Анодирование металла в домашних условиях: Полезное про анодирование стали

Полезное про анодирование стали

Есть много современных способов обеспечить сохранность металлических конструкций. К наиболее популярным методам относится анодирование стали. Этот процесс так же называют электрохимическим или анодным оксидированием. Его наиболее часто применяют при обработке деталей из алюминия или титана. Плохо нанесению оксидной пленки поддается медь.

Обработанные детали становятся гладкими на ощупь и приобретают светлый оттенок серого цвета. После просушки адгезионные свойства металла улучшаются, и изделие без труда можно покрыть бесцветным лаком или краской нужного цвета.

Компания «ГалСервис» предоставит полный спектр услуг по анодированию алюминия. Большой опыт специалистов, а главное и наличие технической базы проводить анодирование крупных изделий — весом до 1 тонны и максимальными размерами: 2800х700х1300мм.

Стоит отметить, что анодирование по своей технологии отличается от процессов гальванического цинкования или хромирования. В данном случае защитная пленка не наносится на поверхность метиза, а формируется из самого металла. Поэтому анодное покрытие по истечению длительного срока эксплуатации не отслаивается и не стирается, в связи с чем изоляционные и декоративные свойства не ухудшаются. Существует два различных по структуре и предназначению вида оксидных пленок – это барьерная и пористая. Первая образуется в нейтральных растворах и может служить в качестве самостоятельного защитного покрытия. Вторую получают в кислых электролитах. Она является хорошей основой под лакокрасочные материалы.

Процесс анодирования стали, помимо обеспечения надежной и стойкой защиты изделий, отличается относительно простой технологией исполнения. Электролитический раствор для небольших деталей можно приготовить даже в домашних условиях, используя питьевую соду и поваренную соль. В качестве источника тока отлично подойдет автомобильный аккумулятор. По времени оксидирование занимает от пятнадцати минут до полутора часов. Но работу с конструкциями больших размеров лучше доверить профессионалам своего дела, компаниям, занимающимся гальваническими покрытиями.

Фирма «ГалСервис» рада предложить своим клиентам услуги по анодированию металлов, а так же другие защитные виды обработки. Все гальванические операции происходят с применением современного оборудования и специализированных препаратов. Вы гарантированно получите отличный результат.

В промышленных масштабах анодирование производится с применением 20% раствора серной кислоты, обеспечивающей высшую степень окисления среды. Этот процесс требует строгого соблюдения мер безопасности и технологического процесса. Перед окунанием в раствор, металл нужно очистить от загрязнений и обезжирить специальным средством на основе щелочи. Плотность тока, необходимого для протекания реакции, должна составлять от 10 до 50 мА/см², а подведенное напряжение – примерно 50-100 В. В зависимости от технологического процесса и времени воздействия раствора на изделие, можно получить пленку толщиной от 1 до 200 мкм. После покрытия металлических конструкций защитным слоем, их необходимо осветлить, отполировать и придать презентабельный вид.

Металлические изделия, прошедшие процесс анодного оксидирования могут без нареканий прослужить долгие годы. Защитные свойства нанесенной оксидной пленки позволяют изделиям стойко переносить самые агрессивные внешние воздействия среды. Именно поэтому анодирование получило широкую популярность в автомобилестроении и военной промышленности, в производстве авиалайнеров и многих отраслях строительства.

Заказав услуги по нанесению различных гальванических покрытий в фирме «ГалСервис», Вы обеспечите долгую и надежную службу металлических изделий.

Анодирование стали в домашних условиях

Одной из важных задач по сохранению металлических конструкций является борьба с вредным воздействием окружающей среды. Повышенная влажность, наличие в воздухе химически активных элементов, способных разрушать целостность металла, особенно стали, приводит к ухудшению таких показателей как надёжность и прочность.

Для решения этой задачи готовые изделия покрывают различными видами защитных покрытий.

Химическое оксидирование

Этот процесс предполагает обработку металлов растворами, смесями, расплавами химических элементов (такие окислы как окислы хрома). Данное оксидирование позволяет провести так называемую пассивацию поверхности металла. Он предполагает создание в близком к поверхности слое металла неактивного (пассивного) образования. Создаётся тонкий поверхностный слой, защищающий основную часть конструкции.

Технологически этот процесс реализовывается посредством опускания подготовленной металлической детали в раствор щёлочи или кислоты, заданного процентного соотношения.

Выдерживают его там определённое время, которое позволяет полностью провести окислительно — восстановительную реакцию. Затем деталь тщательно промывают, подвергают естественной сушке, окончательной обработке.

Для создания кислотной ванны применяют три вида химически активных кислот: соляную, азотную, ортофосорную. Ускорение протекания химической реакции стимулируют добавлением в раствор кислоты соединений марганца, калия, хрома. Реакция окисления протекает при температуре раствора в интервале от 30 °С до 100 °С.

Применение растворов на основе щелочных соединений позволяет использовать добавки соединений нитрата натрия и диоксида марганца. В этом случае температура раствора необходимо повышать до 180 °С, а с добавками и до 300 °С.

После проведенной процедуры деталь промывают и просушивают. Иногда для закрепления процесса химической реакции применяют бихромат калия. Для увеличения срока сохранения образованной плёнки проводят химическое оксидирование с промасливанием. Иногда такой процесс называют химоксидирование. При окончательном покрытии маслом получается надёжное покрытие от коррозии, обладающее эффектным высоко декоративным чёрным цветом.

Анодное” оксидирование

Такой вид называется – электрохимическое оксидирование стали. Иногда его называют и анодное оксидирование стали. Также применяют термин анодирование. В его основу заложен химический процесс электролиза. Его можно проводить как в твёрдых, так и в жидких электролитах. Подготовленную заготовку помещают в ёмкость с оксидным раствором.

Протекание реакции электролиза возможно при создании разности потенциалов между двумя элементами.

Поверхность окисляемого изделия характеризуется положительным потенциалом. Из раствора выделяют химически активные элементы с отрицательным потенциалом. Взаимодействие разнополярных элементов и называется реакцией электролиза (в нашем случае анодирования).

Протекание реакции анодирования можно выполнить в домашних условиях. Требуется чётко выполнять условия техники безопасности. В реакции участвуют вредные реактивные жидкости и небезопасное напряжение.

Применение анодного оксидирования позволяет создавать защитные плёнки различной толщины. Создание толстых плёнок возможно благодаря применению раствора серной кислоты.

Тонкие плёнки получают в растворах борной или ортофосфорной кислоты. С помощью анодирования можно придать поверхностному слою металла красивые декоративные оттенки. С этой целью процесс проводят в органических кислотах. В качестве таких растворов применяют щавелевую, малеиновую, сульфосалициловую

Специальным процессом анодирования считается микродуговое оксидирование. Оно позволяет получать покрытия, обладающие высокими физическими и механическими характеристиками. К ним относятся: защитные, изоляционные, декоративные, теплостойкие и антикоррозийные свойства. В этом случае оксидирование производится под действием переменного или импульсного тока в специальных ваннах заполненных электролитом. Такими электролитами являются слабощелочные составы.

Анодирование позволяет получить поверхностный слой, обладающий следующими свойствами:

• надёжное антикоррозионное покрытие;
• хорошие электрические изоляторы;
• тонкий, но стойкий поверхностный слой;
• оригинальную цветовую гамму.

К анодированию нержавеющей стали требуется специальный подход. Это связано с тем, что такая сталь считается нейтральным (инертным) сплавом. Поэтому на производстве при анодировании большого количества деталей применяют двух этапную процедуру.

На первом этапе анодирование нержавеющей стали производят совместно с другим, более подходящим для этого процесса металлом. Это может быть никель, медь, другой металл или сплав.

На втором этапе производят оксидирование непосредственно самой нержавеющей стали. Для упрощения процесса оксидирования сегодня ведутся разработки специальных добавок, так называемых пассивирующих паст. Эти составы ускоряют процесс реакции нержавеющей стали.

