Что дает Анодирование алюминия

Чем отличается анодированный алюминий от обычного — Металлы, оборудование, инструкции

Что дает Анодирование алюминия

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.

Зачем анодировать

Как уже говорилось выше, при взаимодействии алюминия с кислородом, на его поверхности образуется пленка. Она предотвращает окисление. Но здесь есть важный нюанс, эта пленка из природного оксида очень тонкая. Как следствие она может прорываться. И чтобы исключить это, было решено анодировать алюминий. Как следствие, металл приобретает намного лучшие технические характеристики.

Так, анодированный алюминий не подвергается коррозии. Образующаяся пленка устойчива к износу. Спустя время, это покрытие не будет даже отслаиваться. Здесь важно понимать еще один нюанс, почему это стало возможным. Некоторые металлы покрывают хромом или цинком. В случае алюминия его ничем не покрывают. Эта пленка образуется непосредственно на самом металле сама по себе.

Так, к этой процедуре прибегают с целью, придать металлу более декоративный внешний вид, например, тот или иной оттенок. Примечательно то, что цвет анодирования можно изменять. Для этого следует применять анилиновые красители, которые используются при покраске одежды.

Если говорить за промышленные технологии, то там анодируют алюминий в растворе серной кислоты 20 процентов. Что касается домашних условий, то данная технология небезопасна, поэтому необходимо использовать другую методику.

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.
  • Методики анодирования

    Анодировать алюминий можно разными способами, по крайней мере, мы упомянем о двух:

  • Теплое анодирование.
  • Холодное анодирование.
  • Рассмотрим важные особенности каждой технологии.

    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.
  • Изделие крепится в подвеске.
  • 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.
  • Холодное анодирование

    Под этим подразумевается то, что процесс анодирования происходит при температуре от -10 до +10 градусов по Цельсию. 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.
    • Заготовка крепится в подвеске.
    • 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.

    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.

    Важно! 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.

    Заключение

    Итак, вот мы и узнали с вами, что такое анодированный алюминий. Мы рассмотрели сферы его использования и варианты того, как выполнить подобную работу самостоятельно.

    В дополнении ко всему, предлагаем просмотр видео, которое закрепит все полученные знания из этой статьи о том, как анодировать алюминий своими руками.

    Мы уверены в том, что вы справитесь со всеми работами самостоятельно без посторонней помощи.

    Предыдущий пост

    Утепление пола керамзитом

    Следующий пост

    Крыльцо своими руками

    Источник: https://spb-metalloobrabotka.com/chem-otlichaetsya-anodirovannyy-alyuminiy-ot-obychnogo/

    Чем отличается анодированный алюминий от обычного?

    Что дает Анодирование алюминия

    Свойства анодно-окисного покрытия на алюминии являются уникальными среди других покрытий. Поэтому они нашли широкое применение в самых различных сторонах человеческой жизни.

    Анодированный алюминий как основа для окраски

    Это было первое промышленное применение анодных покрытий после изобретения анодирования алюминия (в хромовой кислоте) в двадцатых годах прошлого столетия.

    Это была стандартная обработка поверхности алюминиевых (дюралевых) деталей самолетов, и она до сих пор прописана в стандартах, например, в современном британском военном стандарте DEF STAN 03-24/3.

    Эта комбинация органического покрытия с хромовым анодным покрытием дает максимальный срок службы для слоя краски на защитном покрытии и обеспечивает защиту металлу даже после повреждения краски.

    Сернокислые анодные покрытия с бихроматным наполнением также применяют в качестве защитного слоя и основы для нанесения органических красок. Такое защитное покрытие имеет долгий срок службы, в том числе, в морской воде.

    Анодированный алюминий — защита от коррозии

    Неокрашенное хромовое анодное покрытие имеет высокое сопротивление коррозии, в том числе в соляной среде. Его применяют для защиты от коррозии алюминиевых деталей самолетов, когда их нельзя окрашивать.

    Сернокислые анодные покрытия с гидротермическим наполнением широко применяют для коррозионной защиты алюминиевых конструкций в морской и промышленной атмосферах.

    В последние десятилетия анодные покрытия, бесцветные и цветные, массово применяют для наружных и внутренних строительных материалов и деталей, в том числе, окон, дверей, фасадов зданий, внутренних перегородок и перил.

    Военные алюминиевые конструкции и детали машин, особенно те, которые должны выдерживать длительные сроки хранения и работать, в том числе, в тропиках и морской среде, также чаще всего защищают анодными покрытиями.

    Анодированный алюминий в дизайне

    Благодаря способности анодных покрытий поглощать красители, получают широкий спектр «цветного алюминия». Этот метод называют абсорбционным и он широко применяется для различных алюминиевых изделий — литых, прессованных, штампованных.

    Более прочное цветное покрытие – электролитическое – получают в различных электролитах, большинство – в растворах солей никеля, кобальта и олова. Его «ассортимент» цветов значительно уже, чем у адсорбционного, но достаточно разнообразен.

    Анодированный алюминий — чистые руки

    При применении  алюминия  без анодного покрытия, например, для изготовления лестниц, кресел, перил или поручней, часто можно услышать жалобы, что алюминий оставляет серые следы – «пачкается».

    Анодирование полностью решает эту проблему и применяется, например, для всех алюминиевых деталей в поездах, автобусах, троллейбусах и трамваях. Алюминиевые вязальные спицы завоевали популярность именно благодаря анодированию: они перестали пачкать пальцы.

    Важную роль для достижения этого свойства анодированного алюминия играет наполнение пор анодного покрытия.

    Анодированный алюминий в отражателях прожекторов  

    Сернокислое анодирование применяют для защиты поверхности отражателей прожекторов. Первоначальная небольшая потеря в отражательной способности считается приемлемой, так это состояние будет сохраняться годами, тогда как незащищенный алюминий будет постоянно корродировать и снижать способность отражать свет. Кроме того, анодированный алюминий намного легче чистить, чем обычный незащищенный алюминий.

    Анодированный алюминий в тепловых отражателях

    Анодирование давно применяют для алюминиевых нагревательных рефлекторов – их можно встретить в каждом доме. Их поверхность легко чистить и они выдерживают даже влажность ванных комнат.

