Анодирование алюминия или анодное окисление – процесс создания на поверхности металла оксидной пленки. Что такое анодирование и в чем заключаются преимущества анодированных металлоконструкций от не прошедших такую обработку? Что такое анодирование алюминиевого профиля. Если обратиться к научным терминам, то анодирование представляет собой процесс создания оксидной пленки на поверхности металлов и сплавов путём их анодной поляризации в проводящей среде.
Проекты по теме:
- Анодированный алюминий, какими особенностями обладает данный сплав, читайте в статье
- Для чего это делается
- Анодирование – это эффективная обработка металла
- Что такое анодирование металлов и зачем его использовать? | САП Проекты
- Сущность анодирования алюминия
- Анодирование — что это такое?
Анодирование в "домашних" условиях V2.0
| Чем отличается анодированный алюминий от обычного | Анодирование (синонимы: анодное оксидирование, анодное окисление) — процесс создания оксидной плёнки на поверхности некоторых металлов и сплавов путём их анодной поляризации в проводящей среде. |
| Анодирование - Галарс-СПб | #2 Что такое процесс черного анодирования? Черное анодирование относится к процессу электролитического окрашивания, который превращает поверхность алюминия в прочный черный оксид отделка. |
| Анодирование - Галарс-СПб | Анодирование можно определить как экологически чистый электрохимический процесс, который заключается в создании оксидного слоя на поверхности обрабатываемого металла. |
| Технология анодирования алюминия | Главная» Новости» Анодированный болт что это. |
Анодирование, что это такое? (стр. 1 )
По своей сути анодирование является востребованным процессом для металлов из-за его впечатляющей способности повышать коррозионную стойкость. Что такое анодирование алюминия. Поэтому была разработана технология анодирования – это процесс, в результате которого образуется оксидная пленка Al2O3. Анодирование алюминия или анодное окисление – процесс создания на поверхности металла оксидной пленки. В этой статье вы узнаете, что такое анодирование и как происходит нанесения защиты на изделия.
Процесс анодирования алюминия
| Анодирование алюминия что это такое: анодированный алюминий по выгодной цене | Что такое анодирование. Процессом анодирования называется электролитическая химическая реакция металла с окислителем. |
| анодирование | Анодирование представляет собой процедуру образования на поверхности различных металлов оксидной пленки путем анодного окисления. |
| Анодирование металла: виды покрытия, способы домашней обработки | Наиболее частой технологией анодирования алюминия является так называемое сернокислое анодирование – по химическому составу анодного раствора (электролита). |
| Что такое анодирование металлов и зачем его использовать? | Что такое анодирование? (классический процесс / ClassicELOX™). В отличии от всех остальных гальванических процессов, анодирование – процесс преобразования поверхности алюминия, при котором происходит конверсия поверхностных слоев алюминия в оксид. |
Анодирование алюминия: каким бывает и какие результаты дает
Анодирование – это метод повышения коррозионной стойкости металлического изделия путем формирования слоя оксида на его поверхности. Что такое анодирование? (классический процесс / ClassicELOX™). В отличии от всех остальных гальванических процессов, анодирование – процесс преобразования поверхности алюминия, при котором происходит конверсия поверхностных слоев алюминия в оксид. Процесс анодирования Процесс, в результате которого, происходит образование на поверхности металла высокопористых оксидных слоев алюминия, этот процесс является электрохимическим.
Анодирование – это эффективная обработка металла
Особенность метода — применение сложных по составу электролитов, а рецептура таких составов защищена патентами с международной регистрацией. Преимущества анодированных поверхностей Выдающиеся антикоррозийные свойства. Оксидная плёнка надёжно защищает от обычной влаги и от большинства агрессивных сред. Прочность оксидной плёнки.
Оксиды по своим прочностным физическим характеристикам в большинстве случаев прочнее металла, на котором они образованы. Непроводимость тока. Парадоксальным образом образованная на металле и из металла оксидная плёнка практически является диэлектриком — что находит своё применение в создании электролитических оксидных конденсаторов.
Экологический аспект: при производстве посуды нанесённая на неё оксидная плёнка не даёт ионам металла переходить в пищу, не даёт ей подгорать, стенки и дно посуды приобретают устойчивость к большим перепадам температуры. Широкое использование анодированных поверхностей металла в дизайне. Применение в растворах электролита некоторых солей позволяет получать глубокие и насыщенные оттенки.
Анодирование разных металлов Нержавеющая сталь Самый трудный для анодирования объект из-за своей химической инертности. Чтобы получить на ней оксидированную поверхность, нержавейку предварительно подвергают процедуре никелирования. Хотя сейчас ведется активная разработка специальных диффузионных паст, на которых оксид будет образовываться без никелевой «подушки».
