Анодирование – это электрохимический процесс, при котором поверхность алюминия превращается в оксидный слой., который тверже и долговечнее, чем исходный металл. Что такое анодированный алюминиевый профиль и для чего он нужен?
Для чего необходимо анодирование
- Поиск по сайту
- Процесс, преимущества и применение анодирования алюминия
- Технология анодирования алюминия
- Что называют анодированием и зачем его применяют
- Чем отличается анодированный алюминий от обычного
Анодирование
По своей сути анодирование является востребованным процессом для металлов из-за его впечатляющей способности повышать коррозионную стойкость. Обычно анодирование проводят при постоянном токе в гальваностатическом или потенциостатическом режиме. Анодирование – это метод обработки, который изменяет химию поверхности различных материалов, в частности, металлов. Анодирование — что это такое? Анодирование алюминия — это электролитический способ улучшения коррозионной устойчивости путем образования оксидного слоя. Анодирование представляет собой процедуру образования на поверхности различных металлов оксидной пленки путем анодного окисления.
Технология анодирования алюминия
В ванночку заливается электролит до такого уровня, чтобы им была покрыта вся деталь, и деталь соединяется с плюсом источника тока. В процессе анодирования видно, что вся поверхность детали начинает покрываться пузырьками газа и легким серым налетом, что указывает на начало процесса. Эту плотность тока нужно умножить на площадь поверхности детали, выраженную в квадратных сантиметрах, и полученное значение тока поддерживается переменным резистором по амперметру. Продолжительность анодирования составляет от одного до полутора часов, ее можно определять и визуально. Когда вся деталь покроется ровным голубовато-серым налетом, процесс анодирования можно считать законченным. Если будет использоваться регулируемый источник тока, необходимость в переменном резисторе отпадает. После окончания анодирования деталь промывается в проточной воде, а затем при помощи ватного тампона, смоченного теплым раствором марганцовокислого калия, очищается от продуктов электрохимической реакции. Поверхность детали после этого становится гладкой и приобретает светло-серый оттенок.
Раствор марганцовки должен быть густо темным, но в нем не должно быть нерастворившихся крупинок. Затем деталь вновь промывается в проточной воде и высушивается. Высушенную деталь можно покрыть тонким слоем бесцветного лака. После анодирования и промывки деталь может быть также окрашена в самые различные цвета.
Чем толще оксидная пленка, тем она желтее. Чем толще оксидная пленка, тем хуже проводимость, и чем меньше ток, оксидная пленка не будет образовываться, поэтому напряжение необходимо постоянно повышать. Чем выше температура, тем быстрее растворяется оксидная пленка, поэтому температуру следует контролировать ниже 5 градусов Цельсия. Чем выше концентрация, тем быстрее растворяется оксидная пленка, поэтому концентрацию следует контролировать.
Для увеличения твердости оксидной пленки вместо серной кислоты можно использовать щавелевую кислоту. Atvantage анодирования алюминиевого корпуса? Анодирование — это обработка поверхности алюминия, которая повышает его устойчивость к коррозии и износу. Это электрохимический процесс, при котором алюминиевый корпус погружают в ванну с кислым электролитом и пропускают через него электрический ток. Это приводит к образованию твердого, прочного и защитного оксидного слоя на поверхности корпуса. Анодирование алюминиевых корпусов распространено в отраслях, где используются алюминиевые изделия, таких как строительство, автомобилестроение и аэрокосмическая промышленность. Это потому, что алюминий легкий, прочный и универсальный. Однако со временем он может подвергаться коррозии под воздействием влаги и других факторов окружающей среды.
Анодирование помогает предотвратить это, создавая барьер между алюминием и окружающей средой. Этот барьерный слой является неотъемлемой частью металла и не может отслаиваться или отслаиваться. Принцип анодирования алюминиевых корпусов прост. Алюминиевый корпус служит положительно заряженным анодом, а ванна с кислым электролитом — отрицательно заряженным катодом. Через электролит пропускают постоянный ток, что вызывает окисление поверхности корпуса. Образующийся оксид алюминия является твердым, прочным и липким.
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.
