Холодное анодирование характеризуется скоростью образования окисной пленки: она гораздо выше, чем скорость растворения металла с внешней стороны. Поэтому была разработана технология анодирования – это процесс, в результате которого образуется оксидная пленка Al2O3.
Анодированный алюминий
Что такое анодированный алюминий? Что такое анодирование и для чего оно нужно - разберем в данной статье. 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. В данной статье мы расскажем вам о том, что такое анодирование, объясним основные понятия и способы анодирования, расскажем о плюсах и минусах метода, а также о том, когда используют анодирование | Статьи ГК Интерстилс в Находке. Анодирование алюминия и зачем оно нужно, где применяют анодированный металл, технологии твердого, теплого и холодного анодирования, различия методов и характеристик получаемых покрытий. Что такое анодирование?
Что называют анодированием и зачем его применяют
Этот метод широко применяется в различных отраслях промышленности и имеет огромное значение в нашей повседневной жизни. Давайте более подробно рассмотрим этот процесс и его преимущества для таких элементов, как алюминиевые конструкции. Принцип анодирования состоит в подвержении алюминиевой поверхности электрохимическому воздействию, в результате которого образуется оксидный слой. Этот слой обладает рядом высокоценных свойств, делающих его непревзойденным материалом для множества приложений. Главные цели процесса: Однако преимущества анодирования алюминия не ограничиваются только защитными свойствами.
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.
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.
Также очень важно контролировать зажим и электрический контакт детали с подвеской. Кроме серной кислоты в качестве электролита при анодировании могут использоваться другие вещества и соединения: щавелевая кислота; ортофосфорная кислота. Технология процесса при этом не изменяется. Конечной целью при выборе электролитической среды является получение слоя с определёнными физическими характеристиками перед повторным окрашиванием. У деталей, обработанных таким способом, есть две отрицательные особенности: Не очень высокий показатель антикоррозионной стойкости. Контактируя с химически агрессивной средой или металлом, анодированный слой подвергается воздействию кислорода. Невысокая степень защиты от механических воздействий. Острым наконечником вполне реально нанести анодированному слою механическое повреждение. Процесс тёплого анодирования состоит из шести этапов: очистка поверхности детали от жира.
Слои плёнки, полученной методом теплого анодирования, получаются исключительно красивыми. Такой алюминий лучше использовать в конструкциях, не подвергающихся резким внешним воздействиям. Кроме того, анодированный слой является отличной основой для повторного окрашивания из-за высочайшего показателя адгезии красителей.
В процессе поверхность металла может быть окрашена. Данный метод позволяет добиться более толстого и прочного защитного слоя. Процесс анодирования в сернокислом электролите подразумевает снижение температуры до — 10С. В зависимости от состава сплава металл приобретает тот или иной цвет. Покрытие металла после анодирования становится невероятно прочным и износостойким.
Процесс анодирования алюминия
Низкотемпературная плазма, образующаяся в непосредственной близости от металла под оксидом, является источником анионов кислорода, необходимых для образования оксида. При анодировании в газовой плазме оксид образуется в результате диффузии анионов кислорода из плазмы. Слайд 6 Описание слайда: Комбинация уникальной пористой структуры с высокой температурной, механической и химической стабильностью делает пленки анодированного оксида алюминия привлекательным материалом для различных применений в области фильтрации и разделения смесей, хранения информации, в сенсорике и для синтеза одномерных наноструктур. Комбинация уникальной пористой структуры с высокой температурной, механической и химической стабильностью делает пленки анодированного оксида алюминия привлекательным материалом для различных применений в области фильтрации и разделения смесей, хранения информации, в сенсорике и для синтеза одномерных наноструктур. Слайд 7 Описание слайда: Мембраны анодированного оксида алюминия АОА обладают однородной пористой структурой с гексагональной упаковкой цилиндрических каналов и узким распределением пор по размерам.
