Что такое анодированный алюминиевый профиль и для чего он нужен? Что такое анодирование металла? Анодирование представляет собой процедуру образования на поверхности различных металлов оксидной пленки путем анодного окисления. Холодное анодирование характеризуется скоростью образования окисной пленки: она гораздо выше, чем скорость растворения металла с внешней стороны.
Анодирование – это эффективная обработка металла
Анодированием называется электролитический процесс, который используется для увеличения толщины слоя природных окислов на поверхности изделий. Важным преимуществом импульсного наноструктурного анодирования является тот факт, что чередование режимов способствует лучшему рассеиванию тепла с поверхности заготовок. Что такое анодированный алюминиевый профиль и для чего он нужен? 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.
Анодирование в "домашних" условиях V2.0
Что такое анодирование Один из недостатков алюминия — способность легко окисляться на открытом воздухе. На его поверхности, не подвергшейся дополнительной обработке, есть оксидная пленка, но она очень тонкая и не способна надежно защитить от воздействий природы. В результате анодирования образуется более устойчивая пленка, которая обеспечивает длительный — до 20 лет — срок службы металла без изменения характеристик. Кроме того, благодаря пленке усиливается коррозионная стойкость, сохраняется внешняя привлекательность и приятный серебристый оттенок металла. Как происходит анодирование Технология нанесения защитного покрытия включает следующие этапы: Металл очищают, обезжиривают и осветляют путем погружения в кислоту и щелочь. Заготовку погружают в раствор электролита, пропуская через систему постоянный ток. На поверхности образуется защитный слой, но он непрочный и требует закрепления. Для этого деталь погружают в кипящую воду либо в емкость со специальным составом.
Анодирование металлических сплавов применяется в разных отраслях промышленности уже достаточно давно.
Это — сложный электрохимический процесс, детальное описание которого мы не будем здесь приводить — на это потребуется слишком много времени. Приблизительно же процедура анодирования заключается в следующем — подвергаемый обработке элемент конструкции помещается в кислый электролит к примеру, в раствор серной кислоты , после чего подключается к источнику тока. Результат — образование на поверхности металла оксидной пленки.
Цвет может быть нанесен 2 способами: Интегральное нанесение цвета. Этот процесс окрашивания алюминия дает желаемый цвет, когда анодирование проводится в ванне. Этот процесс дает алюминию более стойкое к истиранию покрытие, но недостатком является стоимость: просто требуется гораздо больше электроэнергии, что делает его более дорогим вариантом. Электролитическая окраска.
Этот вид обработки придает цвет алюминиевой детали, потому что процесс анодирования создает стабильные и устойчивые поры на поверхности алюминия, а краситель просто заполняет эти поры. Металл погружается в ванну, которая содержит неорганическую соль металла. Ток подается и откладывает соль металла в основании пор. Уплотнение оксидной пленки Перед тем, как использовать анодированную деталь, необходимо закрыть поры окрашенного металла. Если оставить его «незапечатанным», поверхность деталей будет подвержена повреждениям. Части, которые не нуждаются в окрашивании, все еще имеют этот шаг, чтобы повысить устойчивость к коррозии и истиранию при сохранении естественного цвета металла. Преимущества анодированного алюминия, такие как устойчивость к коррозии и истиранию, в сочетании с удивительным внешним видом из огромной цветовой гаммы открывают множество областей применения.
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. В основном, для этих целей используют алюминий как обладающий хорошим соединением с кислородом. Добавление определенных солей в раствор электролита позволит поменять исходный цвет, придавая окрашенным изделиям ровные и глубокие оттенки. Оксидирование также позволяет скрыть незначительные дефекты поверхности, такие как царапины или потертости.
В отличие от обычной нержавеющая сталь плохо поддается обработке как условно инертный металл. Для решения этой проблемы нержавейку покрывают никелем, а только затем проводят оксидирование. Ученые активно занимаются разработкой специальных паст, которые будут уменьшать инертные свойства наружного слоя нержавеющей стали. Для прочих соединений эти условия могут быть неприемлемыми.
Рассмотрим особенности обработки отдельных металлов и сплавов на их основе. Анодирование меди и ее сплавов Этот металл очень плохо поддается оксидированию. Оптимальным считается электрохимический способ, в результате которого происходит изменение цвета.
