В данной статье мы расскажем вам о том, что такое анодирование, объясним основные понятия и способы анодирования, расскажем о плюсах и минусах метода, а также о том, когда используют анодирование | Статьи ГК Интерстилс в Ташкенте.
Механизм и технология анодирования Ан.окс. Структура и свойства оксида алюминия в покрытии.
По завершении анодного оксидирования заготовки промывают в деионизированной воде, что позволяет удалить заряженные частицы, из-за которых на анодированной поверхности могут появиться пятна. Добавление цвета Пористая структура полученного при анодировании покрытия позволяет использовать его для последующей окраски, которая придает изделиям дополнительную эстетичность и защищает их от воздействия влаги и агрессивных химических веществ. Герметизация На завершающем этапе обработки заготовки погружают в емкость с раствором ацетата никеля, который заполняет микропустоты и герметизирует поры, что позволяет придать анодированной поверхности деталей дополнительную гладкость и однородность. Процесс обработки различных типов металла При анодировании заготовок из стали учитываются свойства и характеристики конкретного металла. Рассмотрим особенности технологического процесса для других металлов и их сплавов: Анодирование меди и медных сплавов Медь тяжело поддается анодированию. Чаще всего медные детали обрабатывают электрохимическим способом, который позволяет изменить цвет поверхности.
Электролитный раствор готовят на основе фосфатов или оксалатов. Оксидирование меди и ее сплавов — очень сложный технологический процесс, поэтому применяется очень редко. Анодирование титана Для изделий из этого металла оксидирование — практически обязательная процедура. Нанесение оксидной пленки позволяет не только повысить прочность и износостойкость деталей, но и придать поверхности требуемый цвет. Покрытие может окрашиваться в любой оттенок из весьма широкого спектра.
Электролитные растворы для анодирования титановых заготовок изготавливаются на основе практически любой кислоты. Анодирование серебра При анодном оксидировании поверхности изделий из серебра чаще всего применяется смесь полисульфидов натрия серная печень , с помощью которой поверхность окрашивается в различные оттенки синего или фиолетового цветов. Анодирование алюминия Для улучшения характеристик поверхности алюминиевых заготовок широко применяется анодное оксидирование. Существует большое количество методик, позволяющих не только повышать прочность и износостойкость изделий, но и окрашивать их поверхность в различные цвета. Чаще всего анодирование алюминия и его сплавов используется в декоративных целях.
Применение анодированного алюминия Анодированный алюминий выгодно отличается от других металлов малым весом и относительной дешевизной, которые в сочетании с повышенной стойкостью к изнашиванию ставят его вне конкуренции в качестве материала для изготовления строительных конструкций. Этими свойствами обусловлено широкое применение алюминия в производстве автомобилей, самолетов, судов, ракет и различного бытового и коммунального оборудования. Эстетичное и прочное оксидированное покрытие позволяет повсеместно применять алюминиевые сплавы для изготовления спортивных товаров, посуды, фурнитуры и множества других изделий.
Оксид превращается в гидратированную форму, и в результате набухание снижает поверхностную пористость. Альтернативой первому методу является никель фторидный метод, который, хотя и предотвращают коррозию, но делает анодированный Al более мягким. Этот процесс холодной сварки, включающий добавление фторидного никеля к анодированному Al. Ионы фтора попадают в поры, которые служат местом для механизма обмена. Попадая в поры, ионы вызывают сдвиг рН и осаждение ионов никеля. Образующийся гидроксид никеля затем блокирует устье пор, эффективно герметизируя пленку.
