вполне честный вариант анодирования, дающий тоже неплохую защиту и приличный внешний вид. Что такое анодирование? Анодирование – электролитический процесс, который приводит к росту толщины естественных оксидов на поверхности изделия.
Анодирование алюминия: основы
| Анодирование (техническая информация) | Поэтому была разработана технология анодирования – это процесс, в результате которого образуется оксидная пленка Al2O3. |
| Анодирование. Что такое анодирование металла и для чего применяется | Сегодня давайте посмотрим на анодирование алюминия, процессы и детали, которые помогут показать, почему анодирование так популярно и важно. |
Анодированные украшения: особенности технологии, советы по выбору и уходу
Это- аксиома. Дело в том, что температура на поверхности детали и в углу ванны, где стоит ваш термометр,- это две большие разницы. Ведь во время процесса выделяется весьма приличная энергия в виде тепла. Если у вас нет принудительного перемешивания електролита- не верьте термометру!
Из любопытства- попробуйте измерить температуру електролита в конвективном потоке над вашей деталью- по ней и ориентируйтесь. Тем более, что и достичь ее не так уж и сложно. Ведь в бытовом морозильнике достижима и температура -24 градуса.
А если на улице- крутая зима, то и -40 не предел… Но на практике такие температуры мало применимы. Дело в том, что при температуре ниже -10 резко возрастает электрическое сопротивление електролита. Возрастает настолько, что для выхода на необходимую для процесса плотность тока, требуется гораздо более высокое напряжение на вашем блоке питания.
Понадобятся и 60, и 80 и даже 100 вольт. Категорически не советую делать такой блок питания- эти напряжения опасны для жизни. К тому же, по мере прогрева электролита, столь высокие напряжения могут привести к чрезмерному току через деталь.
Не уследите вовремя за ростом тока- и ваша деталь растравится. Потому и советую начинать процесс при температуре не ниже -10. Чтобы их было меньше, вам следует знать следующее: а площадь свинцового катода должна быть в 2 раза больше площади анода детали.
Это необходимо для выравнивания температуры по поверхности детали. Воздухом, насосом, ложкой не металлической … Иначе, будете иметь на детали участки местного перегрева, и как следствие- явление «пробоя» и растрава детали. По мере его роста, его электрическое сопротивление постоянно растет.
Для того, чтобы поддерживать на протяжении всего процесса необходимую плотность тока, приходится несколько раз регулировать силу тока с помощью переменного резистора. Но, в конце процесса, когда анодный слой достаточно толстый, этого может не хватить. Придется добавить напряжения.
Это я к тому, что ваш блок питания должен обеспечивать не одно, а хотя бы два напряжения на выходе. У меня это- 25 и 50 вольт. Условия техпроцесса требуют лишь соблюдения плотности тока.
В смысле- силы тока амперы. Но, поскольку цепь наша имеет отнюдь не нулевое сопротивление омы , то и напряжение должно быть немалое. У меня, повторюсь, блок питания выдает два напряжения- 25 и 50 вольт.
И еще по блоку питания: он должен быть достаточно мощным. Для примера: вы анодируете ресивер 36мм ружья длиной 70см. При напряжении 50 вольт и плотности тока 2,2 ампера на дм.
Значит, вам нужна сила тока в 18 ампер. То есть, мощность вашей установки- около киловатта. Это совсем не мало.
Там все сказано. Два знака и три буквы- и в них вся электротехника!!! Режимы обработки, допуски.
Итак, приступим. Существует много електролитов и способов обработки. Рассуждать о них можно долго, каждый чем то интересен… Но меньше слов, больше дела!
Мы с Вами будем заниматься «Сернокислотным твердым толстослойным анодированием». Просто потому что он вполне доступен, легко повторяем и дает очень качественные результаты. Хорош он и тем что электролит для него не имеет срока годности.
Однажды сделанный, он не потеряет своих качеств и через годы. Электролитом нам будет служить раствор серной кислоты в дистиллированной воде. Можно, впрочем, применить и обычную, из крана воду, но если есть вариант с дистиллированной- предпочтите его.
Из моих скромных экспериментов могу сделать вывод о том, что вода из крана немного портит равномерность процесса. А именно- распределение плотности тока на поверхности детали. Хотя, повторюсь, лишь немного.
Самый простой вариант добыть серную кислоту H2SO4 , как, впрочем, и дистиллированную воду- это прогуляться в местный автомагазин запчастей. Ну или на аналогичный рынок. И кислота, и дистиллированая вода — применяются для обслуживания автомобильных аккумуляторов.
Ваша задача проста: смешать этот «Электролит» с дистиллированной или не очень водой в соотношении 1:1. Вы уж сами решите, сколько вам нужно электролита для ваших опытов. Если вы купите пятилитровую стандартную канистру с электролитом, и такую же с водой- то у вас получится 10 литров полноценного раствора для анодирования.
Для мелких деталей- выше крыши, для крупных- я бы количество удвоил. В моем «арсенале» — 30 литров. Их мне хватает даже для крупных деталей, вроде 800мм ресиверных труб из дюралюминия, для длинных, морских ружей.