    Эффективность анодированного алюминия как отражателя теплового излучения обеспечивается тем, что толщина анодного покрытия составляет всего около одного микрона.

    Теплоотражательные свойства более толстых анодных покрытий применяют при изготовлении охлаждающих радиаторов-«гребенок» в электронных приборах, в том числе, в каждом компьютере. Для повышения тепловой излучательной способности анодного покрытия его часто окрашивают в черный цвет.

    Анодированный алюминий в борьбе с трением и износом

    Анодное покрытие намного тверже, чем основной алюминий, поэтому сопротивление износу и «анти-маркость» изделия повышаются значительно. До того как стали применять гидротермическую гидратацию анодного покрытия, широко применяли его физическое наполнение маслами, воском и тому подобными веществами.

    Наполнение анодного покрытия смазочными маслами нашло применение в тех инженерных решениях, где на заданных поверхностях нужна постоянная смазка. Широкое применение это нашло в алюминиевых поршнях бензиновых и дизельных двигателей. Применяют также наполнение анодного покрытия графитовыми суспензиями.

    Твердое анодное покрытие с обычной толщиной от 40 до 60 мкм  успешно применяют на деталях различных машин, например, гидравлических и пневматических цилиндрах.

    Анодированный алюминий как электрический изолятор

    Хотя анодное покрытие и является хорошим электрическим изолятором, опасность местного пробоя электричества из-за мелких дефектов ограничивает применение анодированных алюминиевых проводов.

    Однако анодированную алюминиевую ленту уже много лет применяют для некоторых типов трансформаторов, когда важно уменьшить их вес.

    Анодное оксидное покрытие намного лучше сопротивляется воздействию тепла, чем органические электроизоляционные материалы, поэтому часто его выбирают для работы при высоких температурах.

    Источник: https://varimtutru.com/chem-otlichaetsya-anodirovannyy-alyuminiy-ot-obychnogo/

    Анодированного алюминия что это

    Что дает Анодирование алюминия

    Свойства анодно-окисного покрытия на алюминии являются уникальными среди других покрытий. Поэтому они нашли широкое применение в самых различных сторонах человеческой жизни.

    Анодированный алюминий в отражателях прожекторов

    Сернокислое анодирование применяют для защиты поверхности отражателей прожекторов. Первоначальная небольшая потеря в отражательной способности считается приемлемой, так это состояние будет сохраняться годами, тогда как незащищенный алюминий будет постоянно корродировать и снижать способность отражать свет. Кроме того, анодированный алюминий намного легче чистить, чем обычный незащищенный алюминий.

    Чем отличается анодированный алюминий от обычного

    Применение алюминиевых профилей для декоративной отделки фасадов и внутренних интерьеров используется более полувека.

    Красивый, пластичный и очень легкий металл во влажной атмосфере достаточно быстро покрывался серым налетом окислов.

    Сохранить серебристый блеск и выразительность металлического декора оказалось возможным только с помощью нанесения специального покрытия.

    Внешний вид анодированного алюминия практически не изменился, краски стали ярче, а о коррозии можно было забыть раз и навсегда.

    Как работает анодирование

    Чтобы понять, что это — анодированный алюминий, нужно чуть подробнее остановиться на том, как образуется защитная пленка.

    ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что можно сделать из нержавейки

    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.

    Тем не менее, тончайший анодированный слой на алюминиевом зеркале дает возможность предохранять металл от окисления и одновременно пропускать до 95% светового потока.

    Технология анодирования алюминия

    Процесс получения защитных анодированных покрытий на поверхности алюминия основан на анодном окислении алюминия в растворе электролита. В зависимости от требуемого результата для анодированного окисления используют три вида электролитов:

    • Обработка малыми токами при постоянном напряжении в слабокислотном электролите;
    • Нанесение анодированного покрытия на бихроматно-кислотном электролите;
    • Окисление алюминия в щелочном электролите.

    Во всех трех случаях происходит образование защитной пленки за счет окисления, уплотнения и превращения окисленного алюминия в плотную кристаллическую структуру. Получается покрытие, напоминающее стеклянные микрочешуйки.

    К сведению! При этом габариты или внешние размеры детали не изменяются, покрытие из анодированного металла как бы растет вглубь алюминия до тех пор, пока образовавшаяся пленка не разорвет электрический контакт.

    Меняя кислотность и температуру электролитической ванны, ток и рабочее напряжение на аноде и катоде, можно получать очень разные по свойствам пленки из анодированного алюминия.

    При небольшой величине тока образуется неуловимая глазу патина. Ее сложно ощутить, даже касаясь пальцами поверхности анодированного алюминия.

    Единственным признаком наличия защитной пленки является равномерный цвет металла и отсутствие эффекта пачкания рук.

    Обычный алюминий под воздействием потожировых выделений кожи пальцев может растворяться с образованием алюминатов органических кислот. В результате чего на руках остаются темно-серые пятна. Поэтому большинство изделий из алюминия защищаются анодированием.

    Суть процесса анодирования

    Механизм образования на поверхности алюминия защитного покрытия основан на прямом превращении металла в окись с кристаллической структурой.

    Если просто закрепить на алюминиевой пластинке анод, катод зафиксировать на угольном электроде, подать напряжение и погрузить все это в кислотный или щелочной электролит, то анодной пленки не получится. Металл просто растворится в электролите.

    Для того чтобы на поверхности алюминия образовалась кристаллическая пленка, требуется высокое напряжение и токи.

    Сам процесс образования анодированного слоя сопровождается большим выделением тепла, поэтому ванну с электролитом приходится охлаждать до нескольких градусов.

    Процесс настолько интенсивный, что на пластине из алюминия вспыхивают микроскопические огоньки плазмы.

    Металл мгновенно расплавляется, окисляется, и давлением электролит прочно припечатывается к основанию.

    Поэтому-то на фотографии анодированная пленка выглядит, как крокодилья кожа.

    Режимы работы установки по получению анодированного алюминия не являются секретом и давно опубликованы в технической литературе.