Термическое оксидирование

Согласно термину оксидирование происходит при относительно высоких температурах. Величина этого показателя зависит от марки стали. Например, процесс термического оксидирование обычной стали происходит в специальных печах. Внутри создаётся температура, близкая к 350 °С. Класс легированных сталей подвергаются термическому оксидированию при более высоких температурах. Необходимо разогреть заготовку до 700 °С. Обработка продолжается в течение одного часа. Этот процесс получил название воронение стали.

Плазменное оксидирование

Такое оксидирование проводят в среде с высокой концентрацией кислорода с помощью низкотемпературной плазмы. Плазма создаётся благодаря разрядам, возникающим при подаче токов высокой или сверхвысокой частоты.

Плазменное оксидирование используют для формирования оксидированных плёнок на достаточно небольших поверхностях.

В основном его применяют в электронике и микроэлектронике. С его помощью образуют слои на поверхности полупроводниковых соединений, так называемых p-n переходах. Такие плёнки используют в транзисторах, диодах (в том числе в туннельных диодах), интегральных микросхемах. Кроме этого она используется для повышения светочувствительного эффекта в фотокатодах.

Разновидностью плазменного оксидирования является оксидирование с применением высокотемпературной плазмы. Иногда её заменяют на дуговой разряд с повышением температуры до 430 °С и выше. Применение этой технологии позволяет значительно повысить качество образуемых покрытий.

Лазерное оксидирование

Эта технология достаточно сложна и требует специального оборудования. Для проведения оксидирования используют:

• импульсное лазерное излучение;
• непрерывное излучение.

В обоих случаях применяются лазерные установки инфракрасного диапазона. За счёт лазерного прогрева верхнего слоя материала удаётся получить достаточно стойкую защитную плёнку. Однако этот метод применяется только для поверхности небольшой площади.

Оксидирование своими руками

Организовать процесс оксидирования небольших металлических изделий можно в домашней лаборатории. При точном соблюдении последовательности технологических операций добиваются качественного оксидирования.

Весь процесс следует разделить на три этапа:

1. Подготовительный этап (включает подготовку необходимого оборудования, реактивов, самой детали).
2. Этап непосредственного оксидирования.
3. Завершающий этап (удаление вредных следов химического процесса).

На подготовительном этапе проводят следующие работы:

• Грубая зачистка поверхности (применяется щётка по металлу, наждачная бумага, полировочная машина с соответствующими дисками).
• Окончательная механическая полировка поверхности.
• Снятие жирового налёта и остатков полировки. Его называют декопирование. Он проводится в пяти процентном растворе серной кислоты. Время пребывания обрабатываемой детали в растворе равно одной минуте.
• Промывание детали. Эту процедуру проводят в тёплой кипячёной воде. Целесообразно её провести несколько раз.
• Завершающей операцией является так называемое пассирование. Вымытую после обработки деталь, помещают чистую кипячёную воду, в которой предварительно растворяют хозяйственное мыло. Этот раствор вместе с деталью подогревают и доводят до состояния кипения. Процедуру кипения продолжают в течение нескольких минут.

На этом предварительный этап заканчивается.

Основной этап оксидирования состоит из следующих операций:

1. В нейтральную посуду (лучше с эмалированным покрытием), заливается вода. В ней растворяют около едкий натр. Объём вещества зависит от количества воды. Целесообразно получить раствор около 5 процентов.
2. В полученный раствор полностью погружают обрабатываемую деталь.
3. Раствор с погруженной деталью нагревают до 150 градусов. Практически это процесс кипячения. Он продолжается примерно два часа. Используя инструмент, проверяют качество процесса. Если необходимо время может быть увеличено.

На завершающем этапе с деталью производят следующие операции:

1. Деталь извлекают из ванны с реактивом.
2. Укладывают на ровную поверхность, дают её остыть естественным образом (без принудительного охлаждения). Желательно создать условия, ограничивающие контакт с окружающим воздухом.
3. Визуально проверяют качество полученного оксидирования. Отсутствие непокрытых участков, плотность образованной плёнки, итоговый цвет.

Таким образом, проводить оксидирование можно и в домашних условиях. Главное, соблюдать указанные рекомендации.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Анодирование металла – это процесс электрохимического наращивания оксидной пленки путем анодного окисления.

Оксидная плёнка, полученная путем анодирования, прочно держится на поверхности своего металла. Возможно формирование оксидной пленки на поверхности металла другим способом – за счет повышения температуры. Но данный процесс возможен только до некоторой толщины, выше которой оксидная пленка трескается, ломается и отслаивается. При анодировании можно получать более толстые оксидные пленки, сохраняющие защитные свойства и прекрасную адгезию к субстрату.

Анодирование возможно практически для любого металла. Однако при анодировании есть ряд требований к росту пленки и ее адгезии. Во-первых, анодируемый металл должен образовывать только один устойчивый оксид. Образование двух различных оксидов ухудшает адгезию и повышает вероятность растрескивания пленки. По этой причине анодирование железа и меди крайне затруднительно. Во-вторых, при хорошей адгезии к металлу оксидная плёнка должна вместе с тем оставаться пористой, чтобы обеспечить беспрепятственный доступ электролита к поверхности металла для лучшего окисления и ее более быстрого роста. Этим требованием удовлетворяет очень мало металлов. Фактически, анодированию подвергают только алюминий, титан и тантал. Наиболее широко распространено анодирование алюминия.

Окисление алюминия на аноде сопровождается выделением кислорода. Наиболее распространёнными являются ванны с серной кислотой. В особых случаях применяют ванны с хромовой или щавелевой кислотой. Разряжаемый кислород частично реагирует с алюминием анода, а частично теряется в виде газа. По этой причине образующаяся оксидная плёнка содержит массу микроканалов, через которые к поверхности металла может поступать электролит. В результате толщина оксидной плёнки может достигать довольно больших значений. Данный механизм иллюстрирует рис. 1.

1 – гидратированный Al ₂ O ₃ ; 2.- Al ₂ O ₃ ; 3 – основной металл алюминий; 4 – микроканалы внутри плёнки; 5 – электролит (присутствует и внутри микроканалов)

Рис. 1. Механизм роста оксидной пленки алюминия.

В начале анодирования толщина пленки мала, ее сопротивление невелико и для поддержания необходимой плотности тока требуется небольшое напряжение. По мере роста толщины пленки и возрастания ее сопротивления, ток падает. При слишком большой толщине пленки она даже может начать растворяться. По закону Фарадея скорость образования пленки зависит от тока. Поэтому необходимо поддерживать требуемую плотность тока на протяжении всего процесса анодирования. Этого можно достичь постепенно увеличивая прикладываемое напряжение по мере анодирования.

Другой способ состоит в использовании менее крепкой кислоты. Однако ниже определенного значения крепость кислоты уменьшать нельзя. Поскольку в процессе анодирования кислота расходуется, при этом она должна обладать достаточной электропроводностью, иначе повышение прикладываемого напряжения вызовет ее разогрев.

Рабочие параметры процесса анодирования металлов приведены в табл. 1.

Таблица 1. Рабочие параметры процесса анодирования металлов.

Все работы по анодированию проводятся с использованием защитных средств, респиратор, очки и защитные перчатки, ибо работаем пусть и с разбавленной, но с кислотой и щелочью! В идеале в проветриваемом помещении. Соблюдаем ТБ!

Первоначально готовим саму деталь, механическая полировка, чем “чище” поверхность те более глянцевая будет деталь, можно применять и химическую полировку, но этот процесс еще более вредный для здоровья, нежели сама анодировка, поэтому выводим деталь на полировальном круге и другими средствами.

Для подвеса детали в рабочей ванне необходимо использовать алюминиевые токоподводы, никаких посторонних металлов, в идеале на детале можно оставлять конструктивный выступ, для подключения, но при его спиливании будет не покрытое место, я воспользовался конструктивными резбовыми отверстиями, на куске алюминиевого провода нарезал резьбу и просто вкрутил в эти отверстия, получается хороший, плотный контакт.