Для поддержания нужной силы тока может не хватить напряжения, выдаваемого вашим блоком питания с понижением температуры електрическое сопротивление электролита сильно возрастает. А советовать Вам делать блок питания с высоким 80-100 вольт выходным напряжением, я не буду- такое напряжение уже опасно для жизни. Потому вот я и не советую работать с электролитом ниже -10 градусов. В этих пределах нарастает плотный, окрашенный, красивый анодный слой.
Я бы весьма рекомендовал плотность тока 2.. Просто это- мой любимый режим. Мне он кажется наиболее надежным. По многим соображениям, о которых тут не буду распространяться. Ведь, напомню, пленка не только нарастает изнутри, но и растворяется снаружи. И, если скорость роста мала- большой толщины слоя вы не дождетесь, процесс анодирования превратится в процесс банального травления металла. В том смысле, что чем больше размер площадь катода пластина из свинца - тем лучше. Лучше потому что это обеспечит весьма «мягкий», равномерный режим распределения плотностей тока по поверхности обрабатываемых деталей, особенно больших.
Эта самая «равномерность» весьма важна для уменьшения проблем с возможными «прогарами»и растравами деталей. Чисто практически, площадь катода рекомендуется хотя бы в 2 раза больше, чем площадь анода-детали. При этом, если лист свинца положен на дно ванны, его нижняя поверхность- не считается, поскольку почти не работает. Таким образом, рекомендую катодную плотность тока вдвое меньшую, чем анодную. Важна лишь плотность тока. Но чисто практически, исходя из того что цепь наша имеет ненулевое электрическое сопротивление, нам потребуется довольно приличный вольтаж нашего блока питания. Причем, очень желательно- чтобы блок питания имел несколько выходных напряжений, ну хотя бы два. Физически это- лишь отвод от середины вторичной обмотки трансформатора.
У меня хорошо зарекомендовал себя вариант с 25 и 50 вольтами на выходе. Кстати, вы в курсе, что напряжение без нагрузки, и напряжение под нагрузкой у блока питания- это две большие разницы? Под нагрузкой напряжение всегда падает «проседает». И большая разница этих напряжений говорит о слабости трансформатора. Как правило, при этом, он трансформатор еще и сильно греется. А значит- его надо менять на более мощный. А вот если напряжение вашего трансформатора при отдаче ампер так 10-15 «просело» лишь на пару вольт- это нормально. И греться сильно он не будет… Почему я хочу купить кондиционер?
Соблюдение токового режима при анодировании- дело не особо хитрое. Крути себе реостат, да поглядывай на амперметр… А вот с температурным режимом- все намного сложнее. Пока что я просто перед анодированием охлаждаю 4-5 канистр с электролитом в бытовом морозильнике, и провожу анодирование при постоянном росте температуры. В смысле, залил я раствор с -10 градусной температурой, включил ток… и поползла температура вверх! А что же вы хотите- там весьма солидное тепло выделяется по ходу дела…. А потом- электролит сливаю в канистры обратно, и по второму кругу в морозильник! Нудно, спросите? Не то слово!
Вот потому то моей голубой мечтой является изготовление некой холодильной установки, способной охлаждать електролит прямо в ванне, по ходу процесса! Как это и принято в заводской практике! И, наверное, самым простым путем тут будет переделка оконного небольшого! Сделать в ванне двойную стенку, залить туда ТОСОЛ, и в него поместить трубку охладителя… Ну или еще проще- гонять холодный воздух по тому «двойному дну». Думаю, что таки сооружу подобную «установку», тем более, что оконный кондиционер и невелик, и не особо дорог… Типичные ошибки процесса. В рамках этого сайта я описываю «холодную» технологию анодирования, в результате которой, покрытие получается очень твердое, достаточно толстое, самоокрашивающееся, с высокой коррозионной защитой. И выглядит примерно так: Поэтому, в случае отклонения процесса в какую либо сторону от именно этого варианта, я буду называть результат браком. Хотя даже и такое бракованное покрытие- вполне честный вариант анодирования, дающий тоже неплохую защиту и приличный внешний вид.