Далее происходит медленный этап, при котором вода из атмосферы диффундирует в пленку, вызывая блокирование пор, и в конечном итоге получается эффективная герметизирующая пленка. Читайте также: Металл тантал: открытие, применение, будущее Для лучшей устойчивости к коррозии и засолению анодные, покрытия обычно герметизируют 5-процентным раствором дихромата калия. Растворы работают при температуре кипения, и погружение происходит примерно на 15 минут. При рН около 5-6 происходит поглощение хромат-ионов, что обеспечивает гидратацию покрытия. Герметики с дихроматным покрытием не так устойчивы к окрашиванию по сравнению с другими методами герметиков. Анодированные алюминиевые болты разных цветов Холодное анодирование Комнатная температура или холодное уплотнение дает преимущество перед предыдущими уплотнениями, потому что оно работает при 18-20 С. Хотя это снижает стоимость энергии для уплотнения, оно отличается от высокотемпературных и среднетемпературных уплотнений. Типичные составы химического состава для холодного запечатывания основаны на никель-фторидной основе, которая служит для закупоривания пор при одновременном травлении поверхности анодного покрытия. Это действует как метод очистки для улучшения сцепления и адгезии, уменьшая при этом тенденцию к образованию пыльной структуры.
Контроль холодного уплотнения является более сложной задачей, чем уплотнения горячей воды, и иногда требуется промывка горячей водой после уплотнения, чтобы помочь вылечить уплотнение и обеспечить немедленное тестирование качества. Процессы холодной герметизации совершенствуются, чтобы соответствовать стандарту автомобильной промышленности для герметизации с высокой щелочной стойкостью при pH 13,5, что всегда было проблемой анодированных поверхностей, подверженных воздействию химических жидкостей во время мойки автомобилей. Применение анодированного алюминия Анодирование не только увеличивает долговечность Al -листа, но и повышает визуальную привлекательность. Слои оксида, добавленные путем анодирования, улучшают поверхность Al для красителей, клеев и красок. Эта способность обеспечивает превосходный внешний вид изображения с постоянным качеством. Использование для анодированного алюминия: наружный металлический каркас на зданиях; посуда из анодированного алюминия премиум-класса; материал каркаса для уличной мебели и декоративных элементов; защитный корпус для современных компьютерных систем; защитный корпус для современной бытовой техники; шильдики из анодированного алюминия. Технология анодирования алюминия в домашних условиях Анодирование алюминия в домашних условиях Анодирование в домашних условиях может быть полезным для таких проектов, как защита металлических семейных реликвий, старых украшений или если нужно получить посуду из анодированного алюминия. Во время этого процесса требуется выполнять все меры предосторожности при работе с опасными химическими веществами, такими как щелочь и серная кислота, поскольку они могут вызвать химические ожоги при неправильном обращении. Алгоритм изготовления посуды из анодированного алюминия в домашних условиях: Для начала выбирают небольшие алюминиевые предметы, например, ложки или чашки, которые будут погружаться в небольшое количество кислоты, во время процесса они выполняют роль анода.
Подбирают пластиковую ванну необходимого объема, чтобы детали были полностью покрыты раствором. Конструкция должна быть твердая и долговечная. Приобретают краску для одежды в любом магазине, например, в Москве в отделах химтоваров.
Единственный недостаток — невозможно использовать краски органического происхождения. Технология твердого анодирования Твердое анодирование — лучший способ получить сверхпрочное покрытие на поверхности стали. Метод активно применяется для защиты элементов авиационной и космической промышленности. Особенность — использование одновременно нескольких электролитов в определенном соотношении, при котором их свойства будут усиливаться.
Подавляющее большинство составов, а также методика их применения защищены патентами. Главные плюсы анодированного металла Анодированная сталь выгодно отличается от незащищенных изделий следующими качествами: Стойкость к коррозии. Барьерная пленка препятствует контакту металла с влагой, а также химически активными соединениями. Высокая прочность. Защитный слой обладает высокой устойчивостью к механическим повреждениям. Диэлектрические свойства. Оксидная пленка практически не проводит ток.
Обработанная посуда приобретает устойчивость к интенсивным перепадам температур. В процессе приготовления пища не подгорает. Декоративные свойства. Некоторые металлы подвергают обработке для изменения визуальных качеств.
По этой причине возникла необходимость защитить его и одним из способов стали применять электрохимический процесс.