Медь Оксидированию поддаётся плохо, а там, где это требуется, применяют дорогие соли в качестве присадок к электролитам или используют не экологичные фосфатные или оксалатные растворы. На практике этот процесс применяют крайне редко. А также дополнительно придаёт изделиям декоративность, кардинально меняя цвет.
Титан очень нетребователен к составу кислот для электролитических реакций — подойдёт практически любая. Серебро Для создания оксидной плёнки на серебре, применяют серную печень — сплав порошкообразной серы с поташом при сильном нагревании без присутствия воды. Впрочем, такой метод нанесения оксидных плёнок применяют и для бронзы, где получаемая плёнка называется искусственной патиной.
На серебре обработка таким реактивом способна дать синий и фиолетовый цвета. Но без изменения свойств серебра как металла.
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. В особой гальванической ванне аноды да, их обычно обрабатывают сразу в большом числе, чтобы ускорить и упростить процесс , могут фиксироваться или подвешиваться.
При нарушении технологии слой можно стереть, проведя по нему рукой.
По этой причине теплое анодирование применяется в качестве промежуточной стадии перед дальнейшей обработкой. Благодаря своей простоте метод можно применять в домашних условиях без потери качества результата. Холодный метод Холодное анодирование характеризуется скоростью образования окисной пленки: она гораздо выше, чем скорость растворения металла с внешней стороны. Отличается высоким качеством защитного слоя. Кроме того, раствор теплее в центре ванной, поэтому необходимо обеспечить его непрерывную циркуляцию. Единственный недостаток — невозможно использовать краски органического происхождения. Технология твердого анодирования Твердое анодирование — лучший способ получить сверхпрочное покрытие на поверхности стали.
Метод активно применяется для защиты элементов авиационной и космической промышленности. Особенность — использование одновременно нескольких электролитов в определенном соотношении, при котором их свойства будут усиливаться. Подавляющее большинство составов, а также методика их применения защищены патентами. Главные плюсы анодированного металла Анодированная сталь выгодно отличается от незащищенных изделий следующими качествами: Стойкость к коррозии. Барьерная пленка препятствует контакту металла с влагой, а также химически активными соединениями. Высокая прочность. Защитный слой обладает высокой устойчивостью к механическим повреждениям.
Наиболее распространенные типы анодирования включают анодирование хромовой кислотой типа I, анодирование серной кислотой типа II и твердое анодирование типа III. Другие менее распространенные методы анодирования включают анодирование фосфорной кислотой и титаном. Наиболее распространенные процессы анодирования перечислены и описаны ниже: Тип I — анодирование хромовой кислотой Из трех основных типов анодирования анодирование хромовой кислотой тип I дает самый тонкий оксидный слой от 0,00002 до 0,0001 дюйма. При правильном уплотнении оксидный слой, полученный анодированием хромовой кислотой, обеспечивает алюминию уровень коррозионной стойкости, аналогичный более толстым слоям, полученным другими методами анодирования, такими как серная кислота или твердое покрытие. Из-за того, что слой покрытия тоньше, оксидные покрытия типа I поглощают меньше цвета при окрашивании, и покрытие имеет сероватый оттенок. Этот сероватый оттенок ограничивает использование анодирования хромовой кислотой в качестве декоративной отделки. Тем не менее, покрытие Типа I можно окрасить в черный цвет и применить его для защиты корпусов оптических компонентов. Некоторые из ключевых особенностей анодирования хромовой кислотой включают в себя: хорошее сцепление клеев с другими объектами и непроводящие электричество свойства.
Анодирование хромовой кислотой часто используется для аэрокосмических компонентов, сварных компонентов или в качестве основы для дополнительной окраски. Тип II — анодирование серной кислотой Тип II серная кислота является наиболее популярным методом анодирования. Пленки, полученные сернокислотным анодированием, имеют толщину от 0,0001 до 0,001 дюйма. Накопление оксида изменяет поверхность детали, делая ее подходящей для ситуаций, когда необходимы стойкость к истиранию и твердость. Красочная отделка поверхности алюминия и родственных сплавов достигается за счет использования пористости сернокислотных покрытий перед герметизацией. Пористый оксид алюминия легко впитывает красители. Герметизация анодно-оксидной пленки после нанесения красителя помогает избежать выцветания детали во время использования. Несмотря на то, что в целом цветостойкие, цветные анодированные пленки имеют склонность к выцветанию при постоянном воздействии УФ-излучения.
Некоторые из вариантов цвета, доступных с этой техникой анодирования, включают: черный, серый, коричневый, красный, синий, зеленый и золотой. По сравнению с другими методами анодирования, при сернокислотном анодировании используются менее дорогие химические вещества, меньше энергии и меньше времени для достижения желаемой толщины. Также возможна отделка большего количества типов сплавов. Другие преимущества этого метода заключаются в том, что он дает более прочное покрытие, чем анодирование хромовой кислотой, и дает четкую и естественную отделку, что позволяет добавлять другие цвета при окрашивании. Обработка отходов процесса анодирования Типа II также дешевле и проще, чем обработка отходов анодирования хромовой кислотой. Общие области применения анодирования типа II включают оптические и электронные детали, корпуса гидравлических клапанов и корпуса для электроники и компьютеров. Тип III — твердое анодирование Анодирование с твердым покрытием обычно применяется с использованием электролита на основе серной кислоты. При этом образуется значительно более плотный и толстый оксидный слой, чем при сернокислотном анодировании.
