Цель этой статьи — глубоко изучить принцип процесса анодирования алюминия и его рабочий механизм, чтобы обеспечить четкое понимание и руководство для исследователей в инженерных и производственных областях. Что такое анодирование. Анодирование – это метод повышения коррозионной стойкости металлического изделия путем формирования слоя оксида на его поверхности.
анодирование
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.
Functional functional Functional cookies help to perform certain functionalities like sharing the content of the website on social media platforms, collect feedbacks, and other third-party features. Performance performance Performance cookies are used to understand and analyze the key performance indexes of the website which helps in delivering a better user experience for the visitors. 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.
Некоторые металлы покрывают хромом или цинком. В случае алюминия его ничем не покрывают. Эта пленка образуется непосредственно на самом металле сама по себе. Так, к этой процедуре прибегают с целью, придать металлу более декоративный внешний вид, например, тот или иной оттенок. Примечательно то, что цвет анодирования можно изменять. Для этого следует применять анилиновые красители, которые используются при покраске одежды. Если говорить за промышленные технологии, то там анодируют алюминий в растворе серной кислоты 20 процентов. Что касается домашних условий, то данная технология небезопасна, поэтому необходимо использовать другую методику. Применение анодированного алюминия Существует множество сфер использования для достижения абсолютно разных целей. Сейчас рассмотрим их: Основа для окраски. Защищенное покрытие способно удерживать слой краски продолжительное время. Для этого осуществляется соединение органического покрытия с хромовым анодным. Даже если слой краски повредится, его легко восстановить, а самому изделию не грозит коррозия и прочее. Данная технология эффективна при нанесении органических красок. Защита от коррозии. Эта защита способна справляться с воздействием даже соленой воды. В дизайне. Использование специальных красителей можно придавать алюминию абсолютно разные цвета. Благодаря этому изделиям можно придавать красивый внешний вид. Чистые руки. Нередко алюминий используется для создания перил, рукояток, поручней и прочее. Если он будет без анодного покрытия, то на руках могут оставаться следы. Чтобы это исключить все эти детали анодируют, что позволяет держать руки в чистоте. Для достижения таких результатов поры анодного покрытия наполняются. Отражение в проекторах. Технология сернокислого анодирования используется для защиты отражателей прожекторов. Это отражение будет сохраняться годами.
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. Чтобы получить на ней оксидированную поверхность, нержавейку предварительно подвергают процедуре никелирования. Хотя сейчас ведется активная разработка специальных диффузионных паст, на которых оксид будет образовываться без никелевой «подушки». Медь Оксидированию поддаётся плохо, а там, где это требуется, применяют дорогие соли в качестве присадок к электролитам или используют не экологичные фосфатные или оксалатные растворы. На практике этот процесс применяют крайне редко. А также дополнительно придаёт изделиям декоративность, кардинально меняя цвет. Титан очень нетребователен к составу кислот для электролитических реакций — подойдёт практически любая. Серебро Для создания оксидной плёнки на серебре, применяют серную печень — сплав порошкообразной серы с поташом при сильном нагревании без присутствия воды. Впрочем, такой метод нанесения оксидных плёнок применяют и для бронзы, где получаемая плёнка называется искусственной патиной. На серебре обработка таким реактивом способна дать синий и фиолетовый цвета. Но без изменения свойств серебра как металла. Анодирование алюминия Оксидирование этого металл даёт самые широкие возможности с широчайшей сферой применения. Есть много способов образования на поверхности этого металла оксидов, более половины из них связаны с получением цветных ярко окрашенных, поверхностей. Чем отличается анодированный алюминий от обычного — Металлы, оборудование, инструкции 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. Анодирование — что это Под анодированием подразумевается анодное оксидирование. То есть это процесс, в результате которого на поверхности алюминия образуется или появляется оксидное покрытие. Вследствие этого процесса происходит окисление металла. В результате алюминий становится неуязвимым для негативного воздействия извне. То есть окисленное место становится намного прочнее. 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.
Анодированный алюминий
Что такое анодирование алюминиевого профиля. Если обратиться к научным терминам, то анодирование представляет собой процесс создания оксидной пленки на поверхности металлов и сплавов путём их анодной поляризации в проводящей среде. Прежде чем разобраться в технологии, нужно разобраться, что такое анодированный алюминий. Во время процесса анодирования или же анодного оксидирования происходит появление оксидной пленки на поверхности образца за счет химического взаимодействия. Процесс анодирования Процесс, в результате которого, происходит образование на поверхности металла высокопористых оксидных слоев алюминия, этот процесс является электрохимическим. Главная» Новости» Анодированный болт что это. Что такое анодирование и в чем заключаются преимущества анодированных металлоконструкций от не прошедших такую обработку?