Итак, речь пойдет о типичных ошибках и «как с ними бороться». На самом деле их не так уж и много. Попробую перечислить их по порядку: 1 — Температура процесса слишком низкая. Вы не можете добиться правильной плотности тока на детали анодной плотности тока. Несмотря на то, что реостат выкручен по максимуму и напряжение, идущее с блока питания- максимально. В результате малой плотности тока покрытие растет очень медленно, и оно- бесцветно. Проблема в том, что при очень низкой температуре элекрическое сопротивление электролита сильно возрастает, вследствии чего вашего напряжения 25-50 вольт недостаточно для получения «правильной» плотности тока. У вас есть 2 пути решения: или поднять напряжение вольт так до 60-100 опасно!!!
Я бы советовал второй вариант. Плотность тока правильная, а вот твердость анодного слоя слабовата, да и окраски у него по сути нет. Так себе, легкий мутновато-молочный оттенок… Дело в том, что температура- важнейший показатель процесса. И при превышении порога допуска, процесс изменяется качественно. Из «холодного» он становится «теплым». Со всеми вытекающими: бесцветная и не слишком толстая и твердая пленка. Даже уже полученный «холодный слой», при этом разрыхляется и постепенно растворяется. Окраска исчезла не полностью, но пленка потеряла всякую прочность.
Царапины от ногтя: 3 — Анодная плотность тока мала. Анодный слой растет медленно, он бесцветен. Хотя и прочен вполне. Дело в том, что окрашенность у анодного слоя появляется скачкообразно, примерно с анодной плотности тока в 1,5.. При меньшей- слой получается бесцветным, а вернее- слегка мутно-белым. И хоть прочность такого слоя не так уж и плоха, мы ведь хотим еще и эстетики? В качестве небольшого запаса надежности. Вдруг вы ошиблись при подсчете площади поверхности детали?
Хочется чтобы процесс шел быстро- потому вы подняли ток выше нормы. Но вас преследуют частые «пробои» и растравы то детали, то зажима подвески. Это явление называется «прогар». Вот почему это происходит: Прогар — отчего он происходит? В принципе, при очень интенсивном перемешивании электролита, и как следствии — хорошем отводе тепла от детали, допустимы большие плотности тока. Это сокращает время процесса, и позволяет нарастить особо толстый анодный слой. В промышленности возможен даже вариант с 2мм слоем анода. Так обрабатывают рабочую поверхность цилиндров судовых двигателей.
Для этого там имеют место во первых, супер качественное охлаждение детали в процессе анодирования, во вторых- напряжение анод-катод в сотни вольт. Но ни то, ни другое мы позволить себе не сможем, к сожалению. И в итоге, из за естественной концентрации тока на углах и концах детали, деталь наша будет иметь зоны местного перегрева. А такие зоны нагревают окружающий электролит. А нагретый электролит имеет значительно более низкое электрическое сопротивление. Значит весь электрический ток устремляется именно в перегретую зону, перегревая ее этим еще больше! Кроме того, теплый электролит интенсивно растворяет анодный слой! В зоне перегрева начинается такой себе мини-процесс в «теплой» интерпретации.
В течении нескольких секунд, такая микрозона перегрева полностью оголяется до белого метала, и через нее начинает течь ток, в разы больший нормального. За пару минут деталь может раствориться наполовину! И все вышеуказаные проблемы- из за недостаточного перемешивания электролита! Таким образом, я не слишком советую большую плотность тока. В том смысле, что площадь поверхности свинцового катода мала, в сравнении с площадью поверхности обрабатываемой детали. Это не самая большая проблема, если вы обрабатываете маленькие детали, расположенные далеко от катода в разных концах ванны. Но вот, если вы станете анодировать тот же рессивер, в ванне не слишком больших габаритов, то начнутся проблемы. Появится высокая склонность к прогару и растравливанию детали.
Дело в том, что малые размеры катода способствуют неравномерному распределению силовых линий тока по поверхности детали. А это и приводит в итоге к повышенному риску прогара. Мой совет: площадь катода должна быть хотя бы в 2 раза больше чем площадь детали. В этом случае, получится достаточно равномерное распределение тока на поверхности детали. В идеале- лучше всего иметь свинцовую «облицовку» по всем стенкам и дну ванны. Не удается добиться правильной силы тока, а самое главное,- при подаче тока на деталь, пузырьки кислорода идут не с ее поверхности, а с поверхности зажима. Ну или- вообще не идут. Чисто електрическая проблема.