Какие преимущества дает анодирование алюминия?
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. Образующиеся поры имеют форму конуса, расширяющегося к внешней стороне покрытия, поскольку эта часть дольше подвергается агрессивному воздействию электролита.
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. Здесь важно перфорировать отверстия с диаметром менее 1,2 мм.
В отличие от других покрытий анодирование алюминия сохраняет естественный блеск металлов, его текстуру и эстетику самого металла. История анодирования Анодирование металлов впервые было использовано в промышленном масштабе в 1923 году. Первоначально оно было создано для защиты от коррозии деталей из дюралюминия в кораблестроительной промышленности. Очевидно, эта обработка использовалась, поскольку части морских транспортных судов требовали жесткого защитного покрытия, невосприимчивого к соленому, бурному морю.
Этот процесс все еще используется сегодня, несмотря на устаревшие требования сложного цикла напряжения, которые теперь считаются ненужными. К 1927 году этот процесс получил развитие, и был запатентован новый процесс анодирования в серной кислоте. Серная кислота остается наиболее распространенным анодирующим электролитом и по сей день. Японцы использовали анодирование щавелевой кислотой с 1923 года, и оно было широко применено немцами, особенно в архитектурных решениях. Анодирование алюминиевых профилей широко использовалось в архитектуре в 1960-х и 70-х годах. Процесс анодирования Перед конкретно анодированием алюминий должен проследовать по следующему технологическому процессу: Очистка. Анодируемую деталь необходимо сначала очистить, чтобы удалить все включения масел, полирующих составов и других примесей. Это делается путем погружения в водный раствор, который содержит мягкие кислоты или щелочи вместе с различными моющими средствами.
Это невероятно прочное, плотное и гладкое покрытие, которое наносится на модели премиальной серии Factory. Пример вилки от RockShox с черной анодировкой на Stinger Genesis За анодировкой вилок и амортизаторов необходим уход, как минимум нужно иметь в виду, что через стертое покрытие на ногах вилки внутрь вилки будет попадать грязь, а сильные царапины будут повреждать башинги и пыльники.
Полируйте поверхность в случае неглубоких царапин и легких стертостей, а если повреждения глубокие и сильные - лучше отнести в веломастерскую, чтобы там царапины аккуратно залатали, либо восстановили анодировку. Фирменное покрытие Kashima Coat на вилках Fox Factory. При желании также всегда можно найти мастера, готового анодировать детали велосипеда в разные цвета, например, если вы хотите фиолетовый вынос или красный руль. Анодировке поддается большинство алюминиевых деталей, но обычно на анодирование приносят втулки, рули, звезды, выносы, рулевые и подседельные штыри. При желании можно анодировать и раму, например, можно встретить людей, которые анодируют коромысло своего двухподвеса.
Анодированный алюминий, полученный в домашних условиях
Это может быть достигнуто с помощью вышеназванного процесса. Покрытие из оксида алюминия может не иметь требуемой степени защиты на некоторых сплавах. Кроме того, они могут иметь слой оксида алюминия после процесса анодирования, который оставляет нежелательный цвет, такой как непривлекательный желтый, коричневый или темно-серый. Несмотря на то, что существуют некоторые вариации от каждого сплава к сплаву, вот краткий анализ анодирования по типу серии: 1XXX — эта серия покрывает чистый Al. Он в этой серии может быть анодирован. Образующийся слой оксида алюминия, который образуется, является прозрачным и несколько блестящим.
Поскольку нижележащий чистый Al является относительно мягким, обработанные предметы могут быть легко повреждены и не иметь механических свойств по сравнению с другими сериями Al-сплавов. Медь в этих сплавах создает очень прочный и твердый Al -сплав. Хотя медь полезна для улучшения механических свойств Al, она, к сожалению, делает эти сплавы плохими кандидатами на анодирование, матовый цвет не дает привлекательности таким изделиям. В то время как анодированный слой обеспечивает достойную защиту Al подложки из марганца, он создает нежелательный коричневый цвет. Анодированный материал 4XXX хорошо защищен слоем оксида алюминия, созданным в процессе анодирования.