Анодирование алюминия: основы
Это принципиально разные процессы. Есть похожий процесс по анодированию титана карбидом титана - получаестся золотая на вид сверхпрочная пленка из карбида титана. Так что само по себе выражение "анодирование" может к золоту ни какого отношения не иметь. Остальные ответы.
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. Чтобы получить на ней оксидированную поверхность, нержавейку предварительно подвергают процедуре никелирования.
Хотя сейчас ведется активная разработка специальных диффузионных паст, на которых оксид будет образовываться без никелевой «подушки». Медь Оксидированию поддаётся плохо, а там, где это требуется, применяют дорогие соли в качестве присадок к электролитам или используют не экологичные фосфатные или оксалатные растворы. На практике этот процесс применяют крайне редко. А также дополнительно придаёт изделиям декоративность, кардинально меняя цвет. Титан очень нетребователен к составу кислот для электролитических реакций — подойдёт практически любая.
Серебро Для создания оксидной плёнки на серебре, применяют серную печень — сплав порошкообразной серы с поташом при сильном нагревании без присутствия воды. Впрочем, такой метод нанесения оксидных плёнок применяют и для бронзы, где получаемая плёнка называется искусственной патиной. На серебре обработка таким реактивом способна дать синий и фиолетовый цвета. Но без изменения свойств серебра как металла. Анодирование алюминия Оксидирование этого металл даёт самые широкие возможности с широчайшей сферой применения.
Есть много способов образования на поверхности этого металла оксидов, более половины из них связаны с получением цветных ярко окрашенных, поверхностей. Чем отличается анодированный алюминий от обычного — Металлы, оборудование, инструкции 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. Анодирование — что это Под анодированием подразумевается анодное оксидирование. То есть это процесс, в результате которого на поверхности алюминия образуется или появляется оксидное покрытие.
Вследствие этого процесса происходит окисление металла. В результате алюминий становится неуязвимым для негативного воздействия извне. То есть окисленное место становится намного прочнее. 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. Теплое анодирование Выполняется эта работа при комнатной температуре от 15 до 20 градусов по Цельсию.
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.
Пленка обеспечивает защиту от окружающей среды и декорирует поверхность, создавая ровный мягкий цвет. Повышается смазка и адгезия сцепление с другими материалами поверхности металла. Анодирующий слой выступает электрическим изолятором, противостоящим электрохимической коррозии. Прочность детали за счет анодирования не повышается.
От чего защищает Коррозия — это самопроизвольное разрушение металла под воздействием внешней среды. Она уменьшает прочность металлических конструкций, может привести к поломкам отдельных деталей и, конечно, ухудшает внешний вид. На воздухе поверхность чистого алюминия как и любого металла довольно быстро окисляется кислородом из воздуха, покрывается тонкой пленкой оксида алюминия. Эта пленка частично защищает поверхность от дальнейшего воздействия внешней среды, но она тонкая и не слишком непрочная. В то же время эта пленка — темно-серая и мутная, она лишает алюминий его естественного блеска, создает ощущение «грязи». Алюминий слабо реагирует с чистой пресной водой или чистым воздухом, особенно с учетом оксидной пленки на его поверхности. Однако, в условиях города воздух и осадки далеки от чистых: они содержат многочисленные газовые примеси особенно вблизи больших промышленных предприятий или автомагистралей , жидкие и твердые частицы особенно медь, железо , соли и щелочи.
Щелочи а также соли ртути, меди и ионы хлора содержащиеся в воздухе особенно опасны для алюминия: они растворяют тонкий защитный слой и вступают с ним в реакцию: металл растворяется с выделением водорода. Кислоты особенно с высокими окислительными свойствами типа серной, соляной, азотной, уксусной разрушают алюминий, образуя его соли.
На поверхности алюминия образуется диэлектрический слой, который может быть усилен эмалью или лаком. Высокую твердость, что особенно важно для мягких алюминиевых сплавов. Прочность на разрыв, улучающую механические характеристики изделия в целом. Устойчивость к окислителям. ООО «Галарс-СПб» имеет возможность подвергать анодированию даже элементы крупных строительных конструкций длиной до шести метров, а также проводить анодное оксидирование медных и стальных изделий, для кратковременной защиты от коррозии. Лицензии и сертификаты Санкт-Петербург, ул. Электропультовцев, дом 7, лит.
