Не рекомендуется использовать температуру электролита выше 5°C. При анодном окислении электролит нагревается неравномерно. Центр емкости теплее, чем углы, и его необходимо постоянно перемешивать.
Что такое анодированный алюминий и как анодируют алюминиевый профиль
Сам алюминий при нормальных атмосферных условиях покрывается оксидной пленкой. Это естественный процесс, на который влияет кислород. Пленка настолько тонкая и почти виртуальная, что практически непригодна для использования. Однако было замечено, что он обладает некоторыми замечательными свойствами, представляющими интерес для инженеров и ученых. Впоследствии им удалось химическим путем получить анодированный оксид алюминия.
Оксидная пленка тверже, чем сам алюминий, и поэтому защищает его от внешних воздействий. Износостойкость алюминиевых деталей с оксидным покрытием значительно выше. Кроме того, покрытая поверхность гораздо более устойчива к органическим краскам и, следовательно, более пористая, что обеспечивает лучшую адгезию. А это очень важно для изделий с последующей декоративной обработкой.
Поэтому механические исследования и эксперименты привели к изобретению метода электрохимического формирования оксидной пленки на поверхности алюминия и его сплавов. Это называется анодным окислением алюминия и является ответом на вопрос «что такое анодное окисление».
Анодированный алюминий широко используется в различных областях. Украшения с покрытием, металлические оконные и дверные рамы, морские и подводные компоненты, аэрокосмическая промышленность, посуда, модернизация автомобилей и строительные изделия из алюминиевого профиля — вот лишь некоторые из них.
Что такое анодирование
Как анодируется алюминий? Анодирование — это процесс, в результате которого на поверхности алюминиевых деталей образуется слой оксида. В электрохимическом процессе покрытая часть является анодом, поэтому процесс называется анодным окислением. Самый распространенный и простой метод — использование разбавленной серной кислоты под воздействием электричества. Концентрация кислоты составляет до 20%, постоянный ток — 1,0-2,5 А/дм 2, переменный ток — 3,0 А/дм 2, температура раствора — 20-22°C.
Если есть рост, то должно быть и снижение. В специальных гальванических ваннах, где происходит анодирование, анодная секция закрепляется или подвешивается в центре. Вокруг края ванны находится катод — пластина из свинца или химически чистого алюминия, где поверхность анода должна примерно соответствовать поверхности катода. Катод и анод должны быть разделены рыхлым, достаточно широким слоем электролита.
Подвесы, на которых крепятся элементы покрытия, должны быть изготовлены из того же материала, что и аноды. Это не всегда возможно, поэтому допустимы сплавы алюминия или дюралюминия. В местах крепления анодов должен быть обеспечен герметичный контакт. Поскольку точки крепления остаются незакрытыми, для орнаментов эти точки должны быть выбраны и определены в процессе изготовления. Подвески не снимаются во время очистки и последующего хромирования, а остаются на детали до завершения всего процесса.
Затраченное время зависит от размера покрываемого компонента. Более мелкие компоненты уже через 15-20 минут достигают слоя пленки в 4-5 микрон, в то время как более крупные компоненты остаются в ванне до одного часа.
После извлечения из анодной ванны компоненты промываются под проточной водой, затем нейтрализуются в другой ванне, содержащей 5%-ный раствор аммиака, и снова промываются водопроводной водой.
Дополнительная финишная обработка повышает долговечность пленки. Лучше всего это делать с помощью раствора дихромата калия (хромата) в концентрации около 40 г/л при температуре около 95°C в течение 10-30 минут. В конечном итоге детали приобретут свой первоначальный зеленовато-желтый цвет. Таким образом, достигается анодная защита от коррозии.
Применение других электролитов для получения анодированного алюминия
Существуют и другие электролиты для получения оксидных пленок на алюминии, в которых основные элементы процесса анодного окисления остаются теми же, меняются только условия тока, время обработки и свойства покрытия.
- Электролит щавелевой кислоты. Раствор 40-60 г/л щавелевой кислоты. Обработка анодным окислением придает пленке желтоватый цвет, достаточную прочность и хорошую пластичность. Пленка не теряет своих свойств, хотя при изгибе покрытой поверхности слышен характерный трещащий звук. Недостатками являются низкая пористость и плохая адгезия по сравнению с сульфатным электролитом.