Тем не менее, важно отметить, что серия 4XXX имеет темно-серый, почти черный цвет, которому не хватает эстетической привлекательности. При анодировании сплавы 5XXX имеют в результате оксидный слой, который является прочным. Они превосходные кандидаты на анодирование, тем не менее, некоторые легирующие элементы, такие как марганец и кремний, должны находиться в пределах установленного диапазона для нормального протекания процесса анодирования. Эти сплавы являются отличными кандидатами для процесса, полученный оксидный слой прозрачен и обеспечивает превосходную защиту. Поскольку сплавы 6XXX обладают отличными механическими свойствами и легко анодируются — алюминий анодированный данной серии часто применяется для конструкционных проектов.
Очень хорошо подходит для процесса анодирования. Последующий оксидный слой прозрачен и обеспечивает отличную защиту. Если уровень цинка становится чрезмерным, оксидный слой, может стать коричневым. Анодированный алюминий «под золото» и «под серебро» Методики и технология анодирования Существует несколько видов анодирования Al, каждый из которых имеет уникальное анодное покрытие: Стандартное анодирование, более известное как тип II, основано на военной спецификации MIL-A-8625. Жесткое анодирование в твердом покрытии, также известное как тип III, использует процесс, аналогичный типу II, но приводит к получению гораздо более толстого и плотного покрытия, что значительно повышает стойкость к истиранию и коррозии.
Твердое анодирование создает очень толстое твердое покрытие, которое проникает в обработанный алюминий — половина защитного оксидного слоя проникает в поверхность, а другая половина накапливается на ней. Микрокристаллическое анодирование улучшает другие процессы, создавая покрытие с молекулами, упакованными в регулярно упорядоченный повторяющийся узор, поскольку молекулы располагаются случайным образом. Микрокристаллические анодно-алюминиевые покрытия также обеспечивают более высокую термодинамическую стабильность, чем другие, а также более низкую степень растворимости при воздействии агрессивных химикатов. Растворы анодирования хорошо известны благодаря образованию пор в покрытии Al. Эти поры поглощают красители, а также сохраняют смазки, если таковые имеются.
Кроме того, они обеспечивают участки, через которые металл может легко подвергаться коррозии.
На воздухе поверхность чистого алюминия как и любого металла довольно быстро окисляется кислородом из воздуха, покрывается тонкой пленкой оксида алюминия. Эта пленка частично защищает поверхность от дальнейшего воздействия внешней среды, но она тонкая и не слишком непрочная.
В то же время эта пленка — темно-серая и мутная, она лишает алюминий его естественного блеска, создает ощущение «грязи». Алюминий слабо реагирует с чистой пресной водой или чистым воздухом, особенно с учетом оксидной пленки на его поверхности. Однако, в условиях города воздух и осадки далеки от чистых: они содержат многочисленные газовые примеси особенно вблизи больших промышленных предприятий или автомагистралей , жидкие и твердые частицы особенно медь, железо , соли и щелочи.
Щелочи а также соли ртути, меди и ионы хлора содержащиеся в воздухе особенно опасны для алюминия: они растворяют тонкий защитный слой и вступают с ним в реакцию: металл растворяется с выделением водорода. Кислоты особенно с высокими окислительными свойствами типа серной, соляной, азотной, уксусной разрушают алюминий, образуя его соли. Металлы железо, медь образуют с алюминием гальванические пары.
Кроме того, они увеличивают электропроводность электролита на поверхности металла влаги и продуктов коррозии, впитывающих ее. Возникающая электрохимическая коррозия разрушает поверхность алюминия. Идея технологии кратко Защитное покрытие создается за счет окисления поверхности алюминия кислородом, возникающим из воды при протекании тока получаемый оксид алюминия слабо реагирует с прочими химическими элементами и соединениями.
Образующийся слой оксида алюминия частично разъедается кислотой: образуются многочисленные поры, через которые раствор воды и кислоты проникает еще глубже в материал. Создается толстый защитный пористый слой.
Химия и физика процесса. Как вы думаете, для чего железо ржавеет? Именно, не "почему" а "для чего"? Детский, казалось бы вопрос.
Ответ вам покажется не менее странным: для того чтобы не ржаветь дальше! Дело в том, что скорость коррозии железа или стали, находящейся в агрессивной среде, очень сильно зависит от толщины слоя окисла. В начале процесса скорость очень высока, но по мере роста слоя ржавчины скорость "разъедания" металла падает в десятки и сотни раз. Потому то и стоят всевозможные морские сооружения десятилетиями, ржавые сверху донизу. Металл, ржавея, сам пытается заботиться о себе. Это явление справедливо не только для железа, но и для других металлов.
Чем толще слой окислов на поверхности металла, тем медленнее развивается коррозия. Правда не всем металлам повезло так же, как и железу: некоторые из них не умеют наращивать толстый слой окислов. Такими недостатками обладает, например, алюминий. С одной стороны, окисная пленка вырастает на его поверхности просто моментально, гораздо быстрее чем на железе. Именно поэтому алюминий так трудно паять! Но с другой стороны - эта пленка никогда не бывает толстой.