Толщину токоподвода надо подбирать с учётом силы тока, необходимого для анодирования, иначе проводник начнёт греться в месте контакта, а как следствие на нём пойдёт бурная реакция и его начнёт растравливать и уменьшать его сечение, и так в геометрической прогрессии, до полного растворения :)) (в одной из попыток так и произошло из-за плохого контакта)

Перед погружением в электролит деталь необходимо обезжирить, способов море, от Пемолюкса и прочих порошков, до средства КРОТ, намой взгляд КРОТ самое близкое к нужному, это слабый раствор щёлочи NaOH с добавлением ПАВ.
Я обезжиривал в чистом растворе NaOH+вода, концентрацию точно не замерял, но чем насыщенее раствор, тем быстрее будет процесс просто. Посути раствор растворяет тонкий слой оксида алюминия, так сказать “естественное” анодирование, окисление поверхностного слоя на воздухе, так что сильно с травлением не стоит затягивать, иначе начнёт растравливать саму деталь ))

В процессе травления идёт бурное выделение газов (кажется водорода) работать только в защитной маске и остерегаться попадания раствора на кожу, ибо ожог не хуже чем от кислоты будет.

После травления к детале уже прикасаться нельзя, иначе от прикосновений остаются жирные следы и как следствие неравномерное покрытие, пятна и прочие радости, после промывки от раствора щелочи под проточной водой клал деталь в чашку с водой, в идеале дистиллированной, что бы на неё ничего не попало, пока готовимся к следующему этапу.

Что касатся рабочей ванны можно использовать эмалированную (без сколов) или пластиковую посудину, но тогда дно и стенки придётся “выкладывать” из свинца или иного стойкого к электролиту материала, эти пластины выполняют роль катода.
Так же необходимо позаботиться об охлаждении рабочей ванны, в процессе хим реакции электролит будет нагреваться.
Я использовал 2 титановые гофты (квадратная банка) получается вся площадь гофты является катодом, что весьма положительно влияет на равномерность нанесения, ток более равномерный по пповерхности детали, ну и титану кислота не помеха.
Так же была организованная Водяная баня, только в обратную сторону, для охлаждения, вода проточная со скважины.

В качестве электролита взят Электролит для аккумуляторных батарей, разбавленный в пропорции 1:1 дистиллированной водой. При приготовлении раствора электролита соблюдаем ТБ и льём не разбавленный электролит в дистиллированную воду (Соблюдая правило Кислоту в Воду, дабы избежать закипания)

После смешивания электролит нагреется, остужаем его градусов до 15-20, и впринципи поддерживаем такую температуру, от 10 до 25 градусов, это будет “Тёплое анодирование” которое позволит в дальнейшем окрасить деталь красителем для ткани и им подобными.
Если температура будет ниже, близкая к 0, то мы получим “холодное” анодирование, слой будет плотнее и прочнее, но красителем его уже не окрасиш, поры слишком плотные будут, возможно получиться окрасить Химическим способом, но я пока такой не осваивал, поэтому в домашних условиях проще добиться Теплого анодирования.
Пока деталь плавает в воде, подключаем токоподвод к источнику тока.
В качестве источника тока лучше использовать блоки со стабилизацией по току, что бы не бегать и не следить за током, чем больше площадь детали, тем более мощный придётся искать блок.
Площадь данной детали, примерно, составила 490см2, плотность тока должна быть 15-20мА на см2 итого получаем тока 7,3-9,7А при напряжении 12в, хотя в процессе роста оксидной плёнки напряжение может подрости, я брал источник с параметрами 20А и 30в максимальные значения.
При Холодном анодировании для поддержания заданного тока может потребоваться напряжение гораздо больше чем 12в, ибо чем плотнее слой, тем больше его электрическое сопротивление.

На следующих этапах соблюдаем главное правило: “Погружение в раствор и доставание из раствора детали ТОЛЬКО при включенном источнике тока!”
Иначе кислота начнёт разъедать деталь и загрязнять раствор…
Погружаем деталь в раствор, при включенном источнике тока, достаточно самого минимального значения, просто что бы между анодом и катодом было напряжение! Опять же не забываем про маску, очки и перчатки!

Зачем размещать деталь под углом, при строго горизонтальном расположении шайбы было замечено, что торцы покрываются более плотным слоем чем плоскости, плюс если имеются не сквозные отверстия, деталь необходимо размещать так, чтобы а)электролит полностью их заполнил и б)чтобы из них мог выходить газ скапливающийся в процессе, иначе может образоваться газовый пузырь, который вытиснит электролит, и соответсвенно в этом месте деталь не покроется оксидным слоем.
Ну и по возможности деталь должна быть равноудалена от катода, тоесть стенок ванны.

Вокруг детали начнётся активное выделение пузырьков газа, кислорода, сам по себе он не особо вреден, а вот аэрозоль кислоты, образующаяся при лопании пузырьков, когда они доходят до поверхности, весьма вредно вдыхать, поэтому накрываем всё это хозяйство.

Как только накрыли крышкой, выставляем на блоке питания необходимый ток и засекаем минут 40-60

Пока ждём начинаем готовить раствор красителя, в качестве красителя можно использовать анилиновы красители разбавленные в воде или краску для заправки картриджей для струйников.
Я использовал вчастности Colouring для устройств Canon/Epson/HP/Lexmark продаётся в ДНС по 200-300р за 100мл, бывает Голубой (Cyan), Пурпурный (даёт цвет от красного до фиолетового) (Magenta), Желтый и Чёрный, так же есть Светло-голубой и Светло-пурпурный.
С голубым у меня получилось, желтый и чёрный не пробовал, а вот Magenta не захотел красить пробник почему-то.

Я разбодяживал 2 пузырька примерно на 3л воды, далее подогреваем этот раствор до 60градусов.
Все работы лучше проводить в резиновых перчатках, отмывается эта дрянь с рук очень плохо!

Периодически посматриваем как идёт процесс, раствор становится мутным от обилия пузырьков, но больших пузирей не должно быть!

При анодировании крупных деталей (ну или большого количества мелких 😉 ) возникает проблемка, за которой необходимо следить.
На одной фото обратил внимание на красный налёт на стенках ванны, это медь из сплава Д16Т выходит в раствор и осаждатся на стенках, когда деталь большая, слой становится толстым и отпадает от стенок и начинает бултыхаться какое то время в растворе, пока не растворится и снова не выпадит на стенках, НО за время своего бултыхания эти частицы попадая на поверхность детали устраивают местные прогары, что визуально видно как чёрные полоски как от электроразрядов…
Поэтому необходимо периодически сливать электролит, промывать ванну в воде и счищать медь со стенок.

После окончания процесса Анодирования, не отключая источник тока достаём деталь из раствора.

Далее следует чательная промывка детали в проточной воде, дабы смыть остатки окислительных процессов и вымыть электролит из пор, так же как и ранее ДЕТАЛЬ НЕЛЬЗЯ ТРОГАТЬ РУКАМИ максимум в резиновых перчатках или кистью аккуратно промываем.
Один раз попробовал промывку в слабом растворе щелочи, для нитролизации кислоты, но тут надо очень быстро и аккуратно и снова под проточную воду.
Я некоторое время выдерживал деталь в проточной воде, пока отцеплял от блока питания и возился с краской.

Дальше чистую деталь помещаем в горячий краситель, степень окраски зависит от концентрации раствора, времени выдержки в растворе, и оксидного слоя.
Поэтому при попытке окрасить несколько Больших деталей очень сложно попасть в цвет, ибо слишком много факторов влияющих на это, в этом плане только чёрный цвет самый простой вариант, держим в растворе минут 15, и он точно будет чёрный (точнее коричневато-чёрный)
После того, как получили нужный нам цвет, опускаем деталь в кипяток и варим её так минут 30, воду тоже лучше использовать дистиллированную.
Кипятим деталь для того, чтобы закрыть поры и краска осталась внутри, при проварке часть краски перейдёт в воду и деталь может немного осветлиться, это опять же камень в огород повторяемости цвета на нескольких одинаковых деталях…
В итоге после долгих мучений и экспрементах на “кошках” должно получиться что то подобное 🙂

Всем мира, счастья и с наступающим НГ, и не забываем При работах с кислотами шелочами обязательно использование защитных стредств!