- Электролит ортофосфат. Раствор ортофосфата 350-550 г/л. Окраска пленки очень слабая, но она очень хорошо растворяется в кислотных электролитах никеля и меди при осаждении этих металлов. Это означает, что они в основном используются в качестве промежуточного этапа перед медным или никелевым покрытием.
- Хромовые электролиты. Раствор 30-35 г/л хромового ангидрида и 1-2 г/л борной кислоты. Полученная пленка имеет красивый серо-голубой цвет и похожа на эмалированную поверхность. Поэтому этот процесс известен как нанесение покрытия. В настоящее время широко используется уплотнение, которое имеет множество других составов электролитов на основе других кислот.
- Смешанные органические электролиты. Этот раствор содержит щавелевую кислоту, серную кислоту и сульфосалициловую кислоту. Цвет пленки зависит от степени анодного легирования, а покрытие обладает очень хорошей твердостью и износостойкостью. Алюминиевые детали любого назначения можно анодировать в этом электролите с одинаковым успехом.
Для небольших деталей время холодного анодирования составляет около 30 минут. Для больших участков требуется время 60-90 минут. Об окончании процесса свидетельствует изменение цвета на поверхности алюминиевого предмета. После отсоединения кабелей промойте компоненты.
Как проводится анодирование?
Для получения анодного оксида алюминия металлический предмет помещают в гальваническую ванну, содержащую 20-22% раствор серной кислоты. По краям резервуара размещаются плиты из свинца или химически чистого алюминия. Металлизированные части выступают в качестве анодов в электрохимическом процессе. Отсюда и название. Они закреплены или подвешены в гальваническом сосуде с большим слоем электролита между катодом и анодом — кислого раствора.
Применяется постоянный ток 1,0-2,5 А/дм2 и переменный ток 3,0 А/дм2. Продолжительность лечения зависит от размера участка. Небольшие объекты приобретут необходимую оксидную пленку толщиной 4-5 микрон за несколько минут, в то время как более крупные объекты должны оставаться под воздействием тока в течение примерно одного часа.
После завершения процедуры компоненты извлекаются из электролизера, промываются под проточной водой и нейтрализуются. Они погружаются в отдельный резервуар, содержащий 5%-ный раствор аммиака. Их также можно обработать путем вымачивания в растворе дихромата калия. Это придает продукту характерный зеленоватый оттенок и повышает коррозионную стойкость.
Что дает анодирование алюминия?
Электрохимическая обработка придает металлам особые свойства и преимущества.
- Несовместимость при коррозии. Продукты переработки обладают высокой устойчивостью к агрессивным воздействиям окружающей среды.
- Долговечность. Хромовые и цинковые покрытия могут со временем отслаиваться, в то время как оксидные покрытия образуются непосредственно из самого металла и не могут быть удалены.
- Улучшенные декоративные свойства. Металл надолго сохраняет свой превосходный блеск, а черные пятна не появляются. В процессе могут использоваться различные красители для придания покрытию различных цветов.
- Возможность вторичной переработки. Анодирование не предполагает добавления металлических покрытий или других химических веществ, поэтому компоненты могут быть переработаны и использованы повторно.
Все эти преимущества сделали процесс анодирования широко популярным. Анодирование используется повсеместно для обеспечения долговечности металлических изделий и предотвращения коррозии. Этот метод считается относительно недорогим и поэтому лишь незначительно увеличивает стоимость конечного продукта.
Возможности применения анодированного алюминия
Анодированные компоненты используются в самых разных областях. Они используются в предметах интерьера, посуде, перилах и других предметах повседневного обихода. Этот процесс также используется для навесных алюминиевых фасадов для повышения их устойчивости к внешним погодным условиям.
Анодное оксидирование используется для защиты от коррозии различных технических компонентов. Он используется на деталях автомобилей, самолетов, кораблей и всех типов летательных аппаратов. Лечение повышает силу и устойчивость к стрессам.
Анодированный алюминий широко используется в различных областях. Украшения с покрытием, металлические оконные и дверные рамы, морские и подводные компоненты, аэрокосмическая промышленность, посуда, модернизация автомобилей и строительные изделия из алюминиевого профиля — вот лишь некоторые из них.