Имейте в виду: при смешивании электролита , а тем более, кислоты с водой, выделяется много тепла. Если наливать воду в кислоту, вода моментально вскипает, и начинает разбрызгиваться в сторону вашего лица! Именно поэтому необходимо лить тонкую струйку кислоты автоэлектролита в емкость с водой при постоянном помешивании!
А вообще , не помешает и очки защитные одеть! Это общие правила обращения с кислотой. Зачем Вам ружье, если вы ослепнете?
Не забывайте об этом. Ну и вот такая таблица Вам, полагаю, пригодится: Кстати, если серную кислоту сделать самому непросто и глупо! Снег на улице, дождь с неба, лед в морозильнике…- это все она, родимая!
Ну а если у Вас, по совместительству, и самогонный аппарат имеется, то вообще проблем быть не может. Хотя, и купить её сегодня- очень даже несложно. Я пробовал- большой разницы не заметил.
Если Вы заметите- сообщите. Немного терминов… Просто немного терминов, без которых трудно говорить о токовых режимах обработки: 1- «электролит» — смесь 1:1 «автоэлектролита» и воды. К нему мы цепляем провод «-» от блока питания.
Весьма рекомендую использовать именно свинец. Без разницы, цифрового или стрелочного. Амперметр подключается в любом месте, в разрыв цепи тока.
Заметьте, при разных площадях катода и анода, катодная плотность тока будет отличаться от анодной плотности тока. Несмотря на то что абсолютная величина тока в цепи- одна и та же. Запомните этот нюанс.
Режимы обработки. Запомните главное: никакого шаманства в технологии анодирования нет и быть не может! Если температурный и токовый режим находится в поле допуска, и контакт «деталь-зажим» хорош,- у Вас не может получиться плохого результата!
По сути, вся возня по отработке качественного анодирования- лишь попытки грамотного соблюдения предписанных режимов, не более того. Ниже -10 растущий анодный слой вполне хорош, но есть одно НО. Для поддержания нужной силы тока может не хватить напряжения, выдаваемого вашим блоком питания с понижением температуры електрическое сопротивление электролита сильно возрастает.
А советовать Вам делать блок питания с высоким 80-100 вольт выходным напряжением, я не буду- такое напряжение уже опасно для жизни. Потому вот я и не советую работать с электролитом ниже -10 градусов. В этих пределах нарастает плотный, окрашенный, красивый анодный слой.
Я бы весьма рекомендовал плотность тока 2.. Просто это- мой любимый режим. Мне он кажется наиболее надежным.
По многим соображениям, о которых тут не буду распространяться. Ведь, напомню, пленка не только нарастает изнутри, но и растворяется снаружи. И, если скорость роста мала- большой толщины слоя вы не дождетесь, процесс анодирования превратится в процесс банального травления металла.
В том смысле, что чем больше размер площадь катода пластина из свинца - тем лучше. Лучше потому что это обеспечит весьма «мягкий», равномерный режим распределения плотностей тока по поверхности обрабатываемых деталей, особенно больших. Эта самая «равномерность» весьма важна для уменьшения проблем с возможными «прогарами»и растравами деталей.
Чисто практически, площадь катода рекомендуется хотя бы в 2 раза больше, чем площадь анода-детали. При этом, если лист свинца положен на дно ванны, его нижняя поверхность- не считается, поскольку почти не работает. Таким образом, рекомендую катодную плотность тока вдвое меньшую, чем анодную.
Важна лишь плотность тока. Но чисто практически, исходя из того что цепь наша имеет ненулевое электрическое сопротивление, нам потребуется довольно приличный вольтаж нашего блока питания. Причем, очень желательно- чтобы блок питания имел несколько выходных напряжений, ну хотя бы два.
Физически это- лишь отвод от середины вторичной обмотки трансформатора. У меня хорошо зарекомендовал себя вариант с 25 и 50 вольтами на выходе. Кстати, вы в курсе, что напряжение без нагрузки, и напряжение под нагрузкой у блока питания- это две большие разницы?
Под нагрузкой напряжение всегда падает «проседает». И большая разница этих напряжений говорит о слабости трансформатора. Как правило, при этом, он трансформатор еще и сильно греется.
А значит- его надо менять на более мощный. А вот если напряжение вашего трансформатора при отдаче ампер так 10-15 «просело» лишь на пару вольт- это нормально. И греться сильно он не будет… Почему я хочу купить кондиционер?
Соблюдение токового режима при анодировании- дело не особо хитрое. Крути себе реостат, да поглядывай на амперметр… А вот с температурным режимом- все намного сложнее. Пока что я просто перед анодированием охлаждаю 4-5 канистр с электролитом в бытовом морозильнике, и провожу анодирование при постоянном росте температуры.
В смысле, залил я раствор с -10 градусной температурой, включил ток… и поползла температура вверх! А что же вы хотите- там весьма солидное тепло выделяется по ходу дела…. А потом- электролит сливаю в канистры обратно, и по второму кругу в морозильник!
Нудно, спросите? Не то слово! Вот потому то моей голубой мечтой является изготовление некой холодильной установки, способной охлаждать електролит прямо в ванне, по ходу процесса!
Как это и принято в заводской практике! И, наверное, самым простым путем тут будет переделка оконного небольшого! Сделать в ванне двойную стенку, залить туда ТОСОЛ, и в него поместить трубку охладителя… Ну или еще проще- гонять холодный воздух по тому «двойному дну».
