Анодировка алюминия – Анодирование алюминия в домашних условиях (черное): технология

что это такое, виды, процесс своими руками

Алюминий относится к мягким металлам, которые легко поддаются обработке. В этом смысле он очень хорош для изготовления разных изделий, чем во многом объясняется его популярность. Кроме положительных сторон, есть один существенный недостаток металла – он очень быстро поддается окислению. Тонкая пленка на его поверхности серьезно мешает процессу покраски изделия, а неокрашенный металл выглядит малопривлекательным. Решить задачу можно, применяя анодирование алюминия.

Вся проблема естественно образованной оксидной пленки, которая, в принципе, защищает металл от дальнейшего разрушения, в том, что она хрупкая и легко счищается. Анодирование способствует наращиванию прочной оксидной пленки и ее закреплению на алюминии. После этого металл можно красить, лакировать, и эти покрытия будут стойко держаться на поверхности деталей.

Цель анодирования алюминия и его дальнейшее использование

Анодирование алюминиевых профилей и других деталей имеет большой смысл. Важно, что все характеристики металла остаются неизменными, но сама поверхность изделий приобретает дополнительные качества:

1. По всей поверхности образуется механически прочный слой оксида, который не позволяет разрушаться металлу под воздействием влаги и кислорода.
2. Мелкие повреждения в виде точечных дефектов либо незначительные царапины скрываются под слоем, и металл становится более однородным.
3. При нанесении лакокрасочных покрытий последние распределяются более равномерно, хорошо ложатся на алюминий.
4. Детали из анодированного алюминия приобретают презентабельный вид, на различных механизмах они смотрятся выигрышно.
5. В процессе анодирования можно передать алюминию совершенно иной оттенок, например, посеребрить или позолотить его либо сделать отлив жемчужным блеском.

Обработанные запчасти из алюминия можно дальше пускать на производство различных узлов, механизмов машин, каркасов.

Способы анодирования алюминия

Наиболее распространенным методом анодирования выступает метод химического оксидирования, когда посредством специального электролита на поверхность алюминия осаживают пленку. Применяют при этом растворы на базе кислот:

• хромовой;
• сульфосалициловой;
• серной;
• щавелевой.

Кроме химического, анодирование бывает интегральным, микродуговым, интерферентным, также используют цветное оксидирование. При добавлении красителя можно получить любой цвет пленки, например черный.

Теплое анодирование

Применяют этот способ анодирования алюминия тогда, когда после необходимо красить изделие. Пленка имеет пористую структуру, что является положительным моментом для адгезии покрытия с эпоксидным красителем. Серьезным минусом можно считать недостаточную прочность механического и коррозионного характера. Активные металлы и морская вода способны легко разрушить покрытие. Такой способ анодирования можно использовать дома.

Нет четко установленной температуры, при которой создают условия образования кристаллического оксида по теплому методу анодирования алюминия. Известно, что он должен протекать в помещении, где поддерживается комфортная для организма температура либо она повышена, но не более чем до 50 °C. Процесс протекает в растворе электролита под воздействием напряжения.

Предварительно обезжиренная и промытая деталь претерпевает анодирование до тех пор, пока визуально вся обрабатываемая поверхность не станет молочно-белого цвета.

Холодная технология

Холодное анодирование предполагает тот же процесс создания кристаллического оксида, как и при теплой технологии, но температура раствора при этом не должна превышать 5 °C. Особенностью метода является ускоренный рост анодного покрытия со стороны алюминия относительно его же растворения со стороны электролита.

Что происходит при анодировании холодным способом:

1. Емкость наполняют электролитом.
2. В электролит опускают деталь, подвешивая ее, и соединяют с анодом.
3. Катодную пластину также опускают в раствор и подают постоянное напряжение 12 В с плотностью тока 4–1,6 А/дм².
4. При покрытии маленьких изделий ждут 30 минут, крупных – 60 минут, после чего снимают напряжение с электродов.

Преимущество холодного способа: получается высокопрочная оксидная пленка, стойкая к любым видам воздействия. Недостаток – плохая адгезия с красителями.

Анодирование алюминия в домашних условиях

Чтобы провести анодирование своими руками дома, необходим определенный набор инструментов:

• емкости или ванночки, выполненные из металла алюминия, где будет проходить сам процесс;
• емкости из полимера либо стекла для подготовки растворов в количестве двух штук;
• провода для подводки тока из электротехнического алюминия;
• источник питания напряжением 12 В, можно применить автомобильный аккумулятор либо блок питания;
• мощный реостат проволочного типа;
• измерительный прибор амперметр.

Для процесса анодирования на производстве в качестве основы электролита используют кислоту серную. Это опасно, так как ее пары легко воспламеняются, а в течение операции оксидирования бурно выделяются газы.

Чтобы безопасно анодировать алюминий в домашних условиях, от серной кислоты стоит отказаться, заменив ее на специальный раствор из соли и соды.

Подготовка электролита

В качестве электролита для получения рабочего раствора используют специальную смесь взамен кислоте. Приготовление каждого из двух компонентов раствора содового и солевого происходит в отдельных посудинах с применением дистиллированной воды без посторонних включений и подогретой до теплого состояния. Пищевую соду растворяют с тем расчетом, чтобы ее объем относительно объема солевого раствора был больше в 9 раз.

Методика приготовления:

1. Отдельно каждый раствор подвергают скрупулезному перемешиванию с целью получения полной однородности без нерастворенных частиц.
2. Оставляют смеси на некоторое время, чтобы опустился осадок, и сливают верхнюю часть через фильтр в другие чистые емкости.
3. Перед тем как запустить процесс оксидирования, растворы смешивают в емкости из алюминия, где 1 часть будет солевого, 9 – содового растворов.

