3 метода анодирования сплава

Защищать железные изделия от брутального действия наружной среды можно по-разному. В том числе покрытием красками на масляной, глифталевой, пентафталевой, полиэфирной и эпоксидной базе – с разной степенью адгезии и разной долговечностью. Но ничто не сравнится с анодированием — таковым способом защиты, как разработке при помощи химического процесса защитной оксидной плёнки. Анодирование также именуют — анодным оксидированием.

Оксидировать можно фактически все сплавы и сплавы, не считая незапятнанных железа и меди. Соединено это с тем, что эти два сплава образуют сходу два оксидных соединения на собственной поверхности. Вроде бы конкурирующих вместе, и поэтому это плохо сказывается и на прочности самой оксидной плёнки, и на её адгезии (другими словами связанностью) с поверхностью.

Откуда возник сам термин

При химическом создание оксидной плёнки на поверхности металлов деталь/изделие опускают в ванну с электролитом. Почаще всего это раствор кислоты. Электролиты электропроводны (что ясно из самого наименования). Когда через раствор пропускают неизменный ток (это принципиально, чтоб ток повсевременно шёл в одном направлении!), на катоде выделяется водород, а на аноде – кислород, при помощи которого появляется оксидный, другими словами окисленный преднамеренно, слой с заблаговременно данными качествами, зависящими от силы тока и концентрации раствора кислоты. А потому что эта деталь в системе «катод-электролит-деталь» является анодом, то и создание защитной плёнки окрестили «анодированием». Либо «оксидированием».

Варьируя силу тока и внедрение особых добавок-присадок, можно достигнуть фактически хоть какой расцветки анодированного покрытия.

Что дает анодирование

Кое-чем анодирование похоже на гальванические процессы, возникающие во время хромирования либо оцинковки стали. Но есть значимая разница: исключено внедрение сторонних веществ, пусть даже схожих по свойствам и хим составу. Оксидирование ведётся на базе самого сплава, подвергаемого химическому действию.

При анодировании процесс поддаётся регуляции, оксидному слою придаются заблаговременно данные характеристики, а результатом служит крепкость оксидируемого участка.

Идеальнее всего защитный слой в итоге анодирования появляется на таковых сплавах, как алюминий, титан, сталь, тантал. Основное же требование к технологии, чтоб сплав имел лишь один оксид с высочайшими адгезивными качествами.

Но для обеспечения адгезии нужна пористая структура, которая обеспечит соприкосновение рабочей консистенции с незапятнанным сплавом поверхности, что существенно ускоряет процесс оксидирования.

Выходит, что при химическом процессе могут создаваться два типа оксидных защитных покрытий, отличающиеся как предназначением, так и строением.

1. 1-ый тип – пористая поверхность оксидной плёнки. Выходит при действии на сплав кислых электролитов. Структурированная порами поверхность служит хорошей основой для того, чтоб на неё легли лакокрасочные материалы, которые собственной структурой, образующейся в процессе полимеризации базы, закрепляется во фракталах пор. Другими словами анодированная поверхность содействует завышенной адгезии.
2. Барьерная. Относится ко второму типу. Это самостоятельное защитное покрытие, которое защищает сплав от контактов с наружной брутальной средой.

Вообщем, созданием защитных слоёв процесс анодирования не ограничивается. Применяя различные материалы и меняя уровень напряжения, можно получить различные цвета анодированной плёнки. Чем интенсивно пользуются дизайнеры при оформлении интерьеров, когда облицовочным материалом служит алюминий.

Устройства, оборудование, реактивы

В промышленных масштабах анодирование делается в смесях серной кислоты разной концентрации. Они обеспечивают как огромную скорость процесса, так и заданную глубину оксидной плёнки. Применение автоматики позволило на сто процентов заавтоматизировать этот довольно вредный для здоровья процесс.

1. Базисное, либо основное. Здесь всё просто: ванна с электролитом из инертного, не вступающего в реакцию, материала, притом владеющего качествами теплоизолятора для предотвращения перегрева электролита. И катод, материал которого находится в прямой зависимости от того материала, который необходимо анодировать.
2. Обслуживающее оборудование. К нему относятся агрегаты, обеспечивающие работоспособность установки для оксидирования. Это узлы подачи напряжения, предохранительные и приводные механизмы.
3. Вспомогательное. 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 тяжелыми, экологически небезопасными операциями при обработке металлов анодированием являются процессы загрузки и выгрузки деталей в ванны. Потому на свойство работы приводных устройств для этого постоянно обращается особенное внимание.