Думаю, что таки сооружу подобную «установку», тем более, что оконный кондиционер и невелик, и не особо дорог… Типичные ошибки процесса. В рамках этого сайта я описываю «холодную» технологию анодирования, в результате которой, покрытие получается очень твердое, достаточно толстое, самоокрашивающееся, с высокой коррозионной защитой. И выглядит примерно так: Поэтому, в случае отклонения процесса в какую либо сторону от именно этого варианта, я буду называть результат браком.
Хотя даже и такое бракованное покрытие- вполне честный вариант анодирования, дающий тоже неплохую защиту и приличный внешний вид. Итак, речь пойдет о типичных ошибках и «как с ними бороться». На самом деле их не так уж и много.
Попробую перечислить их по порядку: 1 — Температура процесса слишком низкая. Вы не можете добиться правильной плотности тока на детали анодной плотности тока. Несмотря на то, что реостат выкручен по максимуму и напряжение, идущее с блока питания- максимально.
В результате малой плотности тока покрытие растет очень медленно, и оно- бесцветно. Проблема в том, что при очень низкой температуре элекрическое сопротивление электролита сильно возрастает, вследствии чего вашего напряжения 25-50 вольт недостаточно для получения «правильной» плотности тока. У вас есть 2 пути решения: или поднять напряжение вольт так до 60-100 опасно!!!
Я бы советовал второй вариант. Плотность тока правильная, а вот твердость анодного слоя слабовата, да и окраски у него по сути нет. Так себе, легкий мутновато-молочный оттенок… Дело в том, что температура- важнейший показатель процесса.
И при превышении порога допуска, процесс изменяется качественно.
Чтобы материал был более устойчивым к коррозии, стал тверже и прослужил дольше, его покрывают слоем специальной краски или проделывают оксидирование искусственное образование защитной пленки на поверхности. В свою очередь, процесс оксидирования делится на 2 подвида: химическое воздействие раствором хрома и непосредственно само анодирование методом поляризации в электролите. Разновидности анодирования В независимости от того факта, что данный металл самый распространенный и его широкого применяется в промышленности, он имеет один существенный недостаток, это неустойчивость к механическим воздействиям. Для этого необходимо анодирование. Цена услуги во многом зависит от метода анодирования.
Уровень износостойкости у него также выше. Еще в числе важных преимуществ оказывается легкость использования красителей на органической основе, потому что пленка содержит много пор. Это обстоятельство важно для тех встраиваемых и отдельных продуктов, которые призваны иметь повышенный декоративный эффект. Сам процесс нанесения пленки подразумевает использование электрохимических процессов но об этом немного позже. Во многих случаях конструктивный анодированный профиль имеет окрас под натуральное серебро или оформлен в изысканном черном цвете — что и позволяет почти всегда определить факт анодирования. После такой обработки материал становится намного долговечнее и химически стабильнее.
Специалисты отмечают также, что его использование безопаснее, чем применение традиционных сплавов без дополнительного покрытия. Установлено, что анодированный профиль легче поддерживать в чистоте и порядке. Он отлично сопротивляется даже воздействию высокой влажности и другим неблагоприятным факторам. Технология производства Само название «анодирование» связано с тем, что в рабочем процессе покрываемая специальной пленкой деталь как раз и оказывается анодом. Подавляющее большинство технологов выбирает использование в качестве основной среды разбавленной серной кислоты.
Например, в авиации многие элементы конструкции содержат изучаемые сплавы алюминия, такая же ситуация в судостроении. Диэлектрические свойства анодированного покрытия предопределили его использование в электротехнической продукции. Изделия из обработанного материала можно обнаружить в различной бытовой технике, включая плееры, фонари, камеры, смартфоны.
В быту используют анодированное покрытие утюга, точнее — его подошвы, что значительно улучшает его потребительские свойства. При приготовлении пищи можно использовать специальные тефлоновые покрытия, чтобы избежать пригорания блюд. Обычно такая кухонная утварь стоит достаточно дорого. Однако сковорода из алюминия без покрытия анодированная в состоянии обеспечить решение той же проблемы. При этом с меньшими затратами денежных средств. В строительстве применяется анодированное покрытие профилей для монтажа окон и прочих нужд. Кроме этого, разноцветные детали привлекают внимание дизайнеров и художников, они используются в различных культурных и арт-объектах во всем мире, а также в изготовлении ювелирных изделий. Технология Для проведения работ в промышленных масштабах создаются специальные гальванические цеха и производства, которые считаются «грязными» и вредными для здоровья человека.
Поэтому рекомендации по проведению процесса в домашних условиях, рекламируемые в некоторых источниках, следует воспринимать крайне осторожно, несмотря на кажущуюся простоту описываемых технологий. Анодированное покрытие можно создать несколькими способами, но общий принцип и последовательность проведения работ остаются классическими. При этом прочностные и механические свойства полученного материала зависят от, собственно, самого исходного металла, от характеристик катода, силы тока и состава применяемого электролита. Необходимо подчеркнуть, что в результате выполнения процедуры на поверхность не наносится никаких дополнительных веществ, а защитный слой образуется путем преобразования самого исходного материала. Суть гальваники — воздействие электрического тока на химические реакции. Весь процесс делится на три основные стадии. Первая стадия - подготовка На этой стадии изделие подвергается тщательной очистке. Поверхность обезжиривается и шлифуется.
