химического состава делает обработанный таким образом алюминий прекрасным декоративным материалом. Широко используется для наружной отделки интерьеров зданий и сооружений.

Алюминиевые конструкции незаменимы при изготовлении:

  • рекламные конструкции для культурных и спортивных мероприятий, выставок и шоу.
  • информационные стенды для массовых мероприятий, съездов, митингов.

Превосходная отражательная способность анодированного алюминия сделала его незаменимым материалом для изготовления дорожных знаков. Из-за помех информация, нанесенная на знак при анодировании, прекрасно видна автомобилистам в темное время суток.

Рамы любительских велосипедов также изготавливаются из анодированных алюминиевых сплавов. Тонкая пленка оксида алюминия наносится на специальную одежду, которую носят велосипедисты в ночное время. Благодаря этому силуэт легко увидеть в темноте на почтительном расстоянии. С этой же целью анодированный металл используется для изготовления отражающего слоя в прожекторных установках.

Отличные свойства анодированного алюминия позволяют использовать его для изготовления самой широкой номенклатуры деталей и узлов, применяемых в различных областях. Можно смело сказать: если будет принято решение сделать что-то из обработанного таким образом металла, то прочность и легкость конструкции не вызовет никаких сомнений!

Устройства, оборудование, реактивы

В промышленных масштабах анодирование производится в растворах серной кислоты различной концентрации. Они обеспечивают как высокую скорость процесса, так и заданную глубину оксидной пленки. Использование автоматики позволило полностью автоматизировать этот довольно нездоровый процесс.

Существует три типа анодирующего оборудования:

  1. Базовый, или базовый. Здесь все просто: ванна с электролитом из инертного, нереакционноспособного материала, обладающего к тому же свойствами теплоизолятора, препятствующего перегреву электролита. И катод, материал которого напрямую зависит от анодируемого материала.
  2. Сервисное оборудование. В него входят устройства, обеспечивающие работу установки по окислению. Это блоки питания, предохранительные и приводные механизмы.
  3. Вспомогательный. Это оборудование для обработки и подготовки изделий к анодированию. Сюда же входят средства на поставку запчастей к ваннам. А средства упаковать и переместить в места хранения готовой продукции.

Наиболее сложными, экологически опасными операциями при обработке металлов анодированием являются процессы загрузки и выгрузки деталей в ванны. Поэтому упор всегда делается на качество приводных механизмов для этого.

Исторически все производственные процессы связаны с потреблением переменного тока, что совершенно не подходит для процессов анодирования. Для того чтобы ток был постоянным (т е протекал в проводниках только в одном направлении), применяют выпрямители с достаточным запасом мощности. Оптимальная мощность промышленных выпрямителей, связанных с окислительными процессами, составляет 2,5 кВт. А для обеспечения производства анодированной пленки разных цветов и оттенков для таких выпрямителей монтируется бесступенчатая система питания.

анодирование радиаторов

Зачем анодировать

Как было сказано выше, при взаимодействии алюминия с кислородом на поверхности образуется пленка. Он предотвращает окисление. Но здесь есть важный нюанс, эта натуральная оксидная пленка очень тонкая. В результате он может прорваться. И для устранения этого было принято решение анодировать алюминий. В результате металл приобретает значительно лучшие технические свойства.

Так анодированный алюминий не подвергается коррозии. Полученная пленка устойчива к истиранию. Со временем это покрытие даже не отслоится. Здесь важно понимать нюанс, почему это стало возможным. Некоторые металлы покрыты хромом или цинком. Что касается алюминия, то он ничем не покрыт. Эта пленка образуется непосредственно на самом металле.

Так вот эта процедура используется для придания металлу более декоративного вида, например какого-то оттенка. Примечательно, что цвет анодирования можно изменить. Для этого используют анилиновые красители, которые применяют при окрашивании одежды.