>

Анодирование разных металлов, преимущества метода, оборудование

Защищать металлические изделия от агрессивного воздействия внешней среды можно по-разному. В том числе покрытием красками на масляной, глифталевой, пентафталевой, полиэфирной и эпоксидной основе – с разной степенью адгезии и разной долговечностью. Но ничто не сравнится с анодированием — таким методом защиты, как создании с помощью электрохимического процесса защитной оксидной плёнки. Анодирование также называют — анодным оксидированием.

Оксидировать можно практически все металлы и сплавы, кроме чистых железа и меди. Связано это с тем, что эти два металла образуют сразу два оксидных соединения на своей поверхности. Как бы конкурирующих друг с другом, и потому это плохо сказывается и на прочности самой оксидной плёнки, и на её адгезии (то есть связанностью) с поверхностью.

Откуда появился сам термин

При электрохимическом создание оксидной плёнки на поверхности металлов деталь/изделие опускают в ванну с электролитом. Чаще всего это раствор кислоты. Электролиты электропроводны (что ясно из самого названия). Когда через раствор пропускают постоянный ток (это важно, чтобы ток постоянно шёл в одном направлении!), на катоде выделяется водород, а на аноде – кислород, с помощью которого образуется оксидный, то есть окисленный целенаправленно, слой с заранее заданными свойствами, зависящими от силы тока и концентрации раствора кислоты. А так как эта деталь в системе «катод-электролит-деталь» является анодом, то и создание защитной плёнки назвали «анодированием». Или «оксидированием».

Варьируя силу тока и использование специальных добавок-присадок, можно добиться практически любой окраски анодированного покрытия.

Что дает анодирование

Чем-то анодирование похоже на гальванические процессы, возникающие во время хромирования или оцинковки стали. Но есть существенная разница: исключено использование посторонних веществ, пусть даже похожих по свойствам и химическому составу. Оксидирование ведётся на основе самого металла, подвергаемого электрохимическому воздействию.

При анодировании процесс поддаётся регуляции, оксидному слою придаются заранее заданные свойства, а результатом служит прочность оксидируемого участка.

Лучше всего защитный слой в результате анодирования образуется на таких металлах, как алюминий, титан, сталь, тантал. Главное же требование к технологии, чтобы металл имел только один оксид с высокими адгезивными свойствами.

Но для обеспечения адгезии нужна пористая структура, которая обеспечит соприкосновение рабочей смеси с чистым металлом поверхности, что значительно ускоряет процесс оксидирования.

Получается, что при электрохимическом процессе могут образовываться два типа оксидных защитных покрытий, отличающиеся как назначением, так и строением.

1. Первый тип – пористая поверхность оксидной плёнки. Получается при воздействии на металл кислых электролитов. Структурированная порами поверхность служит отличной основой для того, чтобы на неё легли лакокрасочные материалы, которые своей структурой, образующейся в процессе полимеризации основы, закрепляется во фракталах пор. То есть анодированная поверхность способствует повышенной адгезии.
2. Барьерная. Относится ко второму типу. Это самостоятельное защитное покрытие, которое защищает металл от контактов с внешней агрессивной средой.

Впрочем, созданием защитных слоёв процесс анодирования не ограничивается. Применяя разные материалы и меняя уровень напряжения, можно получить разные оттенки анодированной плёнки. Чем активно пользуются дизайнеры при оформлении интерьеров, когда облицовочным материалом служит алюминий.

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:

1. 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.
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 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.

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:

1. Тёплый метод
2. Холодный метод
3. 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. Но обязательно требование поддержания температуры раствора электролита на уровне не выше 5⁰С, что и дало название методу. 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.

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.

Титан

Металлические изделия из титана проходят обязательную процедуру оксидирования, из-за того, что нанесение оксидной плёнки на 15-28% увеличивает износостойкость верхнего слоя изделий из титана. 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.

Анодирование алюминия

Оксидирование этого металл даёт самые широкие возможности с широчайшей сферой применения. Есть много способов образования на поверхности этого металла оксидов, более половины из них связаны с получением цветных ярко окрашенных, поверхностей.

Заключение

Анодное оксидирование — универсальный метод защиты многих металлов, а также технологией, позволяющей приготовить металлы к прочной окраске, когда оксидные плёнки бывают пористыми. Анодирование также придает поверхностям дополнительные декоративные свойства. А доступность многих материалов и оборудования позволяет, при обеспечении минимальных мер безопасности, делать анодирование металлов в кустарных условиях.

описание и разновидности покрытия, нюансы работы в домашних условиях

Алюминиевые сплавы считаются отличными материалами для производства самых разных деталей. Алюминий с легкостью подвергается обработке, он отличается маленькой массой, высоким уровнем прочности и совершенно не боится коррозии. Однако при массе преимуществ этот металл не имеет привлекательного внешнего вида. На поверхности алюминия плохо держатся красящие составы, а если его не обработать специальным покрытием, то появятся темные пятна. Технология анодного оксидирования алюминия позволяет обеспечить защиту материала от окисления и улучшить его внешний вид.

Описание технологии

Анодирование (анодное оксидирование) представляет собой процесс, в итоге которого на металлической поверхности формируется оксидное покрытие, обеспечивающее защиту поверхности от появляющегося при контакте с воздухом окисления. При этом окисленный участок не ликвидируется, а создается покрытие с большей твердостью. Эта технология напоминает воронение.

Зачем анодировать алюминиевые поверхности

Этот металлический сплав при естественных условиях взаимодействует с кислородом, в результате на поверхности создается защитное покрытие. Слой, обеспечивающий защиту, предотвращает окисление алюминия. Но эти натуральные оксиды являются крайне тонкими и с легкостью могут повреждаться. Решить эту проблему позволяет анодирование. Такая процедура, по сути, улучшает стойкость металлического сплава к неблагоприятным воздействиям извне, придавая изделию более привлекательный вид.

После анодирования алюминий не боится коррозии. Пленка, создаваемая при этом на поверхности, характеризуется высочайшей устойчивостью к изнашиванию. Кроме того, покрытие не будет отслаиваться со временем.

Стоит отметить, что это не нанесение защитного слоя как такового, как в случае покрытия поверхности стали цинком или хромом. Пленка из оксидов при анодировании формируется из самого металлического сплава. Интересно то, что анодирование актуально не только для алюминия, но и для иных материалов (магний, титан).

Иногда анодирование используется для улучшения декоративных свойств металлического сплава и придания ему конкретного оттенка. Среди расцветок сегодня особой популярностью пользуется темный и светлый золотистый, матовое серебро, жемчужные тона.

В промышленности анодирование осуществляется с применением двадцатипроцентного раствора серной кислоты. Но самостоятельное анодирование (в домашних условиях) с использование кислоты крайне опасно и не очень удобно.

Есть и иной вариант, который подразумевает применение составом из хлористого и углекислого натрия. Это обыкновенная соль и сода, которые можно отыскать в любом доме.

Преимущества

Что касается достоинств, присущих этой технологии, то нужно отметить следующие:

• анодированные конструкции приобретают прекрасные защитные свойства;
• металлическая поверхность делается однородной и матовой;
• анодирование также позволяет избавиться от повреждений покрытия — полос, сколов, царапин;
• улучшается внешний вид поверхности металлического сплава;
• защитный слой после обработки имеет довольно большую толщину.

На сегодняшний день существует несколько технологий исполнения этой процедуры.