Что такое анодированный алюминиевый профиль и для чего он нужен?
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. Он несложен, позволяет получать довольно красивое после окраски в органических красителях покрытие.
Покрытие можно получить практически любого цвета.
Этот процесс также открывает возможности для создания различных оттенков и отделок, что позволяет адаптировать алюминиевые изделия под различные эстетические требования и дизайнерские концепции. Благодаря своей универсальности, анодированный алюминий нашел применение во многих отраслях, включая автомобильную, аэрокосмическую, электронную и строительную. Типы покрытия алюминиевых конструкций Когда дело доходит до алюминиевых конструкций, одним из ключевых аспектов, требующих особого внимания, является их покрытие. Правильно подобранное покрытие может обеспечить не только долговечность и защиту от коррозии, но и придать алюминиевым изделиям эстетическую привлекательность. Наиболее популярны сейчас такие типы покрытия алюминиевых конструкций: Порошковое покрытие - процесс, в ходе которого алюминиевая поверхность покрывается полимерным порошком, обеспечивая высокую стойкость к царапинам, химическим веществам и ультрафиолетовому излучению.
Различные типы покрытия алюминиевых конструкций предлагают широкий выбор свойств и эстетических возможностей, позволяя адаптировать алюминиевые изделия под различные требования и условия эксплуатации. Преимущества анодирования алюминия в сравнении с алюминием без покрытия Процесс анодирования алюминия представляет собой процедуру, которая придает этому металлу ряд непреходящих преимуществ.
Внешний вид часто имеет цвет от темно-серого до угольно-черного, хотя возможны вариации в зависимости от анодируемого сплава.
Общие области применения включают военную технику, промышленное оборудование и кухонную посуду. Материалы, подходящие для анодирования Алюминий Возможно, наиболее часто анодируемый материал, алюминий известен своей совместимостью с процессом анодирования. Оксидный слой естественного происхождения на алюминиевых поверхностях может быть дополнительно утолщен и улучшен за счет анодирования.
В результате получается более прочная, устойчивая к коррозии и эстетически универсальная отделка. Относительно легкий вес алюминия в сочетании с преимуществами анодирования делает его предпочтительным материалом в таких отраслях, как аэрокосмическая, автомобильная и архитектурная. Магний Магний можно анодировать для повышения его коррозионной стойкости, износостойкости и адгезии краски.
Анодирование магния несколько отличается от анодирования алюминия, так как вместо оксидного слоя образуется гидроксидное или оксидно-гидроксидное покрытие. Анодирование магнием часто используется в аэрокосмической промышленности из-за низкой плотности магния и высокого отношения прочности к весу. Однако стоит отметить, что анодированный магний не так устойчив к коррозии, как анодированный алюминий.
Титан Анодирование титана отличается от анодирования алюминия и магния как по процессу, так и по назначению. Вместо того, чтобы стремиться к более толстому оксидному слою для защиты, анодирование титана часто направлено на получение ярких цветов без красителей или пигментов. 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.
В результате их изысканий и удалось создать такой продукт, как анодированный алюминиевый профиль. Поверхностное покрытие тверже чистого металла и даже большинства его применяемых в быту сплавов. 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.
Анодирование: что это такое, применение, процесс
Анодирование – это метод обработки, который изменяет химию поверхности различных материалов, в частности, металлов. это электролитическая пассивация, применяемая для увеличения толщины естественного оксидного слоя на поверхности металлических деталей. В этой статье вы узнаете, что такое анодирование и как происходит нанесения защиты на изделия. Анодирование алюминия — наиболее эффективный способ защиты поверхности профиля от коррозии, исключающий отслоение покрытия и подпленочную коррозию. Анодирование металла выполняется с целью улучшения его прочностных и эстетических качеств, повышения коррозийной устойчивости и срока службы.
Что такое анодирование?
Анодирование – это электрохимический процесс, при котором поверхность алюминия превращается в оксидный слой., который тверже и долговечнее, чем исходный металл. Что такое анодирование? (классический процесс / ClassicELOX™). В отличии от всех остальных гальванических процессов, анодирование – процесс преобразования поверхности алюминия, при котором происходит конверсия поверхностных слоев алюминия в оксид. Наиболее частой технологией анодирования алюминия является так называемое сернокислое анодирование – по химическому составу анодного раствора (электролита). Что такое анодирование и зачем оно нужно?