После чего происходит так называемое травление.
Механизм и технология анодирования Ан.окс. Структура и свойства оксида алюминия в покрытии.
Эта окраска достигается за счет преломления света через оксидный слой различной толщины. Точное напряжение контролирует толщину и, следовательно, получаемый цвет. Помимо эстетики, анодирование также можно использовать для повышения износостойкости титановых компонентов, особенно в биомедицинской области, где титан широко используется для изготовления имплантатов. Цинк Хотя цинк не так часто анодируется, как алюминий или титан, он может подвергаться процессу, подобному анодированию, называемому «пассивацией» или «хромированием». Этот процесс повышает коррозионную стойкость оцинкованных или оцинкованных деталей. Однако, когда речь идет о традиционном анодировании, цинк не так распространен. Вместо этого его основные защитные обработки включают гальванизацию и вышеупомянутую пассивацию. Оборудование, используемое в анодировании Электролитический бак Центральное место в процессе анодирования занимает электролитический бак, часто изготовленный из материала, стойкого к выбранной кислоте, в котором содержится раствор электролита, в котором происходит процесс анодирования. Детали, подлежащие анодированию, погружаются в этот резервуар.
Крайне важно, чтобы конструкция этого резервуара выдерживала кислую среду и поддерживала постоянный состав электролита для равномерного анодирования. Напряжение питания Источник питания является важным компонентом, обеспечивающим необходимый постоянный ток DC для облегчения электрохимической реакции во время анодирования. Тип и технические характеристики источника питания будут различаться в зависимости от процесса анодирования, с различными требованиями для процессов, таких как твердое анодирование, по сравнению со стандартным сернокислотным анодированием. Очень важно, чтобы источник питания обеспечивал стабильную и регулируемую мощность, гарантируя, что процесс анодирования можно точно настроить для достижения желаемых результатов. Система охлаждения В процессе анодирования выделяется тепло из-за электрического сопротивления электролита. Это тепло должно регулироваться для поддержания постоянной температуры ванны, что имеет решающее значение для достижения стабильных результатов анодирования. Система охлаждения обычно состоит из теплообменников и охладителей, которые циркулируют и охлаждают электролит. Поддержание правильной температуры особенно важно в таких процессах, как твердое анодирование, когда ванна работает при более низких температурах.
Механизмы управления Чтобы процесс анодирования был успешным и последовательным, необходимо точно контролировать несколько параметров, таких как плотность тока, температура ванны и продолжительность обработки. Механизмы управления включают в себя различные датчики, таймеры и контроллеры, которые отслеживают и регулируют эти параметры в режиме реального времени. Современные установки для анодирования часто используют компьютеризированные системы для автоматизации и оптимизации этих элементов управления, обеспечивая высокое качество и воспроизводимость результатов. Процесс анодирования Убедитесь, что на поверхности заготовки нет загрязнений, включая масла, смазки и другие остатки. Обычно включает погружение заготовки в растворитель или щелочной раствор. Для удаления стойких частиц можно использовать ультразвуковую очистку. Кислотное травление: Использует слабый раствор кислоты, чтобы слегка растворить поверхность металла для получения матового покрытия. Удаляет неровности поверхности, легкие царапины или мелкие дефекты.
Продолжительность травления кислотой может определить окончательный вид. Стадия анодирования: Заготовка действует как анод в электролитической ячейке с раствором кислоты в качестве электролита. При подаче постоянного тока на поверхности металла происходит электрохимическая реакция с образованием стабильного оксидного слоя. На характеристики слоя влияют такие факторы, как плотность тока, концентрация кислоты, температура и продолжительность. Окрашивание при необходимости : Свежеанодированную заготовку можно окрасить, если требуется цветная отделка. Органические красители дают широкий спектр цветов, в то время как неорганические соли металлов обеспечивают большую стойкость, но ограниченный выбор цветов. Еще один метод окрашивания, особенно титана, — это регулировка напряжения во время анодирования. Уплотнительная обработка: Повышает долговечность и коррозионную стойкость анодированного слоя.
Закрывает поры на оксидном слое, предотвращая проникновение загрязняющих веществ или коррозионных агентов.
Высоко- агрессивные среды- это приморские районы из-за высокого содержания солей в воздухе или территории вблизи заводов. Города миллионники редко имеют высоко- агрессивную среду, чаще средне- агрессивную. Присвоение класса агрессивности происходит на уровне специальных служб сан-эпидемического надзора по согласованию с администрацией города — нужно искать в их постановлениях. Еще одно важное преимущество — окраска анодированной поверхности. Наверное, это основной плюс описанного процесса.