Теплая разновидность покрытия

Этот способ является довольно простым. Всю работу можно выполнить даже самостоятельно. Процедура осуществляется при комнатной температуре. Посредством теплого анодирования можно сделать привлекательное покрытие разных цветов, воспользовавшись дополнительными органическими красителями. Если постараться, то на одном и том же элементе можно добиться сразу нескольких оттенков.

Вспомните советские ружья, характеризующиеся зеленой расцветкой. Это результат анодирования алюминиевого сплава. А в качестве красящего вещества была использована обыкновенная зеленка, которую можно отыскать в любой аптеке.

У технологии есть свои достоинства, но не обошлось и без недостатков.

1. Алюминий, прошедший анодирование, не обладает по-настоящему высоким уровнем антикоррозийной защиты.
2. Следы коррозии на его поверхности могут появляться при взаимодействии с агрессивными металлами и в морской воде.
3. Эта обработка также не обеспечивает эффективную механическую защиту — металлическая поверхность может оцарапаться даже обычной иглой. Если же не была соблюдена технология, то покрытие можно стереть рукой.

Производится же теплое анодирование крайне просто. Для начала все элементы тщательно обезжириваются и фиксируются в подвесе. Анодирование производится до тех пор, пока на поверхности не появится молочный оттенок, затем изделие промывают прохладной водой. Красят же изделие горячим раствором. Окрашенное покрытие закрепляется в течение одного часа.

Особенности холодного анодирования

Методика выполняется при низких температурных показателях. Холодное анодирование было разработано по целому ряду причин: высокая прочность, твердость и качество, а также быстрота растворения и достаточная толщина покрытия. Как правило, домашние мастера предпочитают именно эту технологию.

Слой, расположенный со стороны металлической поверхности, увеличивается, а с наружной стороны практически полностью растворяется. При этом технология нуждается в хорошем охлаждении элементов, лишь в этом случае можно добиться высококачественного результата. Покрытие в итоге получится очень износоустойчивым и твердым. К примеру, подводным ружьям, поверхность которых была подвержена холодному анодированию, будет уже не страшна морская вода.

Единственный недостаток — невозможность применения натуральных красителей. Тут все зависит от веществ, входящих в состав обрабатываемого материала. Расцветка при обработке может изменяться от темной до зеленоватой.

Сначала деталь обезжиривается и фиксируется в специальном подвешивающем устройстве. Затем металлический сплав анодируют до тех пор, пока не появится плотный слой. После этого его промывают холодной или горячей водой. На финальном этапе слой укрепляют посредством проваривания в чистой воде.

Твердое оксидирование

Эта технология позволяет сделать прочное и твердое анодированное покрытие. Она активно используется на промышленных предприятиях. Характерная особенность методики состоит в том, что для ее исполнения применяется сразу несколько электролитов. Плотность электротока постепенно увеличивается и благодаря изменению структуры на металлической поверхности появляется высокопрочная пленка.

Оборудование для анодирования алюминия в домашних условиях

Теперь вам стало известно, что собой представляет анодирование. Пришло время выяснить, какое именно оборудование необходимо для этого. Итак, для работы потребуется несколько ванночек для деталей с разными размерами. Они должны быть сделаны из алюминия. В качестве альтернативы можно воспользоваться полиэтиленом или пластмассой. Стенки и дно пластиковой ванны должны быть покрыты листами алюминиевой фольги. Это необходимо для создания катодно-анодной установки.

У ванны также должны быть высокие теплоизоляционные характеристики. Лишь в этом случае электролит не нагреется сильно, и вам не нужно будет его регулярно менять.

После этого делают катод, для чего применяют свинец. Делается эта деталь исключительно из листового материала. Стоит отметить, что площадь катода обязательно должна быть вдвое больше площади обрабатываемой детали. В катоде должны быть специальные отверстия, предназначенные для выпуска газов.

После подготовки катода, необходимо изготовить электролит, поместить его внутрь ванны, положить туда элемент и подсоединить к «плюсу» источник электрического тока. Пластину из свинца нужно подключить к «минусу». Для того чтобы металлический сплав начал анодировать, сгодится источник электропитания на полтора ампера и двенадцать ватт. Что касается затрачиваемого времени, то для элементов небольшого размера процедура займет примерно тридцать минут. Чтобы произвести полноценный профиль из алюминия, понадобится три-четыре часа.

Расцветка изделия может различаться. Тут все зависит от применяемой методики анодирования в домашних условиях. С применением анилиновых красок детали металла можно выкрасить даже в черные оттенки.

Анодирование металла в домашних условиях

Повысить эстетические качества металла и продлить его срок службы можно при помощи специальных электрохимических реакций. Одним из таких методов защиты изделий является анодирование. С его помощью на поверхности металлических изделий формируется защитная оксидная пленка. Именно данный слой придает обычным материалам дополнительные и очень полезные свойства.

Что представляет собой анодированная металлическая поверхность

Под анодированием металла подразумевают процесс его обработки, для осуществления которого используют электролит и электрический ток определенной величины. В результате на поверхности изделий получают высокопрочную оксидную пленку. Она существенно повышает срок службы изделий, устойчивость к коррозии, обеспечивает отсутствие полос и царапин.

Прочностные и механические свойства материала также существенно изменяются, что зависит от состава металла и других характеристик:

• особенностей применяемого электролита;
• свойств катода;
• характеристик анода.

Особенностью анодного окисления считается то, что в результате его выполнения на поверхность металла не наносится никаких веществ. Защитная пленка образуется в результате преобразования самого материала при протекании соответствующих реакций.

Преимущества и особенности технологии

При выполнении анодирования металла удается достигнуть следующего:

Схема анодирования

• применяется для деталей, которые подвержены коррозии. В результате обработки на поверхности образуется надежная защитная пленка;
• повышаются прочностные характеристики металла. Он менее подвержен механическим и химическим воздействиям;
• при анодировании посуды она приобретает возможность эффективно использоваться при любой температуре, пища на ней не пригорает;
• возможность выполнения гальванического напыления других материалов – хрома, титана, золота;
• подготовленные подобным образом изделия приобретают диэлектрические свойства (неспособны проводить электрический ток).

После окисления металла можно выполнить его декорирование. При соблюдении всех нюансов технологии удается улучшить эстетические качества материала, придать ему более ровный и насыщенный цвет. Декорирование изделий может проводиться с дополнительной механической обработкой или без нее.

Анодирование удастся выполнить как в домашних, так и в промышленных условиях. Во втором случае получают более толстую оксидную пленку, которая существенно улучшает прочностные характеристики металлических изделий. Но даже если провести такую процедуру в домашних условиях, защитные свойства обработанных деталей повышаются в разы.

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. Она должна находиться в пределах -10–+10°С. Оптимальной температурой считается 0°С, что соответствует параметрам, при которых происходит идеальная электрохимическая реакция.

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.

Анодирование различных типов металла

Анодирование металла может выполняться для разных типов материалов:

Технология анодирования

• алюминия. Проводится довольно часто, для чего деталь опускают в кислую среду, и к ней подводится положительный источник тока;
• титана. Часто используется в промышленности, но требует специальной обработки для повышения износостойкости и антикоррозийных качеств;
• сталь. Используется щелочная или кислая среда, которая придает металлу отличные показатели прочности;
• меди. Выполняется помещением деталей в кислую среду, через которую пропускается электрический ток.

Анодирование металлов

Методика процедуры в домашних условиях

Все чаще в быту возникает потребность в дополнительной защите металлических изделий от пагубного воздействия окружающей среды. Для этого может выполняться анодирование. Оно обеспечивает материалу лучшие технические характеристики.

Анодирование меди или других металлов начинается с подготовки раствора. Для этого дистиллированную воду соединяют с выбранной кислотой в определенных пропорциях. Материалы перед обработкой обязательно очищают, что улучшает эффективность процедуры. Только после этого металлические изделия погружают в раствор кислоты и подключают электрический ток.