Исторически сложилось так, что все производственные процессы соединены с потреблением переменного тока – который совсем не годится для действий анодирования. Для того, чтоб ток был неизменным (другими словами текущий в проводниках лишь в одном направлении, используют выпрямители с достаточным припасом мощности. Лучшая мощность для промышленных выпрямителей, связанных с действиями оксидирования – 2,5 киловатта. А для обеспечения получения анодированной плёнки различных цветов и цветов для таковых выпрямителей монтируют бесступенчатую систему подачи мощности.

Методы анодирования

Образование на сплавах оксидной плёнки зависит от избранной технологии со всеми её факторами вроде типа электролита, мощности подаваемого тока, поверхности детали-анода. Универсальность раз и навечно отработанных способов дозволяет проделывать процесс анодирования даже в домашних условиях – необходимо лишь обладать технологиями, от которых будет зависеть цвет получаемой оксидной плёнки. Минимизировать вред для здоровья от испарений кислот навряд ли получится, навряд ли в условиях домашней мастерской можно обеспечить плотность ванны, эффективную систему вытяжки и фильтрации воздуха..

Посреди различных видов анодирования популярен процесс нанесения цветной оксидной плёнки. Популярность его связывается не только лишь с декоративностью получаемого покрытия, да и с разной степенью его прочности, которая зависит от цвета.

Сейчас о способах, вынесенных в заголовок материала, а конкретно:

1. Тёплый способ
2. Прохладный способ
3. Твёрдое анодирование.

Тёплый способ

Почти всегда употребляется как промежный, ибо получаемые на его базе оксидные плёнки не стойки к действиям.

Прохладный способ

При прохладном способе скорость образования анодированной плёнки выше скорости растворения сплава на катоде, что обеспечивает высшую крепкость получаемого защитного слоя. Но непременно требование поддержания температуры раствора электролита на уровне не выше 5⁰С, что и отдало заглавие способу. Потому что температура раствора в ванне в её середине постоянно выше, чем у бортов, нужно обеспечить циркуляцию раствора.

Твёрдое анодирование

Самая наилучшая для высочайшего свойства покрытия на стали. Таковой метод анодирования используют в аэрокосмической индустрии, где нередко требуются запредельные перегрузки на узлы и агрегаты. Изюминка способа — применение сложных по составу электролитов, а рецептура таковых составов защищена патентами с интернациональной регистрацией.

Достоинства анодированных поверхностей

• Выдающиеся антикоррозийные характеристики. Оксидная плёнка надёжно защищает от обыкновенной воды и от большинства брутальных сред.
• Крепкость оксидной плёнки. Оксиды по своим прочностным физическим чертам в большинстве случаев прочнее сплава, на котором они образованы.
• Непроводимость тока. Феноминальным образом образованная на сплаве и из сплава оксидная плёнка фактически является диэлектриком – что находит своё применение в разработке электролитических (оксидных) конденсаторов.
• Экологический нюанс: при производстве посуды нанесённая на неё оксидная плёнка не даёт ионам сплава перебегать в еду, не даёт ей подгорать, стены и дно посуды получают устойчивость к огромным перепадам температуры.
• Обширное внедрение анодированных поверхностей сплава в дизайне. Применение в смесях электролита неких солей дозволяет получать глубочайшие и насыщенные цвета.

Анодирование различных металлов

Нержавеющая сталь

Самый тяжелый для анодирования объект из-за собственной хим инертности. Чтоб получить на ней оксидированную поверхность, нержавейку за ранее подвергают процедуре никелирования. Хотя на данный момент ведется активная разработка особых диффузионных паст, на которых оксид будет создаваться без никелевой «подушечки».

Оксидированию поддаётся плохо, а там, где это требуется, используют дорогие соли в качестве присадок к электролитам либо употребляют не экологичные фосфатные либо оксалатные смеси. На практике этот процесс используют очень изредка.

Титан

Железные изделия из титана проходят неотклонимую функцию оксидирования, из-за того, что нанесение оксидной плёнки на 15-28% наращивает износостойкость верхнего слоя изделий из титана. Также добавочно придаёт изделиям декоративность, абсолютно меняя цвет. Титан весьма нетребователен к составу кислот для электролитических реакций – подойдёт фактически неважно какая.