Появилась возможность декоративной обработки изготовленных алюминиевых изделий, что сразу принесло к большому распространению его применения. Высокая износостойкость анодной пленки способствовала увеличению содержания анодированных алюминиевых деталей в общем объеме судостроительных и авиастроительных предприятий. Фасады многих Олимпийских объектов в Сочи выполнены с помощью технологии Навесной Вентилируемый Фасад на алюминиевых анодированных системах. Гравировка Лазерные надписи и гравировки отлично подходят для работы с нашими анодированными поверхностями и поверхностями с PVD покрытием благодаря высокому качеству, хорошей репродуктивности, высокой скорости письма, бесконтактной обработке, а также износостойкости лазерных инструментов и гарантированности от фальсификации самих надписей. Правильная настройка позволяет достигать различных видов надписей. При выполнении надписей лазером следует оптимизировать параметры письма, учитывая особенности нашего материала, облагороженного при помощи анодирования, так же как и в случае глубокой и широкой гравировки для предотвращения образования заусенцев у наклонных кромок и бороздок.
Мы готовы помочь Вам в поиске производителей станков или компаний, занимающихся гравировкой. Что такое 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. 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.
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. 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. Эффективная борьба с износом и трением. За счет более твердого покрытия значительно снижается износ. В этом случае анодное покрытие может достигать до 60 микрон.
Электрический изолятор. В некоторых типах трансформаторов сегодня принято использовать алюминиевую ленту, в обязательном порядке анодированную. Такое покрытие прекрасно сопротивляется воздействию тепловой энергии. Чистка Несмотря на очень осторожное обращение во время производства и особенно сборки готовых изделий на материалы может попасть смазка или на них остаются отпечатки пальцев. В этом случае для чистки без дополнительных жидкостей подходит нетканое волоконное полотно, специально разработанное для зеркальных поверхностей. Если вопреки ожиданиям сухая чистка не будет успешной, достаточно предварительно слегка протереть поверхность водой и вытереть насухо специальной тряпкой из нетканого волоконного полотна.
Жидкое чистящее средство должно быть обязательно pH-нейтральным. Вы можете избежать образования разводов по краям, используя свежую, чистую ткань для каждой протирки. Для чистки загрязненных светильников например, никотиновые пятна и т.
Таким образом, он защищает основной металл от вредных факторов окружающей среды, таких как влага, окисление и различные химические вещества, продлевая срок службы металла. Улучшить твердость поверхности Еще одним неотъемлемым преимуществом анодирования является повышение твердости поверхности металла.
Образующийся в результате анодирования оксидный слой имеет внутреннюю твердость. Это означает, что анодированные поверхности становятся намного более устойчивыми к износу, царапинам и ежедневному истиранию, гарантируя, что качество продукта не изменится с течением времени. Украсить внешний вид Помимо защитных свойств, анодирование играет ключевую роль в эстетическом улучшении. Процесс может быть адаптирован для получения множества отделок, от ярких глянцевых оттенков до приглушенных матовых тонов. Однородный и контролируемый оксидный слой можно окрашивать для достижения определенных цветов, что делает его предпочтительным для отраслей, где функциональность и дизайн имеют первостепенное значение.
Обеспечьте лучшую адгезию для красок, клеев или смазочных материалов В тех случаях, когда металлы нуждаются в дополнительной обработке, такой как покраска или склеивание, анодированные поверхности обладают превосходными адгезионными свойствами. Пористая природа анодированного слоя служит отличной грунтовкой, обеспечивая более эффективное и долговечное прилипание красок, клеев и смазочных материалов. Это не только обеспечивает более длительный срок службы покрытия, но и снижает потенциальные проблемы, такие как отслаивание или сколы. Ключевые технические параметры анодирования Плотность тока: Плотность тока, измеряемая в амперах на квадратный фут ASF или амперах на квадратный метр ASM , представляет собой количество электрического тока, подаваемого на ванну анодирования. Выбранная плотность напрямую влияет на скорость роста и толщину анодного оксидного слоя.
При более высоких плотностях тока обычно быстрее образуются более толстые оксидные слои. Однако чрезмерно высокая плотность тока может привести к выгоранию или неравномерному покрытию. Наоборот, низкая плотность тока может привести к более тонкому и менее прочному оксидному слою. Концентрация кислоты: Концентрация кислоты в ванне для анодирования играет ключевую роль в определении структуры и пористости оксидного слоя. Различные концентрации могут привести к различным размерам пор в сформированном слое.
Например, при сернокислотном анодировании поддержание постоянной концентрации кислоты необходимо для получения однородного плотного оксидного слоя. Неточные концентрации могут привести к некачественному анодному покрытию, что повлияет на внешний вид слоя и его защитные свойства. Температура: Контроль температуры ванны анодирования имеет решающее значение для получения стабильных результатов. Он влияет на скорость реакции анодирования и структуру оксидного слоя. Более высокие температуры, как правило, ускоряют процесс анодирования, но могут поставить под угрозу качество и долговечность оксидного слоя, что может привести к более мягкому и пористому покрытию.
С другой стороны, более низкие температуры могут замедлить реакцию, создавая более плотный и твердый анодный слой. Продолжительность лечения: Время, в течение которого металл подвергается процессу анодирования, оказывает непосредственное влияние на толщину анодного слоя. Продление обработки обычно приводит к более толстому оксидному слою, повышающему его защитные свойства. Однако для каждой установки существует оптимальная продолжительность; чрезмерное анодирование может привести к хрупкому или менее липкому оксидному слою. И наоборот, недостаточное анодирование приведет к более тонкому слою, который может не обеспечить адекватной защиты или желаемой эстетики.