Что такое анодированный алюминиевый профиль и для чего он нужен?
Анодирование (синонимы: анодное оксидирование, анодное окисление) — процесс создания оксидной плёнки на поверхности некоторых металлов и сплавов путём их анодной поляризации в проводящей среде. Что такое анодирование. Процессом анодирования называется электролитическая химическая реакция металла с окислителем. Что такое анодированный алюминий и как анодируют алюминиевый профиль Ссылка на основную публикацию. Что такое анодирование алюминия.
Анодирование: что это такое, применение, процесс
Анодирование — это электрохимический процесс, цель которого — создание на поверхности алюминиевой заготовки защитного слоя, устойчивого к коррозии, УФ-излучению и износу. Анодирование (синонимы: анодное оксидирование, анодное окисление) — процесс создания оксидной плёнки на поверхности некоторых металлов и сплавов путём их анодной поляризации в проводящей среде. Наиболее частой технологией анодирования алюминия является так называемое сернокислое анодирование – по химическому составу анодного раствора (электролита). Важным преимуществом импульсного наноструктурного анодирования является тот факт, что чередование режимов способствует лучшему рассеиванию тепла с поверхности заготовок. Процесс анодирования Процесс, в результате которого, происходит образование на поверхности металла высокопористых оксидных слоев алюминия, этот процесс является электрохимическим. Анодирование алюминия или анодное окисление – процесс создания на поверхности металла оксидной пленки.
Механизм и технология анодирования Ан.окс. Структура и свойства оксида алюминия в покрытии.
Анодирование металлических сплавов применяется в разных отраслях промышленности уже достаточно давно. Это — сложный электрохимический процесс, детальное описание которого мы не будем здесь приводить — на это потребуется слишком много времени. Приблизительно же процедура анодирования заключается в следующем — подвергаемый обработке элемент конструкции помещается в кислый электролит к примеру, в раствор серной кислоты , после чего подключается к источнику тока. Результат — образование на поверхности металла оксидной пленки.
После этого изделие, в принципе, готово к анодированию. Рисунок 3 — Типичная линия ванн для анодирования алюминиевых профилей [1] Матовое анодирование При особых требованиях к анодированной поверхности проводят дополнительную обработку поверхности профилей: матовое травление, а также химическое или электрохимическое осветление. Матовое травление обычно проводят в щелочных ваннах специального химического состава. При этом поверхностный слой алюминия заданной толщины удаляется вместе с различными поверхностными дефектами, а поверхность становится матовой рисунок 4.
Рисунок 4- Матовая и блестящая поверхность анодированного алюминия [3] Матовая поверхность максимально рассеивает свет и делает «невидимыми» оставшиеся дефекты поверхности. Если готовая продукция должна иметь блестящую или зеркальную поверхность, то перед анодированием изделия подвергают химическому или электрохимическому осветлению. При этой процедуре с поверхности изделия удаляется алюминий и образуется очень гладкая поверхность с очень большой отражательной способностью. Anodic film sealing После анодирования профили или отправляют дальше по линии на окрашивание, или сразу направляют на наполнение пор, если это бесцветное анодирование. Операцию наполнения или уплотнения после бесцветного анодирования или цветного анодирования проводят затем, чтобы «закрыть», «закупорить» поры анодного покрытия. Эта операция является очень важной для обеспечения длительного сохранения внешнего вида анодированного изделия. После операции наполнения изделия при необходимости подвергают сушке, снимают с навесок и отправляют на приемку и упаковку.
Рисунок 5 — Гидротермическое наполнение анодного покрытия [2] Контроль качества Контроль толщины анодного покрытия Обычно для приемо-сдаточного контроля качества анодированных алюминиевых профилей достаточно контроля внешнего вида, толщины анодного покрытия и качества наполнения. Толщина покрытия является одним из самых важных параметров и есть много методов ее измерения. Обычно толщину покрытия измеряют прибором, работающим на принципе вихревых токов.
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. 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.
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.
Доступность нескольких цветов Анодированные полуфабрикаты выпускают в разных оттенках, что значительно расширяет возможности их декоративного применения.