Подготовительный этап

Деталь, прежде чем подвергнуть химической обработке, следует правильно подготовить. На этом этапе:

1. Поверхность изделия очищают от загрязнений.
2. Шлифуют, удаляя окислы, значительные дефекты и неровности.
3. Обезжиривают, избавляясь от веществ, препятствующих получению качественной пленки.

Температура электролита

Температура электролита имеет важное значение для процесса получения кристаллической оксидной пленки способом анодирования алюминия. Она напрямую влияет на прочность и рыхлость покрытия и его дальнейшие свойства.

Чем ниже температура, тем более плотной, крепкой и не такой рыхлой будет оболочка, но скорость образования последней меньше, нежели при использовании высоких температур.

Анодная плотность

Правильное анодирование металлов алюминия и их сплавов предполагает выдержку определенной плотности тока. Это показатель силы тока, отнесенный ко всей поверхности, которая будет подвержена покрытию оксидом. Этот параметр напрямую определяет, с какой скоростью будет образовываться слой. Также учитываются плотность электролита и его температура.

Общие правила предписывают использовать плотность в пределах 2,5–1 А/дм², если целью является получение покрытия декоративно-защитного характера – толщина 20–6 микрон; использовать плотность в пределах 4–2 А/дм², если нужен электроизоляционный слой или очень твердое покрытие – толщина 75–40 микрон.

Контакт детали с подвеской

Достижение результата качественного покрытия алюминиевых деталей методом анодирования также зависит от правильного их расположения в электролите. Они должны быть полностью погружены в раствор, иметь отличный контакт с анодом и не прикасаться к любым другим поверхностям. Осуществить это можно, применяя специальную подвеску. В роли ее может выступить алюминиевый брусок, который устойчиво закреплен на штативе. В бруске сверлят отверстия под болтовые соединения. Болтами крепят алюминиевую проволоку, на которой уже подвешивают детали. Также на брусок подключают анод.

Следует избегать большой площади контакта детали с подвеской: в этом месте пленка не будет образовываться во время оксидирования.

Закрепление

Окончательный этап после оксидирования – это закрепление. Суть процесса состоит в том, чтобы закрыть поры, образовавшиеся в поверхностном слое. Достигается это очень легко: деталь просто пропаривают или подвергают кипячению в дистиллированной воде. Длительность процесса составляет около 30 минут.

Типичные ошибки при анодировании

Выполняя оксидирование алюминия в домашних условиях, следует избегать таких ошибок:

• Применение скруток и некачественных зажимов в электрической цепи.
• Использование катодов меньших по размеру, нежели обрабатываемая деталь. Нужно, чтобы площадь катода была хотя бы в два раза больше.
• Плохо подобранный анодный ток.

Всем, кто связан с гальваникой и на практике умеет проводить анодирование алюминия, поделитесь в комментариях своим опытом. Такие знания очень важны для начинающих.

wikimetall.ru

Анодированный алюминий

На сегодняшний день алюминий остается очень важным и востребованным материалом для изготовления всевозможных деталей, подделок и прочее. Можно перечислить массу его преимуществ, например, небольшой вес, достаточная прочность, не подвергается коррозии, его легко обрабатывать для дальнейшего использования. Но при всем этом, многих не привлекает его внешний вид. Если вы хоть раз пробовали красить алюминий, то ваши попытки могли заканчиваться безуспешно, ведь краска держится на алюминии очень плохо. Если его использовать без краски, то очень скоро он покроется темными пятнами. Чтобы все это не допустить, была разработана технология анодирования алюминия. Предлагаем вам рассмотреть вопрос о том, что такое анодированный алюминий, какие существуют его разновидности, в каких сферах используется анодированный алюминий и можно ли анодировать этот материал своими руками.

Анодирование – что это

Под анодированием подразумевается анодное оксидирование. То есть это процесс, в результате которого на поверхности алюминия образуется или появляется оксидное покрытие. Вследствие этого процесса происходит окисление металла. В результате алюминий становится неуязвимым для негативного воздействия извне. То есть окисленное место становится намного прочнее.

Зачем анодировать

Как уже говорилось выше, при взаимодействии алюминия с кислородом, на его поверхности образуется пленка. Она предотвращает окисление. Но здесь есть важный нюанс, эта пленка из природного оксида очень тонкая. Как следствие она может прорываться. И чтобы исключить это, было решено анодировать алюминий. Как следствие, металл приобретает намного лучшие технические характеристики.

Так, анодированный алюминий не подвергается коррозии. Образующаяся пленка устойчива к износу. Спустя время, это покрытие не будет даже отслаиваться. Здесь важно понимать еще один нюанс, почему это стало возможным. Некоторые металлы покрывают хромом или цинком. В случае алюминия его ничем не покрывают. Эта пленка образуется непосредственно на самом металле сама по себе.

Так, к этой процедуре прибегают с целью, придать металлу более декоративный внешний вид, например, тот или иной оттенок. Примечательно то, что цвет анодирования можно изменять. Для этого следует применять анилиновые красители, которые используются при покраске одежды.

Если говорить за промышленные технологии, то там анодируют алюминий в растворе серной кислоты 20 процентов. Что касается домашних условий, то данная технология небезопасна, поэтому необходимо использовать другую методику.

