Анодирование — процесс создания оксидной плёнки на поверхности некоторых металлов и сплавов путём их анодной поляризации в проводящей среде. Узнайте о принципе и преимуществах анодирования алюминиевого корпуса. Что такое анодирование и для чего оно нужно - разберем в данной статье. 20 сентября 2020 Павел Грата ответил: Анодирование — это создание тонкого оксидного слоя на поверхности металлов или сплавов путем их погружения в проводящую среду с последующей анодной поляризацие. Ответив на вопрос: анодирование – что это такое, необходимо разобраться с оборудованием, которое предназначено для проведения данного процесса.
Содержание
- Технология производства
- Что такое анодированный профиль?
- Stingerbike - Новости - Что такое анодировка?
- Анодирование алюминия
- 1. Общие сведения об анодном оксидировании (анодировании) алюминия.
- Анодирование, что это такое?
Технология анодирования алюминия
Несколько факторов, влияющих на формирование оксидной пленки: материал, ток, температура, концентрация, время, эти пять факторов являются ключевыми факторами, которые непосредственно определяют конечное качество оксидной пленки. Основным компонентом оксидной пленки является оксид алюминия, представляющий собой сотовую микропористую структуру, которая может адсорбировать молекулы красителя в порах, что является принципом окрашивания. Особенности оксидной пленки: высокая твердость, коррозионная стойкость, изоляция, возможность окрашивания. Весь процесс окисления делится на четыре части: предварительная обработка, окисление, окрашивание и постобработка.
Предварительная обработка: обезжиривание, промывка водой, травление щелочью удаление оксидной пленки , химическая полировка повышение яркости. Окисление: как указано выше Крашение: делится на адсорбционное окрашивание и электролитическое окрашивание. Адсорбционная окраска делится на монохромную и колеровочную.
Молекулы красителя проникают в микропоры оксидной пленки, и краситель будет претерпевать переходы электронных уровней энергии под действием сильных длин волн, таких как ультрафиолетовые лучи, тем самым изменяя цветовую систему и вызывая существенное обесцвечивание. Электролитическое окрашивание требует электричества, но не используемого красителя, а электролита, который не выгорает. Последующая обработка: в основном герметизация, герметизация - это процесс, в котором оксид алюминия вступает в реакцию с водой и другими добавками с образованием объекта в гелеобразном состоянии и заполнением микропор оксидной пленки.
Три степени окисления, пассивация, анодирование, жесткое окисление. Оксидная пленка обычно составляет от 1 до 3 микрон. Слой оксидной пленки образуется путем пропитки алюминиевого сплава сильным окислителем.
Этот слой оксидной пленки очень тонкий, поэтому он может проводить электричество. Точно так же сам алюминиевый сплав образует оксидную пленку в естественной среде, что является реакцией с кислородом, и эта оксидная пленка тоньше. Пассив не может быть окрашен, потому что оксидная пленка не имеет условий для окрашивания.
Подойдет только проводящий желтый цвет, светлый цвет с очень маленькими молекулами красителя. Различные продукты требуют разной толщины оксидной пленки.
Что такое анодирование металла и для чего применяется Анодирование. Что такое анодирование металла и для чего применяется Дата публикации: 27. Просмотров: 231 Существует много способов защитит алюминиевые изделия от разрушающего окисления.
Одним из них выступает анодирование. В процессе этой операции на поверхности металла формируется прочная и одновременно очень тонкая защитная пленка, которая предотвращает любые виды повреждений. В этой статье вы узнаете, что такое анодирование и как происходит нанесения защиты на изделия. Понятие анодирования Анодировать алюминий начали еще ч 1920-х г. 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.
Эти свободные электроны перемещаются к катоду, вызывая редукцию. Процесс сокращает количество ионов в растворе, что ускоряет окисление обрабатываемого предмета. Как это происходит Подготовка: очистка предмета от загрязнений с помощью растворителей или щелочей. Ополаскивание: удаление остатков очистительных средств водой. Анодирование: погружение в электролит, например, серную кислоту, и подача постоянного тока, при котором металл становится анодом.
Колерование: факультативный этап для придания цвета покрытию. Закрепление: гидротермальная обработка для упрочнения оксидной пленки. Оно широко используется в авиастроении для каркасов и элементов обшивки самолетов от коррозии.
Главная задача заключается в том, чтобы создать надежный защитный слой, который бы сделал поверхность более устойчивой к внешнему воздействию.
Для этой цели используется электролит. Процесс достаточно прост. Металлическая деталь погружается в электролит, после чего осуществляется подключение к источнику тока — положительно заряженному электроду. Стоит отметить, что для данного типа обработки также наиболее часто используется титан и магний.