Серебро

Для сотворения оксидной плёнки на серебре, используют серную печень – сплав пылеобразной серы с поташом при сильном нагревании без присутствия воды. Вообщем, таковой способ нанесения оксидных плёнок используют и для бронзы, где получаемая плёнка именуется искусственной патиной. На серебре обработка таковым реактивом способна отдать голубий и фиолетовый цвета. Но без конфигурации параметров серебра как сплава.

Анодирование алюминия

Оксидирование этого сплав даёт самые широкие способности с широчайшей сферой внедрения. Есть много методов образования на поверхности этого сплава оксидов, наиболее половины из их соединены с получением цветных ярко окрашенных, поверхностей.

Заключение

Анодное оксидирование — всепригодный способ защиты почти всех металлов, также технологией, позволяющей приготовить сплавы к крепкой расцветке, когда оксидные плёнки бывают пористыми. Анодирование также присваивает поверхностям доп декоративные характеристики. А доступность почти всех материалов и оборудования дозволяет, при обеспечении малых мер сохранности, созодать анодирование металлов в кустарных условиях.

Как анодировать сплав в домашних условиях?

У почти всех прекрасное и непонятное слово «анодирование» ассоциируется со сложным физико-химическими технологиями, лабораторными критериями и иной научной атрибутикой. Не достаточно кто понимает, что этот нужный и легкий процесс можно провести с помощью средств находящихся под рукой: создать анодирование титана и остальных металлов реально даже в домашних условиях. Но что же все-таки это такое, и для чего это необходимо для сплава?

• Что такое анодированная железная поверхность
• Достоинства анодированного сплава
• Различные методы
• Теплый способ
• Прохладный способ
• Разработка анодного оксидирования
• Разновидности электролитов
• Небезопасные моменты

Что такое анодированная железная поверхность

Заглавие анодирования носит процесс, протекающий при использовании электролита и электронного тока различной величины и позволяющий получить на изделии крепкую оксидную пенку, которая увеличивает крепкость стали и обеспечивает защиту от коррозии. Прочностные и механические свойства изменяются в зависимости от состава сплава, плотности и вида электролита, величины анодного и катодного действия, рассчитываемых по особым уравнениям.

Фактически защитное покрытие не наносится, а появляется из самого железа в процессе химической реакции. Разработка, применяемая в домашних условиях, схематично смотрится так:

Достоинства анодированного сплава

Анодное оксидирование (анодирование) разных металлов, проведенное в домашних условиях, естественно, очень уступает тому, что проводится с применением промышленного оборудования. Но, все таки, оно способно обеспечить изделию ряд преимуществ:

Не считая того, процесс дает возможность декорирования. Можно создать цветное анодное оксидирование. Таковой итог можно получить, изменяя уравнения силы подаваемого тока и плотности электролита (это может быть, когда проводится анодирование титана и остальных жестких материалов) либо с внедрением краски (почаще для алюминия и остальных мягеньких металлов, но этот процесс применяется и на жестких основах). Окрашенные таковым образом предметы имеют наиболее ровненький и глубочайший цвет.

Промышленный способ дает наиболее высшую крепкость покрытия, возможность провести глубочайшее анодирование с одновременным нанесением катодной химической пенки, дающей доп защиту от коррозии. Но, даже проведенная в домашних условиях анодно-катодная обработка поможет создать диски либо остальные детали передвигающихся устройств наиболее крепкими, износостойкими.

Различные методы

Провести процесс оксидированной обработки стали в домашних условиях можно 2-мя методами. Любой из их имеет свои недочеты и достоинства.

Теплый способ

Более легкий процесс для проведения своими руками. Удачно протекает при комнатной температуре, при использовании органической краски, дозволяет создавать умопомрачительно прекрасные вещи. Для данной нам цели можно употреблять как готовые краски, так и аптечные красители (зеленку, йод, марганец).

Жесткое анодирование по таковой технологии получить не получится, оксидная пенка выходит некрепкая, дает слабенькую защиту от коррозии, просто повреждается. Но, если создать окрашивание поверхности опосля таковой методики, то сцепление (адгезия) покрытия с основой будет весьма высочайшей, нитроэмали либо остальные краски будут держаться крепко, не облезут, обеспечат высшую степень защиты от коррозии.