Виды анодирования Органическое кислотное анодирование тип I Этот метод использует органические кислоты, такие как хромовая кислота, вместо более распространенной серной кислоты. Анодирование хромовой кислотой, подмножество этой категории, дает более тонкий оксидный слой, обычно до 12 микрометров. Несмотря на то, что он обладает коррозионной стойкостью, его основное преимущество заключается в ситуациях, когда критически важны минимальные изменения размеров детали. Исторически он использовался в аэрокосмической промышленности, особенно там, где требуются жесткие допуски. Однако из-за экологических проблем, связанных с хромом, его использование сокращается в пользу альтернатив.
Сернокислотное анодирование тип II Одна из наиболее распространенных форм анодирования, сернокислотное анодирование, использует ванну с разбавленной серной кислотой для создания защитного оксидного слоя. Этот метод предлагает хороший баланс между толщиной, защитой и эстетикой.
Структурированная порами поверхность служит отличной основой для того, чтобы на неё легли лакокрасочные материалы, которые своей структурой, образующейся в процессе полимеризации основы, закрепляется во фракталах пор. То есть анодированная поверхность способствует повышенной адгезии. Относится ко второму типу. Это самостоятельное защитное покрытие, которое защищает металл от контактов с внешней агрессивной средой. Впрочем, созданием защитных слоёв процесс анодирования не ограничивается. Применяя разные материалы и меняя уровень напряжения, можно получить разные оттенки анодированной плёнки. Чем активно пользуются дизайнеры при оформлении интерьеров, когда облицовочным материалом служит алюминий. Устройства, оборудование, реактивы В промышленных масштабах анодирование делается в растворах серной кислоты разной концентрации.
Они обеспечивают как большую скорость процесса, так и заданную глубину оксидной плёнки. Применение автоматики позволило полностью автоматизировать этот достаточно вредный для здоровья процесс. Оборудование для анодирования бывает трех типов: Базовое, или основное. Тут всё просто: ванна с электролитом из инертного, не вступающего в реакцию, материала, притом обладающего свойствами теплоизолятора для предотвращения перегрева электролита. И катод, материал которого находится в прямой зависимости от того материала, который нужно анодировать. Обслуживающее оборудование. К нему относятся агрегаты, обеспечивающие работоспособность установки для оксидирования. Это узлы подачи напряжения, предохранительные и приводные механизмы. Это оборудование для работ по обработке и подготовке изделий к анодированию. В него входят и средства доставки деталей к ваннам.
И средства упаковки и перемещения к местам, где готовые изделия складируются. Самыми трудными, экологически опасными операциями при обработке металлов анодированием являются процессы загрузки и выгрузки деталей в ванны. Поэтому на качество работы приводных механизмов для этого всегда обращается особое внимание.
Чем отличается анодированный алюминий от обычного
Анодирование алюминиевых и стальных конструкций;Статьи/Статьи по алюминиевым конструкциям. Анодирование алюминия разными методами: описание технологии оксидирования и цветного анодного окисления. Анодирование алюминия кроме прочности, долговечности и простоты в уходе, придаёт изделиям эстетику и декоративный внешний вид. это процесс электролитической пассивации, используемый для увеличения толщины слоя естественного оксида на поверхности металлических деталей.
Анодирование алюминия
| Анодирование алюминия что это такое: анодированный алюминий по выгодной цене | Анодирование — Термин анодирование Термин на английском anodizing Синонимы anodising, электрохимическое оксидирование Аббревиатуры Связанные термины адгезия, нановискер, пористый материал. |
| анодирование | Анодирование алюминиевых и стальных конструкций;Статьи/Статьи по алюминиевым конструкциям. |
| Анодирование алюминия что это такое: анодированный алюминий по выгодной цене — TESTOVOE | Холодное анодирование характеризуется скоростью образования окисной пленки: она гораздо выше, чем скорость растворения металла с внешней стороны. |
| Анодное оксидирование (отделка конструкций) | Описание значения термина "анодирование" и ответ на вопрос, "Что такое анодирование?". |
| Технология анодирования алюминия | Алюмпарк | Описание значения термина "анодирование" и ответ на вопрос, "Что такое анодирование?". |
Анодированный алюминий
Анодирование можно определить как экологически чистый электрохимический процесс, который заключается в создании оксидного слоя на поверхности обрабатываемого металла. По своей сути анодирование является востребованным процессом для металлов из-за его впечатляющей способности повышать коррозионную стойкость. Сегодня давайте посмотрим на анодирование алюминия, процессы и детали, которые помогут показать, почему анодирование так популярно и важно. Анодирование алюминия и зачем оно нужно, где применяют анодированный металл, технологии твердого, теплого и холодного анодирования, различия методов и характеристик получаемых покрытий.
Свойства и применение анодированных покрытий
Очевидно, эта обработка использовалась, поскольку части морских транспортных судов требовали жесткого защитного покрытия, невосприимчивого к соленому, бурному морю. Этот процесс все еще используется сегодня, несмотря на устаревшие требования сложного цикла напряжения, которые теперь считаются ненужными. К 1927 году этот процесс получил развитие, и был запатентован новый процесс анодирования в серной кислоте. Серная кислота остается наиболее распространенным анодирующим электролитом и по сей день. Японцы использовали анодирование щавелевой кислотой с 1923 года, и оно было широко применено немцами, особенно в архитектурных решениях. Анодирование алюминиевых профилей широко использовалось в архитектуре в 1960-х и 70-х годах. Цветное анодирование Когда вы думаете об анодировании алюминия, в первую очередь, это поверхность яркого цвета. Цвет может быть нанесен 2 способами: Интегральное нанесение цвета.