Анодирование алюминия: каким бывает и какие результаты дает
Но помимо серной применяется уксусная и иная кислота. Это разные электролиты, есть возможность составлять и различные сочетания. Также могут использоваться источники прямого и переменного тока, а также их комбинации. Но всегда алюминиевая продукция выступает анодом, то есть подключается к положительному полюсу источника электротока, а другой элемент является катодом. Основные этапы твердого анодирования: Подготовка алюминиевой поверхности. Затем заготовка помещается в ванну осветления с целью удаления образовавшихся темных продуктов после выполненного процесса травления. Это позволит идеально подготовить заготовку для последующей обработки. Промывка в воде с подходящими рабочими растворами. Непосредственно перед процессом анодирования заготовка промывается обязательно деминерализованной водой.
Металлическая заготовка помещается в емкость с электролитом между катодами. Тип, степень концентрации и температура электролита, а также параметры электротока — все это влияет на уровень качества и толщину получаемого слоя. Чем больше температура и меньше плотность тока, тем быстрее осуществляется процесс анодирования. Соответственно, чем ниже температурное значение и выше плотность электротока, тем более твердое получится покрытие. Закрепление защитного слоя. Поверхность получается пористая и мягкая.
These cookies help provide information on metrics the number of visitors, bounce rate, traffic source, etc. Advertisement advertisement Advertisement cookies are used to provide visitors with relevant ads and marketing campaigns. These cookies track visitors across websites and collect information to provide customized ads. Others others Other uncategorized cookies are those that are being analyzed and have not been classified into a category as yet.
Холодный метод Холодное анодирование характеризуется скоростью образования окисной пленки: она гораздо выше, чем скорость растворения металла с внешней стороны. Отличается высоким качеством защитного слоя. Кроме того, раствор теплее в центре ванной, поэтому необходимо обеспечить его непрерывную циркуляцию. 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.
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.
3 способа анодирования металла
В процессе приготовления пища не подгорает. Декоративные свойства. Некоторые металлы подвергают обработке для изменения визуальных качеств. В основном, для этих целей используют алюминий как обладающий хорошим соединением с кислородом. Добавление определенных солей в раствор электролита позволит поменять исходный цвет, придавая окрашенным изделиям ровные и глубокие оттенки. Оксидирование также позволяет скрыть незначительные дефекты поверхности, такие как царапины или потертости. В отличие от обычной нержавеющая сталь плохо поддается обработке как условно инертный металл. Для решения этой проблемы нержавейку покрывают никелем, а только затем проводят оксидирование. Ученые активно занимаются разработкой специальных паст, которые будут уменьшать инертные свойства наружного слоя нержавеющей стали.
Для прочих соединений эти условия могут быть неприемлемыми. Рассмотрим особенности обработки отдельных металлов и сплавов на их основе. Анодирование меди и ее сплавов Этот металл очень плохо поддается оксидированию. Оптимальным считается электрохимический способ, в результате которого происходит изменение цвета. В качестве рабочей смеси используют фосфатные или оксалатные растворы. Процесс отличается высокими технологическими требованиями, поэтому на практике встречается крайне редко.
Анодированная поверхность придает металлу ряд новых свойств, дополнительную защиту от коррозии, повышение долговечности, в частности, лучшую устойчивость к царапинам, и, конечно, эстетический внешний вид. Поскольку алюминий так широко используется в сотнях отраслей промышленности, имеет смысл анодировать алюминий, чтобы он приобрел новые свойства. Само покрытие может иметь толщину от 0,00393701 до 0,03937012. В отличие от других покрытий анодирование алюминия сохраняет естественный блеск металлов, его текстуру и эстетику самого металла. История анодирования Анодирование металлов впервые было использовано в промышленном масштабе в 1923 году. Первоначально оно было создано для защиты от коррозии деталей из дюралюминия в кораблестроительной промышленности. 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.