Применение анодированного алюминия

Существует множество сфер использования для достижения абсолютно разных целей. Сейчас рассмотрим их:

1. Основа для окраски. Защищенное покрытие способно удерживать слой краски продолжительное время. Для этого осуществляется соединение органического покрытия с хромовым анодным. Даже если слой краски повредится, его легко восстановить, а самому изделию не грозит коррозия и прочее. Данная технология эффективна при нанесении органических красок.
2. Защита от коррозии. Эта защита способна справляться с воздействием даже соленой воды.
3. В дизайне. Использование специальных красителей можно придавать алюминию абсолютно разные цвета. Благодаря этому изделиям можно придавать красивый внешний вид.
4. Чистые руки. Нередко алюминий используется для создания перил, рукояток, поручней и прочее. Если он будет без анодного покрытия, то на руках могут оставаться следы. Чтобы это исключить все эти детали анодируют, что позволяет держать руки в чистоте. Для достижения таких результатов поры анодного покрытия наполняются.
5. Отражение в проекторах. Технология сернокислого анодирования используется для защиты отражателей прожекторов. Это отражение будет сохраняться годами. А если необходимо почистить его поверхность, то для этого нет никаких проблем.
6. В тепловых отражателях. Используется анодированный алюминий в нагревательных рефлекторах. Поверхность легка к любому очищения. Может использовать в помещениях с повышенной влажностью. Толщина покрытия составляет 1 микрон.
7. Эффективная борьба с износом и трением. За счет более твердого покрытия значительно снижается износ. В этом случае анодное покрытие может достигать до 60 микрон.
8. Электрический изолятор. В некоторых типах трансформаторов сегодня принято использовать алюминиевую ленту, в обязательном порядке анодированную. Такое покрытие прекрасно сопротивляется воздействию тепловой энергии.

Методики анодирования

Анодировать алюминий можно разными способами, по крайней мере, мы упомянем о двух:

1. Теплое анодирование.
2. Холодное анодирование.

Рассмотрим важные особенности каждой технологии.

Теплое анодирование

Выполняется эта работа при комнатной температуре от 15 до 20 градусов по Цельсию. Процедура известна как легкоповторяемая. При простых манипуляциях можно получить красивый результат. Однако, данный способ не позволяет достигать прекрасной антикоррозийной защиты. При контакте материала с агрессивной средой, коррозия может проявиться. Также заготовка не будет отличаться хорошей механической защитой. Например, покрытый материал легко поцарапать даже иголкой, а иногда можно стереть и рукой.

Но с другой стороны, это покрытие служит прекрасным основанием для дальнейшей обработки материала. Процесс анодирования проходит в такой последовательности:

1. Заготовка обезжиривается.
2. Изделие крепится в подвеске.
3. В ванне необходимо анодировать заготовку до молочно-мутного оттенка.
4. После в холодной воде осуществляется процесс промывки.
5. Далее происходит процесс окраски заготовки. Для этого используется горячий раствор анилинового красителя.
6. На протяжении 30 минут происходит заключительный этап – закрепление всех слоев.

Холодное анодирование

Под этим подразумевается то, что процесс анодирования происходит при температуре от -10 до +10 градусов по Цельсию. Благодаря этому можно достичь намного лучшего качества, твердости и прочности анодного покрытия. Холодный процесс прекрасно демонстрирует небольшую скорость растворения внешней пленки. Как следствие, образуется толстый слой. Совсем обратная ситуация при теплом процессе.

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

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

• Поверхность тщательно обезжиривается.
• Заготовка крепится в подвеске.
• В ванне происходит процесс анодирования до образования плотного оттенка.
• Осуществляется промывка в холодной и горячей воде.
• Далее происходит процесс варки заготовки в дистиллированной воде. Также изделие выдерживается на пару. Эти действия позволяют закрепить все образовавшиеся слоя.

Думайте о безопасности

Итак, выполнить этот процесс в домашних условиях можно, но для этого следует быть крайне предусмотрительным и соблюдать технику безопасности. Лучше всего делать это на открытом воздухе. Ведь кислота является очень опасным веществом. И это даже несмотря на то, что вы будете использовать большой концентрат кислоты.

Важно! Если она попадет на кожу, то вы испытаете неприятный зуд. Но если случайно попадет в глаза, то это может привести к серьезным последствиям.

Итак, для работы следует использовать защитную одежду, перчатки и очки. Плюс ко всему, всегда иметь рядом раствор соды или ведро чистой воды.

Заключение

Итак, вот мы и узнали с вами, что такое анодированный алюминий. Мы рассмотрели сферы его использования и варианты того, как выполнить подобную работу самостоятельно. В дополнении ко всему, предлагаем просмотр видео, которое закрепит все полученные знания из этой статьи о том, как анодировать алюминий своими руками. Мы уверены в том, что вы справитесь со всеми работами самостоятельно без посторонней помощи.

bouw.ru

Анодирование алюминия в домашних условиях – подробное описание технологии

Этот металл (в чистом виде или его сплав) является наиболее удобным для различного рода поделок, поэтому и пользуется популярностью у «домашних умельцев». Несмотря на множество достоинств, есть у алюминия и существенный недостаток – он быстро вступает в реакцию с воздухом (окисляется), что приводит к образованию своеобразного налета, который усложняет процесс окрашивания заготовок. А их «первозданный» вид мало кого устраивает из-за своей непривлекательности.

Прежде чем рассматривать процесс анодирования алюминия, следует понять, для чего оно проводится. Ведь при окислении на поверхности металла появляется тончайшая пленка, которая выполняет и функцию защиты. Все дело в том, что она непрочная и довольно легко повреждается. Поэтому смысл описываемого процесса состоит в том, чтобы ее укрепить (усилить). В этом плане анодирование сходно с таким не менее известным процессом, как воронение методом окисления (об этом можно прочитать здесь). Поэтому эту технологию называют еще анодным оксидированием.

Она применяется не только по отношению к алюминию, но и к некоторым другим металлам. Например, магнию, титану.

Что дает анодирование

• Укрепляет поверхностный слой.
• Делает невидимыми дефекты основы в виде царапин, точечных повреждений. Другими словами, «сглаживает» металл и придает ему однородность.
• Краска на алюминий ложится значительно лучше и равномернее.
• Внешний вид деталей делается более привлекательным.
• Возможность придать металлу различный оттенок и имитировать серебро, золото или, например, жемчуг. Хотя применение анилиновых красителей значительно расширяет спектр.