Если говорить о промышленных технологиях, то там алюминий анодируют в 20-процентном растворе серной кислоты. В домашних условиях эта технология небезопасна, поэтому приходится использовать другую методику.

Способы анодирования

Формирование оксидной пленки на металлах зависит от выбранной технологии со всеми ее факторами, такими как тип электролита, мощность подводимого тока, поверхность анодной части. Универсальность раз за разом проверенных способов позволяет проводить процесс анодирования самостоятельно в домашних условиях – нужно лишь освоить технологии, определяющие цвет получаемой оксидной пленки. Вряд ли удастся минимизировать вред здоровью от кислотных паров, вряд ли в условиях домашней мастерской можно обеспечить герметичность ванны, эффективную систему вытяжки и фильтрации воздуха..

Среди различных видов анодирования популярен процесс нанесения цветной оксидной пленки. Его популярность связана не только с декоративностью получаемого покрытия, но и с разной степенью его прочности, которая зависит от цвета.

Теперь о методах в шапке материала, а именно:

  1. Горячий метод
  2. Холодный метод
  3. Жесткое анодирование.

Тёплый метод

В большинстве случаев он используется как промежуточный продукт, так как получаемые на его основе оксидные пленки неустойчивы к ударам.

методы анодирования

Холодный метод

При холодном способе скорость образования анодированной пленки выше скорости растворения металла на катоде, что обеспечивает высокую прочность образующегося защитного слоя. Но обязательно требование поддерживать температуру раствора электролита на уровне не выше 5⁰С, что и дало название методу. Так как температура раствора в центре ванны всегда выше, чем по бокам, необходимо обеспечить циркуляцию раствора.

Твёрдое анодирование

Лучше всего подходит для высококачественных покрытий на стали. Этот метод анодирования используется в аэрокосмической промышленности, где часто требуются экстремальные нагрузки на узлы и агрегаты. Особенностью метода является использование электролитов сложного состава, а рецептура таких составов защищена патентами с международной регистрацией.

Способы выполнения процедуры

Анодировать медь и другие металлы можно несколькими способами. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, особенности реализации.

Теплый метод


Стадии анодирования

Самый простой метод анодирования, который можно использовать даже в домашних условиях. Обработка происходит при комнатной температуре. При использовании органической краски, йода или зеленки можно значительно улучшить эстетические свойства заготовок.

Выполнить твердое анодирование металла по этой технологии не получится. Если это сделать, на поверхности материала образуется тонкая оксидная пленка, которая не обеспечивает надежной защиты от коррозии и легко повреждается. Но если после проведения такой обработки изделия окрашиваются, сцепление цветных составов с поверхностью будет превосходным. Именно таким образом можно обеспечить качественную защиту от коррозии и продлить срок службы деталей.

Холодный метод

Для проведения холодного анодного оксидирования необходимо обеспечить температурную стабильность. Она должна быть в пределах -10–+10°С. Оптимальной считается температура 0°С, что соответствует параметрам, при которых протекает идеальная электрохимическая реакция.

Методы цветного анодирования алюминия

При достижении этих показателей анодная и катодная обработка металла будет проходить более качественно, образуя на поверхности прочную пленку. Обеспечивает наилучшую защиту от коррозии.

Холодным методом можно оцинковывать медь, золото и другие металлы. Для этого необходимо правильно рассчитать силу тока по специальным уравнениям. Полученные детали практически невозможно повредить. Отличаются длительным сроком службы в особо агрессивных средах (при контакте с морской водой).

Незначительным недостатком данной технологии является невозможность нанесения краски на полученную поверхность. Для изменения цвета используется метод напыления металла или электрический ток определенной величины.

Применение других электролитов для получения анодированного алюминия

Существуют и другие электролиты для получения оксидной пленки на алюминии, основы процесса анодирования остаются прежними, меняются только режимы тока, время процесса и свойства покрытия.