Технология анодирования алюминия в домашних условиях

Меры предосторожности и советы по технике выполнения

Чтобы анодирование металла прошло эффективно и безопасно, необходимо придерживаться таких простых советов:

Анодирование нужно проводить в защитных перчатках

• во время работы желательно использовать специальные перчатки, очки, маску, что защитит организм от вредных испарений;
• в качестве емкости для проведения химической реакции подойдет любая пластиковая тара или старая эмалированная ванна без сколов;
• толщина кабеля должна подбираться с учетом силы производимого тока;
• чтобы придать стали насыщенный черный цвет, применяется нитрат натрия. Рабочая температура раствора – +100–140°С.

Видео по теме: Анодирование алюминия своими руками

Анодирование алюминия в домашних условиях – подробное описание технологии

Этот металл (в чистом виде или его сплав) является наиболее удобным для различного рода поделок, поэтому и пользуется популярностью у «домашних умельцев». Несмотря на множество достоинств, есть у алюминия и существенный недостаток – он быстро вступает в реакцию с воздухом (окисляется), что приводит к образованию своеобразного налета, который усложняет процесс окрашивания заготовок. А их «первозданный» вид мало кого устраивает из-за своей непривлекательности.

Прежде чем рассматривать процесс анодирования алюминия, следует понять, для чего оно проводится. Ведь при окислении на поверхности металла появляется тончайшая пленка, которая выполняет и функцию защиты. Все дело в том, что она непрочная и довольно легко повреждается. Поэтому смысл описываемого процесса состоит в том, чтобы ее укрепить (усилить). В этом плане анодирование сходно с таким не менее известным процессом, как воронение методом окисления (об этом можно прочитать здесь). Поэтому эту технологию называют еще анодным оксидированием.

Она применяется не только по отношению к алюминию, но и к некоторым другим металлам. Например, магнию, титану.

Что дает анодирование

• Укрепляет поверхностный слой.
• Делает невидимыми дефекты основы в виде царапин, точечных повреждений. Другими словами, «сглаживает» металл и придает ему однородность.
• Краска на алюминий ложится значительно лучше и равномернее.
• Внешний вид деталей делается более привлекательным.
• Возможность придать металлу различный оттенок и имитировать серебро, золото или, например, жемчуг. Хотя применение анилиновых красителей значительно расширяет спектр.

Анодирование «холодное»

Наиболее часто применяемая методика, тем более что больших сложностей такой способ не представляет. Есть еще обработка алюминия «теплая», но такая технология менее эффективна и в последнее время, особенно в быту, не используется.

Достоинства

• Возможность получения достаточно толстого поверхностного слоя, что достигается разной скоростью нарастания и растворения оксидной пленки соответственно с внутренней и наружной ее стороны. Особенность методики в том, что процесс осуществляется в температурном диапазоне от – 10 до +10 ºС. Отсюда и ее название
• Высокая прочность такого покрытия.
• Повышение антикоррозийной устойчивости металла.

Недостатки

Он один, и довольно относительный. Дальнейшее покрытие красителями с органической основой становится довольно сложным. Материал, в зависимости от структурного состава (если речь идет о сплаве или характеристиках самого алюминия) в процессе анодирования окрашивается естественным путем. Оттенок может быть любым – от оливкового (с примесью «зелени») до темного (серого или черного).

Что понадобится

• Ванночки. Из алюминия – для анодирования; стеклянные или пластиковые – 2 штуки – для приготовления растворов.
• Соединительные провода (также алюминиевые).
• Источник напряжения +12 В (АКБ или выпрямитель).
• Реостат (если питание от аккумулятора или другого устройства с нерегулируемым «выходным» параметром).
• Амперметр.

Технология анодирования

На производстве для анодирования металлов используется раствор серной кислоты. Но такая методика небезопасна, так как сопровождается бурным газовыделением. Даже малейшая искра может привести к взрыву этой смеси. Суть процесса несложно понять по схеме, но в бытовых условиях кислотой редко кто пользуется, хотя методика остается прежней (разница только в том, что свинцовая пластина отсутствует). Поэтому рассмотрим более простой способ работы с алюминием.

Приготовление растворов

Их готовится два (в разных емкостях). Они служат альтернативой кислоте. Один – из пищевой соли, другой – из соды питьевой. Используется только чистая, дистиллированная, причем теплая вода. По объему содового раствора понадобится в 9 раз больше; в соответствие с этим и подбирается посуда.

После тщательного перемешивания (до полного растворения веществ) раствору нужно дать отстояться, а потом он сливается в другую посуду так, чтобы в нее не попал осадок, и фильтруется. Качество анодирования во многом зависит от «чистоты» растворов.

Непосредственно перед анодированием они смешиваются в алюминиевой посуде в соотношении 9 к 1 (содовый + соляной).

Подготовка детали

Коротко этот этап работы можно выразить так: очистка поверхности – ее обработка (шлифовка) – обезжиривание заготовки.

Если на детали будут какие-либо заметные дефекты, то полученный слой их не скроет (толщина покрытия не более 0, 05 мм).

Анодирование

Понятно, что заготовка должна быть полностью погружена в приготовленную жидкость, полученную путем смешения исходных растворов. Естественно, деталь должна на чем-то висеть, не касаясь дна посуды. Как это сделать, каждый решает сам. Например, рядом с ванночкой крепится стойка, на которой и подвешивается образец. Нужно подумать, за что и как его «подцепить»? Ведь в этом месте после анодирования останется пятно. Понимая это, конкретное решение принять несложно, сообразуясь с габаритами, конфигурацией и весом заготовки.

Подключение источника питания: «+» – к корпусу детали, «–» – к бортику ванночки.

Ток подается в течение не менее получаса, и то, для небольших образцов. О степени их готовности свидетельствует изменение окраски. Поэтому контроль – чисто визуальный. После этого напряжение отключается, и деталь вынимается из ванны.

Ее необходимо хорошо промыть, а для очистки от остатков раствора еще и подержать в марганцовке. После этого она опять промывается попеременно в теплой и холодной воде, а потом сушится. Если все делалось правильно, то деталь приобретает светло-серый цвет.

О высоком качестве анодирования свидетельствуют его равномерность по всей площади покрытия и отсутствие разводов или пятен.

«Закрепление» слоя

Это заключительный этап. Пленка, которая покрывает металл, характеризуется обилием микропор. Чтобы повысить устойчивость алюминия перед внешними воздействиями, их следует «закрыть». Самый простой способ – или прокипятить в воде дистиллированной, или пропарить. Такая процедура  занимает не менее 30 минут.

«Финишная» обработка

После этого можно произвести покраску или просто покрыть лаком (бесцветным). Окрашивание производится методом погружения детали в раствор красителя (анилинового, 10%-го).

Распространенные ошибки

Их довольно часто допускают «домашние» мастера, не изучившие как следует все особенности технологии.

• Плохой контакт детали с электродом. Поэтому зажим должен быть надежным, типа «крокодил», а еще лучше – с затягивающим винтом. Нарушение контакта приводит к изменению силы тока, что напрямую влияет на конечный результат. Поэтому различные скрутки, петли для подвешивания заготовок в данном случае неприменимы.
• Несоответствие габаритов катода линейным размерам детали. Это приводит к неравномерности плотности тока в ванночке. Как следствие – низкое качество обработки поверхности, риск прогара металла. Есть общее правило – катод (ванночка) по площади должен превышать заготовку не менее чем в 2 раза.
• Недостаточная (или завышенная) анодная плотность. Рекомендуемая величина – порядка 2 А/дм² (20 мА/см²). Для ускорения процесса ее можно и немного увеличить (но не более чем в 1,5 раза) с обязательным выдерживанием низкой температуры раствора за счет качественного охлаждения + постоянное его перемешивание.