Электрохимическое анодирование Анодные плёнки в зависимости от их назначения делят на 3 группы [1] : Тонкие барьерные пленки толщиной 0,1-1 мкм формируются в электролитах, не растворяющих оксид, и находят применение при изготовлении электроизоляционных материалов. Плёнки средней толщины 1—50 мкм , используются для защиты сплавов алюминия от коррозии и при декоративной отделке изделий. Толстые плёнки 50—300 мкм применяются для защиты поверхности от износа и истирания. Анодная плёнка состоит из примыкающего к металлу тонкого барьерного слоя, и пористого наружного слоя. Толщина барьерного слоя определяется напряжением процесса, и при этом не зависит от плотности тока, слабо уменьшается с температурой, и несколько меняется при переходе от одного электролита к другому.
Что такое анодирование металлов и зачем его использовать?
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. В ванночку заливается электролит до такого уровня, чтобы им была покрыта вся деталь, и деталь соединяется с плюсом источника тока. В процессе анодирования видно, что вся поверхность детали начинает покрываться пузырьками газа и легким серым налетом, что указывает на начало процесса. Эту плотность тока нужно умножить на площадь поверхности детали, выраженную в квадратных сантиметрах, и полученное значение тока поддерживается переменным резистором по амперметру.
Продолжительность анодирования составляет от одного до полутора часов, ее можно определять и визуально.
Анодирование или окраска алюминия Сернокислое анодное покрытие образуется в результате «реакции» алюминия с ионами раствора серной кислоты. Оно занимает больший объем, чем исходный алюминий и поэтому в результате анодирования происходит увеличение толщины изделия. При сернокислом анодировании это увеличение составляет приблизительно одну треть от общей толщины покрытия. В этом заключается коренное отличие анодного покрытия от, например, порошкового рисунок 2 : анодное покрытие формируется из поверхностного слоя алюминия, порошковое покрытие — на поверхности алюминия. Рисунок 2 — Изменение толщины изделия при анодировании и порошковом окрашивании Способы анодирования алюминия Конкретный способ анодирования зависит от вида изделия. Например, небольшие изделия или детали, могут анодировать «насыпью» в барабанах или корзинах. Профили длиной до 7 м, иногда до 10 м, анодируют на специальных навесках.
Эти навески обычно представляют собой несколько токопроводящих стержней, рамок или каркасов, к которым прочно и достаточно жестко крепятся профили см. Подготовка поверхности алюминия Типичная линия анодирования алюминиевых профилей показана на рисунке 3. На линию анодирования алюминиевые профили подают или прямо после прессования, или после предварительной механической подготовки поверхности обработки стальными щетками, обработки дробью, полирования, шлифования и т. Первой операцией процесса анодирования является навешивание профилей на навески. Навеска с алюминиевыми профилями обычно сначала проходит щелочное обезжиривание, а затем щелочное травление для удаления с поверхности профилей различных загрязнений: масел, твердых частиц и оксидной пленки. Обработка в ваннах с рабочими растворами сопровождается тщательной промывкой изделий в воде, последняя промывка перед анодированием — в деминерализованной. После этого изделие, в принципе, готово к анодированию.
Алюминий на открытом воздухе быстро окисляется и образует на поверхности защитную микропленку, которая делает металлоизделия из алюминия химически более инертными. Однако эта естественная защита слишком мала, поэтому алюминий и его всевозможные сплавы не вечны: со временем они легко подвергаются коррозии. Защитить изделия из алюминия, сделать их более твердыми и долговечными можно двумя способами: окрасить их с помощью порошковых красок или оксидировать, то есть искусственно создать на его поверхности толстую пленку. Оксидирование в свою очередь подразделяется на два подвида: химическое оксидирование в растворах хрома и собственно анодирование с помощью анодной поляризации изделия в электролите. Преимущества окрашивания в том, что готовые изделия внешне более эффектны: получаемый цвет ровнее, ярче, возможных оттенков окрашивания больше, легче получить нужную текстуру. Однако анодирование гораздо менее зависимо от качества поставляемых материалов, да и производственные линии устроены проще. Кроме того, спектр цветов и оттенков анодированных металлоизделий становится с каждым годом все больше и больше. Сейчас доступно даже радужное анодирование с созданием на поверхности изделия переливающегося блестящего покрытия. Производственный процесс анодирования алюминия условно делится на три этапа: 1. Подготовительный - на этом этапе алюминиевое изделие необходимо тщательно механически и электрохимически обработать.