    Практическое применение анодированного алюминия

    Традиционно процесс анодирования используется для получения нескольких видов окисленных пленок:

    • Сверхтонкие микрокристаллические покрытия толщиной 20-25 мкм;
    • Декоративные пленки из анодированного алюминия;
    • Электрическая изоляция на основе кристаллической Al2O3;
    • Специальные защитные пленки толщиной 1,5-2,0 мм.

    Полированный до состояния зеркала алюминий отражает до 98% светового потока, но уже через сутки из-за окисления образуется налет, который превращается в серую пленку.

    Большинство оптических приборов, оборудованных отражателями из полированного алюминия, защищаются сверхтонкой микрокристаллической пленкой из бесцветного корунда.

    Плотная беспористая структура надежно перекрывает доступ кислорода и водяных паров к легкоокисляющемуся алюминию, при этом сохраняется 95-97% светопропускания. Пленкой из анодированного алюминия защищены 99% всех фар, мощных фонарей, отражателей и оптических приборов.

    Декоративные материалы

    Покрытие из анодированного алюминия обладает достаточно интересной структурой. Наружные 35-50 мкм пленки представляют собой микропористую, как губка, поверхность с очень узкими и глубокими порами.

    Даже небольшой количество красителя глубоко проникает в анодированный алюминий, превращая его в очень прочное и одновременно яркое покрытие. Бесцветные микрокристаллы преломляют падающий на анодированное покрытие свет, в результате чего краски становятся яркими и насыщенными.

    Нанесенное лакокрасочное покрытие не выгорает и не теряет своей интенсивности.

    Большую часть современных лакокрасочных материалов с эффектом иризации изготавливают путем добавления микроскопических чешуек с покрытием из окисленного алюминия.

    Тончайшая пленка из анодированного металла обеспечивает высокую стойкость наполнителя к воздействию ультрафиолета и органических растворителей, поэтому краска не теряет насыщенности в течение десятков лет.

    Популярность покрытий возросла настолько, что металл напыляют на стальные и даже чугунные детали конструкций для последующего окисления и получения анодированной защиты.

    Вместо небезопасного покрытия из цинка или очень недешевых легированных сталей сегодня массово используется анодированный алюминий.

    Например, металлический фасад из стеклопакетов многоэтажного торгового центра пришлось бы ремонтировать уже через пять лет, а с анодированными алюминиевыми рамами конструкция может простоять несколько десятков лет.

    Покрытия из кристаллической окиси металла серьезно потеснили наиболее стойкие порошковые и керамические краски, ранее массово применявшиеся для защиты фасадов и конструкционных элементов из алюминиевых сплавов.

      Резка алюминия в домашних условиях

    Специальные пленки из анодированного алюминия

    Помимо высоких декоративных качеств, пленки из анодированного алюминия обладают целым рядом очень полезных свойств. Например, высокая твердость и износостойкость.

    Микрокристаллическая структура из корунда практически не боится любого абразива.

    Песчаная и цементная пыль, и даже карбиды и силициды металлов не в состоянии существенно повредить защиту из корунда.

    Поэтому детали с анодированным покрытием невозможно зачистить наждачной бумагой или полировочной или шлифовальной пастой.

    Толстый слой кристаллической Al2O3 на поверхности трущихся деталей увеличивает ресурс любого механизма в два-три раза.

    Защиту из окисленного алюминия используют при высокотемпературной окраске дисков колес, элементов подвески карьерных машин и магистральной техники.

    Применение покрытия из анодированного алюминия:

    • Не деградирует под влиянием морозов, жары, ультрафиолета или химически активных веществ, выдерживает прямой контакт с кислотами, щелочами, органическими растворителями;
    • Не пылит и не изнашивается при многократной мойке, чистке, под истирающей нагрузкой;
    • Нет нитевидной и газовой формы коррозии, если слой анодированного алюминия изготовлен с соблюдением технологии, то срок службы покрытия может легко достичь 60-80 лет.

    Источник: https://steelfactoryrus.com/chem-otlichaetsya-anodirovannyy-alyuminiy-ot-obychnogo/

    Что такое анодированный алюминий — твойдомстройсервис.рф

    Новогодняя АкцияЗаказывая сруб дома из бревна, Вы получаете бревенчатую баню 3*3 метра в подарок.Срок Акции ограничен, Поторопись!

    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.

    Анодированное покрытие: что это, где применяется, как изготавливается

    Анодированием называется электролитический процесс, который используется для увеличения толщины слоя природных окислов на поверхности изделий. Свое название эта технология получила из-за того, что обрабатываемый материал используется в качестве анода в электролите. В результате проведения этой операции увеличивается сопротивление материала к коррозии и износу, а также обеспечивается подготовка поверхности к применению грунтовки и краски.

    Нанесение дополнительных защитных слоев после анодирования металла осуществляется гораздо более качественно по сравнению с исходным материалом. Само анодированное покрытие в зависимости от способа его нанесения может быть пористым, хорошо впитывающем красители либо тонким и прозрачным, подчеркивающим структуру исходного материала и хорошо отражающим свет. Образованная защитная пленка является диэлектриком, то есть не проводит электрический ток.

    Для чего это делается

    Анодированное покрытие используется там, где требуется обеспечить защиту от коррозии и избежать повышенного износа в соприкасающихся частях механизмов и устройств. Среди других способов поверхностной защиты металлов эта технология является одной из самых дешевых и надежных.

    Наиболее распространено применение анодирования для защиты алюминия и его сплавов. 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.

    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.

    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). При этом этот созданный слой в равных долях распределен, условно говоря, внутрь и вовне поверхности, то есть увеличивает толщину детали на ½ от размера защитного слоя.

    Хотя при помощи анодирования возникает плотное и равномерное покрытие, имеющиеся в нем микроскопические трещины могут привести к коррозии. Кроме этого, сам поверхностный защитный слой подвержен химическому распаду вследствие воздействия среды с высокими показателями кислотности.

    Для борьбы с этим явлением применяются технологии, сокращающие количество микротрещин и внедряющие в состав оксида более стабильные химические элементы.

    Применение

    Применяются обработанные материалы весьма широко. Например, в авиации многие элементы конструкции содержат изучаемые сплавы алюминия, такая же ситуация в судостроении. Диэлектрические свойства анодированного покрытия предопределили его использование в электротехнической продукции.