Полезные советы

Произвести качественную зачистку поверхности образца механическим способом (с применением абразивных материалов) не всегда возможно. Например, из-за сложного рельефа его поверхности. В этом случае более эффективна методика травления. Суть ее в том, что деталь погружается в щелочной раствор. На практике, как правило, в мыльный. Иногда, чтобы добиться осветления заготовки, она дополнительно опускается в посуду с 20% раствором кислоты.

В любом случае после такой очистки необходимо образец тщательно промыть, чтобы удалить с его поверхности остатки хим/реактивов. Это делается под проточной водой, желательно теплой.

Следует неукоснительно соблюдать рекомендованный температурный режим (от -10 до +10 ºС). Если температура повысится, придется убавлять силу тока. Как результат – «рыхлость» покрытия.

После окраски для сохранения цвета в течение долгого времени деталь желательно обработать лаком. Чтобы не было его «наслоений», можно ее обработать мягкой кисточкой. После погружения в лак нужно дать ему полностью стечь.

В статье приведен только один из многочисленных способов анодирования в быту. Он самый простой, а потому и наиболее подходящий для человека, не имеющего достаточного опыта. При работе с кислотой сложностей гораздо больше, но разницы в конечных результатах практически никакой нет.

Для тех, кого интересует методика литья алюминия, есть отдельная инструкция с подробными фото — читайте.

Анодирование в домашних условиях

Алюминий и сплавы на его основе широко используются в производстве автомобильных и мотоциклетных автозапчастей в том числе автомобильных дисков. В статье мы расскажем о том, как произвести анодирование алюминиевой детали в домашних условиях с целью подготовки поверхности к окрашиванию.

Анодирование используется для повышения износостойкости (твердость уплотненных анодных покрытий значительно превышает твердость основы), а также для придания деталям определенных специальных свойств, например, оптических, антифрикционных или изоляционных. Кроме функциональных свойств, анодные пленки обладают декоративными качествами, значительно улучшая внешний вид алюминиевой детали, а применение цветного анодирования алюминия позволяет получать покрытия различных цветов и оттенков.

Окрашивание алюминиевой детали без предварительного нанесения на поверхность анодно-окисной пленки возможно, но потребуются специальные грунтовки, а также дорогостоящая цинк-алюминиевая краска по металлу. Но даже с использованием этих материалов получить качественный, равномерный слой достаточно сложно. Анодные пленки используются в качестве основы для нанесения на поверхность алюминиевой детали органических и неорганических покрытий (краски или лака). Нанесение такой пленки возможно в домашних условиях или в гаражной мастерской.

В промышленных условиях анодирование проводится в сернокислом электролите, хромовой или щавелевой кислотах. В домашних условиях для получения тонкой оксидной пленки серого цвета можно использовать смесь насыщенных растворов углекислого натрия (пищевая сода) и хлористого натрия (пищевая соль).

Процесс анодирования алюминия

Насыщенные растворы готовят отдельно друг от друга следующим образом: в теплой воде растворяют соду и соль при интенсивном перемешивании, после насыщения растворов (соль и сода перестают растворяться и выпадают в виде осадка) им дают отстоятся в течение 10-15 минут и отфильтровывают в гальваническую емкость. Соотношение компонентов: на 9 частей раствора соды 1 часть раствора соли.

Качество оксидной пленки во многом зависит от степени правильно выполненной подготовки детали к нанесению покрытия (см. «Подготовка изделий к нанесению гальванических покрытий»). Деталь очищают от загрязнений, обрабатывают поверхность мелкой шкуркой и обезжиривают. В качестве раствора для обезжиривания подойдет ацетон.

В качестве гальванической ванны в данном случае лучше использовать емкость достаточного объема из алюминия. К емкости подключаем отрицательную клемму источника тока – она будет выполнять роль катода. Анодом является сама обрабатываемая деталь (положительная клемма источника тока). Если нет подходящей алюминиевой емкости можно использовать стеклянную емкость. В этом случае потребуются алюминиевые пластины или полосы, которые должны располагаться по периметру емкости, желательно дно емкости также покрыть алюминием. Погруженная в гальваническую ванну деталь не должна соприкасаться с катодами, необходимо выдержать расстояние не менее 15 мм.

В качестве источника постоянного тока можно использовать обычный выпрямитель или аккумулятор. Для регулировки силы тока подключаем резистор.

Далее необходимо рассчитать площадь поверхности обрабатываемых деталей (см. «Расчет площади поверхности сложных деталей», «Пример расчета площади поверхности сложной детали»). Ток анодирования задаем в пределах 10-20 мА на квадратный сантиметр площади поверхности детали.

Процесс анодирования продолжается полтора часа. Поверхность алюминиевой детали покрывается ровной серо-голубой пленкой. По окончании процесса извлекаем деталь из емкости, промываем под струей воды, затем очищаем поверхность детали раствором марганцовки с помощью ватного тампона, снова промываем и сушим.

Покраска алюминия анилиновыми красителями

Анодированные таким способом алюминиевые детали покрываем бесцветным лаком или окрашиваем в нужный цвет. Для покраски можно использовать органические или неорганические красители. Часто используют анилиновые красители. Раствор красителя содержит 15 г/л красителя, 1 мл/л уксусной кислоты. Деталь погружают в раствор, предварительно нагретый до 70-80⁰С и выдерживают 10-15 минут. Чем больше время выдержки, тем более интенсивный оттенок и насыщенный цвет получит деталь. Затем деталь сушат и покрывают бесцветным лаком.

В промышленных условиях для окрашивания деталей из алюминия применяют цветное анодирование, при котором применяются специальные электролиты с добавками солей никеля, кобальта или олова. Такие электролиты позволяют получать широкую гамму цветов и оттенков – от светло бронзового до черного. В домашних условиях, анодирование по описанной выше несложной схеме и использование недорогих красителей позволяет добиться высоких декоративных качеств алюминиевой детали и обеспечить ее защиту от внешнего воздействия.

Как анодировать алюминий в домашних условиях — сделать его из металла

В одном магазине, в котором я работал, мы регулярно отправляли вещи на термообработку, анодирование, оцинковку, гальванику и так далее. Если вы хотели что-то сделать для личного проекта, просто отложите это в кучу и наберитесь терпения.

К сожалению, я больше не работаю в этом магазине. Там, где я сейчас нахожусь, на самом деле довольно редко можно получить что-то анодированное. Так что для моих собственных небольших проектов я провел небольшое исследование, как я могу осуществить это дома, в моем гараже.

Я обнаружил, что информация действительно разрознена. Вот почему я собрал все, что узнал, в эту статью. Это должно быть все, что вам нужно для начала.

В этом посте я расскажу о том, что я узнал о том, как добиться успеха, а также дам несколько советов и приемов, которые помогут вам в этом.

Отказ от ответственности: Я сделал это профессионально, но делать это дома — совсем другое дело. Ожидайте, что потребуется несколько попыток, прежде чем вы сделаете процесс правильным.

Что делает анодированный алюминий?

Вероятно, неплохо было бы начать это руководство с того, чтобы понять, в чем заключается процесс. Это поможет вам понять, что происходит и почему это важно, по мере прохождения этапов.

Для чего нужен анодированный алюминий? Анодирование алюминия создает тонкий слой оксида алюминия на металле. Этот защитный оксидный слой имеет более грубую поверхность, что позволяет красителям или краскам прилипать к металлу. Он тверже алюминия, поэтому обеспечивает определенную защиту.Это также придает алюминию коррозионную стойкость. Поскольку это такой тонкий слой, который окисляется, его можно наносить на прецизионные детали с минимальным влиянием на геометрию.

Это также обычно делается для косметики, даже на тех частях, которые не подлежат окрашиванию или покраске. Анодирование придает алюминию матовый светло-серый цвет. Он также не подвергнется коррозии от таких вещей, как соль на ваших руках, и со временем оставит мутные пятна, похожие на яркий алюминий.

Что вам нужно

Сам процесс анодирования не так уж и сложен, и его не так дорого наладить (я знаю, все относительно).