Процедура известна как легкоповторяемая. При простых манипуляциях можно получить красивый результат. Однако, данный способ не позволяет достигать прекрасной антикоррозийной защиты. При контакте материала с агрессивной средой, коррозия может проявиться. Также заготовка не будет отличаться хорошей механической защитой. Например, покрытый материал легко поцарапать даже иголкой, а иногда можно стереть и рукой. Но с другой стороны, это покрытие служит прекрасным основанием для дальнейшей обработки материала. Процесс анодирования проходит в такой последовательности: Заготовка обезжиривается. В ванне необходимо анодировать заготовку до молочно-мутного оттенка. После в холодной воде осуществляется процесс промывки. Далее происходит процесс окраски заготовки. Для этого используется горячий раствор анилинового красителя. На протяжении 30 минут происходит заключительный этап — закрепление всех слоев. Благодаря этому можно достичь намного лучшего качества, твердости и прочности анодного покрытия. Холодный процесс прекрасно демонстрирует небольшую скорость растворения внешней пленки. Как следствие, образуется толстый слой. Совсем обратная ситуация при теплом процессе. Итак, для достижения таких результатов необходимо создать условия принудительного охлаждения. Без этого создать красивое и износоустойчивое покрытие создать будет невозможно. Если говорить о минусе этой технологии, то она заключается в следующем: поверхность нельзя окрасить органическими красителями. Технологический процесс того, как происходит холодное анодирование алюминия выглядит так: Поверхность тщательно обезжиривается. В ванне происходит процесс анодирования до образования плотного оттенка. Осуществляется промывка в холодной и горячей воде. Далее происходит процесс варки заготовки в дистиллированной воде. Также изделие выдерживается на пару. Эти действия позволяют закрепить все образовавшиеся слоя. Преимущества Что касается достоинств, присущих этой технологии, то нужно отметить следующие: анодированные конструкции приобретают прекрасные защитные свойства; металлическая поверхность делается однородной и матовой; анодирование также позволяет избавиться от повреждений покрытия — полос, сколов, царапин; улучшается внешний вид поверхности металлического сплава; защитный слой после обработки имеет довольно большую толщину. На сегодняшний день существует несколько технологий исполнения этой процедуры. Думайте о безопасности Итак, выполнить этот процесс в домашних условиях можно, но для этого следует быть крайне предусмотрительным и соблюдать технику безопасности. Лучше всего делать это на открытом воздухе. Ведь кислота является очень опасным веществом. И это даже несмотря на то, что вы будете использовать большой концентрат кислоты. Если она попадет на кожу, то вы испытаете неприятный зуд. Но если случайно попадет в глаза, то это может привести к серьезным последствиям. Итак, для работы следует использовать защитную одежду, перчатки и очки. Плюс ко всему, всегда иметь рядом раствор соды или ведро чистой воды. Зачем анодировать алюминиевые поверхности Этот металлический сплав при естественных условиях взаимодействует с кислородом, в результате на поверхности создается защитное покрытие. Слой, обеспечивающий защиту, предотвращает окисление алюминия. Но эти натуральные оксиды являются крайне тонкими и с легкостью могут повреждаться. Решить эту проблему позволяет анодирование. Такая процедура, по сути, улучшает стойкость металлического сплава к неблагоприятным воздействиям извне, придавая изделию более привлекательный вид. После анодирования алюминий не боится коррозии. Пленка, создаваемая при этом на поверхности, характеризуется высочайшей устойчивостью к изнашиванию. Кроме того, покрытие не будет отслаиваться со временем. Читайте также: Цинкование металла своими руками и технологии оцинковки Стоит отметить, что это не нанесение защитного слоя как такового, как в случае покрытия поверхности стали цинком или хромом. Пленка из оксидов при анодировании формируется из самого металлического сплава. Интересно то, что анодирование актуально не только для алюминия, но и для иных материалов магний, титан. Иногда анодирование используется для улучшения декоративных свойств металлического сплава и придания ему конкретного оттенка. Среди расцветок сегодня особой популярностью пользуется темный и светлый золотистый, матовое серебро, жемчужные тона. В промышленности анодирование осуществляется с применением двадцатипроцентного раствора серной кислоты. Но самостоятельное анодирование в домашних условиях с использование кислоты крайне опасно и не очень удобно. Есть и иной вариант, который подразумевает применение составом из хлористого и углекислого натрия. Это обыкновенная соль и сода, которые можно отыскать в любом доме. Рейтинг 2 оценки, среднее 4. Поделиться с друзьями: Вам также может быть интересно.