  • Оксалатный электролит. Это раствор щавелевой кислоты 40-60 г/л.В результате анодирования пленка выходит желтоватого цвета, имеет достаточную прочность и отличную пластичность. При изгибе покрытой поверхности слышен характерный треск пленки, но она не теряет свойств оной. Недостатком является слабая пористость и плохая адгезия по сравнению с сульфатным электролитом.
  • Ортофосфорный электролит. Раствор ортофосфорной кислоты 350–550 г/л. Образующаяся пленка очень плохо окрашивается, но прекрасно растворяется в никелевом и кислом медном электролите при осаждении этих металлов, то есть используется в основном как промежуточный этап перед меднением или никелированием.
  • Хромовый электролит. Раствор хромового ангидрида 30–35 г/л и борной кислоты 1–2 г/л. Образующаяся пленка имеет красивый серо-голубой цвет и напоминает эмалированную поверхность, отсюда и название эмалирование. В настоящее время эмалирование очень широко применяется и имеет ряд других вариантов состава электролита на основе других кислот.
  • Смешанный органический электролит. Раствор содержит щавелевую кислоту, серную кислоту и сульфосалициловую кислоту. Цвет пленки варьируется в зависимости от марки анодного сплава, а показатели прочности и износостойкости покрытия очень хорошие. Не менее успешно в этом электролите можно анодировать алюминиевые детали любого назначения.

Оборудование для анодирования алюминия в домашних условиях

Теперь вы знаете, что такое анодирование. Пришло время выяснить, какое именно оборудование для этого необходимо. Так что для работы понадобится несколько ящиков для деталей разного размера. Они должны быть изготовлены из алюминия. В качестве альтернативы можно использовать полиэтилен или пластик. Стенки и дно пластиковой ванны должны быть покрыты листами алюминиевой фольги. Это необходимо для создания катодно-анодной установки.

Ванная комната также должна обладать высокими теплоизоляционными свойствами. Только в этом случае электролит не будет сильно греться, и вам не нужно будет его регулярно менять.

После этого изготавливается катод, для которого используется свинец. Эта деталь выполнена полностью из листового материала. Следует отметить, что площадь катода обязательно должна быть в два раза больше площади заготовки. Катод должен иметь специальные отверстия для выпуска газов.

После подготовки катода необходимо приготовить электролит, поместить его внутрь ванны, положить туда элемент и подключить к «плюсу» источник электрического тока. Свинцовая пластина должна быть подключена к «минусу». Чтобы металлический сплав начал анодироваться, подойдет блок питания на полтора ампера и двенадцать ватт. Что касается временных затрат, то для мелких предметов процедура займет около тридцати минут. Для изготовления полноценного алюминиевого профиля потребуется три-четыре часа.

Цвет продукта может отличаться. Все зависит от используемой в домашних условиях техники анодирования. При использовании анилиновой краски металлические детали можно окрашивать даже в черные оттенки.

Преимущества анодированных поверхностей

  • Выдающиеся антикоррозийные свойства. Оксидная пленка надежно защищает от обычной влажности и самых агрессивных сред.
  • Прочность оксидной пленки. По своим физическим прочностным свойствам оксиды в большинстве случаев прочнее металла, на котором они образованы.
  • Текущая непроводимость. Парадоксально, но оксидная пленка, образующаяся на металле и из металла, является практически диэлектриком, что находит свое применение при создании электролитических (оксидных) конденсаторов.
  • Экологический аспект: при производстве тарелок нанесенная на нее оксидная пленка не пропускает ионы металлов в пищу, не дает ей пригорать, стенки и дно посуды становятся устойчивыми к большим перепадам температур.
  • Широкое использование анодированных металлических поверхностей в дизайне. Использование некоторых солей в растворах электролитов позволяет добиться глубоких и насыщенных оттенков.

цветное анодирование

Особенности анодированных

Эта процедура широко используется в промышленных масштабах, кроме того, можно самостоятельно оксидировать сталь, алюминий или медь в домашних условиях. Последний вариант будет отличаться от профессионального процесса, но им удобно обрабатывать мелкие детали.