    Изделия из обработанного материала можно обнаружить в различной бытовой технике, включая плееры, фонари, камеры, смартфоны. В быту используют анодированное покрытие утюга, точнее – его подошвы, что значительно улучшает его потребительские свойства. При приготовлении пищи можно использовать специальные тефлоновые покрытия, чтобы избежать пригорания блюд.

    Обычно такая кухонная утварь стоит достаточно дорого. Однако сковорода из алюминия без покрытия анодированная в состоянии обеспечить решение той же проблемы. При этом с меньшими затратами денежных средств. В строительстве применяется анодированное покрытие профилей для монтажа окон и прочих нужд.

    Кроме этого, разноцветные детали привлекают внимание дизайнеров и художников, они используются в различных культурных и арт-объектах во всем мире, а также в изготовлении ювелирных изделий.

    Технология

    Для проведения работ в промышленных масштабах создаются специальные гальванические цеха и производства, которые считаются «грязными» и вредными для здоровья человека. Поэтому рекомендации по проведению процесса в домашних условиях, рекламируемые в некоторых источниках, следует воспринимать крайне осторожно, несмотря на кажущуюся простоту описываемых технологий.

    Анодированное покрытие можно создать несколькими способами, но общий принцип и последовательность проведения работ остаются классическими.

    При этом прочностные и механические свойства полученного материала зависят от, собственно, самого исходного металла, от характеристик катода, силы тока и состава применяемого электролита.

    Необходимо подчеркнуть, что в результате выполнения процедуры на поверхность не наносится никаких дополнительных веществ, а защитный слой образуется путем преобразования самого исходного материала. Суть гальваники – воздействие электрического тока на химические реакции. Весь процесс делится на три основные стадии.

    ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое тибетское серебро

    Первая стадия — подготовка

    На этой стадии изделие подвергается тщательной очистке. Поверхность обезжиривается и шлифуется. После чего происходит так называемое травление. Оно осуществляется путем размещения изделия в щелочном растворе с последующим перемещением в кислотный раствор. Завершает эти процедуры промывка, в ходе которой крайне важно удалить все остатки химических веществ, включая труднодоступные участки. От качества проведения первой стадии во многом зависит конечный результат.

    Вторя стадия – электрохимия

    На этой стадии собственно и создается анодированное алюминиевое покрытие. Тщательно подготовленную заготовку вывешивают на кронштейны и опускают в ванну с электролитом, располагая между двумя катодами. Для алюминия и его сплавов используются катоды, изготовленные из свинца.

    Обычно в состав электролита входит серная кислота, но могут использоваться и другие кислоты, например, щавелевая, хромовая в зависимости от будущего предназначения обработанной детали.

    Щавелевая кислота используется для создания изоляционных покрытий разных цветов, хромовая – для обработки деталей, имеющих сложную геометрическую форму с отверстиями небольшого диаметра.

    Время, необходимое для создания защитного покрытия, зависит от температуры электролита и от силы тока. Чем выше температуры и ниже сила тока, тем быстрее проходит процесс. Однако в этом случае поверхностная пленка получается достаточно пористой и мягкой.

    Для получения твердой и плотной поверхности требуются низкие температуры и высокая плотность тока. Для сернокислого электролита диапазон температур составляет от 0 до 50 градусов, а удельная сила тока — от 1 до 3 Ампер на квадратный дециметр.

    Все параметры для проведения этой процедуры отработаны годами и содержатся в соответствующих инструкциях и стандартах.

    Третья стадия – закрепление

    После завершения электролиза изделие, имеющее анодированное покрытие, закрепляют, то есть закрывают поры в защитной пленке. Это можно сделать путем помещения обработанной поверхности в воду либо в специальный раствор. Перед этой стадией возможна эффективная покраска детали, поскольку наличие пор позволят обеспечить хорошее впитывания красителя.

    Развитие технологий анодирования

    Для получения сверхпрочной оксидной пленки на поверхности алюминия был разработан способ использования сложного состава различных электролитов в определенной пропорции в сочетании с постепенным увеличением плотности электрического тока. Используется своеобразный «коктейль» из серной, винной, щавелевой, лимонной и борных кислот, а сила тока в процессе постепенно увеличивается в пять раз. Благодаря такому воздействию меняется структура пористой ячейки защитного оксидного слоя.

    Отдельно следует упомянуть технологии изменения цвета анодированного объекта, которое возможно сделать разными способами. Самым простым является помещение детали в раствор с горячим красителем сразу после проведения процедуры анодирования, то есть до третьей стадии процесса.

    Несколько сложнее организован процесс окрашивания с использованием добавок непосредственно в электролит.

    Добавками обычно являются соли различных металлов либо органические кислоты, позволяющие получить самую разнообразную гамму цветов – от абсолютно черного до практически любого цвета из палитры.

    Источник: https://FB.ru/article/474539/anodirovannoe-pokryitie-chto-eto-gde-primenyaetsya-kak-izgotavlivaetsya

    Виды финишной обработки

    При защитном анодировании, на поверхности алюминия выращивается слой оксидной пленки до 10 микрон. Как правило, данный вид анодирования, применяется в качестве «временного» покрытия для защиты поверхности от механических повреждений и коррозии под дальнейшую порошковую покраску поверхности изделия.

    Декоративное анодирование

    Данный вид анодирования, чаще всего применяется для изделий, которые используются внутри помещений. Это могут быть: элементы обрамления корпусной мебели, ручки и направляющие шкафов-купе, витрины, торговое оборудование, навигационные таблички и.т.д.

    Оксидная пленка имеет толщину 10-15 микрон и хорошо защищает поверхность изделия от механических повреждений и коррозии. Главной особенностью декоративного анодирования, является богатый и респектабельный внешний вид поверхности. Различают два типа покрытия поверхности: матовая и глянцевая.

    Для придания поверхности матового оттенка, изделие проходит стадию предварительной подготовки поверхности мелкой дробью и затем следует на линию анодирования. Получение глянцевой поверхности достигается без предварительной обработки. Для получения необходимого оттенка применяются специальные красители.