Возникшая, скорее всего, от вашей лени сделать качественный зажим. Всяческие варианты с обматыванием детали алюминиевой проволокой, имхо, ненадежны. Зажим должен быть струбциноподобным, с резьбовой контактной шпилькой-электродом из алюминия. Только такая конструкция позволяет с достаточной силой прижать електрод к детали, обеспечив тем самым, надежный электрический контакт. Возможна и еще одна причина- точка контакта шпильки-электрода на зачищена наждачкой. Надо перед каждым анодированием обязательно зачищать точку контакта. Алгоритм правильного режима анодирования: 1- Вы аккуратно подсчитали площадь поверхности детали, и правильно вычислили необходимую силу тока. Диаметр пузырьков крайне мал, их общее течение напоминает скорее струйки дыма, чем собственно пузырьки.
Для полного понимания вот вам фото «правильного» течения процесса: 4- Длительность процесса контролируется в общем то визуально по цвету детали, но в среднем равна 20-30 минутам для мелких деталей заглушки и т. Подготовка под анодирование. Есть несколько специфичных тонкостей, которые надо знать, чтобы подготовить детали к анодировке. Легко подсчитать, что при толщине слоя 0,05 мм, болту в гайке станет теснее на 0,2 мм. Шлифовать тем или иным способом деталь уже анодированную почти невозможно- твердость покрытия как у керамики. Да и крайне неэстетично обдирать часть покрытия, открывая, к тому же, дорогу коррозии… Значит единственный способ- обеспечить «запас» до обработки. Плоские участки можно подогнать напильником и шкуркой. Ну а у резьбы, как показывает практика, достаточно легко шлифовать лишь самую вершину резьбы- именно ей «становится тесно».
Это можно сделать очень мелкой наждачкой. Во первых сильно выигрывает эстетика, во вторых снижается вероятность «прогара» при анодировании. Хотя, на самом деле, не так этот прогар и страшен.. Надо отметить что дефекты поверхности анодный слой не маскирует- они будут видны и на обработанной детали. Не советую держать ее в горячем едком калии или натрии, как рекомендуют заводские технологи- это заметно портит чистоту поверхности. Лучше пользоваться куском хозяйственного мыла и зубной щеткой- детали мелкие, работа нас не пугает… 4 — Очень эффективно обезжиривает стиральный порошок: достаточно растворить его в горячей воде, залить в пластиковую емкость, высыпать туда детали и хорошенько потрясти посудину. Но есть одно НО: после промывки детали надо тут же высушить горячим воздухом, иначе дюраль интенсивно окисляется! Видимо, стиральный порошок уж очень агрессивен!
Тончайший слой жира с пальцев рук- не помеха. Он моментально окисляется кислородом при первых секундах анодирования и всплывает в виде черных хлопьев… Вот и все. Этого вполне достаточно. Самодельная установка для анодирования. Тут я постараюсь подробно описать устройство всего необходимого оборудования. С некоторыми рекомендациями по изготовлению. Ну и, по возможности, с фотографиями. Замечу, установка пригодна для анодирования деталей с площадью поверхности примерно до 7-8 дм2.
На практике этого хватит для ресиверов ружей 70-90 см. Итак, приступим: Гальваническая ванна. Ванна, скорее всего, понадобится даже не одна. У меня их, например, три. Одна- для обработки всяких маленьких деталей, другая- для недлинных труб до 60 см , третья- для длинных труб 70-90 см. Замечу, для работы с последней, нужен весьма мощный блок питания, до 20-30 ампер при 50 вольтах. Материал для изготовления ванны может использоваться разный, можно даже использовать нержавейку или алюминий. Но эти ванны придется тщательно мыть после использования.
Толстое анодное покрытие сложно отличить от сплошного металла, если внутри изделия есть пустоты. Для этого нужно специальное оборудование. Защитная пленка из окиси алюминия на поверхности алюминия образуется сама собой в атмосферных условиях. Ее можно сделать более толстой путем анодирования, поместив алюминиевую деталь раствор поваренной соли и соды и проложив к алюминевой детали отрицательное напряжение.