Анодирование
Анодирование алюминия кроме прочности, долговечности и простоты в уходе, придаёт изделиям эстетику и декоративный внешний вид. Что такое анодированный алюминий и как анодируют алюминиевый профиль Ссылка на основную публикацию. Анодирование – это метод повышения коррозионной стойкости металлического изделия путем формирования слоя оксида на его поверхности. Глубоким, или твёрдым анодированием называют технологический процесс, в результате которого на поверхности алюминиевых сплавов образуется защитный слой толщиной свыше 50 мкм.
Анодированный алюминий, полученный в домашних условиях
Узнайте о принципе и преимуществах анодирования алюминиевого корпуса. Для чего необходимо анодирование Если вас интересует Узнайте, что такое анодирование и анодированное покрытие. Наиболее частой технологией анодирования алюминия является так называемое сернокислое анодирование – по химическому составу анодного раствора (электролита).
анодирование
Попробовав покрыть небольшой участок, получил следующий результат. Участок покрытый лаком получился более насыщенным и ярким цветом. Далее детали были отданы обратно irazor для покраски лаком. И вот что у него в итоге получилось. Фото не высокого качества, но даже на нём видно, что цвет изменился и стал насыщенно-красным.
Получается, что от подготовки поверхности Очень сильно зависит конечный результат, пришли к выводу, что более шероховатая поверхность иначе приламливается свет, чем когда она смочена или покрыта лаком, вследствие чего меняются её отражающие свойства и цвет начинает проявлять себя, как с красками Металик, под лаком она начинает блестеть более насыщено. Ну и для полноты эксперименотов была опробована анодировка алюминиевой трубки, купленной в Леруа, причём продаётся как уже анодированная трубка называется Под серебро так и не покрытая, причём не покрытая, почти в 2 раза дешевле Полируем до зеркала и устанавливаем подвесы-пружинки. Анодируем, причём при расчётах площади и тока учитываем и внутреннюю поверхность трубки ; И снова получаем золотистую плёнку. Вуаля, получаем красивые трубочки для одного интересного изделия ; Трубки не покрыты лаком, внутренняя поверхность тоже анодирована и окрашена получилась.
Итого: Процесс анодирования в Щавелевой кислоте значительно проще и менее вреден чем в серной, щавелевая в разы менее агрессивна к таре и изделию, проще в плане температуры, единственный минус это более высокое напряжение при процессе.
Отдельная тема с анодирование - это ноги амортизационных вилок, а также задние амортизаторы. Гладкость покрытия помогает значительно снизить трение ног вилки о башинги, за счет чего вилка более плавно и ровно страгивается. Именно поэтому многие производители стараются совершенствовать методы анодирования и химические составы. Анодировка придает ногам вилок характерный золотистый цвет, а в современных реалиях почти все производители переходят на черную анодировку. Более того, компания Fox предоставляет покупателям возможность приобрести вилки и амортизаторы с покрытием Kashima, которое является запантетованной технологией анодировки японской компании Miyaki.
Это невероятно прочное, плотное и гладкое покрытие, которое наносится на модели премиальной серии Factory. Пример вилки от RockShox с черной анодировкой на Stinger Genesis За анодировкой вилок и амортизаторов необходим уход, как минимум нужно иметь в виду, что через стертое покрытие на ногах вилки внутрь вилки будет попадать грязь, а сильные царапины будут повреждать башинги и пыльники.
Такая особенность поверхности позволяет производить дополнительную декоративную окраску профиля. Декоративная обработка: окраска профиля " Дизайн Алюминий " предлагает алюминиевый профиль четырех цветов: черный, бронза, серебро, золото. Окончательное уплотнение алюминия. На этом этапе поры закрываются и оксидная пленка отвердевает. Свойства и преимущества анодированного профиля Анодированный алюминиевый профиль обладает рядом преимуществ, а именно: высокие декоративные и износоустойчивые качества; ровная однородная поверхность без сколов и царапин; возможность устойчивого окрашивания профиля в различные цвета; получения защитной пленки различной толщины профиль для помещений имеет толщину оксидной пленки 15 микрон, для улицы - 20 микрон.