Анодирование «холодное»

Наиболее часто применяемая методика, тем более что больших сложностей такой способ не представляет. Есть еще обработка алюминия «теплая», но такая технология менее эффективна и в последнее время, особенно в быту, не используется.

Достоинства

• Возможность получения достаточно толстого поверхностного слоя, что достигается разной скоростью нарастания и растворения оксидной пленки соответственно с внутренней и наружной ее стороны. Особенность методики в том, что процесс осуществляется в температурном диапазоне от – 10 до +10 ºС. Отсюда и ее название
• Высокая прочность такого покрытия.
• Повышение антикоррозийной устойчивости металла.

Недостатки

Он один, и довольно относительный. Дальнейшее покрытие красителями с органической основой становится довольно сложным. Материал, в зависимости от структурного состава (если речь идет о сплаве или характеристиках самого алюминия) в процессе анодирования окрашивается естественным путем. Оттенок может быть любым – от оливкового (с примесью «зелени») до темного (серого или черного).

Что понадобится

• Ванночки. Из алюминия – для анодирования; стеклянные или пластиковые – 2 штуки – для приготовления растворов.
• Соединительные провода (также алюминиевые).
• Источник напряжения +12 В (АКБ или выпрямитель).
• Реостат (если питание от аккумулятора или другого устройства с нерегулируемым «выходным» параметром).
• Амперметр.

Технология анодирования

На производстве для анодирования металлов используется раствор серной кислоты. Но такая методика небезопасна, так как сопровождается бурным газовыделением. Даже малейшая искра может привести к взрыву этой смеси. Суть процесса несложно понять по схеме, но в бытовых условиях кислотой редко кто пользуется, хотя методика остается прежней (разница только в том, что свинцовая пластина отсутствует). Поэтому рассмотрим более простой способ работы с алюминием.

Приготовление растворов

Их готовится два (в разных емкостях). Они служат альтернативой кислоте. Один – из пищевой соли, другой – из соды питьевой. Используется только чистая, дистиллированная, причем теплая вода. По объему содового раствора понадобится в 9 раз больше; в соответствие с этим и подбирается посуда.

После тщательного перемешивания (до полного растворения веществ) раствору нужно дать отстояться, а потом он сливается в другую посуду так, чтобы в нее не попал осадок, и фильтруется. Качество анодирования во многом зависит от «чистоты» растворов.

Непосредственно перед анодированием они смешиваются в алюминиевой посуде в соотношении 9 к 1 (содовый + соляной).

Подготовка детали

Коротко этот этап работы можно выразить так: очистка поверхности – ее обработка (шлифовка) – обезжиривание заготовки.

Если на детали будут какие-либо заметные дефекты, то полученный слой их не скроет (толщина покрытия не более 0, 05 мм).

Анодирование

Понятно, что заготовка должна быть полностью погружена в приготовленную жидкость, полученную путем смешения исходных растворов. Естественно, деталь должна на чем-то висеть, не касаясь дна посуды. Как это сделать, каждый решает сам. Например, рядом с ванночкой крепится стойка, на которой и подвешивается образец. Нужно подумать, за что и как его «подцепить»? Ведь в этом месте после анодирования останется пятно. Понимая это, конкретное решение принять несложно, сообразуясь с габаритами, конфигурацией и весом заготовки.

Подключение источника питания: «+» – к корпусу детали, «–» – к бортику ванночки.

Ток подается в течение не менее получаса, и то, для небольших образцов. О степени их готовности свидетельствует изменение окраски. Поэтому контроль – чисто визуальный. После этого напряжение отключается, и деталь вынимается из ванны.

Ее необходимо хорошо промыть, а для очистки от остатков раствора еще и подержать в марганцовке. После этого она опять промывается попеременно в теплой и холодной воде, а потом сушится. Если все делалось правильно, то деталь приобретает светло-серый цвет.

О высоком качестве анодирования свидетельствуют его равномерность по всей площади покрытия и отсутствие разводов или пятен.

«Закрепление» слоя

Это заключительный этап. Пленка, которая покрывает металл, характеризуется обилием микропор. Чтобы повысить устойчивость алюминия перед внешними воздействиями, их следует «закрыть». Самый простой способ – или прокипятить в воде дистиллированной, или пропарить. Такая процедура  занимает не менее 30 минут.

«Финишная» обработка

После этого можно произвести покраску или просто покрыть лаком (бесцветным). Окрашивание производится методом погружения детали в раствор красителя (анилинового, 10%-го).

Распространенные ошибки

Их довольно часто допускают «домашние» мастера, не изучившие как следует все особенности технологии.

• Плохой контакт детали с электродом. Поэтому зажим должен быть надежным, типа «крокодил», а еще лучше – с затягивающим винтом. Нарушение контакта приводит к изменению силы тока, что напрямую влияет на конечный результат. Поэтому различные скрутки, петли для подвешивания заготовок в данном случае неприменимы.
• Несоответствие габаритов катода линейным размерам детали. Это приводит к неравномерности плотности тока в ванночке. Как следствие – низкое качество обработки поверхности, риск прогара металла. Есть общее правило – катод (ванночка) по площади должен превышать заготовку не менее чем в 2 раза.
• Недостаточная (или завышенная) анодная плотность. Рекомендуемая величина – порядка 2 А/дм² (20 мА/см²). Для ускорения процесса ее можно и немного увеличить (но не более чем в 1,5 раза) с обязательным выдерживанием низкой температуры раствора за счет качественного охлаждения + постоянное его перемешивание.

Полезные советы

Произвести качественную зачистку поверхности образца механическим способом (с применением абразивных материалов) не всегда возможно. Например, из-за сложного рельефа его поверхности. В этом случае более эффективна методика травления. Суть ее в том, что деталь погружается в щелочной раствор. На практике, как правило, в мыльный. Иногда, чтобы добиться осветления заготовки, она дополнительно опускается в посуду с 20% раствором кислоты.