Предпринимаются порой специальные усилия, чтобы избавить на время металлические изделия от этой пленки, к примеру, перед сварочными работами. Однако специалисты заметили, что подобный слой наряду с отрицательными несет и определенные положительные свойства. 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.
3 способа анодирования металла
это процесс создания на поверхности алюминия защитной оксидной пленки путем погружения в раствор электролита и воздействия на металл током анодного заряда. Анодирование в компании Галарс-СПб, технология процесса, преимущества анодирования. Что такое анодированный алюминий и как анодируют алюминиевый профиль Ссылка на основную публикацию. это электролитическая пассивация, применяемая для увеличения толщины естественного оксидного слоя на поверхности металлических деталей.
Анодированный алюминий, полученный в домашних условиях
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.
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.
Во многих случаях конструктивный анодированный профиль имеет окрас под натуральное серебро или оформлен в изысканном черном цвете — что и позволяет почти всегда определить факт анодирования. После такой обработки материал становится намного долговечнее и химически стабильнее.
Специалисты отмечают также, что его использование безопаснее, чем применение традиционных сплавов без дополнительного покрытия. Установлено, что анодированный профиль легче поддерживать в чистоте и порядке. Он отлично сопротивляется даже воздействию высокой влажности и другим неблагоприятным факторам. Технология производства Само название «анодирование» связано с тем, что в рабочем процессе покрываемая специальной пленкой деталь как раз и оказывается анодом. Подавляющее большинство технологов выбирает использование в качестве основной среды разбавленной серной кислоты. Также обычно подразумевается применение постоянного тока. Его сила должна составлять от 1 до 2,5 А на 1 дм2, в то время как при использовании переменного тока нужна уже сила от 3 А на 1 дм2. Стандартная рабочая температура достигает 20-22 градусов. Отклонение от нее должно быть мотивировано особыми соображениями.
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.
Зарождение мононов происходит в результате встречи потоков ионов. Мононы - зародыши будущих мицелл. С увеличением числа мононов они превращаются в полиионы - волокнистые палочкообразные мицеллы коллоидной степени дисперсности, которые образуют скелет ориентированного геля оксида алюминия.
В него внедряются анионы электролита, теряя частично при этом свою гидратную оболочку. Адсорбция анионов и воды, осуществляемая по межмицеллярным порам, обуславливает отрицательный заряд монон и мицелл, заставляя их плотно прижиматься к аноду и сращиваться с металлом, препятствуя слиянию мицелл в беспористый слой. Поры при таком рассмотрении представляют собой естественное межмицеллярное пространство.
Наряду с процессами образования мицеллярных слоев с участием анионов протекают сопряженные процессы растворения образующегося оксида. Рисунок 10 — Иллюстрация теории Богоявленского. Интересно отметить, что размеры ячеек Келлера близки размерам мицелл геля Al OH 3.
Толкование механизма роста анодной пленки с позиций коллоидной химии позволяет объяснить внедрение в ее структуру анионов и катионов электролита и отдельных составляющих оксидируемого сплава. При этом сопряжение процессов образования оксида и его растворения в электролите также учитывается коллоидной теорией. Теперь следует заметить, что структура анодированного алюминия, на самом деле, может быть весьма далека от идеальной, описанной в теории.
В частности теория говорит о правильных гексагональных ячейках, в центре которых находится одна пора. На самом деле, получить такую структуру можно только специальными методами, например, многостадийным анодированием в определенных режимах. Примеры таких "правильных" покрытий приведены на рисунке 11.
Более глубокое описание наноструктурированного аноднооксидного будет приведено ниже. Рисунок 11 — Примеры идеальных и близких к идеалу ячеек пористого слоя в аноднооксидном покрытии на алюминии. Чаще же можно наблюдать более "грязные" варианты.
Примеры их были показаны в начале статьи. Кроме этого, теории не предполагают возможности ветвления пор, что наблюдается в действительности. Рисунок 12 — Пример ветвления пор 4.