Подробно об анодировании-нужно ли анодирование на деталях из алюминия? Важно знать про анодирование
Кстати диаметр "трубочек"сильно зависит от температуры анодирования: чем холоднее, тем он меньше. А чем тоньше "трубочки", тем прочнее пленка, из них состоящая! Но не всегда пленка имеет такой вид. Если анодный слой у нас получился рыхлый, непрочный, в основном, из за завышенной температуры процесса то и смотрится он совсем по другому: Зарегистрируйте блог на портале Pandia. Бесплатно для некоммерческих и платно для коммерческих проектов. Регистрация, тестовый период 14 дней. Условия и подробности в письме после регистрации. Царапины сделаны ногтем- настолько мала прочность анодного слоя: Точность выдерживания техпроцесса анодирования прежде всего - температуры! А значит - и высокой прочности анодного слоя! Два процесса анодирования.
Есть два основных, отличающихся друг от друга процесса анодирования. Коренным образом их отличает лишь температура процесса. Хотя она, эта температура, влияет настолько сильно, что в итоге получаются очень разные результаты. В случае "теплого" процесса размеры "трубочек" велики, что ведет к двум следствиям: во первых анодный слой получается не очень прочным и твердым - это минус. Но во вторых - в "трубочки" большого диаметра легко ввести краситель, мельчайшие частицы которого еще проходят в эти "ворота". И таким образом - окрасить слой в любой цвет. Причем, что интересно: в качестве красителя применяются самые обычные анилиновые красители. Те, которыми красят джинсы и пасхальные яйца! К тому же существует очень простой способ обеспечить водостойкость подобного окрашивания.
Достаточно лишь просто поварить окрашенную деталь в том же красителе, или после окраски обработать паром. При этом верхушки "трубочек" закупориваются, оставляя краситель запертым внутри. После этого - вода уже не в силах вымыть краситель из анодного слоя. Несмотря на то что сам по себе краситель- водорастворим. Ну и что еще надо отметить - относительная "крупнотрубочность" слоя - это прекрасная основа для сцепления с краской или клеем. Такие детали можно красить нитро - или даже эпоксидными красками. Результат получается очень эстетичный и надежный в плане защиты от коррозии. Краска держится очень прочно. Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: Вы можете открыть свой мини-сайт на портале Pandia для коммерческого проекта.
Для этого деталь погружают в кипящую воду либо в емкость со специальным составом. Закрепления не требуется, если изделие будет окрашиваться. Закрепителем в этом случае выступит краска, которая держится намного лучше на пористой поверхности. Применение анодированного металла Процесс анодирования увеличивает стоимость изделия, поэтому в некоторых случаях можно сэкономить, купив алюминиевый профиль без защитного слоя. Однако в некоторых случаях лучше выбирать материал с защитным покрытием, например: Если материал будет использован для монтажа уличных сооружений, которым требуется защита от коррозии. Для обеспечения надежной защиты толщина слоя на поверхности деталей должна быть не меньше 15-25 мкм. Если необходимо обеспечить отражающие свойства, поскольку в результате анодирования поверхность алюминия становится блестящей. Такая потребность возникает, например, при производстве нагревательных рефлекторов, прожекторов и многих других приборов.
Он должен обладать максимальным уровнем устойчивости. Если металл обладает способностью образовывать сразу несколько оксидов, это может привести к тому, что пленка просто начнет трескаться и не появится защитного эффекта. Кроме того оксидная пленка на поверхности металлов должна обладать пористой структурой. Это необходимо для того, чтобы электролиты лучше в нее проникали. В результате получается, что лишь небольшая часть всех, имеющихся на земле металлов, способны удовлетворять, данным параметрам. К ним относятся алюминий, тантал, титан.
Образующаяся пленка толщиной от 1 до 200 мкм защищает металл от коррозии, повышает антифрикционные и электроизоляционные свойства и служит хорошей основой для лакокрасочных покрытий. Анодирование иногда сопряжено с окраской. Некоторые детали могут быть обозначены как жёстко анодированные англ. Это означает получение после анодирования более жёсткой поверхности, по сравнению с обычным алюминием. Как правило цвет полученной поверхности тёмно-коричневый или чёрный. Например, некоторые колёсные обода подвергаются этому процессу для получения более прочной боковой поверхности для торможения, а также для усиления обода в районе отверстий для спиц. К сожалению, анодированная поверхность обладает гораздо худшими сцепными свойствами по сравнению с обычным алюминием, а также становятся совершенно неприглядными со стёртой тёмной анодированной плёнкой в ходе эксплуатации. Также, жёсткая поверхность является более хрупкой. Это может повлечь за собой появление трещин вокруг отверстий для спиц. Однако анодирование может производиться без серной кислоты, с использованием таких всегда имеющихся в домашнем хозяйстве химических соединений, как кислый углекислый натрий питьевая сода и хлористый натрий поваренная соль. Для приготовления электролита готовят раздельно два насыщенных раствора питьевой соды и поваренной соли в кипяченой воде комнатной температуры. Для получения насыщенных растворов количество соды и соли берется избыточное, растворение ведут не менее получаса, время от времени помешивая растворы стеклянной палочкой.