Электролит готовится из девяти объемных частей раствора соды и одной объемной части раствора соли с тщательным их перемешиванием. Приготовление электролита ведется в стеклянной посуде. При изготовлении детали, подлежащей анодированию, необходимо оставить на ней небольшую площадку. Это - так называемый технологический контактный лепесток, который после анодирования удаляется. В нем сверлится отверстие диаметром 3,3 мм под винт МЗ. Деталь тщательно зачищается мелкой шкуркой, обезжиривается в любом стиральном порошке и промывается в проточной водопроводной воде, после чего к ее поверхности не следует прикасаться руками. Винтом с гайкой к лепестку детали присоединяется провод, предназначенный для ее подключения к положительному полюсу источника тока. Лепесток, винт с гайкой и конец провода покрывают слоем пластилина, чтобы исключить их взаимодействие с электролитом. После этого вся деталь протирается ватой, смоченной ацетоном, и подвешивается в ванночку. Для подвески можно использовать изоляционный стержень из текстолита или оргстекла, положенный на борта ванночки. Ванночка должна быть выполнена из алюминия и соединяется с минусом источника тока через последовательно включенный амперметр можно использовать авометр в режиме амперметра и переменный резистор для регулирования тока. Подвешенная деталь не должна касаться ванночки, а минимальное расстояние между ними должно быть порядка 10 мм.
К ним относятся алюминий, тантал, титан. Чаще всего в промышленности применяется анодная обработка алюминия и алюминиевых сплавов. Варианты анодирования Есть несколько вариантов анодирования которые отличаются составом электролита и разными условиями рабочего процесса. Прежде всего температурой электролита. Именно температура является основополагающим , влияющим на качество покрытия фактором. Существует процесс обработки при комнатной 15-20 градусов температуре теплый процесс.
Анодирование разных металлов, преимущества метода, оборудование
вполне честный вариант анодирования, дающий тоже неплохую защиту и приличный внешний вид. анодированный алюминий, нужно чуть подробнее остановиться на том, как образуется защитная пленка. Анодирование — Термин анодирование Термин на английском anodizing Синонимы anodising, электрохимическое оксидирование Аббревиатуры Связанные термины адгезия, нановискер, пористый материал. это процесс создания на поверхности алюминия защитной оксидной пленки путем погружения в раствор электролита и воздействия на металл током анодного заряда. Что такое анодирование и в чем заключаются преимущества анодированных металлоконструкций от не прошедших такую обработку? Что такое анодирование и для чего оно нужно - разберем в данной статье.
Технология анодирования металла, способы покрытия
Сегодня давайте посмотрим на анодирование алюминия, процессы и детали, которые помогут показать, почему анодирование так популярно и важно. Ответив на вопрос: анодирование – что это такое, необходимо разобраться с оборудованием, которое предназначено для проведения данного процесса. Анодирование алюминиевых и стальных конструкций;Статьи/Статьи по алюминиевым конструкциям. Анодирование алюминия: создание прочного оксидного слоя, стойкого к коррозии и механическому воздействию Содержание статьи: 1. Что такое анодирование алюминия? Процесс анодирования Процесс, в результате которого, происходит образование на поверхности металла высокопористых оксидных слоев алюминия, этот процесс является электрохимическим. Мы знаем, что такое анодирование, а теперь следует узнать, какое оборудование для анодирования нужно.
Анодированные украшения: особенности технологии, советы по выбору и уходу
Analytics analytics Analytical cookies are used to understand how visitors interact with the website. These cookies help provide information on metrics the number of visitors, bounce rate, traffic source, etc. Advertisement advertisement Advertisement cookies are used to provide visitors with relevant ads and marketing campaigns. These cookies track visitors across websites and collect information to provide customized ads.
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. 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.
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. Хромовый электролит. Полученная пленка имеет красивый серо-голубой цвет и похожа на эмалированную поверхность, процесс получил отсюда название эматалирования. В настоящее время эматалирование очень широко применяется и имеет ряд других вариантов состава электролита, на основе других кислот. Смешанный органический электролит.
Раствор содержит щавелевую, серную и сульфосалициловую кислоты. Цвет пленки отличается в зависимости от марки сплава анода, характеристики покрытия по прочности и износостойкости очень хорошие. Анодировать в данном электролите можно не менее успешно алюминиевые детали любого назначения. Оборудование для анодирования алюминия в домашних условиях Теперь вам стало известно, что собой представляет анодирование. Пришло время выяснить, какое именно оборудование необходимо для этого. Итак, для работы потребуется несколько ванночек для деталей с разными размерами. Они должны быть сделаны из алюминия. В качестве альтернативы можно воспользоваться полиэтиленом или пластмассой. Стенки и дно пластиковой ванны должны быть покрыты листами алюминиевой фольги. Это необходимо для создания катодно-анодной установки.