В результате проведения указанного типа работ образовывается пленка, толщина которой, как правило, варьируется от 1 мкм до 200 мкм. К ее основным задачам относятся следующие функции: надежная и продолжительная защита от коррозийных процессов; повышение антифрикционных свойств; улучшение электроизоляционных характеристик. Следует обратить внимание на то, что такое покрытие представляет собой идеальную основу для нанесения лакокрасочных смесей.
Технология анодирования металла, способы покрытия
Анодирование алюминия кроме прочности, долговечности и простоты в уходе, придаёт изделиям эстетику и декоративный внешний вид. Роль анодирования алюминия в защите от коррозии, повышении прочности и эстетической привлекательности алюминиевых изделий. Анодирование – это метод повышения коррозионной стойкости металлического изделия путем формирования слоя оксида на его поверхности. Важным преимуществом импульсного наноструктурного анодирования является тот факт, что чередование режимов способствует лучшему рассеиванию тепла с поверхности заготовок. Что такое анодирование. Анодирование – это метод повышения коррозионной стойкости металлического изделия путем формирования слоя оксида на его поверхности.
Анодированные украшения: особенности технологии, советы по выбору и уходу
Анодированные поверхности могут быть окрашены в любой оттенок. Однако не все красители одинаковы, и есть несколько цветов, которые используются чаще, чем другие. Красный, синий, зеленый, черный, желтый, фиолетовый и оранжевый цвета являются одними из наиболее часто используемых цветов анодирования. Как анодировать алюминий Алюминий можно анодировать, выполнив следующие действия: 1. Предварительная обработка: очистите алюминиевый компонент или лист перед тем, как поместить его в ванну с кислотой. Желаемый внешний вид может быть достигнут путем применения либо яркой, либо сатиновой отделки. Легкое травление используется для получения сатинированной поверхности — ровной матовой поверхности. С другой стороны, блестящая отделка достигается с помощью светлого анодирования погружением, когда используется раствор фосфорной и азотной кислоты. Алюминиевые профили с глянцевой или матовой отделкой обеспечивают безупречную гладкую поверхность для анодирования.
Анодирование: в зависимости от используемого метода анодирования алюминий помещают либо в ванну с хромовой кислотой, либо в ванну с серной кислотой. Материал должен быть погружен в ванну с кислым электролитом, пока через него протекает электрический ток, чтобы образовался анодный оксидный слой. После завершения процесса изделие можно вынуть из ванны, почистить и высушить. Окрашивание: после анодирования детали могут быть окрашены в любой желаемый цвет. Существует множество методов окрашивания анодированного алюминия. Электролитическое окрашивание заключается в замачивании анодированного алюминия в растворе неорганических солей металлов. Эта ванна получает электрический ток по мере того, как соли металлов окисляются в порах слоя оксида алюминия. Окончательный цвет окрашенного металла зависит от химического состава ванны и времени, проведенного под водой.
Золото, черный, прозрачный, коричневый, бронза и никель являются распространенными анодированными цветами. Некоторые предприятия, использующие передовые технологии, также обеспечивают подбор цвета и индивидуальное анодирование цвета. Герметизация: Металл герметизируется в процессе анодирования, чтобы предотвратить коррозию и утечку воды. Существует три метода герметизации анодированных алюминиевых профилей: холодная герметизация, горячая герметизация или их комбинация. Герметизация металла предотвращает появление царапин или пятен на поверхности. Какие бывают виды и типы анодирования? Наиболее распространенные типы анодирования включают анодирование хромовой кислотой типа I, анодирование серной кислотой типа II и твердое анодирование типа III.
Процесс анодирования алюминия В процессе анодного оксидирования алюминиевые детали проходят несколько последовательных стадий обработки: очистку, травление, анодирование, покраску и герметизацию. Крупногабаритные заготовки в ходе технологического процесса перемещаются с помощью специальных подъемных устройств — мостовых кранов, кран-балок и т. Качество очистки и обезжиривания поверхности критически важно, так как влага, жир и грязь могут стать причиной возникновения дефектов покрытия.
На алюминиевых заготовках при некачественной подготовке появляются мелкие белые пятна. Кроме того, пыль и грязь могут стать причиной неравномерного травления, что также негативно сказывается на качестве оксидной пленки. Травление Очищенные заготовки отправляются на травление в отдельную емкость, заполненную щелочным или кислотным травильным раствором. В ходе этой процедуры удаляется тонкий слой металла, что делает поверхность более однородной. В ходе травления с поверхности также убирают все микродефекты, что делает ее более гладкой. Далее заготовки извлекают из ванны с травильным раствором и тщательно очищают от остатков кислоты и других загрязнений с помощью специальных составов — гидроксида натрия, нейтрализующих добавок, содержащих аммиак или аммиачные соединения, деминерализованной воды и т. Осаждающиеся на поверхность металла частички формируют прочную оксидную пленку. Такие электрохимические реакции сопровождаются выделением большого количества тепла, в связи с этим электролитный раствор в ванне необходимо постоянно охлаждать. 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.