Мы ответственно подходим ко всем этапам анодирования нашего профиля. Поэтому готовы поручится за качество нашей продукции. Покупая алюминиевый профиль в компании "Дизайн Алюминий" Вы приобретаете качественную продукцию по хорошей цене!
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. Чтобы продукция получилась прочной, долговечной, износостойкой, нужно закрыть эти поры. Для этого изделие необходимо обработать паром или поместить в специальный холодный раствор, который способен закупорить поры. Если же покрытие будет подвергаться дальнейшему окрашиванию, то именно красящий состав надежно запечатывает поры.
Как правило, анодирование используется для того, чтобы придать не привлекательный внешний вид, а получить прочные, твердые и износоустойчивые изделия, необходимые для многих промышленных сфер. Это прекрасный метод изготовления сверхпрочных алюминиевых деталей, поэтому он получил такое большое распространение. Существует несколько способов нанесения краски: Адсорбционный. Краска наносится сразу же после подъема алюминиевой заготовки из ванной с электролитом, то есть для заполнения образовавшихся пор. Деталь полностью погружается в красящий раствор, который предварительно разогревается до определенного температурного режима.
После чего еще полученное красящее покрытие уплотняется с целью повышения его толщины. Сначала образуется бесцветная защитная пленка, после чего продолжается технологический процесс в кислом растворе солей определенных металлов. Цвет напрямую зависит от того, какой используется компонент.
Какие преимущества дает анодирование алюминия?
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. 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. Преимущества анодированных поверхностей Выдающиеся антикоррозийные свойства.
Анодирование в "домашних" условиях V2. Так же соблюдаем ТБ в плане работ с электричеством, будет использовано повышенное напряжение, опасное для человека! После экспериментов с Сернокислым электролитом и окраской в анилиновых красителях, стал искать варианты менее вредного процесса и вариантов окраски без использования красителей для ткани. Первое что опробовал, это окраску в растворах неорганических солей, стандартно анодируем в сернокислом, после промывки окунаем сперва в раствор Железистосинеродистого калия, с выдержкой несколько минут, промываем и погружаем в Хлорное железо, в итоге деталь окрашивается в синий цвет, такой способ окраски получается более стойкий, в отличии от красителей, более полное наполнение пор, красящий пигмент образуется внутри пор в следствии хим реакции, но так как нужен был голубой цвет, этот вариант отпал сам собой, он проще чем в красителях "варить", НО количество цветов весьма ограничено, и для некоторых требуются дорогостоящие реактивы типа Азотнокислого серебра. Гуглим дальше, был найден патент по окраске анодных плёнок при помощи ступенчатого анодирования при постоянном токе и последующего анодирования переменным, судя по описанию в патенте, можно получить большое количество цветов, причем с очень точной их повторяемостью что весьма сложно при окраске в анилиновых красителях, сложно попасть в тон на нескольких деталях, с каждой окраской падает концентрация красителя в растворе, Ph и тд. По описанию анодирование проводится в двух видах электролитов, в Сернокислом и Щавелекислом, так как хотел уйти от серняги, как более вредной, перешел на Щавелекислый электролит. Но увы, почему-то не удалось получить результат как описывалось в патенте, деталь отказывалась окрашиваться в какой-либо цвет вообще… Зато был собрана установка для анодирования с возможностью перемешивания раствора, его нагрева и охлаждения. Вот такой бурбулятор получился : Бак из титана, холодильник из титана, подогрев осуществляется установкой бака на плитку, охлаждение проточной водой через холодильник. Циркуляция осуществляется Бошевским насосом для системы охлаждения, крыльчатка насоса имеет магнитную муфту, тем самым исключаем протечки по валу или "сжирание" вала крыльчатки. Для более равномерного перемешивания из полипропилена изготовил рассеиватель, насверлив отверстий в трубке.