У ванны также должны быть высокие теплоизоляционные характеристики. Лишь в этом случае электролит не нагреется сильно, и вам не нужно будет его регулярно менять. После этого делают катод, для чего применяют свинец. Делается эта деталь исключительно из листового материала. Стоит отметить, что площадь катода обязательно должна быть вдвое больше площади обрабатываемой детали. В катоде должны быть специальные отверстия, предназначенные для выпуска газов. После подготовки катода, необходимо изготовить электролит, поместить его внутрь ванны, положить туда элемент и подсоединить к «плюсу» источник электрического тока. Пластину из свинца нужно подключить к «минусу». Для того чтобы металлический сплав начал анодировать, сгодится источник электропитания на полтора ампера и двенадцать ватт. Что касается затрачиваемого времени, то для элементов небольшого размера процедура займет примерно тридцать минут.
Чтобы произвести полноценный профиль из алюминия, понадобится три-четыре часа. Расцветка изделия может различаться. Тут все зависит от применяемой методики анодирования в домашних условиях. С применением анилиновых красок детали металла можно выкрасить даже в черные оттенки. Преимущества анодированных поверхностей Выдающиеся антикоррозийные свойства. Оксидная плёнка надёжно защищает от обычной влаги и от большинства агрессивных сред. Прочность оксидной плёнки. Оксиды по своим прочностным физическим характеристикам в большинстве случаев прочнее металла, на котором они образованы. Непроводимость тока. Парадоксальным образом образованная на металле и из металла оксидная плёнка практически является диэлектриком — что находит своё применение в создании электролитических оксидных конденсаторов.
Экологический аспект: при производстве посуды нанесённая на неё оксидная плёнка не даёт ионам металла переходить в пищу, не даёт ей подгорать, стенки и дно посуды приобретают устойчивость к большим перепадам температуры. Широкое использование анодированных поверхностей металла в дизайне. Применение в растворах электролита некоторых солей позволяет получать глубокие и насыщенные оттенки. Особенности анодированных Данная процедура широко применяется в промышленных масштабах, кроме того, осуществить самостоятельное оксидирование стали, алюминия или меди можно и в домашних условиях. Последний вариант будет отличаться от профессионального процесса, однако он удобен для обработки небольших деталей. Изделия, которые на своей поверхности имеют образовавшуюся после анодирования пленку, обладают следующими характеристиками: повышенная устойчивость к коррозии; увеличивается прочность таких материалов как сталь и алюминий; изделие становится нетоксичным; отсутствие возможности проведения тока; подготовленная поверхность подходит под дальнейшую обработку с помощью гальванического покрытия. Процедура анодирования металла применяется для производства посуды — обработанные таким методом изделия не пригорают на плите и безопасны для приготовления пищи. Материалы с оксидной пленкой используют при изготовлении некоторых инструментов, строительных материалов, светотехнических приборов, предметов домашнего обихода. Кроме того, обработке подвергаются изделия из серебра. Широко распространено цветное анодирование, которое позволяет придать деталям разнообразный декор.
Окрашенные таким способом изделия имеют более ровный и глубокий цвет. Обработанные анодированием поверхности инструментов и приспособлений не растрескиваются при эксплуатации, сохраняя первозданный вид на долгий срок. Кроме того, плоскость становится более крепкой, что позволяет ей выдерживать повышенные нагрузки и механическое воздействие. Анодирование разных металлов Нержавеющая сталь Самый трудный для анодирования объект из-за своей химической инертности.
При этом анодирование само по себе не способно существенно увеличить прочность изделий, изготовленных из этого металла. При контакте алюминия с воздухом или любым другим газом, содержащим кислород, металл естественным путем формирует на своей поверхности слой оксида толщиной 2-3 нм, а на сплавах его величина достигает 5-15 нм. Толщина анодированного покрытия алюминия составляет 15-20 микрон, то есть разница в два порядка 1 микрон равен 1000 нм. Хотя при помощи анодирования возникает плотное и равномерное покрытие, имеющиеся в нем микроскопические трещины могут привести к коррозии. Кроме этого, сам поверхностный защитный слой подвержен химическому распаду вследствие воздействия среды с высокими показателями кислотности. Для борьбы с этим явлением применяются технологии, сокращающие количество микротрещин и внедряющие в состав оксида более стабильные химические элементы. Применение Применяются обработанные материалы весьма широко. 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.