    Самые распространенные оттенки: «Золото», «Серебро», «Шампань», «Бронза», «Коньяк» и «Черный».

    Архитектурное анодирование

    Архитектурное анодирование дает покрытие тверже, чем стекло, а это значит, что оно менее подвержено повреждениям, износу и при необходимости может быть очищено при помощи абразива для восстановления исходного блеска.
    Преимущества анодированного алюминия в архитектуре:

    Эстетика

    Прозрачный оксидный слой подчеркивает богатый металлический внешний вид алюминия, а не скрывает его, как краска. Оксидный слой, в отличии от порошковой покраски не отслаивается и не шелушится.

    Коррозионная стойкость

    Оксидный слой устойчив к коррозии и это является одним из самых главных преимуществ анодированного алюминия.

    Слой оксида алюминия является стойким, твердым и самообновляющимся, потому что алюминий спонтанно образует тонкий, но эффективный защитный оксидный слой, который предотвращает дальнейшее окисление или коррозию при механическом повреждении.

    Анодированный алюминий не будет патинироваться, как медь и цинк, не ржавеет как сталь. Это отличный материал для использования в морской среде и прибрежных водах.

    Анодированный алюминий обладает высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям даже во многих промышленных средах, в которых часто корродируют другие металлы. Основными загрязнителями в городской среде являются окись углерода и двуокись углерода, которые не влияют на анодированную алюминиевую поверхность.

    Долговечность

    Обладая очень прочным и устойчивым к истиранию оксидным слоем, анодированный алюминий достаточно прочен, чтобы выдерживать суровые и неблагоприятные климатические условия.

    Стойкость к механическим повреждениям

    Оксид алюминия является очень твердым соединением, которое признано вторым по твердости после алмаза по шкале минеральной твердости Мооса. Поэтому поверхность анодированного алюминия обеспечивает превосходную устойчивость к царапинам и истиранию.

    Без отслоения

    Анодирование является электролитическим процессом, который преобразует поверхность металла в оксидный слой, интегрированный в сам металл. Это не покрытие, нанесенное на поверхности металла. Следовательно, нет рисков разрушения анодной пленки, связанных с такими процессами, как пыление, образование пузырей, трещин, сколов или отслоений.

    Без выцветания

    Такие оттенки как серебро, шампань, бронза, золото и черный не содержат органических элементов. Эти покрытия не выцветают в течение всего срока службы.

    Без пыления

    Пыление – это формирование мелкодисперсного порошка на окрашенной поверхности пленки под воздействием атмосферных явлений (песчинок, переносимых ветром). Оно может вызвать значительное ухудшение внешнего вида поверхности со снижением уровня глянца, поверхностного блеска и цвета.

    Анодированный алюминий не подвержен данной проблеме: он устойчив к негативному воздействию окружающей среды, одинаково стабилен в условиях жаркого (пустынного), морского или влажного климата.

    Без образования нитевидной коррозии

    Нитевидная коррозия– это «атака» на скрытую область между алюминием и слоем покраски, которая приводит к распространению коррозии под покрасочным слоем.

    При анодировании анодный (оксидный) слой составляет одно целое с алюминием, и межуровневый слой просто отсутствует. А это значит, что покрытие никогда не будет подвержено нитевидной коррозии.

    Причем в случае повреждения поверхности от удара или прокола, алюминий просто восстановит себя путем естественного окисления.

    Равномерное покрытие

    При анодировании, изделие полностью погружается в ванну, что обеспечивает равномерное покрытие поверхности оксидной пленкой.

    Твердое анодирование

    Толщина покрытия до 50 микрон.
    Твердое анодирование — это анодирование, для получения покрытия, которое в первую очередь должно обеспечить высокую износостойкость или микротвердость.

    Преимущества:

    • Высокая стойкость к истиранию;
    • высокая коррозионная стойкость;
    • высокая твёрдость;
    • высокая стойкость к электрическому пробою;
    • высокая термостойкость;
    • отличные теплоизоляционные свойства.

    Применение:

    • Пневматические и гидравлические цилиндры;
    • поршни;
    • автомобильная промышленность;
    • авиационная и аэрокосмическая промышленность;
    • оборонная промышленность.

    Химическое полирование

    Толщина покрытия от 5 до 25 микрон

    Химическое полирование — это предварительная обработка алюминия перед анодированием для получения декоративного эффекта зеркальной или полированной поверхности. В процессе химического полирования, происходит растворение верхнего слоя металла. При растворении, все микронеровности удаляются и поверхность детали приобретает блеск. Алюминиевый профиль и детали с химическим полированием активно применяются во многих сферах промышленности и в том числе в мебельной.

    Органическое окрашивание

    Толщина покрытия от 5 до 25 микрон.

    Органическое окрашивание – технологический процесс нанесения на анодированную поверхность алюминия различных красителей. Органическое окрашивание позволяет получить более широкий спектр цветов, чем обычное анодирование.

    Оксидные пленки на алюминии и его сплавах, полученные электрохимическим анодированием, характеризуются высокой адсорбционной способностью. Они хорошо впитывают и удерживают в себе минеральные соли и органические соединения — красители. Органические красители окрашивают пленку, адсорбируясь в ее порах, в основном по внешней их части.

    Наиболее подходящими для окрашивания органическими красителями являются оксидные пленки, сформированные в сернокислом электролите. Наиболее чистые тона получаются при окрашивании оксидных пленок на алюминии и его сплавах с магнием или марганцем.

    Литейные сплавы типа силумина образуют при оксидировании темную пятнистую пленку, которую не удается окрашивать в светлые тона и получать однородный цвет. Органическое окрашивание применяется в: автомобильной, судостроительной, авиационной и мебельной промышленности.

    Источник: http://www.aluminas.ru/projects/the-decorative-processing/the-types-of-finishing/

    Анодирование алюминия в домашних условиях — Справочник металлиста

    • Характеристики
    • Процесс
    • Материалы
      • Алюминий
      • Титан
      • Сталь
      • Медь
    • Анодирование дома

    В современном мире имеется большое количество методов обработки металлов и металлических изделий. Они применяются и в промышленных масштабах, и в домашних условиях.