Анодированные украшения Из анодированных металлов изготавливают пуссеты, кольца, подвески, броши, украшения для пирсинга. Сочетание с драгоценными и полудрагоценными камнями, эмалью рождает необыкновенные ювелирные композиции, выполненные в оригинальном цвете. Иногда анодированный металл используется только в качестве вставки Это особенно ценно при создании украшений в анималистическом и флористическом стилях. Персонажи тропических широт, яркие и разноцветные, создаются при помощи анодирования.
Что касается украшений для пирсинга, среди них широко представлены анодированные модели. Особенных советов по выбору не существует. Нужно руководствоваться лишь своими предпочтениями и желаниями. Размер подскажет мастер по пирсингу. Особенности ухода Пленка, покрывающая изделие, разрушается под воздействием хлора, лака для волос, некоторых чистящих средств.
На поверхности образуется защитный слой, но он непрочный и требует закрепления. Для этого деталь погружают в кипящую воду либо в емкость со специальным составом. Закрепления не требуется, если изделие будет окрашиваться.
Закрепителем в этом случае выступит краска, которая держится намного лучше на пористой поверхности. Применение анодированного металла Процесс анодирования увеличивает стоимость изделия, поэтому в некоторых случаях можно сэкономить, купив алюминиевый профиль без защитного слоя. Однако в некоторых случаях лучше выбирать материал с защитным покрытием, например: Если материал будет использован для монтажа уличных сооружений, которым требуется защита от коррозии. Для обеспечения надежной защиты толщина слоя на поверхности деталей должна быть не меньше 15-25 мкм. Если необходимо обеспечить отражающие свойства, поскольку в результате анодирования поверхность алюминия становится блестящей.
Анодированные украшения: особенности технологии, советы по выбору и уходу
Анодированный алюминий: черный, матовый, листовой Сферы применения материала, методики и технологии анодирования в промышленности и в домашних условиях. Анодирование алюминия — наиболее эффективный способ защиты поверхности профиля от коррозии, исключающий отслоение покрытия и подпленочную коррозию. Узнайте о принципе и преимуществах анодирования алюминиевого корпуса.
Навигация по записям
- Что такое анодирование металлов и зачем его использовать? | САП Проекты
- Анодирование алюминия
- Анодирование, что это такое? (стр. 1 )
- Рассказываем вам об одном из самых перспективных направлений обработки алюминия и его сплавов!
- Анодирование алюминия | Сайт производителя | TSPROF
- Основные методики создания защитного покрытия
Что такое анодирование металлов и зачем его использовать?
Анодирование — это электрохимический процесс, цель которого — создание на поверхности алюминиевой заготовки защитного слоя, устойчивого к коррозии, УФ-излучению и износу. это техника нанесения слоя металла на какой-либо предмет путем гальваностергии. Глубоким, или твёрдым анодированием называют технологический процесс, в результате которого на поверхности алюминиевых сплавов образуется защитный слой толщиной свыше 50 мкм.
Что называют анодированием и зачем его применяют
Отсутствие какого-либо негативного воздействия на окружающую среду. Покрытие не выделяет никаких летучих частиц, способных нанести вред человеку, животным или растениям. Технология анодирования металла вместе с защитной оксидной пленкой также позволяет придавать изделиям различные цветовые оттенки. Это обеспечивается изменением концентрации солей и времени. Область применения Применимость анодирования очень разнообразна. Алюминиевые детали с таким покрытием используют в любом оборудовании и технике: Строительство. Защита легких, но прочных металлоконструкций, это важный этап. Защитная оксидная пленка сникает материальные затраты на дополнительные покрытия в виде красок. Толщина пленки всего 25 мкм, что никак не влияет на точность сооружений. Оптические свойства.
Алюминий отлично подходит в качестве теплового аккумулятора и распределителя тепла, но для усиления этих качеств на поверхность дополнительно наносят отражающий защитный слой из оксидной пленки. Поэтому их активно применяют в световых приборах и нагревателях с направленным действием.
Подготовка поверхности Прежде всего заготовку необходимо очистить от жира и масел. Это осуществляется путём погружения алюминия в ванну с раствором на основе кислоты или щелочи. Это очень важный этап, влияющий на конечный результат: любые частицы пыли или грязи могут повлиять на равномерность травления и внешний вид готового изделия.
Травление заготовок Это процесс подготовки поверхности, подразумевающий удаление тонкого алюминиевого слоя с заготовки. Для этого металл помещают в ванны с кислотным или каутическим раствором. Травление обеспечивает устранение всех мелких дефектов поверхности, делая её гладкой и ровной. После завершения этого этапа остатки раствора тщательно удаляют. Анодирование После тщательной подготовки заготовки из алюминия помещают в раствор с электролитами.