Прохладный способ

Эта методика при проведении в домашних условиях просит внимательного контроля за температурой, допуская ее колебания от –10 до +10°C (лучшая температура для проведения химической реакции согласно уравнению – 0°C). Конкретно при таком температурном режиме анодная и катодная обработка поверхности протекает более много, медлительно создавая крепкую защитную оксидную пленку. Это дозволяет домашнему умельцу своими руками провести жесткое анодирование, обеспечив стали наивысшую защиту от коррозии.

По данной нам методике можно создать гальваническое напыление, нанеся на изделие медь, хром либо золото, рассчитав силу тока по особым уравнениям. Опосля таковой обработки разрушить деталь либо диски из стали весьма трудно. Защита от коррозии отлично действует в протяжении почти всех лет даже при контакте с морской водой, может употребляться для продления срока службы подводного снаряжения.

Небольшим минусом служит то, что краска на таковой поверхности не держится. Для придания сплаву цвета употребляется способ напыления (медь, золото) либо химическое изменение цвета под действием электронного тока (сила тока и плотность электролита высчитываются по специальному уравнению).

Разработка анодного оксидирования

Весь процесс, проводимый своими руками, можно поделить на этапы:

Разновидности электролитов

В домашних условиях используют не только лишь промышленные хим кислотные смеси, да и обыкновенные средства, которые можно отыскать на хоть какой кухне:

Время выдержки дисков, пластинок, остальных железных предметов в электролитной емкости под током рассчитывается по уравнению, исходя из физико-химических характеристик.

Небезопасные моменты

При использовании кислот в качестве электролита нужно строго соблюдать правила техники сохранности. Пренебрежение ими может привести к злосчастным случаям:

Соблюдая технику сохранности и этапы технологической обработки, можно получать крепкие прекрасные вещи: хромировать авто диски, создавать ювелирные декорации «под золото», добавлять прочности деталям бытовых устройств в зависимости от используемых технологий.

Анодирование сплава

Железным изделиям можно придать симпатичный вид и защитить их от коррозии, защитив поверхность сплава специальной пленкой, образующейся в итоге химических реакций. Это быть может оксидирование, анодирование, контактная либо химическая расцветка (осаждение сплава).

Подготовка поверхности сплава

В данной статье мы поведаем, как выполнить анодирование сплава в домашних условиях. Поначалу нужно приготовить поверхность сплава методом ее шлифовки, полировки, обезжиривания и декапирования. Обезжирить поверхность железного изделия можно, применив органические растворители, в частности, бензин, бензол, спирт или ацетон. Потом следует провести обработку щелочью (мыльный раствор), опосля что помыть железную заготовку жаркой водой. Темный сплав отлично обезжиривается 15% веществом едкого калия либо натра, нагретым до 80 градусов. Алюминий – 10% веществом фосфорнокислого натрия.

Протравливание железной поверхности

Декапирование значит легкое протравливание железной поверхности. Данная обработка нужна для удаления с сплава узкой пленки окислов, мешающих нанесению новейшего покрытия. Декапирование железных изделий делается веществом серной кислоты, 80 мл которой разводится в 100 мл воды с добавлением 2-3 г хромпика. Приобретенный состав наносится на 20 секунд при комнатной температуре. Кандидатурой является анодное декапирование в электролите, состоящем из 150 г хромпика, 0,5 мл серной кислоты и 1 л воды.

Процесс анодирования сплава

Анодирование либо анодное оксидирование, сплава делается в электролитных смесях при действии неизменного тока. Применяемая для анодирования емкость не обязана проводить ток. В качестве электролита подойдет 20% раствор серной кислоты. Для этого 200 мл кислоты добавляются в 800 мл воды. Следует лить серную кислоту в воду, не напротив! Также употребляется 30% раствор бисульфита натрия, получаемый, если 300 г бисульфита натрия развести водой до общего размера состава в 1 литр.

В качестве кандидатуры серной кислоте и воде, можно употреблять так же раствор углекислого натрия (сода) и хлористого натрия (обычная пищевая соль).

К аноду на дюралевой подвеске укрепляют обрабатываемое железное изделие, а к катоду – пластинку из свинца. При анодировании изделий сложной формы следует подвешивать целый ряд свинцовых пластинок. Расстояние до изделия не обязано превосходить 9 см. Обработка делается при 20 градусах, плотность электротока обязана составлять 2-3 А/дм2. Анодирование делается при напряжении 12-15 В и занимает около 1 часа.