    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. К ним относятся алюминий, тантал, титан. В промышленной и бытовой сфере чаще всего встречается обработка при помощи анодирования алюминиевого материала.

    Процесс анодирования

    Технология анодирования различных видов металлов является несложной. Главное только иметь под рукой все необходимое для ее осуществления.

    Она осуществляется в несколько этапов:

    • Подготовка металлов к образованию оксидной пленки.

    На данном этапе проводятся подготовительные работы для анодирования. Они заключаются в том, чтобы тщательным образом очистить и отмыть поверхность металла. Сначала удаляются все загрязнения и налеты. Затем при помощи воды или специальных растворов проводится промывка материала. После этой процедуры его необходимо высушить.

    На данном этапе осуществляется подготовка раствора с кислой или любой другой средой и подключают к положительному плюсу источника тока.

    • Покрытие поверхности металлов или их сплавов оксидной пленкой.

    На данном этапе осуществляется погружения металла или изделии я из него в приготовленный раствор.

    Материалы для анодирования

    Сегодня для анодирования используются различные металлические материалы.

    В настоящее время выделяются такие виды анодирования в зависимости от используемых материалов, как:

    Анодирование алюминия

    Данный процесс сегодня встречается чаще всего. 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

    Всем известно, что титан относится к категории металлов, которые нашли широкое применение в промышленности, но они обладают низким уровнем износостойкости. Для придания ему прочности и устойчивости к разным условиям окружающей среды применяется процедура анодирования. 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

    Медь является достаточно гибким видом металла. Для придания ей прочности используются различные методы. Одним из них является анодирование. Благодаря помещению медного материала в кислую среду, на поверхности образуется плотная пленка оксида, которая придает материалу большое количество полезных характеристик.

    Таблица. Таблица совместимости металлов и сплавов

    МатериалАлюминийБронзаДюральЛатуньМедьНикельОловоОловянно-свинцовый сплав (припой ПОС)Сталь нелегиро-ванная (углеро-дистая) / чугунХромЦинк
    Алюминий Совм Не совм Совм Не совм Не совм Не совм Не совм Не совм Совм Не совм Совм
    Бронза Не совм Совм Не совм Совм Совм Совм Пайка Пайка Не совм Совм Не совм
    Дюралюминий Совм Не совм Совм Не совм Не совм Не совм Не совм Не совм Совм Не совм Совм
    Латунь Не совм Совм Не совм Совм Совм Совм Пайка Пайка Не совм Совм Не совм
    Медь Не совм Совм Не совм Совм Совм Совм Пайка Пайка Не совм Совм Не совм
    Никель Не совм Совм Не совм Совм Совм Совм Пайка Пайка Совм нет данных Совм
    Олово Не совм Пайка Не совм Пайка Пайка II Совм Совм Совм нет данных Совм
    Оловянно-свинцовый сплав(припой ПОС) Не совм Пайка Не совм Пайка Пайка Пайка Совм Совм Совм нет данных Совм
    Сталь нелегированная (углеродистая)/ чугун Совм Не совм Совм Не совм Не совм Совм Совм Совм Совм Совм Совм
    Хром Не совм Совм Не совм Совм Совм нет данных нет данных нет данных Совм Совм Совм
    Цинк Совм Не совм Совм Не совм Не совм Совм Совм Совм Совм Совм Совм
    ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Сколько алюминия в земной коре

    Анодирование в домашних условиях

    В современном мире в бытовой сфере используется большое количество металлических предметов, которые используются для различных целей. Каждому их владельцу хочется защитить их появления коррозии, чтобы они прослужили длительный период времени. Для этой цели подходит анодирование в домашних условиях.

    Важно: Процедуру домашнего анодирования любого металла необходимо осуществлять на улице или на балконе.

    Сначала необходимо приготовить раствор. Для этого нужно смешать дистиллированную воду и кислоту в определенной пропорции. С серной кислотой важно обращаться предельно аккуратно, потому что она при попадании в глаза и на кожу может привести к появлению неприятной ситуации.

    После этого можно подготовить детали из металлов для обработки. Для этой цели используются всевозможные вещества. Они способны очистить их для проведения процедуры.

    На последнем этапе домашнего анодирования осуществляется погружения металлических деталей в раствор и подключение электрического тока.

    анодирования в домашних условиях

    Источник: https://ssk2121.com/anodirovanie-alyuminiya-v-domashnih-usloviyah/

    Сернокислое анодирование алюминия

    К основными параметрами сернокислого анодирования алюминия и алюминиевых сплавов относятся:

    • концентрация серной кислоты в анодном электролите;
    • температура анодного раствора – раствора серной кислоты;
    • плотность тока, поступающего через электролит на поверхность алюминиевого профиля.

    Как влияют эти параметры на:

    • рост толщины анодного покрытия,
    • размеры пор,
    • внешний вид анодированной поверхности?

    Как влияет на качество анодирования химический состав алюминия и алюминиевых сплавов?

    Барьерный слой

    Любое анодно-окисное покрытие (далее – анодное покрытие) состоит из двух слоев – относительно толстого пористого слоя и тонкого плотного слоя, который называют барьерным (рисунок 1). Толщина этого барьерного слоя зависит от состава электролита и технологических параметров. При анодировании барьерный слой образуется первым, и его толщина прямо зависит от величины напряжения анодирования.

    Рисунок 1

    Пористый слой

    После того как барьерный слой сформирован, на его наружной стороне, если электролит обладает достаточной растворяющей способностью, начинает формироваться пористая кристаллическая структура.

    Механизм роста пор до сих пор является предметом дискуссий, однако, по мнению большинства ученых ее образование происходит за счет следующей причинно-следственной цепочки: локальное растворение барьерного слоя – повышение величины тока – увеличение температуры – повышение скорости растворения. Это взаимодействие влияний и приводит к образованию пор.

    Окрашивание анодированного алюминия

    Для получения цветного анодного покрытия применяют в основном два метода (рисунок 2):

    • адсорбцию – пропитку пористого слоя красителями;
    • электролитическое окрашивание – электрохимическое осаждение в поры различных металлов (олова, меди, марганца и др.).