В любом случае после такой очистки необходимо образец тщательно промыть, чтобы удалить с его поверхности остатки хим/реактивов. Это делается под проточной водой, желательно теплой.

Следует неукоснительно соблюдать рекомендованный температурный режим (от -10 до +10 ºС). Если температура повысится, придется убавлять силу тока. Как результат – «рыхлость» покрытия.

После окраски для сохранения цвета в течение долгого времени деталь желательно обработать лаком. Чтобы не было его «наслоений», можно ее обработать мягкой кисточкой. После погружения в лак нужно дать ему полностью стечь.

В статье приведен только один из многочисленных способов анодирования в быту. Он самый простой, а потому и наиболее подходящий для человека, не имеющего достаточного опыта. При работе с кислотой сложностей гораздо больше, но разницы в конечных результатах практически никакой нет.

Для тех, кого интересует методика литья алюминия, есть отдельная инструкция с подробными фото — читайте.

ismith.ru

Цены услуг на анодирование алюминия в Москве

В последнее время конструкции и изделия, изготовленные из анодированного (сокращенно часто употребляется анод.) алюминиевого профиля, все больше востребованы. Благодаря красивому внешнему виду и преимуществам, продукция из анодированного алюминия используется в разных областях дизайна и строительства.

Оксидная (анод.) пленка не может защитить металл от разрушительного воздействия коррозии из-за большой пористости, малой толщины и незначительной механической прочности.

Самым проверенным и надежным способом защиты металла и его сплавов от пагубной коррозии считается процесс анодного оксидирования в растворах серной кислоты. Этот процесс еще называется анодировка алюминия. Оксидный слой, который получают электролитическим способом, имеет плотность в 200-2000 раз большую, чем у естественных окисных пленок. По сравнению с остальными способами покрытия (при лакировании, окрашивании, покрытии поверхности полимерными пленками), анодирование алюминия в черный цвет или любой другой исключает проблемы отслоения и подпленочной коррозии.

 

Анодирование деталей

Во время технологического процесса анодирования специалисты производят предварительную механическую обработку алюминиевого профиля, во время которой сглаживаются дефекты прессования (в том числе царапины, полосы, риски) и получить максимально матовую однородную поверхность.

В зависимости от необходимого качества поверхности готовых металлических деталей их обрабатывают потоком дроби или щетками, изготовленными из нержавеющей стали (шлифование). В первом случае получается более однородная и матовая поверхность, во втором – достигают эффекта «начесанного» покрытия.

Во время обработки в ванне обезжиривания устраняют поверхностные загрязнения металлического профиля, масла и жиры.

С поверхности профиля во время обработки в ванне травления:

• удаляется оксид алюминия, который образовался под естественным влиянием окружающей среды
• стравливаются очаги коррозии в начальной стадии и маленькие потертости

В результате анодирования осуществляется оптическое выравнивание металлической поверхности.

После травления в ванне осветления снимаются все поверхностные шламы. Теперь поверхность готова к оксидированию (или к процессу анодировки).

Затем под воздействием тока (электрического) осуществляется выращивание регулярной анод. пленки, толщина которой составляет 15-20 мкм. Пленка растет внутрь и на поверхности. Благодаря этому достигается коррозионная защита и прочность покрытия.

Выращенная анод. пленка отличается пористой структурой. Она становится твердой после прохождения ванны уплотнения, в которой находится горячая вода: поры закрываются.

Для создания цветной качественной пленки (цветное анодирование) перед ванной уплотнения алюминиевый профиль пропускается через ванну окрашивания. В результате пористая анод. плетка приобретает необходимый цвет.

К конечному качеству обрабатываемой поверхности профиля предъявляются различные требования, поэтому производится:

• оксидирование без механической обработки
• оксидирование с механической обработкой

Когда осуществляется анодировка алюминия без предварительной обработки, то химическими способами достигаются эстетические требования к поверхности. Оксидирование с механической обработкой позволяет получить качественные  спецэффекты на поверхности металлического профиля.

Смотрите также:

Процесс анодирования, технологические особенности

Для чего нужно анодирование, этапы

Что такое анодирование алюминия

oxi-pro.ru

АНОДИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЯ | sibac.info

Уразалиев Ренат Халилович

студент 3 курса, институт нефти и газа, Астраханский государственный технический университет, г. Астрахань

E—mail: renatyra@gmail.com

Кравцов Евгений Евгеньевич

научный руководитель, профессор АГТУ, г. Астрахань

 

Значение коррозионных исследований определяется тремя аспектами.

Первый из них — экономический. Огромные средства из бюджета государств идут на борьбу с коррозией. Из-за разрушения труб, мостов, различных металлических конструкций на заводах, деталей машин, судов и т. д. в развитых странах тратятся миллиарды долларов на восстановление. К тому же основной статьей расходов является не столько потеря самого металла, сколько повреждение дорогого оборудования.

Вторым аспектом является повышение надежности оборудования, которое в результате коррозии может разрушаться с катастрофическими последствиями, например, сосуды высокого давления, паровые котлы, металлические контейнеры для токсичных материалов, лопасти и роторы турбин, мосты, детали самолетов и автономные автоматизированные механизмы.

Третий аспект — сохранность мировых металлических ресурсов. Природные ресурсы ограничены, а разрушение металла из-за коррозии ведет, кроме того, к дополнительным расходам энергии и воды [2.]