Из за малой своей толщины она непрочна и неустойчива. По сути, она постоянно разрушается снаружи, и постоянно же нарастает внутри в процессе коррозии. Увы, за счет потери массы основной детали. Надо заметить, что на коррозионностойкость металла влияет не только толщина окисной пленки, но и ее структура и плотность. Плотная, твердая пленка лучше защищает металл чем мягкая и рыхлая. Таким образом, если создать на поверхности металла толстую и плотную окисную пленку, пто можно предотвартить появление коррозии окисления.
Именно это и получается в процессе анодирования алюминия. Причем, самые толстые и механически прочные пленки получаются именно при низкотемпературном толстослойном анодировании, которое мы и будем пытаться воспроизвести. В процессе анодирования на поверхности металла выделяется кислород и нарастает слой оксида алюминия Al2O3 — корунд. Когда его толщина становится достаточной, деталь заметно меняет окраску, приобретая выраженный темный оттенок. Это и служит сигналом к окончанию процесса. Вблизи качественный "холодный" анодный слой выглядит вот так: Хороший, твердый и качественный слой на микроуровне напоминает множество вертикальных трубочек, сросшихся друг с другом стенками.
Можно смело сказать: если принято решение изготовить что-то из обработанного таким способом металла, прочность и лёгкость конструкции не будет вызывать никаких сомнений! Устройства, оборудование, реактивы В промышленных масштабах анодирование делается в растворах серной кислоты разной концентрации. Они обеспечивают как большую скорость процесса, так и заданную глубину оксидной плёнки. Применение автоматики позволило полностью автоматизировать этот достаточно вредный для здоровья процесс. Оборудование для анодирования бывает трех типов: Базовое, или основное. Тут всё просто: ванна с электролитом из инертного, не вступающего в реакцию, материала, притом обладающего свойствами теплоизолятора для предотвращения перегрева электролита. И катод, материал которого находится в прямой зависимости от того материала, который нужно анодировать.
Обслуживающее оборудование. К нему относятся агрегаты, обеспечивающие работоспособность установки для оксидирования. Это узлы подачи напряжения, предохранительные и приводные механизмы. Это оборудование для работ по обработке и подготовке изделий к анодированию. В него входят и средства доставки деталей к ваннам. И средства упаковки и перемещения к местам, где готовые изделия складируются. Самыми трудными, экологически опасными операциями при обработке металлов анодированием являются процессы загрузки и выгрузки деталей в ванны.
Поэтому на качество работы приводных механизмов для этого всегда обращается особое внимание. Исторически сложилось так, что все производственные процессы связаны с потреблением переменного тока — который совершенно не годится для процессов анодирования. Для того, чтобы ток был постоянным то есть текущий в проводниках только в одном направлении, применяют выпрямители с достаточным запасом мощности. Оптимальная мощность для промышленных выпрямителей, связанных с процессами оксидирования — 2,5 киловатта. А для обеспечения получения анодированной плёнки разных цветов и оттенков для таких выпрямителей монтируют бесступенчатую систему подачи мощности. 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. Способы анодирования Образование на металлах оксидной плёнки зависит от выбранной технологии со всеми её факторами вроде типа электролита, мощности подаваемого тока, поверхности детали-анода. Универсальность раз и навсегда отработанных методов позволяет проделывать процесс анодирования даже в домашних условиях — нужно только владеть технологиями, от которых будет зависеть цвет получаемой оксидной плёнки. Минимизировать вред для здоровья от испарений кислот вряд ли получится, вряд ли в условиях домашней мастерской можно обеспечить герметичность ванны, эффективную систему вытяжки и фильтрации воздуха.. Среди разных видов анодирования популярен процесс нанесения цветной оксидной плёнки. Популярность его связывается не только с декоративностью получаемого покрытия, но и с разной степенью его прочности, которая зависит от цвета.
Теперь о методах, вынесенных в заголовок материала, а именно: Тёплый метод Твёрдое анодирование. Тёплый метод В большинстве случаев используется как промежуточный, ибо получаемые на его основе оксидные плёнки не стойки к воздействиям. Холодный метод При холодном методе скорость образования анодированной плёнки выше скорости растворения металла на катоде, что обеспечивает высокую прочность получаемого защитного слоя. Так как температура раствора в ванне в её середине всегда выше, чем у бортов, необходимо обеспечить циркуляцию раствора. Твёрдое анодирование Самая лучшая для высокого качества покрытия на стали. Такой способ анодирования применяют в аэрокосмической промышленности, где часто требуются запредельные нагрузки на узлы и агрегаты. Особенность метода — применение сложных по составу электролитов, а рецептура таких составов защищена патентами с международной регистрацией.