Технология заключается в воздействии на изделие концентрированной кислотой, что приводит к быстрому формированию той заветной пленки. Похожими свойствами обладает и естественный слой оксида алюминия, который образуется под действием обыкновенного воздуха, но при этом она очень тонкая, из-за чего предмет не обладает должным уровнем защиты. Воздействие же концентрированной кислоты способствует созданию более толстого оксида, который не проникает глубже и создает герметичный защитный слой. Преимущества Процесс анодирования металла имеет много плюсов, из-за чего он стал массово применяться для разных сфер деятельности человека. Сформированное таким способом покрытие обладает великолепной механической стойкостью к любым воздействиям.
Оно также обладает следующими плюсами: Барьерная защита от коррозии, в том числе проникающего характера. Толстый оксидный слой предотвращает проникновение влаги к металлу, из-за чего может образоваться разрушающая коррозия. Механическая прочность и стойкость к истиранию. Пленка закрепляется на молекулярном уровне, что обеспечивает высокие механические показатели. Свойства диэлектрика.
Сформированная на поверхности металла оксидная пленка практически не электропроводна.
Что такое анодирование?
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: 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.
Защита от коррозии. Эта защита способна справляться с воздействием даже соленой воды. В дизайне. Использование специальных красителей можно придавать алюминию абсолютно разные цвета. Благодаря этому изделиям можно придавать красивый внешний вид. 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.
Принцип анодирования состоит в подвержении алюминиевой поверхности электрохимическому воздействию, в результате которого образуется оксидный слой. Этот слой обладает рядом высокоценных свойств, делающих его непревзойденным материалом для множества приложений. Главные цели процесса: Однако преимущества анодирования алюминия не ограничиваются только защитными свойствами. Этот процесс также открывает возможности для создания различных оттенков и отделок, что позволяет адаптировать алюминиевые изделия под различные эстетические требования и дизайнерские концепции. Благодаря своей универсальности, анодированный алюминий нашел применение во многих отраслях, включая автомобильную, аэрокосмическую, электронную и строительную. Типы покрытия алюминиевых конструкций Когда дело доходит до алюминиевых конструкций, одним из ключевых аспектов, требующих особого внимания, является их покрытие. Правильно подобранное покрытие может обеспечить не только долговечность и защиту от коррозии, но и придать алюминиевым изделиям эстетическую привлекательность.
Чем выше плотность тока и ниже температура, тем твёрже получается оксидная плёнка.
При высокой температуре получается мягкое и пористое покрытие, которое хорошо поддаётся окрашиванию. Рассмотрим технологии подробнее. Твердое анодирование Твердое анодирование — это способ обработки, при котором в роли электролита выступает не только раствор серной кислоты H2SO4, а сразу несколько кислот. Возможно применение щавелевой, уксусной, борной или ортофосфорной кислоты, триоксида хрома, различных органических соединений. Эта технология используется в современной промышленности чаще всего. Она позволяет получить на поверхности заготовки очень тонкий, но при этом прочный оксидный слой. Алюминий обрабатывают до получения светло-молочной плёнки, а затем промывают струёй холодной воды и окрашивают составами на основе анилина. Таким способом можно получить привлекательную поверхность изделия. Но они не подходят для эксплуатации в тяжелых условиях, поскольку хуже защищены от коррозии, воздействия агрессивных сред и механических повреждений. Однако, высокая адгезивность поверхности отлично подходит для нанесения лакокрасочного покрытия.
Их подвергают долгому принудительному охлаждению, формируя плотное покрытие, а затем закрепляют плёнку паром или горячей дистиллированной водой. Такой метод позволяет получить качественное, прочное покрытие большой толщины. Преимущества анодирования алюминия Анодированный алюминий отличается множеством преимуществ, за счёт которых он востребован в строительстве и разных сферах промышленности. Среди преимуществ: Увеличение долговечности Оксидный слой обеспечивает надёжную защиту от коррозии, ультрафиолета и механических повреждений, поэтому изделия могут выдерживать экстремальные условия эксплуатации: осадки, высокую влажность, жару. Защитная плёнка значительно продлевает срок службы изделий из алюминия. Простота ухода и обслуживания Защитный слой прочно связан с поверхностью, поэтому он не может потрескаться или отслоиться. Поверхность устойчива к влаге и царапинам, её можно очищать различными моющими средствами без риска потери качества или внешнего вида.