Важным вопросом для ученых-химиков является исследование причин возникновения коррозии, условий, при которых она наиболее агрессивно проявляется и разработка решений для устранения или уменьшения действия коррозии. Разрушение  металлов протекает в соответствие с законами природы, и поэтому устранить её полностью не удастся, но замедлить пагубное действие коррозии вполне решаемо для химиков. Разработаны следующие методы защиты металлических поверхностей от разрушения коррозией:

1.  Защитные покрытия;

2.  Изменение коррозионной среды;

3.  Электрохимическая защита металлов;

4. Изобретение новых сплавов или ввод добавок в сплав, улучшающих устойчивость к коррозии, например, добавление хрома или никеля в железо в сплав новых компонентов, сильно повышающих коррозионную устойчивость;

5.  Замена металлических материалов химически устойчивыми материалами;

Актуальность устранения данной проблемы состоит в необходимости сохранения запаса металлических ресурсов планеты. Эта проблема находит широкое отражение в печати. Таким образом, необходимость исследования коррозионных процессов является одной из наиболее важных проблем. Осмыслив проблему коррозии, я принял решение разобраться в ее сути, изучить частный случай защиты от коррозии, анодирование (на примере алюминия), и, по возможности, разработать новое эффективное средство для ее устранения.

«Анодирование сплавов — электрохимический процесс получения защитного или декоративного покрытия на поверхности различных сплавов (алюминиевых, магниевых, титановых). Например, при анодировании алюминиевых сплавов деталь погружают в кислый электролит (H₂SO₄) и соединяют с положительным полюсом источника тока; выделяющийся при этом кислород взаимодействует с алюминием, образуя на его поверхности оксидную плёнку. Наибольшее распространение для анодирования алюминиевых деталей получил сернокислый процесс» [1].

   Анодирование проводят в различных средах, заполняющих пространство между электродами: в расплавах солей, в водных растворах электролитов,  в газовой плазме, плазменно-электролитическое.

 

Рисунок 1. Схема модели утолщенных анодных пленок: 1. Пора; 2. Оксидная ячейка; 3. Стенка оксидной ячейки; 4. Беспористый оксидный слой барьерного типа; 5. Отпечатки оснований оксидных ячеек на поверхности алюминия; 6. Алюминий

 

Экспериментальная часть.

На основе теоретических представлений и данных практики анодирования цель настоящего исследования заключается в разработке сернокислотного электролита, в котором было бы подавлено растравливающее действие хлоридов на анодную плёнку на алюминии.

Методика:

1. Подготовка образцов для анодирования:

Для анодирования из листового алюминия изготавливались аноды с площадью анодируемой поверхности 0,2 дм² (20 см²). Перед тем как анодировать данные образцы в электролите их поверхность тщательно подготавливалась. Сначала механическим путем поверхность обрабатывалась мелкозернистой наждачной бумагой, потом химическим путём из неё удалялись загрязнения, далее производилось обезжиривание.

Раствор для обезжиривания:

 

Н₂О — 2 л.

Na₃PO₄ — 20 г.

NaOH — 15 г.

 

Обезжиривание проводилось для того, чтобы очистить поверхность алюминия от естественных загрязнений, присутствия жира, а также снять естественную оксидную плёнку. Обезжиривание велось в течение 7—10 минут при комнатной температуре.

Этапы подготовки поверхности проводились для того, чтобы получить наиболее качественные покрытия на ней.

2. Анодирование:

Электролит: для электролита использовался 15 %-ный раствор серной кислоты (H₂SO₄), в котором получались бесцветные гладкие плёнки, в дальнейшем подвергавшиеся капельной пробе.

Рисунок 2. Схема ванны для анодирования
Катод (-) — восстанавливается
2Н + 2ē →2Н⁰
2Н→Н₂
Анод (+) – окисляется
2Н2О – 4ē →2О⁰ + 4Н⁺
2О⁰→О₂
4Al + 3O₂→2Al₂O₃ — оксидная пленка

 

Катод изготовляется из свинца, анод алюминиевый; ванной для анодирования служит химический стакан. Анодирование велось при комнатной температуре на постоянном токе в течение 20 минут и 40 минут.  Плотность тока изменялась 1 А/дм²; 1,25 А/дм²; 1,5 А/дм².

Такие же опыты анодирования проводились с добавкой тиазол, добавленной в количестве 700 мг/л электролита.

После анодирования образцы промывались в дистилированнной воде, через 24 часа проводилась капельная проба.

3. Раствор для капельной пробы:

 

Н₂О

К₂Сr₂O₇

HCl

 

С помощью пипетки раствор для капельной пробы наносился на образцы анодированного алюминия. Отмечалось время, за которое капля раствора, нанесенная на образец, начала зеленеть. Капельная проба проводилась при комнатной температуре порядка 25—28 градусов Цельсия.

Эти данные отражены в таблицах. 

Таблица 1.

Данные капельной пробы (без тиазола)

№ опыта	Сила тока (I)	Время (t)	Капельная проба
			Начало позеленения (минуты)
Электролит 15 мл Н2SO4/850 мл Н2О; — предварительная подготовка(NaOH+Na3PO4) — без тиазола
Опыт № 1	1 А/дм2	20 минут	13,54
Опыт № 2	1,25 А/дм2	20 минут	16,18
Опыт № 3	1,5 А/дм2	20 минут	21,28
Опыт № 4	1 А/дм2	40 минут	36,53
Опыт № 5	1,25 А/дм2	40 минут	40,39
Опыт № 6	1,5 А/дм2	40 минут	47,09

 

Таблица 2.

Данные капельной пробы (с тиазолом)

№ опыта	Сила тока (I)	Время (t)	Капельная проба
			Начало позеленения (мин.)
С тиазолом
Опыт № 7	1 А/дм2	20 минут	30,08
Опыт № 8	1,25 А/дм2	20 минут	46,03
Опыт № 9	1,5 А/дм2	20 минут	49,08
Опыт № 10	1 А/дм2	40 минут	57,05
Опыт № 11	1,25 А/дм2	40 минут	54,49
Опыт № 12	1,5 А/дм2	40 минут	60,22

 

Диаграмма 1

 

Выводы:

1.  Изучен теоретический материал о природе коррозии алюминия, формировании анодно-оксидных пленок, различных способах анодирования. 