Такие отклонения от теории стали инструментом дизайнеров алюминиевых окон и фасадных конструкций, сувенирной продукции и альпинистского снаряжения. При помощи анодирования можно добиться индивидуальности и эстетичности продукции. Для алюминия основными цветами оксидной пленки являются оттенки желто-коричневой гаммы. Цвета титановых сплавов получаются более разнообразными. В зависимости от плотности тока, состава сплава и электролита это может быть бронзовый и желтый, голубой и пурпурный, ярко-зеленый и ярко-синий электрик. Если же этих цветов недостаточно, то поверхность анодированного металла в отличие от необработанного хорошо удерживает неорганические пигменты и синтетические красители и может быть окрашена в любой цвет. Достоинства анодирования не исчерпываются широкой цветовой гаммой гальванического покрытия.
Но такой естественной защиты недостаточно для предотвращения коррозии. Чтобы материал был более устойчивым к коррозии, стал тверже и прослужил дольше, его покрывают слоем специальной краски или проделывают оксидирование искусственное образование защитной пленки на поверхности. В свою очередь, процесс оксидирования делится на 2 подвида: химическое воздействие раствором хрома и непосредственно само анодирование методом поляризации в электролите. Разновидности анодирования В независимости от того факта, что данный металл самый распространенный и его широкого применяется в промышленности, он имеет один существенный недостаток, это неустойчивость к механическим воздействиям. Для этого необходимо анодирование.
Благодаря интерференции информация, нанесённая на знак при анодировании прекрасно видна автомобилистам в ночное время суток. Рамы любительских велосипедов также изготавливаются из анодированных сплавов алюминия. На специальную одежду, которой пользуются велосипедисты в тёмное время суток, наносится тончайшая плёнка оксида алюминия. Благодаря этому силуэт легко разглядеть в темноте на почтительном расстоянии. С той же целью анодированный металл применяется при изготовлении отражающего слоя в прожекторных установках. Отличные свойства анодированного алюминия позволяют использовать его для изготовления самого широкого круга номенклатуры деталей и узлов, применяемых в самых разных областях. Можно смело сказать: если принято решение изготовить что-то из обработанного таким способом металла, прочность и лёгкость конструкции не будет вызывать никаких сомнений! Устройства, оборудование, реактивы В промышленных масштабах анодирование делается в растворах серной кислоты разной концентрации. Они обеспечивают как большую скорость процесса, так и заданную глубину оксидной плёнки. Применение автоматики позволило полностью автоматизировать этот достаточно вредный для здоровья процесс. Оборудование для анодирования бывает трех типов: Базовое, или основное. Тут всё просто: ванна с электролитом из инертного, не вступающего в реакцию, материала, притом обладающего свойствами теплоизолятора для предотвращения перегрева электролита. И катод, материал которого находится в прямой зависимости от того материала, который нужно анодировать. Обслуживающее оборудование. К нему относятся агрегаты, обеспечивающие работоспособность установки для оксидирования. Это узлы подачи напряжения, предохранительные и приводные механизмы. Это оборудование для работ по обработке и подготовке изделий к анодированию. В него входят и средства доставки деталей к ваннам. И средства упаковки и перемещения к местам, где готовые изделия складируются. Самыми трудными, экологически опасными операциями при обработке металлов анодированием являются процессы загрузки и выгрузки деталей в ванны. Поэтому на качество работы приводных механизмов для этого всегда обращается особое внимание. Исторически сложилось так, что все производственные процессы связаны с потреблением переменного тока — который совершенно не годится для процессов анодирования. Для того, чтобы ток был постоянным то есть текущий в проводниках только в одном направлении, применяют выпрямители с достаточным запасом мощности. Оптимальная мощность для промышленных выпрямителей, связанных с процессами оксидирования — 2,5 киловатта. А для обеспечения получения анодированной плёнки разных цветов и оттенков для таких выпрямителей монтируют бесступенчатую систему подачи мощности. 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. Способы анодирования Образование на металлах оксидной плёнки зависит от выбранной технологии со всеми её факторами вроде типа электролита, мощности подаваемого тока, поверхности детали-анода. Универсальность раз и навсегда отработанных методов позволяет проделывать процесс анодирования даже в домашних условиях — нужно только владеть технологиями, от которых будет зависеть цвет получаемой оксидной плёнки. Минимизировать вред для здоровья от испарений кислот вряд ли получится, вряд ли в условиях домашней мастерской можно обеспечить герметичность ванны, эффективную систему вытяжки и фильтрации воздуха.. Среди разных видов анодирования популярен процесс нанесения цветной оксидной плёнки. Популярность его связывается не только с декоративностью получаемого покрытия, но и с разной степенью его прочности, которая зависит от цвета. Теперь о методах, вынесенных в заголовок материала, а именно: Тёплый метод Твёрдое анодирование. Тёплый метод В большинстве случаев используется как промежуточный, ибо получаемые на его основе оксидные плёнки не стойки к воздействиям. Холодный метод При холодном методе скорость образования анодированной плёнки выше скорости растворения металла на катоде, что обеспечивает высокую прочность получаемого защитного слоя. Так как температура раствора в ванне в её середине всегда выше, чем у бортов, необходимо обеспечить циркуляцию раствора. Твёрдое анодирование Самая лучшая для высокого качества покрытия на стали. Такой способ анодирования применяют в аэрокосмической промышленности, где часто требуются запредельные нагрузки на узлы и агрегаты. Особенность метода — применение сложных по составу электролитов, а рецептура таких составов защищена патентами с международной регистрацией. Способы выполнения процедуры Анодирование меди и других металлов может выполняться несколькими способами. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, особенности проведения. Теплый метод Стадии анодирования Самый простой метод выполнения анодирования, который можно применить даже в домашних условиях. Процесс обработки происходит при комнатной температуре. При применении органической краски, йода или зеленки можно существенно улучшить эстетические качества обрабатываемых деталей. Твердое анодирование металла по такой технологии провести не удастся. Если это сделать, на поверхности материала образуется тонкая оксидная пленка, которая не обеспечивает надежной защиты от коррозии и легко повреждается. Но если после выполнения подобной обработки провести окрашивание изделий, сцепление красящих составов с поверхностью будет отличным. Именно таким способом можно обеспечить качественную защиту от коррозии и продлить срок службы деталей. Холодный метод Для выполнения анодного окисления холодным методом необходимо обеспечить стабильность температуры. Методы цветного анодирования алюминия При достижении указанных показателей анодная и катодная обработка металла будет происходить более качественно, образуя на поверхности прочную пленку. Она лучшим образом защищает от коррозии. С помощью холодного метода можно выполнить гальваническое напыление меди, золота и прочих металлов. Для этого необходимо правильно рассчитать силу тока, используя специальные уравнения. Полученные детали практически невозможно повредить. Они отличаются долгим сроком службы в особенно агрессивной среде при контакте с морской водой. Незначительным минусом данной технологии считается невозможность нанесения на полученную поверхность краски. Для изменения цвета применяют метод напыления металла или используют электрический ток определенной величины. Применение других электролитов для получения анодированного алюминия Есть и другие электролиты для получения оксидной пленки на алюминии, основы процесса анодирования остаются те же, меняются лишь режимы тока, время процесса и свойства покрытия. Щавелевокислый электролит. В результате анодирования пленка выходит желтоватого цвета, имеет достаточную прочность и отличную пластичность. При изгибании покрытой поверхности слышен характерный треск пленки, но свойства она от этого не теряет. Недостатком является слабая пористость и ухудшенная адгезия по сравнению с сернокислым электролитом. Ортофосфорный электролит. Получаемая пленка очень плохо окрашивается, зато отлично растворяется в никелевом и кислом медном электролите при осаждении этих металлов, то есть применяется в основном как промежуточный этап перед омеднением или никелированием.
Как анодировать металл в домашних условиях?
Анодирование производится посредством процесса электролитической диссоциации, когда покрываемую деталь присоединяют к электроду и погружают ее в электролит. Для чего необходимо анодирование Если вас интересует Узнайте, что такое анодирование и анодированное покрытие. Анодирование является универсальным методом защиты металлов от коррозии, а также технологией, позволяющей подготовить их к окраске. это процесс электролитической пассивации, используемый для увеличения толщины слоя естественного оксида на поверхности металлических деталей.
Принцип анодирования алюминиевого корпуса-обработка алюминиевой поверхности
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. 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.
Также очень важно контролировать зажим и электрический контакт детали с подвеской. Кроме серной кислоты в качестве электролита при анодировании могут использоваться другие вещества и соединения: щавелевая кислота; ортофосфорная кислота. Технология процесса при этом не изменяется.
Конечной целью при выборе электролитической среды является получение слоя с определёнными физическими характеристиками перед повторным окрашиванием. 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.
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. Металлические каркасы мебели с анодированием будут сохранять приданный им цвет неограниченно долго. Оксидная пленка на молекулярном уровне скреплена с металлом, что исключит вероятность его повреждения даже при принудительном воздействии. Принудительное формирование оксидной пленки способствует увеличению прочности покрытия и повышению стойкости к физическим воздействиям. Электрические установки и бытовая техника.
Использование оксидного слоя в качестве декоративного покрытия также обеспечивает неплохие электроизоляционные свойства поверхностей, которые могут оказаться под напряжением. Ручные приспособления и инструменты. Алюминиевые изделия, покрытые оксидным защитным слоем, не пачкают руки. Пользоваться такими предметами максимально комфортно, а изделие при этом сохраняет первостепенный внешний вид. Виды анодирования В промышленности применяют 3 способа нанесения защитной оксидной пленки.
Например, при анодировании алюминиевых сплавов деталь погружают в кислый электролит… … Википедия анодирование — анодизация Словарь русских синонимов. Защитное покрытие нерастворимо и служит хорошей изоляцией … Научно-технический энциклопедический словарь анодирование — Процесс образования оксидной пленки на поверхности металлич. При а.
При см.