Особенности роста оксида алюминия при анодировании. Формирование оксидного слоя протекает на дне пор, где препятствием для прохождения электрического тока служит только тонкий барьерный слой, толщина которого практически не меняется в процессе обработки. С этой точки зрения можно наращивать толщину оксидного слоя без существенного увеличения напряжения на ванне.
Обычно анодирование проводят при постоянном токе в гальваностатическом или потенциостатическом режиме. Слайд 4 в водных растворах электролитов; в расплавах солей; в газовой плазме; плазменно-электролитическое оксидирование. Слайд 5 Описание слайда: При анодировании в газовой плазме оксид образуется в результате диффузии анионов кислорода из плазмы. При анодировании в водных растворах продукт представляет собой ориентированный электрическим полем полимеризованный гель оксида металла.
Низкотемпературная плазма, образующаяся в непосредственной близости от металла под оксидом, является источником анионов кислорода, необходимых для образования оксида.
Чем отличается анодированный алюминий от обычного
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. При анодировании защитная пленка из окислов образуется из самого защищаемого металла.
Похожие записи
- Анодирование алюминия: что это за процесс? | «СЦ Метопттрейдинг»
- Что такое анодированный алюминий
- Плюсы и минусы анодирования
- Анодированный алюминий
- Анодирование в "домашних" условиях V2.0 — Сообщество «Сделай Сам» на DRIVE2
Технология анодирования металла, способы покрытия
Поэтому была разработана технология анодирования – это процесс, в результате которого образуется оксидная пленка Al2O3. Что такое анодирование. Анодирование – это метод повышения коррозионной стойкости металлического изделия путем формирования слоя оксида на его поверхности. О сервисе Прессе Авторские права Связаться с нами Авторам Рекламодателям Разработчикам.
Анодирование алюминия: что это за процесс?
Узнайте о принципе и преимуществах анодирования алюминиевого корпуса. Что такое анодирование? Анодирование – электролитический процесс, который приводит к росту толщины естественных оксидов на поверхности изделия. 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.
Что такое анодирование?
А это очень важно для изделий с последующей декоративной обработкой. Так, инженерные исследования и опыты привели к изобретению способа электрохимического образования оксидной пленки на поверхности алюминия и его сплавов, который получил название анодное оксидирование алюминия, — это ответ на вопрос «что такое анодирование». Анодированный алюминий очень широко применяется в различных областях. Галантерейные изделия с декоративными покрытиями, металлические оконные и дверные рамы, детали морских кораблей и подводных аппаратов, авиационная промышленность, кухонная посуда, автомобильный тюнинг, строительные изделия из алюминиевого профиля — далеко не полный перечень. Как происходит процесс анодирования?
Вся процедура состоит из трех этапов работы: подготовки металла, его химической обработки и закреплении покрытия на поверхности. Предлагаем подробнее рассмотреть каждую из указанных фаз на примере обработки такого материала как алюминий: Подготовительный этап. Профиль из металла очищается механическим путем, после чего шлифуется и обезжиривается. Сделать это необходимо для того, чтоб покрытие крепко зафиксировалось на основе.
Далее в действие вступает применение щелочей. Деталь помещают в раствор на некоторое время для травления, после чего перекладывают в кислотную жидкость, где алюминий осветляется. Завершающей стадией анодной подготовки является полная промывка деталей от остатков щелочи и кислоты. Химическая реакция.
Заготовленное изделие кладут в электролит. Он представляет собой раствор из кислоты, к которому подключено воздействие тока. Анодируемый материал чаще всего обрабатывают с помощью серной кислоты, а для достижения расцветки применяют щавелевый ее аналог. Успешный результат достигается при правильных показателях температуры и плотности тока.
Твердое анодирование предполагает использование низких температур, если же цель — получить мягкую и пористую пленку — показатели повышают. Этап фиксирования покрытия. Полученные алюминиевые детали с образовавшейся на них пленкой имеют пористый вид, поэтому их необходимо упрочнить. Для этого применяется несколько методов: окунание изделия в горячую воду, обработка паром или холодным раствором.