Способы выполнения процедуры Анодирование меди и других металлов может выполняться несколькими способами. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, особенности проведения. Теплый метод Стадии анодирования Самый простой метод выполнения анодирования, который можно применить даже в домашних условиях. Процесс обработки происходит при комнатной температуре. При применении органической краски, йода или зеленки можно существенно улучшить эстетические качества обрабатываемых деталей. Твердое анодирование металла по такой технологии провести не удастся. Если это сделать, на поверхности материала образуется тонкая оксидная пленка, которая не обеспечивает надежной защиты от коррозии и легко повреждается.
Но если после выполнения подобной обработки провести окрашивание изделий, сцепление красящих составов с поверхностью будет отличным. Именно таким способом можно обеспечить качественную защиту от коррозии и продлить срок службы деталей. Холодный метод Для выполнения анодного окисления холодным методом необходимо обеспечить стабильность температуры. Методы цветного анодирования алюминия При достижении указанных показателей анодная и катодная обработка металла будет происходить более качественно, образуя на поверхности прочную пленку. Она лучшим образом защищает от коррозии. С помощью холодного метода можно выполнить гальваническое напыление меди, золота и прочих металлов. Для этого необходимо правильно рассчитать силу тока, используя специальные уравнения.
Полученные детали практически невозможно повредить. Они отличаются долгим сроком службы в особенно агрессивной среде при контакте с морской водой. Незначительным минусом данной технологии считается невозможность нанесения на полученную поверхность краски. Для изменения цвета применяют метод напыления металла или используют электрический ток определенной величины. Применение других электролитов для получения анодированного алюминия Есть и другие электролиты для получения оксидной пленки на алюминии, основы процесса анодирования остаются те же, меняются лишь режимы тока, время процесса и свойства покрытия. Щавелевокислый электролит. В результате анодирования пленка выходит желтоватого цвета, имеет достаточную прочность и отличную пластичность.
При изгибании покрытой поверхности слышен характерный треск пленки, но свойства она от этого не теряет. Недостатком является слабая пористость и ухудшенная адгезия по сравнению с сернокислым электролитом. Ортофосфорный электролит. Получаемая пленка очень плохо окрашивается, зато отлично растворяется в никелевом и кислом медном электролите при осаждении этих металлов, то есть применяется в основном как промежуточный этап перед омеднением или никелированием. Хромовый электролит. Полученная пленка имеет красивый серо-голубой цвет и похожа на эмалированную поверхность, процесс получил отсюда название эматалирования. В настоящее время эматалирование очень широко применяется и имеет ряд других вариантов состава электролита, на основе других кислот.
Смешанный органический электролит. Раствор содержит щавелевую, серную и сульфосалициловую кислоты. Цвет пленки отличается в зависимости от марки сплава анода, характеристики покрытия по прочности и износостойкости очень хорошие.
Что такое анодированный алюминий
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 Ташкенте. #2 Что такое процесс черного анодирования? Черное анодирование относится к процессу электролитического окрашивания, который превращает поверхность алюминия в прочный черный оксид отделка. Анодирование — это электрохимический процесс, при котором металлическая поверхность превращается в устойчивую к коррозии.
Анодирование алюминия что это такое: анодированный алюминий по выгодной цене
Гальваническое анодирование представляет собой процесс образования на поверхности различных металлов оксидной пленки путем анодного окисления в проводящей среде. Важным преимуществом импульсного наноструктурного анодирования является тот факт, что чередование режимов способствует лучшему рассеиванию тепла с поверхности заготовок. Анодирование алюминия или его анодное окислениерассматривается многими предпринимателями, как одно из самых перспективных направлений обработки алюминия и его сплавов. Анодирование алюминия и зачем оно нужно, где применяют анодированный металл, технологии твердого, теплого и холодного анодирования, различия методов и характеристик получаемых покрытий. Анодирование можно определить как экологически чистый электрохимический процесс, который заключается в создании оксидного слоя на поверхности обрабатываемого металла.
Чем отличается анодированный алюминий от обычного
В результате их изысканий и удалось создать такой продукт, как анодированный алюминиевый профиль. Поверхностное покрытие тверже чистого металла и даже большинства его применяемых в быту сплавов. Уровень износостойкости у него также выше. Еще в числе важных преимуществ оказывается легкость использования красителей на органической основе, потому что пленка содержит много пор. Это обстоятельство важно для тех встраиваемых и отдельных продуктов, которые призваны иметь повышенный декоративный эффект. Сам процесс нанесения пленки подразумевает использование электрохимических процессов но об этом немного позже. Во многих случаях конструктивный анодированный профиль имеет окрас под натуральное серебро или оформлен в изысканном черном цвете — что и позволяет почти всегда определить факт анодирования. После такой обработки материал становится намного долговечнее и химически стабильнее.
Специалисты отмечают также, что его использование безопаснее, чем применение традиционных сплавов без дополнительного покрытия. Установлено, что анодированный профиль легче поддерживать в чистоте и порядке. Он отлично сопротивляется даже воздействию высокой влажности и другим неблагоприятным факторам.