В первом случае покрытие прекрасно подходит под нанесение лакокрасочных материалов и оклеивание.
Во втором покрытие сохраняет серебристый цвет и становится более коррозионно-стойким. В третьем случае покрытию можно придать цвет без нанесения лакокрасочных материалов. Подробнее об этом написано в разделе 6. Состав и структура оксида алюминия после покрытия. Аноднооксдные покрытия на алюминии могут быть тонкими беспористыми и толстыми пористыми. Рисунок 2 — Схема образования тонкой оксидной плёнки в малоагрессивных электролитах. И все-же напряжение на ванне остается весьма значительным - 150-600 В. Продолжительность обработки составляет 15-30 минут, а толщина покрытий не превышает долей микрона.
Ввиду малой пористости тонкие анодно-окисные покрытия окрашиваются плохо. Толстые пористые аноднооксидные покрытия получают из агрессивных растворов например, из раствора серной кислоты. В покрытиях, полученных из агрессивных электролитов, обычно выделяют два слоя рисунок 3 : Тонкий беспористый барьерный слой, прилегающий к металлу 1 , формирующийся из условия 0,008 - 0,012 мкм на 1 В приложенного напряжения, и обычно составляющий 0,01 - 0,03 мкм. Толстый пористый слой 2 , представляющий собой систему конусообразных пор, пронизывающих оксидную пленку, и имеющий толщину от нескольких микрометров до миллиметров. Рисунок 3 — Структура слоев оксида алюминия, полученного из агрессивных электролитов. Структура толстого пористого аноднооксидного покрытия подтверждается результатами электрохимической импедансной спектроскопии рисунок 4. Слева - модуль Боде, справа - фаза Боде. Квази-горизонтальная область в графике модуля Боде и соответствующая область минимума в графике фазы Боде характеризуют поведение сопротивления пористого слоя.
Крутая часть при более высоких частотах на графике модуля Боде характеризует емкостное поведение пористого слоя. Эквивалентная электрическая схема пористого аноднооксидного покрытия с уплотнением в воде приведена на рисунке 5. Рисунок 5 — Эквивалентная электрическая схема пористого аноднооксидного покрытия с уплотнением в воде: Rsol - сопротивление электролита, Ro и Co - сопротивление и емкость внешнего кристаллического слоя, Rpw и Cpw - сопротивление и емкость стенки поры, Rp и Cp - сопротивление и емкость тела поры, Rb и Cb - сопротивление и емкость барьерного слоя. Что касается состава анодно-оксидных покрытий, то тонкие беспористые пленки представляют собой в основном безводный оксид алюминия, который в чистом виде располагается у границы с металлом. Гидратация стенок усиливается от дна к устью. Большинство исследователей склоняется к мнению, что вода в покрытии химически не связана, за исключением поверхностных слоев, где она входит в состав бемита. Последние называют структурными анионами. Примеси металлов, содержащиеся в сплавах алюминия, в большинстве своем остаются в оксидной пленке железо, медь, кремний, магний, кальций.