Изделия, имеющие пленку, образовавшуюся после анодирования на поверхности, обладают следующими свойствами:

  • повышенная устойчивость к коррозии;
  • повышает прочность таких материалов, как сталь и алюминий;
  • продукт становится нетоксичным;
  • неспособность проводить ток;
  • подготовленная поверхность пригодна для дальнейшей обработки гальваническим покрытием.

Для производства посуды используется процедура анодирования металла – изделия, обработанные таким методом, не горят на плите и безопасны для приготовления пищи. Материалы с оксидной пленкой используются для изготовления некоторых инструментов, строительных материалов, осветительных приборов и предметов быта. Кроме того, обрабатываются серебряные предметы.

Широко распространено цветное анодирование, позволяющее детализировать разнообразные украшения. Изделия, окрашенные таким способом, имеют более ровный и глубокий цвет.

Анодированные поверхности инструментов и приспособлений не трескаются в процессе эксплуатации и долго сохраняют первоначальный вид. Кроме того, самолет становится прочнее, а значит, может выдерживать повышенные нагрузки и механические воздействия.

Анодирование разных металлов

Нержавеющая сталь

Самый сложный для анодирования элемент из-за его химической инертности. Чтобы получить на ней оксидированную поверхность, нержавеющая сталь сначала подвергается процедуре никелирования. Хотя сейчас ведется активная разработка специальных диффузионных паст, где оксид образуется без никелевой «подушки».

Медь

Окисление не подходит, и там, где это необходимо, в качестве добавок к электролиту используются дорогие соли или неэкологичные растворы фосфатов или оксалатов. На практике этот процесс используется редко.

Титан

Изделия из металлического титана проходят обязательную процедуру оксидирования, в связи с тем, что нанесение оксидной пленки повышает износостойкость верхнего слоя изделий из титана на 15-28%. А также придает изделиям декоративный эффект, кардинально меняя цвет. Титан очень нетребователен к составу кислот для электролитических реакций — подойдет почти всем.

Серебро

Для создания оксидной пленки на серебре применяют печенку серы — сплав порошкообразной серы с поташем при сильном нагреве без присутствия воды. Однако этот способ нанесения оксидных пленок применяют и для бронзы, где полученную пленку называют искусственной патиной. На серебре обработка таким реагентом может дать синий и фиолетовый цвета. Но без изменения свойств серебра как металла.

анодирование стали

Анодирование алюминия

Окисление этого металла предлагает самые широкие возможности с самой широкой областью применения. Существует множество способов образования оксидов на поверхности этого металла, более половины из них связаны с получением окрашенных красочных поверхностей.

Чем отличается анодированный алюминий от обычного — Металлы, оборудование, инструкции

В чем разница между анодированным алюминием и обычным алюминием?

На сегодняшний день алюминий остается очень важным и востребованным материалом для производства всевозможных деталей, поковок и так далее.

Можно перечислить множество преимуществ, например, малый вес, достаточная прочность, не подвергается коррозии, легко обрабатывается для дальнейшего использования. Но при всем при этом многих не привлекает внешний вид.

Если вы когда-нибудь пробовали красить алюминий, ваши попытки могут закончиться неудачей, потому что краска не очень хорошо держится на алюминии. Если использовать его без краски, то вскоре он покроется темными пятнами.

Чтобы всего этого не допустить, была разработана технология анодирования алюминия. Предлагаем вам рассмотреть, что такое анодированный алюминий, какие его разновидности существуют, в каких сферах применяется анодированный алюминий и можно ли анодировать этот материал своими руками.

Анодирование – что это

Анодирование относится к анодному окислению. То есть это процесс, в результате которого на поверхности алюминия образуется или появляется оксидное покрытие. В результате этого процесса металл окисляется. В результате алюминий становится неуязвимым для негативных внешних воздействий. То есть окисленный участок становится намного прочнее.