На эти вопросы мы постараемся ответить в рамках этой статьи. Анодирование металлических сплавов применяется в разных отраслях промышленности уже достаточно давно.
Это — сложный электрохимический процесс, детальное описание которого мы не будем здесь приводить — на это потребуется слишком много времени. Приблизительно же процедура анодирования заключается в следующем — подвергаемый обработке элемент конструкции помещается в кислый электролит к примеру, в раствор серной кислоты , после чего подключается к источнику тока.
Если вы готовы начать проект, предоставьте нам некоторую информацию о своем приложении, чтобы получить расценки. Базовое руководство по анодированию алюминия В следующем руководстве мы расскажем вам обо всем, что вам нужно знать об анодировании алюминия, рассмотрим, что и как анодировать алюминий, а также причины анодирования алюминия. Что такое анодированный алюминий? Анодирование — это распространенный метод финишной обработки, используемый при выборе материалов из цветных металлов, включая алюминий, титан и магний. Анодирование представляет собой электрохимический процесс, который преобразует внешнюю поверхность металлических деталей в прочный и устойчивый к коррозии и царапинам слой. Этот процесс также является очень декоративным, предлагая профессиональную блестящую отделку различных цветов.
Как работает анодирование алюминия? Процесс, который может показаться сложным из-за протекающих различных электрохимических реакций, на самом деле довольно прост и рентабелен, что делает анодирование популярным во многих отраслях промышленности. Вот как анодировать алюминий: Во-первых, перед анодированием необходимо очистить алюминиевую деталь. Затем его помещают в ванну с электролитическим раствором и прикладывают постоянный электрический ток. Это создает положительный электрический заряд в алюминии и отрицательный заряд в пластинах электролита раствора. Результирующая электрохимическая реакция создает поры на поверхности алюминиевого компонента, которые позволяют алюминиевой подложке связываться с отрицательно заряженными ионами O2 в растворе с образованием оксида алюминия. В конечном итоге это приводит к созданию барьерного слоя из анодного оксида на поверхности детали, который более устойчив и долговечен, чем нижележащий алюминий. Доступные материалы для анодирования Анодирование в зависимости от принципа доступно только для токопроводящих материалов, таких как металлы, но это не означает, что алюминий является единственным вариантом.
Фактически, анодированные металлы также включают магний и титан. Однако, поскольку многие люди задаются вопросом, можно ли анодировать сталь или нержавеющую сталь, это недоступно, потому что оксид железа ржавчина не образует плотного, стойкого, устойчивого к коррозии покрытия на стали, поэтому его нельзя анодировать с пользой. Различные типы анодирования алюминия Существует три обычно используемых типа анодирования, каждый из которых приводит к разному набору функциональных и эстетических свойств. Тип I — анодирование хромовой кислотой При анодировании типа I хромовая кислота используется для создания тонкого покрытия на поверхности металлических деталей до 0,0001 дюйма. Хотя тип I является самым тонким анодирующим покрытием, он все же приводит к получению деталей с повышенной коррозионной стойкостью. Однако тип I также дает наименьшее поглощение цвета при окрашивании. Тип II — анодирование серной кислотой При анодировании типа II вместо хромовой кислоты используется серная кислота, что приводит к немного более толстому поверхностному слою на алюминиевой детали. Анодированная серная кислота имеет толщину от 0,0002 до 0,001 дюйма и лучше подходит для окрашивания деталей.
Детали из анодированного твердого покрытия имеют лучшую стойкость к истиранию и способность к окрашиванию; однако тип III не может быть идеальным для деталей с очень жесткими допусками. Какой тип анодирования выбрать? Какая разница? Учитывая различный сценарий применения, в котором будут использоваться ваши детали, выбор типа процесса анодирования является весьма важным шагом. Вот краткое сравнение для вашей справки. Тип I использует хромовую кислоту для создания тонкого покрытия на поверхности металлических деталей. Он обычно используется там, где требуется устойчивость к коррозии, в том числе для деталей самолетов. При анодировании типа II используется серная кислота для создания немного более толстого поверхностного слоя на алюминиевой детали.
Он обычно используется для отделки товаров народного потребления, компонентов самолетов, архитектурных деталей и кухонной посуды. Тип III аналогичен типу II, но дает более толстый коррозионно-стойкий слой, что делает его хорошо подходящим для деталей, которые должны выдерживать экстремальные температуры и химическое воздействие. Например, анодирование типа III используется военными для изготовления прочных металлических деталей. Если вы не можете решить, какой тип анодирования больше подходит для вашего проекта, RapidDirect может помочь. Мы даем профессиональные предложения на основе вашего проекта. Загрузите свои файлы дизайна и свяжитесь с нами. Каковы варианты цвета анодированного алюминия? Одно из самых значительных преимуществ анодирования — это наличие различных цветов.