В цветных оксидных пленках обнаруживаются включения углерода, серы и их оксидные соединения, которые и придают окраску. Большая часть ионов не удаляется из покрытия ни длительной промывкой водой при высокой температуре, ни использованием других растворителей. Такая высокая прочность связи ионов с веществом анодной пленки при отсутствии простых стехиометрических соотношений между внедрившимся ионом и оксидом алюминия свидетельствует о внедрении ионов в элементарные образования пленки. По-видимому, часть анионов удерживается капиллярными силами в порах покрытия, другая часть химически связана со стенками пористого слоя. С увеличением количества примесей в металле, повышением температуры электролита и плотности анодного тока увеличивается нерегулярность микроструктуры оксидных покрытий - нарушается перпендикулярность роста ячеек и пор, их параметры становятся более неравномерными. Наиболее хаотичная структура наблюдается в пленках, сформированных на алюминиевых сплавах в растворах хромовой и ортофосфорной кислот. Рисунок 6 — Исходная поверхность алюминия до анодирования. Рисунок 7 — Поверхность алюминия с оксидом, после анодирования в сернокислом электролите.
Анодирование (техническая информация)
это электролитическая пассивация, применяемая для увеличения толщины естественного оксидного слоя на поверхности металлических деталей. Анодирование в обобщенном смысле – это электрохимический процесс образования стабильных оксидных покрытий на поверхности металлов. вполне честный вариант анодирования, дающий тоже неплохую защиту и приличный внешний вид. #2 Что такое процесс черного анодирования? Черное анодирование относится к процессу электролитического окрашивания, который превращает поверхность алюминия в прочный черный оксид отделка.
Что такое анодирование алюминия
У деталей, обработанных таким способом, есть две отрицательные особенности: Не очень высокий показатель антикоррозионной стойкости. Контактируя с химически агрессивной средой или металлом, анодированный слой подвергается воздействию кислорода. Невысокая степень защиты от механических воздействий. Острым наконечником вполне реально нанести анодированному слою механическое повреждение. Процесс тёплого анодирования состоит из шести этапов: очистка поверхности детали от жира. Слои плёнки, полученной методом теплого анодирования, получаются исключительно красивыми. Такой алюминий лучше использовать в конструкциях, не подвергающихся резким внешним воздействиям. Кроме того, анодированный слой является отличной основой для повторного окрашивания из-за высочайшего показателя адгезии красителей.
Нанесённая краска будет держаться очень долго. Качество металла, обработанного таким образом, несравненно выше, чем при тёплом анодировании. Алюминий получает отличные физические характеристики: высокую прочность.
Но увы, почему-то не удалось получить результат как описывалось в патенте, деталь отказывалась окрашиваться в какой-либо цвет вообще… Зато был собрана установка для анодирования с возможностью перемешивания раствора, его нагрева и охлаждения. Вот такой бурбулятор получился : Бак из титана, холодильник из титана, подогрев осуществляется установкой бака на плитку, охлаждение проточной водой через холодильник. Циркуляция осуществляется Бошевским насосом для системы охлаждения, крыльчатка насоса имеет магнитную муфту, тем самым исключаем протечки по валу или "сжирание" вала крыльчатки. Для более равномерного перемешивания из полипропилена изготовил рассеиватель, насверлив отверстий в трубке.
Поток получается более-менее равномерным, струи бьют в стенку и создают волну. В качестве источника тока был использован ЛАТР, выпрямительный мост и 2 показометра цифровых, главным минусом в отличии от специальных источников, приходится вручную регулировать тока и постоянно следить, чтобы он был в заданных границах, крутя ручку ЛАТРа туда-сюда. При температуре порядка 15-20град напряжение было 80-90в на фото выше видно плёнка получается плотной, голубоватого цвета в частности на Д16Т и практически не окрашиваемой… В тех же патентах упоминалось, что при повышении температуры до 35-40град слой растёт значительно быстрее, но при этом становится и более пористым, при 20 градусах слой растёт порядка часа, при 50град на ту же толщину достаточно будет 25мин По описанию в патенте но слой будет пористым, а для окраски оно и надо! В итоге сперва попробовал на 35град, деталь стала окрашиваться, но не насыщено, поднял температуру до 40град, окраска прошла успешно. Первый опыт окраски был в растворе красителей для картриджа, эффект нулевой, потом попробовал в анилиновых, деталь окрасилась хорошо. Первые эксперименты проводились на кругляшке из Д16Т и подставке под эл.