Зачем анодировать

Как было сказано выше, при взаимодействии алюминия с кислородом на поверхности образуется пленка. Он предотвращает окисление. Но здесь есть важный нюанс, эта натуральная оксидная пленка очень тонкая. В результате он может прорваться. И для устранения этого было принято решение анодировать алюминий. В результате металл приобретает значительно лучшие технические свойства.

Так анодированный алюминий не подвергается коррозии. Полученная пленка устойчива к истиранию. Со временем это покрытие даже не отслоится. Здесь важно понимать нюанс, почему это стало возможным. Некоторые металлы покрыты хромом или цинком. Что касается алюминия, то он ничем не покрыт. Эта пленка образуется непосредственно на самом металле.

Так вот эта процедура используется для придания металлу более декоративного вида, например какого-то оттенка. Примечательно, что цвет анодирования можно изменить. Для этого используют анилиновые красители, которые применяют при окрашивании одежды.

Если говорить о промышленных технологиях, то там алюминий анодируют в 20-процентном растворе серной кислоты. В домашних условиях эта технология небезопасна, поэтому приходится использовать другую методику.

Применение анодированного алюминия

Существует множество областей использования для достижения совершенно разных целей. Теперь давайте посмотрим на них:

База для окрашивания. Защищенное покрытие способно долго удерживать слой краски. Для этого органическое покрытие сочетается с анодным хромовым покрытием. Даже если слой краски поврежден, его легко восстановить, а самому изделию не грозит коррозия и так далее. Эта технология эффективна при нанесении органической краски. Защита от коррозии. Эта защита способна справиться с воздействием даже соленой воды. В дизайне. Использование специальных красителей позволяет придать алюминию совершенно разные цвета. Благодаря этим продуктам можно придать красивый вид. Чистые руки. Алюминий часто используют для изготовления поручней, поручней, поручней и прочего. Если он не анодирован, на руках могут остаться следы. Для устранения этого все эти детали анодированы, что позволяет держать руки в чистоте. Для достижения таких результатов поры в анодном покрытии заполняются. Отражение в проекторах. Для защиты отражателей прожекторов используется технология сернокислотного анодирования. Это отражение будет сохраняться годами. А если нужно очистить поверхность, то в теплоотражателях для этого нет проблем. В теплоотражателях используется анодированный алюминий. Поверхность легко моется. Можно использовать в помещениях с повышенной влажностью. Толщина покрытия составляет 1 микрон. Эффективная борьба с износом и трением. Благодаря более твердому покрытию износ значительно снижается. При этом анодное покрытие может достигать до 60 микрон электрического изолятора. В некоторых типах трансформаторов сегодня принято использовать алюминиевую ленту, которая должна быть анодирована. Такое покрытие отлично противостоит воздействию тепловой энергии.

Теплое анодирование

Эту работу проводят при комнатной температуре от 15 до 20 градусов Цельсия. Известно, что процедура легко повторяема. Простыми манипуляциями можно получить красивый результат.

Однако этот метод не обеспечивает превосходной защиты от коррозии. При контакте материала с агрессивной средой может возникнуть коррозия. Заготовка также не будет иметь хорошей механической защиты.

Например, материал с покрытием легко поцарапать даже иглой, а иногда его можно стереть вручную.

Но зато это покрытие служит прекрасной основой для дальнейшей обработки материала. Процесс анодирования происходит в следующем порядке:

Заготовка обезжиривается. Изделие крепится к подвеске. В ванне необходимо анодировать заготовку до молочно-мутного оттенка. После этого процесс стирки осуществляется в холодной воде. Следующий этап – процесс покраски. Для этого используется теплый раствор анилинового красителя. В течение 30 минут происходит последняя фаза – фиксация всех слоев.