    Намного реже применяют так называемое интегральное окрашивание, которое обеспечивается специальным легированием алюминиевых сплавов. Окрашивание  происходит за счет выпадения частиц в объеме пористого слоя, а не в порах.

    Кроме того, в ограниченных объемах применяют так называемое интерференционное окрашивание: вариант электролитического окрашивания, который требует дополнительной ванны для расширения пор вблизи их дна.

    Рисунок 2 – Методы цветного анодирования алюминия

    Почему шестигранник?

    В ходе своего роста анодные ячейки, включающие сами поры и окружающий ее оксид алюминия, образуют шестигранную структуру, которая, по-видимому, обеспечивает выполнение какого-то принципа минимальности энергии. Шестигранная форма анодных ячеек не зависит от типа электролита. Это явно указывает на то, что эта форма имеет чисто энергетическое происхождение.

    Стандартное анодирование

    Сернокислое анодирование алюминия и алюминиевых сплавов является наиболее распространенным. Иногда его называют стандартным.

    • Концентрация серной кислоты в электролите составляет от 10 до 20 % по объему в зависимости от требований к покрытиям.
    • Плотность тока составляет обычно от 1 до 2 А/дм2 при напряжении от 12 до 20 вольт, температуре от 18 до 25 °С и длительности анодировании до 60 минут.

    Скорость роста пор

    На большинстве алюминиевых сплавов этот электролит дает бесцветное прозрачное анодное покрытие. При сернокислом анодировании скорость роста пор является постоянной при постоянной плотности тока. При плотности тока 1,3 А/дм2 эта скорость составляет величину 0,4 мкм/мин. Поскольку толщина барьерного слоя остается постоянной, то это значит, что с такой же скоростью растворяется и дно поры.

    Размеры анодной ячейки

    Размеры анодных ячеек прямо зависят от параметров анодирования (таблица 1). С увеличением напряжения размеры анодной ячейки увеличиваются, а количество пор соответственно уменьшается. Соотношение между размером ячеек и напряжением приблизительно линейное, то есть чем больше напряжение, тем больше размеры ячейки.

    Таблица 1

    Рост анодного покрытия

    Толщина анодного покрытия увеличивается с увеличением длительности анодирования. Однако степень роста толщины зависит от нескольких факторов, таких как тип электролита, плотность тока, длительность обработки и т.д.

    Вначале происходит быстрое и постоянное увеличение фактической толщины, а затем начинается уменьшение скорости роста толщины, пока не наступит стадия, при которой толщина остается приблизительно постоянной, не смотря на продолжающуюся подачу электрического тока.

    Это связано с тем, что в ходе анодирования происходит как непрерывный рост толщины покрытия, так и его растворение  под воздействием электролита (раствора серной кислоты).

    Закон Фарадея

    Фактическая толщина вычисляется как теоретическая толщина покрытия минус растворенная толщина оксида алюминия (рисунок 3). Теоретическая толщина является пропорциональной времени анодирования при постоянной плотности тока и определяется законом Фарадея, который говорит, что количество образовавшегося оксида пропорционально электрическому заряду, который прошел через анод. 

                                                   Рисунок 3

    Примеси

    В принципе чистый алюминий анодируется лучше, чем его сплавы. Внешний вид анодного покрытия и его свойства (износостойкость, коррозионная стойкость  и т.п.) зависят как от типа алюминиевого сплава, так и его так сказать металлургической биографии.

    Размер, форма и распределение интерметаллидных частиц также влияют на качество анодирования алюминиевого сплава.

    Химический состав алюминиевого сплава является весьма важным в некоторых изделиях, которые требуют блестящего анодирования, для получения которых необходимо, чтобы уровень нерастворимых частиц был как можно ниже.

    Анодное покрытие на алюминии Al 99,99 будет чистым и прозрачным, а при уровне содержания железа 0,08 % оно уже не такое чистое и становится все более «облачным» с увеличением толщины покрытия.

    При уровне нерастворимых частиц как у алюминия 1050 (алюминий марки АД0) покрытие становиться совершенно «облачным» по сравнению с более чистым металлом. Из всех алюминиевых сплавов на сплавах серий 5ххх и 6ххх получаются самые лучшие декоративные и защитные покрытия.

    Некоторые сплавы серии 7ххх также дают чистые покрытия с хорошими функциональными свойствами. Цветные покрытия алюминиевых сплавов серии 2ххх обычно получаются низкого качества.

    Интерметаллические частицы

    Поведение интерметаллидных частиц при анодировании зависит от типа частиц и анодного раствора. Некоторые интерметаллидные соединения окисляются или растворяются быстрее, чем алюминий (например, частицы β-Al-Mg), что приводит к образованию пористой структуры.

    Другие интерметаллидные частицы, такие как частицы кремния, являются практически нерастворимыми при анодировании и поэтому выпадают в виде включений по толщине анодного покрытия. Промежуточными между двумя этими крайними случаями являются соединения (FeAl3, α-Al-Fe-Si и т.д.

    ), которые частично растворяются, а частично остаются в покрытии, что отрицательно влияет на качество покрытия, особенно цветного.

    Влияние температуры анодирования

    Влияние повышения температуры электролита пропорционально увеличению скорости растворения анодного покрытия, что в результате дает более тонкое, более пористое и более мягкое покрытие (рисунок 4).

    Рисунок 4 

    Для получения так называемых твердых анодных покрытий применяют низкую температуру (от 0 до 10 °С) в комбинации с высокой плотностью тока (от 2 до 3,6 А/дм2) и очень активным перемешиванием электролита.

    В декоративном и защитном анодировании алюминия и алюминиевых сплавов обычно применяется температура электролита от 15 до 25 ºС.

    Если температура поднимается выше, то максимально возможная толщина анодного слоя снижается до более низких величин из-за более высокой растворяющей способности электролита.

    Влияние плотности тока анодирования

    Интервал плотности тока стандартного сернокислого анодирования алюминия  составляет от 1 до 2 А/дм2, в специальных случаях – 3 А/дм2. При плотности тока ниже этого интервала, получается мягкое, пористое и тонкое покрытие.

    С увеличением плотности тока покрытие формируется быстрее при относительно меньшем растворении его электролитом и соответственно с более твердым и менее пористым покрытием.