Статья по теме: Патинирование или как состарить металл Читайте также: Преимущества и недостатки технологии гидроабразивной резки При дальнейшей цветной окраске изделия нет необходимости производить закрепление анодирования. Существующие лакокрасочные материалы отлично ложатся на пористую поверхность, образуя прекрасное сцепление с ней. Стоит отметить, что таким анодированием покрывают металлы на промышленных предприятиях. Особо прочный тип покрытия реально получить при твердом типе процедуры.
Данный материал применяется в автопроизводстве, строении самолетов и строительстве. Что такое анодирование Как анодировать алюминий? Анодирование- это такой процесс, при котором получают слой оксидной пленки на поверхности алюминиевой детали. В электрохимическом процессе покрываемая деталь играет роль анода, поэтому процесс и называется анодированием.
Самый распространенный и простой способ — в разбавленной серной кислоте под воздействием электрического тока. Как работает анодирование Чтобы понять, что это — анодированный алюминий, нужно чуть подробнее остановиться на том, как образуется защитная пленка. Большинство металлов защищают либо протекторами, либо изоляторами из сплавов и соединений, более стойких к кислороду и влаге. Анодированный защитный слой представляет собой обычный окисленный алюминий Al2O3, но не в виде мягкой аморфной микропленки, которая всегда присутствует на его поверхности, а как кристаллическая структура, по свойствам напоминающая корунд или шпинель.
Анодированная пленка отличается следующими характеристиками: Микрокристаллическая структура; Наличие огромного количества пор в поверхностном слое анодированной пленки и сверхплотная и прочная структура в основании; Невероятно прочное сцепление окисленного слоя с металлом. К сведению! При точном соблюдении технологического процесса четкой границы между металлом и анодированной пленкой не существует. Сложная сетка из микрокристалликов плавно переходит в металл без четко очерченной границы.
Что это означает? Это значит, что пленка из анодированного алюминия не отслоится от основы при любых нагрузках и через 40 лет, тогда как никелевое или лакокрасочное покрытие со временем медленно отслаивается от алюминиевой матрицы. В зависимости от выбранных условий получения анодированной поверхности технология позволяет получить несколько вариантов защитного слоя. Сверхтонкая окисленная пленка упорядоченной структуры при толщине в 10-25 мкм на поверхности алюминиевого зеркала даже не просматривается невооруженным глазом.
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. Перфорирование Этот метод обработки приобретает все большее значение по причине возрастающих требований в светотехнике при производстве как светильников с прямым и отраженным светом, так и вторичных, и эвольвентных отражателей.
Обычно анодирование проводят при постоянном токе в гальваностатическом или потенциостатическом режиме. Слайд 4 в водных растворах электролитов; в расплавах солей; в газовой плазме; плазменно-электролитическое оксидирование. Слайд 5 Описание слайда: При анодировании в газовой плазме оксид образуется в результате диффузии анионов кислорода из плазмы. При анодировании в водных растворах продукт представляет собой ориентированный электрическим полем полимеризованный гель оксида металла. Низкотемпературная плазма, образующаяся в непосредственной близости от металла под оксидом, является источником анионов кислорода, необходимых для образования оксида.
Сначала удаляются все загрязнения и налеты. Затем при помощи воды или специальных растворов проводится промывка материала. Для проведения процедуры применяется серная кислота в соотношении 80 миллилитров кислоты на 100 миллилитров вводы с добавлением 2 граммов хромпика. После этой процедуры его необходимо высушить. Подготовка раствора На данном этапе осуществляется подготовка раствора с кислой или любой другой средой и подключают к положительному плюсу источника тока. Анодирование металла Процесс анодного окисления металла осуществляется в электролитном растворе под воздействием постоянного тока. Важно чтобы емкость, в которой производится анодирование, не пропускала ток. При подготовке электролитного раствора необходимо лить серную кислоту в воду, а не наоборот. При отсутствии серной кислоты может применяться раствор пищевой соли и соды. Сам процесс анодного окисления происходит следующим образом. К аноду при помощи специальной подвески производится крепление изделия из металла, а к катоду — свинцовой пластины для изделий сложной формы потребуется несколько свинцовых пластин. Расстояние до пластины при этом должно быть не более девяти сантиметров. Процедура проводится при температуре 20 градусов. Напряжение требуется от 12 до 15 В.