Подготовительный процесс
Чтобы добиться гладкой поверхности, заготовку необходимо отполировать на этапе подготовки. Используйте абразивные круги, например, войлочные, для удаления царапин и затягивания крупных пор. Отсутствие мелких аномалий снижает вероятность коррозии. Анодные пленки не могут скрыть внешние дефекты.
Перед анодированием алюминия важно определить размеры обрабатываемой детали. Поскольку толщина покрытия составляет 50 микрон, накрутить гайку на обработанный винт не представляется возможным. Следует помнить, что анодированные компоненты нельзя полировать, если они соединены с компонентами.
Анодирование в домашних условиях
Для этого процесса требуется контейнер. Емкость для анодирования должна соответствовать размеру детали и быть немного больше. Для этой цели подходят различные ванны. Материал, из которого изготовлен контейнер, — алюминий. Однако если предметы небольшие, достаточно пластиковых контейнеров. На дно и стенки следует укладывать только алюминиевую фольгу. Это необходимо для получения тока равномерной плотности по всему объему.
Электролит должен быть изолирован от внешнего тепла. При нагреве его необходимо заменить. Для предотвращения нагрева внешняя часть резервуара покрывается изоляционным слоем. Он может быть выложен пенопластом толщиной до 50 мм или упакован в коробку, а пустое пространство заполнено монтажной пеной.
Раствор серной кислоты получают путем разбавления электролита автомобильного аккумулятора в соотношении 1:1 с дистиллированной водой. Приобретая 5-литровый контейнер, можно получить 10 литров раствора.
Когда к кислоте добавляется вода, смесь сопровождается сильным нагревом, и кислота буквально кипит и распыляется. Поэтому в целях безопасности серную кислоту наливают в емкость с водой.
Перед анодированием алюминия проводится химическая подготовка. Химическая подготовка — это процесс обезжиривания. В промышленных условиях процесс осуществляется с использованием каустической соды или калия. Однако в домашних условиях рекомендуется использовать хозяйственное мыло. Зубная щетка и мыльный раствор используются для удаления поверхностных загрязнений. Затем промойте изделие сначала теплой, а затем холодной водой.
Моющее средство — это альтернатива хозяйственному мылу. Растворите его в герметичном пластиковом контейнере и энергично встряхните заготовку. Затем компоненты промываются и высушиваются в потоке горячего воздуха. Активный кислород в моющем средстве защищает обезжиренный материал, даже если его держать голыми руками.
Подготовка электролита
Растворы кислот считаются небезопасными реагентами, поэтому для анодирования алюминия в домашних условиях используется другой тип раствора. Для его приготовления используются соль и сода, которые всегда есть в наличии.
Для приготовления раствора электролита используются два пластиковых контейнера. Раствор соли и соды разливается в два пластиковых контейнера в следующих пропорциях 9 частей дистиллированной воды на каждую часть соли или соды.
Анодирование в домашних условиях
После растворения ингредиентов раствору дают постоять, чтобы все нерастворенные частицы осели на дно. При транспортировке в резервуар для анодирования его необходимо слить.
Способы анодирования алюминия
Для обработки алюминиевых сплавов были разработаны различные методы, но химические методы в среде электролита имеют широкий спектр применения. Кислоты, используемые для получения растворов, включают
Для придания дополнительных свойств в раствор добавляют соли или органические кислоты. В домашних условиях в основном используется серная кислота, но для более сложных изделий предпочтительнее использовать хромовую кислоту.
Процесс осуществляется при температуре от 0°C до 50°C. При более низких температурах на поверхности алюминия образуется твердое покрытие. При более высоких температурах процесс идет гораздо быстрее, но покрытие получается очень мягким и пористым.
Твердое анодирование алюминия
Помимо химических методов, для анодирования алюминия могут использоваться следующие способы
- Микродуговая,.
- Цвет:.
- Путем адсорбции.
- Окунание в электролит,.
- Окунание в растворы красителей,.
- Гальваническое покрытие, Гальваническое покрытие, Гальваническое покрытие, Гальваническое покрытие, Гальваническое покрытие
- Помехи,.
- Завершение.