2.  Изучено анодирование алюминия в серной кислоте на постоянном токе для подготовки образцов к капельной пробе.

3.   Разработка добавки к сернокислотному электролиту для защиты алюминия от коррозии.

 

Список литературы:

1.Статья «Анодирование» в Википедии. — [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Анодирование.

2.Статья «КОРРОЗИЯ И ЕЕ ПОСЛЕДСТВИЯ» — [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=235

sibac.info

Анодирование алюминия » Журнал практической электроники Датагор (Datagor Practical Electronics Magazine)

Решил вот покрасить алюминевые колёса для очередного робота. Обычно анодируют. Из Википедий узнаём что: Анодирование сплавов — электрохимический процесс получения защитной или декоративной пленки на поверхности различных сплавов (алюминиевых, магниевых, титановых). Напр., при анодировании алюминиевых сплавов деталь погружают в кислый электролит (h3SO4, Н2СrO4) и соединяют с положительным полюсом источника тока; выделяющийся при этом кислород взаимодействует с алюминием, образуя на его поверхности оксидную плёнку (от меня: и микропоры).
Ну что же- попробовал и я. Получилось довольно красиво. Данная технология Вам пригодится при покраске ручек, радиаторов, корпусов и прочих изделий из алюминия… Что понадобится?
И так- нам надо следующее: анодируемую деталь (Д16Т), аккумуляторный электролит, воду, ванночку, краситель ткани (аннилиновый), свинцовые пластины и блок питания на напряжение 10-15в и ток 1-1.5А.
(Работу проводить в хорошо проветриваемом помещении!!! )
1) Смешиваем в ванночке раствор электролита и воды в пропорциях 50: 50. Помним- сначала вода а потом кислота. В противном случае может развится бурная реакция и кислота может выплеснутся. (Очень желательно работать в резиновых перчатках!!!)
2) Тщательно промываем деталь мылом и водой.

Желательно потом деталь нетрогать руками- жир может негативно повлиять на процесс анодирования. Одеваите резиновые перчатки (следующее фото имеет только информативное значение) Соединяем алюминевую деталь с электродом из аллюминия. Соединение должно иметь хорошый контакт между деталью и электродом.

3) Соединяем вместе две пластины из свинца, к ним в свою очередь минус от блока питания и опускаем в ванночку. К детали как Вы уже догадались цепляем плюсовый провод блока питания и тоже в ванночку между катодами из свинца. Плотность тока обычно принимают 10-20 мА/см2 при напряжении 10-15 В.

Включаем блок. Возле катодов и анода должно появится много маленьких пузырьков. Если же слишно шипение то это указывает на плохой контакт между деталью и элетродом. Вынимаем ее из электролита, промываем в холодной воде и исправляем ошибку.

Ну а если всё нормально то оставляем деталь „булькать” на 30-60мин в зависимости от ее размеров. Во время процесса электролиза на поверхности детали открывается микропоры. При этом раствор иногда нагревается а микропоры при нагреве начинают закрыватся- тогда надо ванночку положить в другую ванну с водой которая и будет охлаждать электролит. Ну а пока деталь там „плавает” приготавливаем аннилиновый краситель. Размешиваем краситель в горячей воде. И пусть остывает…

После окончания процесса деталька становится слегка матовая- готова к покраске.
4) Вынимаем деталь из ванночки и промываем в холодной воде (помните что горячая закрывает поры в алюминии). Далее опускаем в краситель на 5-10мин. Поры впитывают краску. Чем дольше деталь в краске-тем темнее тон.

5) После красителя деталь надо опустить на 10 мин в кипящую воду. Немного краски растворится но это нормально.

6) И вот что получилось…

Я не проффесионал-гальваник но позитивный результат получил с первого раза. Главная цель- покраска- достигнута.

Удачи и красивых Вам деталей!
Гунтис

Гунтис (GuntisK)

Латвия, город Резекне

Мастер-самодельщик с Балтики 🙂

 

datagor.ru

описание и разновидности покрытия, нюансы работы в домашних условиях

Алюминиевые сплавы считаются отличными материалами для производства самых разных деталей. Алюминий с легкостью подвергается обработке, он отличается маленькой массой, высоким уровнем прочности и совершенно не боится коррозии. Однако при массе преимуществ этот металл не имеет привлекательного внешнего вида. На поверхности алюминия плохо держатся красящие составы, а если его не обработать специальным покрытием, то появятся темные пятна. Технология анодного оксидирования алюминия позволяет обеспечить защиту материала от окисления и улучшить его внешний вид.

Описание технологии

Анодирование (анодное оксидирование) представляет собой процесс, в итоге которого на металлической поверхности формируется оксидное покрытие, обеспечивающее защиту поверхности от появляющегося при контакте с воздухом окисления. При этом окисленный участок не ликвидируется, а создается покрытие с большей твердостью. Эта технология напоминает воронение.

Зачем анодировать алюминиевые поверхности

Этот металлический сплав при естественных условиях взаимодействует с кислородом, в результате на поверхности создается защитное покрытие. Слой, обеспечивающий защиту, предотвращает окисление алюминия. Но эти натуральные оксиды являются крайне тонкими и с легкостью могут повреждаться. Решить эту проблему позволяет анодирование. Такая процедура, по сути, улучшает стойкость металлического сплава к неблагоприятным воздействиям извне, придавая изделию более привлекательный вид.

После анодирования алюминий не боится коррозии. Пленка, создаваемая при этом на поверхности, характеризуется высочайшей устойчивостью к изнашиванию. Кроме того, покрытие не будет отслаиваться со временем.