Размер подскажет мастер по пирсингу. Особенности ухода Пленка, покрывающая изделие, разрушается под воздействием хлора, лака для волос, некоторых чистящих средств. Если вы собрались заняться уборкой, то лучше это делать в перчатках или снять украшение. Особого ухода изделия не требуют. По мере загрязнения их моют в мыльной воде и полируют мягкой тряпочкой. Ультразвуковая же чистка анодированных изделий строго запрещена. Глядя на красоту анодированных украшений, сложно представить, что они сделаны из металла, который до недавнего времени использовался только в космической и медицинской промышленности. Изделия из титана очень часто по красоте и стоимости не уступают золотым. Дополнительную информацию об особенностях технологии анодирования вы узнаете, посмотрев видео: Рида Хасанова.
Такая потребность возникает, например, при производстве нагревательных рефлекторов, прожекторов и многих других приборов. Поверхность с защитным покрытием устойчива к износу, поэтому материал применяют для производства элементов, работающих на трение. Слой защиты при этом должен быть не меньше 60 мкм. Твердый материал, покрытый пленкой, используется в судо- и авиастроении, при монтаже строительных конструкций, которые должны выдерживать значительные нагрузки. Анодированный слой выступает как электрический изолятор, поэтому материал используется при производстве некоторых видов трансформаторов, электролитических конденсаторов. Покрытие значительно улучшает внешний вид изделий, поэтому из материала производятся системы, требующие высокой эстетики — например, элитные оконные профили. Нанесение краски позволяет получить различные оттенки, благодаря этому изделия популярны среди дизайнеров, особенно при оформлении помещений в современных стилях — лофт, хай-тек, минимализм. Для поддержания чистоты и гигиены.
Анодирование алюминия: основы
Мы знаем, что такое анодирование, а теперь следует узнать, какое оборудование для анодирования нужно. Что такое анодирование алюминия. #2 Что такое процесс черного анодирования? Черное анодирование относится к процессу электролитического окрашивания, который превращает поверхность алюминия в прочный черный оксид отделка.
Что называют анодированием и зачем его применяют
| Анодирование алюминия | Обычно анодирование проводят при постоянном токе в гальваностатическом или потенциостатическом режиме. |
| Анодирование разных металлов, преимущества метода, оборудование | это техника нанесения слоя металла на какой-либо предмет путем гальваностергии. |
| Технология анодирования алюминия | Анодирование алюминиевых профилей широко использовалось в архитектуре в 1960-х и 70-х годах. |
| Что такое анодирование алюминия | это электролитическая пассивация, применяемая для увеличения толщины естественного оксидного слоя на поверхности металлических деталей. |
| Что такое анодирование алюминия? Механизмы процесса. | Анодирование – это метод обработки, который изменяет химию поверхности различных материалов, в частности, металлов. |
Анодирование в "домашних" условиях V2.0
это процесс электрохимического наращивания оксидной пленки путем анодного окисления. Анодирование (анодирование, анодирование) представляет собой процесс электролитической пассивации, при котором тонкий слой оксида алюминия формируется на внешней стороне алюминиевых деталей, обработанных на станках с ЧПУ. Что такое анодирование алюминия.
Анодированные украшения: особенности технологии, советы по выбору и уходу
Анодирование алюминиевых и стальных конструкций;Статьи/Статьи по алюминиевым конструкциям. Что такое анодирование? (классический процесс / ClassicELOX™). В отличии от всех остальных гальванических процессов, анодирование – процесс преобразования поверхности алюминия, при котором происходит конверсия поверхностных слоев алюминия в оксид. Цель этой статьи — глубоко изучить принцип процесса анодирования алюминия и его рабочий механизм, чтобы обеспечить четкое понимание и руководство для исследователей в инженерных и производственных областях. При анодировании защитная пленка из окислов образуется из самого защищаемого металла. Анодирование — это процесс, который используется с 1920-х годов для защиты и придания цвета металлическим поверхностям.