Стандартные цвета анодирования включают прозрачный, бронзовый, шампанский и черный. RapidDirect также предоставляет цветные карточки с номером Pantone, чтобы вы могли выбрать нужный цвет. Некоторые из дополнительных цветов анодированного алюминия можно найти на изображении ниже: Преимущества анодированного алюминия Алюминий — широко используемый материал из-за его полезных свойств, хотя металл не ржавеет, он все же подвержен воздействию элементов и он может изнашиваться, особенно из-за воздействия кислорода. В этом разделе мы расскажем о преимуществах анодирования алюминиевых деталей. Улучшение свойств материала Во-первых, процесс чистовой обработки значительно улучшает свойства материала на поверхности детали, включая повышение устойчивости к коррозии, царапинам и погодным условиям. Кроме того, поскольку процесс является электрохимическим, барьерный слой, созданный с помощью анодирования, становится частью компонента, а это означает, что он не может отслаиваться или отслаиваться, как лакокрасочные покрытия. Что касается свойств, следует отметить, что внешний анодированный слой детали обладает изоляционными свойствами, то есть детали могут иметь более низкую электропроводность, чем раньше. Лучшее качество поверхности Вторая ключевая причина, по которой многие клиенты предпочитают анодировать свои алюминиевые изделия, — это декоративное анодированное покрытие.
Анодирование также позволяет нанести цветную отделку на металлические детали. Существует практически бесконечное количество цветов на выбор, включая прозрачный анодированный алюминий, черный анодированный алюминий, синий, золотой, серый, красный и т. Советы по дизайну анодирования алюминия 1. Следите за допусками Если вы знаете, что хотите применить В процессе анодирования вашего алюминиевого компонента имейте в виду, что этот процесс действительно увеличивает толщину детали, что может хотя и незначительно повлиять на допуски детали. Если жесткие допуски имеют решающее значение, рассмотрите вариант анодирования типа I или типа II или примите во внимание дополнительный слой на этапе проектирования. Кромки и углы При анодировании важным советом при проектировании является обеспечение того, чтобы все кромки и углы заготовки имели радиус не менее 0,5 мм. Конструкции деталей также не должны иметь заусенцев. Причина таких конструктивных соображений заключается в том, что они помогают предотвратить перегрев и даже возгорание заготовки из-за высокой концентрации электрического тока.
Рассмотрите возможность использования других этапов чистовой обработки. Поскольку анодирование — это электрохимический процесс, он не имеет такого же эффекта, как дробеструйная очистка или полировка. То есть, если обработанная деталь сразу подвергается анодированию, вполне вероятно, что на поверхности готовой детали останутся следы станка или царапины. По этой причине, если требуется полностью однородная обработка поверхности, может быть полезно заранее использовать полировку, дробеструйную очистку или другой процесс механической отделки. При этом анодирование сделает поверхность детали более гладкой, чем раньше. Работа с партиями Если вы окрашиваете алюминиевые детали или изделия, рекомендуется анодировать их небольшими партиями. Это обеспечивает большую однородность цвета, поскольку может быть трудно точно сопоставить цвет от одной партии к другой. Идеальный сценарий для обеспечения однородности цвета — это сразу анодировать небольшую партию мелких деталей.
Применения для анодирования алюминия Анодирование — это высококачественный и доступный процесс окончательной обработки, который сделал его популярным для множества применений в самых разных отраслях промышленности. Его использование настолько широко, что вполне вероятно, что вы столкнетесь с анодированной металлической деталью в течение дня. Некоторые отрасли промышленности, которые регулярно используют анодирование, — это аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение, архитектура, производство потребительских товаров и товаров для дома. И хотя невозможно перечислить все конкретные области применения анодированного алюминия, вот некоторые из них: кухонное оборудование, кожухи воздуховодов, осветительные приборы, продукты для приготовления пищи, фотооборудование, радиооборудование, электронные корпуса и многое другое. Как определить успешность анодирования? Есть способы узнать, подверглась ли деталь анодированию. Во-первых, обычно по матовому покрытию можно сказать, что создает анодирование. Кроме того, вы можете использовать простой скретч-тест.
Анодирование алюминия Анодирование алюминия Анодирование алюминия играет важную роль в промышленном и частном использовании этого металла и конструкций на его основе. Эта процедура обеспечивает неоценимую пользу, защищая алюминиевые изделия от коррозии, повышая их прочность и долговечность в ситуациях, когда без этого никак не обойтись. Без анодирования, многие сферы применения алюминия претерпела бы серьезные изменения, ограничиваясь лишь базовыми функциями. В большинстве случаев, анодирование алюминия дает возможность раскрыть полный потенциал этого металла, сделав его неотъемлемой частью современного мира, его достижений и технологий. Что такое анодирование? Анодирование алюминия — это уникальный процесс, который позволяет создавать защитное оксидное покрытие на поверхности алюминиевых изделий. Этот метод широко применяется в различных отраслях промышленности и имеет огромное значение в нашей повседневной жизни.