    При очень высокой плотности тока появляется тенденция к так называемым «прижогам» – возникновению чрезмерно высокого тока в локальных областях с их перегревом (рисунок 5).

    Рисунок 5

    Когда от анодного покрытия требуется хорошее и четкое отражение света, то применяют специальные условия анодирования с низкой плотностью тока около 1 А/дм2.

    Влияние концентрации серной кислоты

    Влияние увеличения концентрации серной кислоты на характеристики анодного покрытия на алюминиевых сплавах аналогичны влиянию повышения температуры, хотя влияние температуры является более сильным, чем влияние концентрации. Увеличение концентрации ограничивает максимальную толщину покрытия из-за более высокой растворяющей способности более концентрированного раствора (рисунок 6).

    Рисунок 6

    Источник: https://aluminium-guide.ru/anodirovanie-alyuminiya-texnologicheskie-parametry/

    Твердое анодирование алюминия

    Особенностью алюминиевых сплавов является наличие на поверхности окисной пленки Al2 O3. которая образуется на воздухе ввиду того, что алюминий обладает значительным электроотрицательным потенциалом.

    Эта пленка сообщает металлу некоторую пассивность, но не предохраняет от коррозии ввиду малой толщины (5-20 мкм) и высокой пористости.

    Лучший способ защиты алюминия от коррозии – создание на поверхности искусственных оксидных пленок значительной толщины – это оксидирование алюминия, которое может осуществляться химическим способом или электрохимическим (анодирование) .

    При анодировании оксидная пленка образуется в результате анодного окисления и хорошо защищает металл от атмосферной коррозии, служит грунтом под лакокрасочные покрытия, хорошо окрашивается.

    При анодировании можно получать окисные покрытия с заданными свойствами: электроизоляционные, токопроводные, пористые, пластичные, твердые и др. Свойства покрытия обусловлены видом сплава, составом электролита и режимом процесса.

    Анодирование алюминия проводят в сернокислом, хромовокислом, щавелевом и сульфосалициловом электролитах

    При анодировании в сернокислом электролите пленки обладают высокой адсорбцией и коррозионной стойкостью. Это наиболее экономичный и доступный электролит анодирования, но процесс требует охлаждения и кислотоупорной футеровки ванн. В серной кислоте не рекомендуется проводить анодирования деталей с узкими зазорами, клепаными соединениями, от которых трудно отмыть кислоту.

    Хромовокислый электролит рекомендуется для анодирования деталей сложной формы. Его достоинство – сохранение чистоты обработки поверхности и размеров деталей при анодировании, высокая эластичность пленок, коррозионная стойкость без дополнительной обработки. Недостатки анодирования в этом электролите: высокая стоимость реактивов, необходимость нагрева, сложность контроля.

    Анодирование в щавелевокислом электролите проводят для получения электроизоляционных покрытий различной степени окраски в зависимости от толщины пленки: серебристый цвет при толщине 5мкм (t = 25 0 C), желтый – при толщине 15мкм (t = 40 0 C), коричневый – 100мкм (t = 50 0 C). щавелевой кислоты при анодировании: 40 – 60 г/л, температура 15 – 25 0 С, анодная плотность тока 2,5 – 5 А/дм 2. время выдержки 90 – 120 минут, при этом напряжение на ванне достигает 120В.

    Анодирование с окраской в различные цвета

    Для нанесения покрытия Ан.Окс. на алюминиевые деформируемые сплавы анодирование проводят в электролите, содержащем 170 – 200 г/л серной кислоты при температуре 15 – 23 0 С, ДА = 0,5 – 2 А/дм 2. напряжении на ванне 10 – 20 В. Продолжительность процесса анодирования зависит от дальнейшей обработки: с уплотнением хроматами — 30 – 50 минут, с последующим окрашиванием после анодирования органическими красителями – 60 – 80 минут.

    При покрытии Ан.Окс.тв. анодирование проводят при пониженной температуре от 0 до – 7 0 С при тех же концентрациях. Анодная плотность тока 2,5 – 5 А/дм 2. катоды – сталь 12Х18Н9Т. С увеличением концентрации серной кислоты в процессе анодирования пленка растет медленнее, так как возникает подтравливание и пористость.

    Интересный вид анодирования – эматалирование проводят в растворах на основе щавелевой кислоты с добавлением органических кислот и солей. При анодировании получается непрозрачная пленка, напоминающая эмаль от светло-серого до темно-серого цвета с высокой твердостью и большим удельным сопротивлением.

    Качество процесса анодирования, безусловно, зависит от подготовки поверхности перед анодированием, о чем упоминалось ранее (см. «Первые шаги в гальванике.Часть 2» ).

    При выполнении процесса анодирования надо помнить о мерах безопасности (см. «Безопасная гальваника» ). На участке приготовления электролитов для анодирования при работе с кислотами необходимо пользоваться защитными очками и средствами индивидуальной защиты. Берегите свое здоровье!

    Процесс анодирования алюминия очень перспективный. так как позволяет получать даже полностью прозрачные пленки без алюминиевой основы с заданными значениями параметрами: сопротивление, толщина, твердость и др.

    58 комментариев: Анодирование алюминия

    Добрый день, подскажите, пожалуйста возможную причину выхода из строя ванны сернокислого анодирования: температура электролита при работе была повышена (+27град.

    ), через несколько минут после выгрузки деталей из ванны, поверхность электролита покрылась «шапкой» из губчатого черного осадка, а сам электролит приобрел розовый оттенок из-за мельчайшей розовой взвеси. Фильтруется без проблем.

    Предполагаем, что по ошибке поменяли полярность штанг, вследствие чего произошло растворение свинцовых анодов и, возможно, медных подвесок (уровень электролита был чуть выше нормы). Заранее благодарю за консультацию.

    Здравствуйте, Ирина! Безусловно, черный губчатый осадок может получиться только при окислении свинца, а это возможно, если на нем выделяется кислород, т.е. идет анодный процесс.

    Источник: https://respect-kovka.com/tverdoe-anodirovanie-alyuminiya/

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Металлы и их обработка
    -- Сайдб лев (липк) -->
    В каком веке начали использовать алюминий

    Закрыть