Затем через резервуар пропускают ток мощностью от 30 до 300 Ампер на м2. Выбор мощности зависит от размера обрабатываемой поверхности и концентрации раствора. В результате этого воздействия на поверхности изделий образуется анодный оксидный слой. Алюминий промывают в деионизованной воде, чтобы удалить остатки ионов, которые могут оставить пятна. Добавление цвета к анодированной заготовке Анодированная поверхность пористая, поэтому хорошо поддаётся окрашиванию.
Этот этап не является обязательным, однако часто осуществляется, чтобы получить более привлекательное изделие. Герметизация После основных этапов заготовку погружают в раствор ацетата никеля, чтобы заполнить образовавшиеся поры и герметизировать полости на её поверхности. В результате получается изделие с гладкой, однородной структурой. Технологии Анодирование алюминия проводится разными способами. У каждой технологии есть особенности, плюсы и минусы.
В результате образуется оксидная пленка, которая придает высокий уровень прочности. Анодирование меди Чаще всего анодирование меди и ее сплавов осуществляется химическим или электрохимическим способами. В результате поверхность материала в большинстве случаев приобретает цветное покрытия. Для получения пленки из меди применяется кислая или цианистая жидкость. Медные сплавы, в состав которых входят легирующие металлы повергаются анодному окислению намного сложней. Анодирование серебра Анодное окисление серебра позволяет придать изначально белому металлу черный, фиолетовый либо синий оттенок без изменения структуры и качественных характеристик обрабатываемого материала. Обработку серебряных изделий специалисты рекомендуют производить при помощи серной печени. При проведении анодирования серебро начинает менять цвет примерно через полчаса. После того, как изделие обретет необходимый цвет, его необходимо достать из жидкости и тщательно промыть сначала горячей, потом теплой и, наконец, холодной водой. Виды анодирования: В зависимости от вида кислородсодержащей среды, заполняющей межэлектродное пространство, различают анодирование: в водных растворах электролитов, в расплавах солей, в газовой плазме, плазменно-электролитическое.
Анодирование в водных растворах электролитов это наиболее распространенный и универсальный способ, легко поддающийся автоматизации. Механические свойства анодно-окисных покрытий Анодно-окисное покрытие обладает прочным сцеплением с основным металлом; обладает более низкой теплопроводностью, чем основной металл; стойко к механическому износу. Наша компания предлагает анодирование: с защитным покрытием 11 мкм и выше с декоративным покрытием от 20 мкм и выше Общие сведения о процессе анодирования алюминия Поверхность алюминия и его сплавов ввиду склонности к пассивации постоянно покрыта естественной окисной пленкой, толщина которой зависит от температуры окружающей среды и составляет обычно 2-5 нм. Коррозионную стойкость и механическую прочность алюминия и его сплавов можно увеличить в десятки и сотни раз, подвергая поверхность металла электрохимическому оксидированию анодированию.
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. Как видно из рисунков 4 и 5 после анодирования на поверхности алюминия исчезают микронеровности, вызванные механической обработкой. При этом формируется плотная пористая оксидная пленка. Если разделить пористый и барьерные слои, то можно увидеть седующую картину рисунок 8 : Рисунок 8 — Пример поверхности алюминия, анодированного промышленным способом: а - реплика пористого слоя, b - реплика барьерного слоя, с - схематичное изображение. Теории образования пленок оксида алюминия при анодировании. Существуют две теории образования и роста анодно-оксидных покрытий: структурно-геометрическая и коллоидно-электрохимическая.
С позиции этой теории при наложении на алюминиевый электрод анодного напряжения т. Наружная часть ячеек в агрессивных электролитах, растворяющих оксид, начинает разрушаться в дефектных местах и превращаться в пористое покрытие. Разрушение барьерного слоя, приводящее к образованию поры, протекает, по мнению одних исследователей, в центре ячейки, по мнению других — в местах стыка ячеек. Таким образом, под влиянием локальных воздействий ионов электролита в барьерном слое зарождаются поры, число которых обратно пропорционально напряжению. Диаметр пор и их число зависят от природы электролита и режима процесса. В поре толщина барьерного слоя уменьшается, и, как следствие, увеличивается напряженность электрического поля, при этом возрастает плотность ионного тока вместе со скоростью оксидирования. Но, поскольку растет и температура в поровом канале, способствующая вытравливанию поры, наступает динамическое равновесие, и толщина барьерного слоя остается практически неизменной. Размер ячеек увеличивается с ростом формирующего напряжения. Пример ячейки Келлера приведен на рисунке 9.
Форма поры у разных авторов разнится - от круглой до "звездочки".