Анодирование алюминия: каким бывает и какие результаты дает
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.
Химия и физика процесса. Как вы думаете, для чего железо ржавеет? Именно, не "почему" а "для чего"? Детский, казалось бы вопрос.
Ответ вам покажется не менее странным: для того чтобы не ржаветь дальше! Дело в том, что скорость коррозии железа или стали, находящейся в агрессивной среде, очень сильно зависит от толщины слоя окисла. В начале процесса скорость очень высока, но по мере роста слоя ржавчины скорость "разъедания" металла падает в десятки и сотни раз. Потому то и стоят всевозможные морские сооружения десятилетиями, ржавые сверху донизу. Металл, ржавея, сам пытается заботиться о себе. Это явление справедливо не только для железа, но и для других металлов.
Чем толще слой окислов на поверхности металла, тем медленнее развивается коррозия. Правда не всем металлам повезло так же, как и железу: некоторые из них не умеют наращивать толстый слой окислов. Такими недостатками обладает, например, алюминий. С одной стороны, окисная пленка вырастает на его поверхности просто моментально, гораздо быстрее чем на железе. Именно поэтому алюминий так трудно паять! Но с другой стороны - эта пленка никогда не бывает толстой.
Из за малой своей толщины она непрочна и неустойчива. По сути, она постоянно разрушается снаружи, и постоянно же нарастает внутри в процессе коррозии. Увы, за счет потери массы основной детали. Надо заметить, что на коррозионностойкость металла влияет не только толщина окисной пленки, но и ее структура и плотность. Плотная, твердая пленка лучше защищает металл чем мягкая и рыхлая. Таким образом, если создать на поверхности металла толстую и плотную окисную пленку, пто можно предотвартить появление коррозии окисления.
Именно это и получается в процессе анодирования алюминия. Причем, самые толстые и механически прочные пленки получаются именно при низкотемпературном толстослойном анодировании, которое мы и будем пытаться воспроизвести. В процессе анодирования на поверхности металла выделяется кислород и нарастает слой оксида алюминия Al2O3 — корунд. Когда его толщина становится достаточной, деталь заметно меняет окраску, приобретая выраженный темный оттенок. Это и служит сигналом к окончанию процесса. Вблизи качественный "холодный" анодный слой выглядит вот так: Хороший, твердый и качественный слой на микроуровне напоминает множество вертикальных трубочек, сросшихся друг с другом стенками.
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.
Как известно, этот металл, обладая такими уникальными свойствами как сочетание легкости и прочности, имеет повышенную восприимчивость к коррозии. Данная технология разработана и для целого ряда других цветных металлов: титана, магния, цинка, циркония и тантала. Некоторые особенности Изучаемый процесс, помимо изменения микроскопической текстуры на поверхности, также изменяет и кристаллическую структуру металла на границе с защитной пленкой. Однако при большой толщине анодированного покрытия сам защитный слой, как правило, обладает значительной пористостью. Поэтому для достижения коррозионной устойчивости материала требуется его дополнительная герметизация.
Вместе с тем толстый слой обеспечивает повышенную износостойкость, гораздо большую по сравнению с красками или другими покрытиями, например, напылением. Вместе с повышением прочности поверхности она становится более хрупкой, то есть более восприимчивой к растрескиванию от теплового и химического воздействия, а также от ударов. Трещины анодированного покрытия при штамповке — отнюдь не редкое явление, и разработанные рекомендации тут не всегда помогают. Изобретение Первое документально зафиксированное использование анодирования произошло в 1923 году в Англии для защиты от коррозии деталей гидросамолета. Изначально применялась хромовая кислота. Позднее в Японии была использована щавелевая кислота, однако сегодня в большинстве случаев для создания анодированного покрытия в составе электролита применяется классическая серная кислота, что значительно удешевляет процесс. Технология постоянно совершенствуется и развивается. Алюминий Анодированное покрытие выполняется для повышения коррозионной устойчивости и подготовки к покраске.
А также, в зависимости от применяемой технологии - либо для увеличения шероховатости, либо для создания гладкой поверхности. 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.