Технологию применяют, когда важно выполнение следующих задач: Сохранение целостности и равномерности покрытия в процессе эксплуатации срок службы покрытия составляет 20 лет Сопротивление коррозийным процессам на высоком уровне Сохранение внешней эстетики. Покрытие выравнивает царапины, вмятины и другие незначительные дефекты металлической поверхности 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. Анодирование алюминиевых профилей широко использовалось в архитектуре в 1960-х и 70-х годах.
Гидратация стенок усиливается от дна к устью. Большинство исследователей склоняется к мнению, что вода в покрытии химически не связана, за исключением поверхностных слоев, где она входит в состав бемита. Последние называют структурными анионами. Примеси металлов, содержащиеся в сплавах алюминия, в большинстве своем остаются в оксидной пленке железо, медь, кремний, магний, кальций. В цветных оксидных пленках обнаруживаются включения углерода, серы и их оксидные соединения, которые и придают окраску. Большая часть ионов не удаляется из покрытия ни длительной промывкой водой при высокой температуре, ни использованием других растворителей. Такая высокая прочность связи ионов с веществом анодной пленки при отсутствии простых стехиометрических соотношений между внедрившимся ионом и оксидом алюминия свидетельствует о внедрении ионов в элементарные образования пленки. По-видимому, часть анионов удерживается капиллярными силами в порах покрытия, другая часть химически связана со стенками пористого слоя.
С увеличением количества примесей в металле, повышением температуры электролита и плотности анодного тока увеличивается нерегулярность микроструктуры оксидных покрытий - нарушается перпендикулярность роста ячеек и пор, их параметры становятся более неравномерными. Наиболее хаотичная структура наблюдается в пленках, сформированных на алюминиевых сплавах в растворах хромовой и ортофосфорной кислот. Рисунок 6 — Исходная поверхность алюминия до анодирования. Рисунок 7 — Поверхность алюминия с оксидом, после анодирования в сернокислом электролите. Как видно из рисунков 4 и 5 после анодирования на поверхности алюминия исчезают микронеровности, вызванные механической обработкой. При этом формируется плотная пористая оксидная пленка. Если разделить пористый и барьерные слои, то можно увидеть седующую картину рисунок 8 : Рисунок 8 — Пример поверхности алюминия, анодированного промышленным способом: а - реплика пористого слоя, b - реплика барьерного слоя, с - схематичное изображение. Теории образования пленок оксида алюминия при анодировании.
Существуют две теории образования и роста анодно-оксидных покрытий: структурно-геометрическая и коллоидно-электрохимическая. С позиции этой теории при наложении на алюминиевый электрод анодного напряжения т. Наружная часть ячеек в агрессивных электролитах, растворяющих оксид, начинает разрушаться в дефектных местах и превращаться в пористое покрытие. Разрушение барьерного слоя, приводящее к образованию поры, протекает, по мнению одних исследователей, в центре ячейки, по мнению других — в местах стыка ячеек. Таким образом, под влиянием локальных воздействий ионов электролита в барьерном слое зарождаются поры, число которых обратно пропорционально напряжению. Диаметр пор и их число зависят от природы электролита и режима процесса. В поре толщина барьерного слоя уменьшается, и, как следствие, увеличивается напряженность электрического поля, при этом возрастает плотность ионного тока вместе со скоростью оксидирования. Но, поскольку растет и температура в поровом канале, способствующая вытравливанию поры, наступает динамическое равновесие, и толщина барьерного слоя остается практически неизменной.
Размер ячеек увеличивается с ростом формирующего напряжения. Пример ячейки Келлера приведен на рисунке 9. Форма поры у разных авторов разнится - от круглой до "звездочки". Рисунок 9 — Ячейка Келлера. Рост анодно-оксидного слоя происходит на дне образовавшихся пор за счет превращения все более глубоких слоев металла в оксид. В дальнейшем под действием электролита оксид, образующий стенки ячеек, гидратируется. При этом происходит адсорбция воды, анионов электролита и продуктов анодной реакции. Наличие в составе оксидного слоя анионов электролита заставило ученых связать рост и особенности его строения с коллоидной структурой.
С позиции теории Богоявленского рисунок 10 образование анодно-оксидных пленок начинается с возникновения мононов - мельчайших частиц оксида с адсорбированными анионами электролита.