Стоит отметить, что это не нанесение защитного слоя как такового, как в случае покрытия поверхности стали цинком или хромом. Пленка из оксидов при анодировании формируется из самого металлического сплава. Интересно то, что анодирование актуально не только для алюминия, но и для иных материалов (магний, титан).

Иногда анодирование используется для улучшения декоративных свойств металлического сплава и придания ему конкретного оттенка. Среди расцветок сегодня особой популярностью пользуется темный и светлый золотистый, матовое серебро, жемчужные тона.

В промышленности анодирование осуществляется с применением двадцатипроцентного раствора серной кислоты. Но самостоятельное анодирование (в домашних условиях) с использование кислоты крайне опасно и не очень удобно.

Есть и иной вариант, который подразумевает применение составом из хлористого и углекислого натрия. Это обыкновенная соль и сода, которые можно отыскать в любом доме.

Преимущества

Что касается достоинств, присущих этой технологии, то нужно отметить следующие:

• анодированные конструкции приобретают прекрасные защитные свойства;
• металлическая поверхность делается однородной и матовой;
• анодирование также позволяет избавиться от повреждений покрытия — полос, сколов, царапин;
• улучшается внешний вид поверхности металлического сплава;
• защитный слой после обработки имеет довольно большую толщину.

На сегодняшний день существует несколько технологий исполнения этой процедуры.

Теплая разновидность покрытия

Этот способ является довольно простым. Всю работу можно выполнить даже самостоятельно. Процедура осуществляется при комнатной температуре. Посредством теплого анодирования можно сделать привлекательное покрытие разных цветов, воспользовавшись дополнительными органическими красителями. Если постараться, то на одном и том же элементе можно добиться сразу нескольких оттенков.

Вспомните советские ружья, характеризующиеся зеленой расцветкой. Это результат анодирования алюминиевого сплава. А в качестве красящего вещества была использована обыкновенная зеленка, которую можно отыскать в любой аптеке.

У технологии есть свои достоинства, но не обошлось и без недостатков.

1. Алюминий, прошедший анодирование, не обладает по-настоящему высоким уровнем антикоррозийной защиты.
2. Следы коррозии на его поверхности могут появляться при взаимодействии с агрессивными металлами и в морской воде.
3. Эта обработка также не обеспечивает эффективную механическую защиту — металлическая поверхность может оцарапаться даже обычной иглой. Если же не была соблюдена технология, то покрытие можно стереть рукой.

Производится же теплое анодирование крайне просто. Для начала все элементы тщательно обезжириваются и фиксируются в подвесе. Анодирование производится до тех пор, пока на поверхности не появится молочный оттенок, затем изделие промывают прохладной водой. Красят же изделие горячим раствором. Окрашенное покрытие закрепляется в течение одного часа.

Особенности холодного анодирования

Методика выполняется при низких температурных показателях. Холодное анодирование было разработано по целому ряду причин: высокая прочность, твердость и качество, а также быстрота растворения и достаточная толщина покрытия. Как правило, домашние мастера предпочитают именно эту технологию.

Слой, расположенный со стороны металлической поверхности, увеличивается, а с наружной стороны практически полностью растворяется. При этом технология нуждается в хорошем охлаждении элементов, лишь в этом случае можно добиться высококачественного результата. Покрытие в итоге получится очень износоустойчивым и твердым. К примеру, подводным ружьям, поверхность которых была подвержена холодному анодированию, будет уже не страшна морская вода.

Единственный недостаток — невозможность применения натуральных красителей. Тут все зависит от веществ, входящих в состав обрабатываемого материала. Расцветка при обработке может изменяться от темной до зеленоватой.

Сначала деталь обезжиривается и фиксируется в специальном подвешивающем устройстве. Затем металлический сплав анодируют до тех пор, пока не появится плотный слой. После этого его промывают холодной или горячей водой. На финальном этапе слой укрепляют посредством проваривания в чистой воде.

Твердое оксидирование

Эта технология позволяет сделать прочное и твердое анодированное покрытие. Она активно используется на промышленных предприятиях. Характерная особенность методики состоит в том, что для ее исполнения применяется сразу несколько электролитов. Плотность электротока постепенно увеличивается и благодаря изменению структуры на металлической поверхности появляется высокопрочная пленка.

Оборудование для анодирования алюминия в домашних условиях

Теперь вам стало известно, что собой представляет анодирование. Пришло время выяснить, какое именно оборудование необходимо для этого. Итак, для работы потребуется несколько ванночек для деталей с разными размерами. Они должны быть сделаны из алюминия. В качестве альтернативы можно воспользоваться полиэтиленом или пластмассой. Стенки и дно пластиковой ванны должны быть покрыты листами алюминиевой фольги. Это необходимо для создания катодно-анодной установки.

У ванны также должны быть высокие теплоизоляционные характеристики. Лишь в этом случае электролит не нагреется сильно, и вам не нужно будет его регулярно менять.

После этого делают катод, для чего применяют свинец. Делается эта деталь исключительно из листового материала. Стоит отметить, что площадь катода обязательно должна быть вдвое больше площади обрабатываемой детали. В катоде должны быть специальные отверстия, предназначенные для выпуска газов.

После подготовки катода, необходимо изготовить электролит, поместить его внутрь ванны, положить туда элемент и подсоединить к «плюсу» источник электрического тока. Пластину из свинца нужно подключить к «минусу». Для того чтобы металлический сплав начал анодировать, сгодится источник электропитания на полтора ампера и двенадцать ватт. Что касается затрачиваемого времени, то для элементов небольшого размера процедура займет примерно тридцать минут. Чтобы произвести полноценный профиль из алюминия, понадобится три-четыре часа.

Расцветка изделия может различаться. Тут все зависит от применяемой методики анодирования в домашних условиях. С применением анилиновых красок детали металла можно выкрасить даже в черные оттенки.

tokar.guru