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. Встречаются такие оттенки как медь, бронза, золото, шампань, коньяк и пр.
Наши новости
- Что такое анодирование? | BaiQue Аксессуары, Inc.
- Что такое анодирование алюминия?
- Анодирование. Что такое анодирование металла и для чего применяется
- Анодирование алюминия | Re][miLL
- Механизм и технология анодирования Ан.окс. Структура и свойства оксида алюминия в покрытии.
Технология анодирования алюминия
- Что такое "анодирование"?
- Анодирование: определение и различные типы
- Наши новости
- Этапы анодирования алюминия
3 способа анодирования металла
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. 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. Характеристики анодирования Анодирование представляет собой процедуру образования на поверхности различных металлов оксидной пленки путем анодного окисления. Наращивание оксидной пленки осуществляется в проводящей среде. На поверхности металла такая пленка держится достаточно хорошо. Наращивание оксидной пленки может осуществлять и благодаря методу повышения температурного режима. Однако при этом она получается низкой по прочности и не держится длительное время.
Благодаря электрохимическому способу образования оксидной пленки она получается оптимальной толщины и отлично держится на поверхности материала. Анодированию можно подвергать разные виды металлов. Основным требованием является то, что они должны иметь возможность образовывать только один оксид. 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. Именно по этой причине только на редких промышленных объектах встречаются случаи анодирования железа или меди. 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.
Несмотря на активно появляющиеся новые материалы, металл всегда остается в числе востребованных благодаря высоким техническим и эксплуатационным качествам. Стоит отметить, что существуют различные техники, которые предоставляют возможность улучшать качество металла, делать его более прочным, надежным, функциональным и удобным в использовании. Для чего необходимо анодирование Если вас интересует данная тема, то вам в обязательном порядке необходимо знать о том, что анодирование — это процесс, суть которого заключается в покрытии металла оксидной пленкой.
Главная задача заключается в том, чтобы создать надежный защитный слой, который бы сделал поверхность более устойчивой к внешнему воздействию. Для этой цели используется электролит. Процесс достаточно прост. Металлическая деталь погружается в электролит, после чего осуществляется подключение к источнику тока — положительно заряженному электроду. Стоит отметить, что для данного типа обработки также наиболее часто используется титан и магний.
Защитная пленка из окиси алюминия на поверхности алюминия образуется сама собой в атмосферных условиях. Ее можно сделать более толстой путем анодирования, поместив алюминиевую деталь раствор поваренной соли и соды и проложив к алюминевой детали отрицательное напряжение. Анодирование алюминия не имеет ничего общего с анодированием золотом. Это принципиально разные процессы.
Он заключается в покрытии оксидной пленкой алюминиевого материала. Алюминий в процессе опускается в кислую среду, и к нему проводится положительный плюс источника тока. В результате на материале появляется тонкая оксидная пленка. Анодирование титана Анодирование титана представляет собой обязательную процедуру, основное значение которой заключается в повышении показателя износоустойчивости данного металла. Наличие оксидной пленки придает изделию химическую прочность и изменяет цвет поверхности покрытия. Использоваться для анодного окисления титана могут хромовая, щавелевая или любая другая кислота. При этом вся анодная обработка металла осуществляется в кислой среде при температуре от 40 до 50 градусов Цельсия. Анодирование стали Анодирование стали является сложным процессом. Для этого используется либо щелочная среда, либо кислая. В результате образуется оксидная пленка, которая придает высокий уровень прочности. Анодирование меди Чаще всего анодирование меди и ее сплавов осуществляется химическим или электрохимическим способами. В результате поверхность материала в большинстве случаев приобретает цветное покрытия. Для получения пленки из меди применяется кислая или цианистая жидкость. Медные сплавы, в состав которых входят легирующие металлы повергаются анодному окислению намного сложней.