Холодное анодирование

Это означает, что процесс анодирования происходит при температуре от -10 до +10 градусов Цельсия. Благодаря этому можно добиться значительно лучшего качества, твердости и прочности анодирующего покрытия. Холодный процесс прекрасно демонстрирует низкую скорость растворения внешней пленки. В результате образуется толстый слой. В горячем процессе ситуация совершенно противоположная.

Поэтому для достижения таких результатов необходимо создать условия принудительного охлаждения. Без этого невозможно будет создать красивое и долговечное покрытие. Если говорить о минусе этой технологии, то он заключается в следующем: поверхность нельзя красить органическими красителями.

Технологический процесс того, как происходит холодное анодирование алюминия, выглядит так:

  • Поверхность тщательно обезжиривается.
  • Заготовка крепится к подвесу.
  • Процесс анодирования происходит в ванне до образования плотного оттенка.
  • Стирка осуществляется в холодной и горячей воде.
  • Затем происходит процесс подготовки заготовки в дистиллированной воде. Изделие также хранится на пару. Эти действия позволяют зафиксировать все получившиеся слои.

Характеристики анодирования

Анодирование алюминия

Анодирование – это процесс образования оксидной пленки на поверхности различных металлов путем анодного окисления. Рост оксидной пленки осуществляется в проводящей среде. На поверхности металла такая пленка держится достаточно хорошо.

Наращивание оксидной пленки также может осуществляться благодаря методу повышения температурного режима. Но при этом он оказывается малопрочным и служит недолго. Благодаря электрохимическому способу формирования оксидной пленки она получается оптимальной толщины и отлично сцепляется с поверхностью материала.

Анодированию могут подвергаться различные виды металлов. Главное требование состоит в том, что они должны быть способны образовывать только один оксид. Он должен иметь максимальный уровень устойчивости. Если металл имеет способность образовывать несколько оксидов одновременно, это может привести к тому, что пленка просто начнет трескаться и защитного эффекта не будет. Именно по этой причине только на редких промышленных предприятиях имеют место случаи анодирования железа или меди.

Кроме того, оксидная пленка на поверхности металла должна иметь пористую структуру. Это необходимо для того, чтобы электролиты могли лучше проникать в него. В результате получается, что лишь малая часть всех имеющихся на Земле металлов способна удовлетворить этим параметрам. К ним относятся алюминий, тантал, титан. В промышленной и бытовой сфере наиболее распространенной обработкой является анодирование алюминиевого материала.

Меры предосторожности и технические советы

Чтобы самостоятельно получить анодную пленку, важно соблюдать некоторые меры безопасности, которые помогут сохранить здоровье и правильно провести процедуру:

  1. При работе использовать средства индивидуальной защиты кожи – перчатки, маску. При необходимости защитите глаза очками: в процессе анодирования происходит большое тепловыделение, и раствор может брызгать на тело.
  2. Подберите подходящую емкость для обработки: это может быть пластиковая емкость или старая эмалированная ванна без сколов.
  3. После травления изделия поместите его в чистую воду, чтобы успеть подготовиться к следующему шагу.
  4. Используйте для работы алюминиевые проводники: серебряные, стальные или медные детали необходимо подвешивать на специальном стержне, чтобы облегчить снятие изделий.
  5. Толщина кабеля должна соответствовать силе тока. Если показатели были выбраны неправильно, солидная вариация процедуры даст сбой, в результате чего металл просто растворится.
  6. Для достижения черного цвета стали используют азотнокислый натрий, детали в растворе выдерживают при температуре от 100 до 140 градусов.

Для получения различных цветов на металлах также используются соляная кислота, гидросульфид натрия, азотная кислота и этиловый спирт. При таком анодировании образуется не только оксидная пленка, но и определенный цветовой спектр.

Проводить процедуру в домашних условиях рекомендуется только после изучения правил безопасности работы с кислотами. Анодированные поверхности долговечны, прочны и устойчивы к повреждениям.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Adblock
detector