Это то, что вам нужно для анодирования алюминия:

• Источник питания с соединениями
• Кислота
• Дистиллированная вода
• Катод
• Емкость
• Краситель (нужен только в том случае, если вы хотите сделать его другого цвета)
• Алюминиевая или титановая проволока
• Обезжириватель
• Кислотный нейтрализатор
• Мешалка (опция)
• Защитное снаряжение
• Вентилируемая зона для работы

Многое из этого можно убрать, но некоторые вещи работают лучше, другие.Я рассмотрю несколько вариантов того, что можно использовать здесь, чтобы помочь вам установить бюджет. По крайней мере, вы будете знать, чего ожидать, и не будете тратить деньги на то, что не сработает.

Установка для мелкомасштабного анодирования

Если анодирование — это то, что вы хотите делать довольно часто и не возражаете против того, чтобы потратить немного денег, то это то, что имеет смысл.

Полные комплекты бывает сложно найти в Интернете, иногда их нужно покупать отдельно.

Вот краткий обзор того, что доступно.Если это не то, что вас интересует, просто переходите к следующему разделу, посвященному более самостоятельному подходу. Спойлер: маршрут «Сделай сам» даст вам очень неоднозначные результаты.

Примечание: Онлайн-цены колеблются, поэтому я мог бы написать эту статью сегодня, а завтра они будут другими. Я изо всех сил старался дать довольно хорошее представление о том, для чего нужны эти штуки, но в этом случае не упираюсь в огонь! Бюджет находится в конце раздела передач.

Источник питания

В общем, вы ищете что-то, что может выдавать напряжение около 18 В и выше.

Сила тока

важна в зависимости от площади поверхности детали, которую вы хотите анодировать. Однако это немного легче сбалансировать, так как вы можете компенсировать это, просто бегая на нем дольше. В любом случае вам, вероятно, понадобится хотя бы один усилитель для небольших декораций и виджетов.

В Интернете можно найти достойные источники питания по цене от 60 до 100 долларов. Плюс в том, что эти источники питания универсальны — вы можете использовать их и для других вещей, например для покрытия.

Это тот, который я бы порекомендовал забрать.Он рассчитан на 30 вольт и 5 ампер, поэтому он подойдет для большинства проектов, занимающих площадь около одного квадратного фута. В нем также есть несколько красивых зажимов из крокодиловой кожи, которые облегчают жизнь для таких проектов.

Как правило, вам нужно примерно от 0,02 до 0,03 ампер на квадратный дюйм площади поверхности детали.

Если вы хотите использовать MacGyver в своей настройке, возможно, вам удастся обойтись без автомобильного зарядного устройства большего размера. Преимущество этого в том, что у вас уже может быть такой, который будет работать.Недостаток в том, что у вас нет почти такого же контроля над мощностью, вам будет сложно настроить свой процесс, чтобы все было правильно. Анодирование может быть непростым делом.

Кислота

Самая распространенная кислота, которую вы можете встретить в гаражах, — это серная кислота. Обычно вы можете найти его примерно за 40 долларов за полтора галлона.

Pro совет: Аккумуляторная кислота — это, по сути, серная кислота, но, вероятно, она также имеет несколько присадок.Для наших целей это прекрасно работает. Обычно вы можете получить его немного дешевле, чем лабораторный. Вот пример того, что будет работать на Amazon.

Это необязательно, но использование действительно сильной кислоты может быть хорошим способом подготовить алюминий и удалить любой оксид, который может быть на нем. Щелок отлично работает, и он дешевый. Вам не нужно много этого.

Краситель

Многие интернет-ресурсы говорят, что просто используйте краситель для ткани, если вы хотите покрасить анодированную деталь.Исходя из моего опыта, этот обычно работает так, как нужно, но не всегда. Иногда цвета действительно нечеткие — синий может выглядеть фиолетовым, фиолетовый может выглядеть розовым и т. Д.

Но если вы не слишком привередливы, краска для одежды стоит довольно дешево. Обычно вы можете получить его за несколько долларов в Интернете.

Если вы хотите убедиться, что это работает должным образом, просто возьмите подходящий краситель для анодирования. Вот пример того, что отлично подойдет. Хороший краситель обычно стоит около 20 долларов за бутылку, в зависимости от того, где вы его купите.

Катод

Технически для этого можно было бы просто использовать кусок алюминия, но свинец работает лучше и служит долго. Я получил наилучшие результаты, используя листовой свинец, так как он имеет такую ​​большую площадь поверхности.

Вы можете просто взять свинцовую огранку в домашнем центре или взять листок на Amazon. По сути, это будет разовая покупка, так как качество свинца на самом деле не ухудшается.

Контейнер

Пластиковые контейнеры отлично работают.Не нужно обдумывать это. Для деталей среднего или большего размера используйте красивое и чистое ведро из полиэтилена высокой плотности на 5 галлонов. Для действительно мелочи вы можете использовать контейнер для посуды или даже стеклянную банку.

Просто выберите что-нибудь, что не проводит электричество и может сопротивляться кислоте.

Стеллажи для проволоки

Для фиксации детали можно использовать алюминиевую или титановую проволоку. Я очень предпочитаю использовать титан. Вот почему.

Стеллажи должны надежно проводить электричество.Оксид алюминия не проводит электричество.

Это означает, что если вы используете алюминиевую проволоку, она также будет анодирована. Титан — нет. Таким образом, титановый провод можно не только использовать повторно, но и с меньшей вероятностью потерять соединение во время процесса.

В любом случае оба провода будут работать, и они не будут стоить много. Можно подобрать титановую проволоку (чуть дороже) или алюминиевую (дешевле). Честно говоря, если вы планируете анодировать несколько деталей, просто возьмите титановую проволоку.

Обезжириватель

Здесь нет ничего лишнего, просто что-то, что удалит жир или масло с детали, чтобы сделать ее красивой и чистой. Возможно, в вашем гараже уже есть что-то хорошее. Это будет отлично работать.

Кислотный нейтрализатор

Используйте пищевую соду. Работает как шарм.

Мешалка

Это необязательно, но это хорошая идея. В основном это предотвращает прилипание пузырьков к детали во время анодирования и оставление небольших следов.Если вы хотите, чтобы детали выглядели безупречно, есть простой, но чрезвычайно эффективный прием.

Используйте воздушный насос аквариума. Если вы не можете «одолжить» одну из аквариума вашего ребенка какое-то время, вы можете проверить текущую цену на Amazon здесь.

Защитное снаряжение

Это важно. Вам потребуются средства защиты глаз, респираторная маска от химикатов и перчатки.

Я видел, как многие люди используют простую респираторную маску, когда делают подобные вещи. Я бы действительно не рекомендовал это, поскольку маски от пыли не задерживают дым, а только частицы.

Это маска, которая работает хорошо, она не слишком дорогая и поможет избавиться от паров. В комплекте также есть защитные очки на случай, если у вас их еще нет. Кислота в глаза — отстой.

Дело не в том, что пары слишком токсичны, но лучше не вдыхать их.

Вам также понадобятся перчатки. Я предпочитаю нитрил, и вы можете получить коробку совсем недорого. Это сделано не только для защиты рук от кислотных ожогов, но и для предотвращения попадания масла на детали.Если прикоснуться к детали голыми руками, после анодирования останутся постоянные следы пальцев.

Разные Handy Stuff

Есть несколько вещей, которые необязательны, но действительно помогают вам делать хорошую работу.

Шарики для пинг-понга могут плавать над кислотной смесью. Это довольно хорошо устраняет кислотный туман, который вы получите, когда в резервуаре начнут пузыриться во время процесса. Вы можете купить упаковку из 50 штук в Интернете, которая прослужит весь срок службы анодирования.

Подушечки

Scotch brite — хороший способ сделать поверхность красивой даже до анодирования. Не требуется, но если вы анодируете обработанные детали, все отметки будут видны. Это просто придает детали более профессиональный вид. Вы можете купить большую их упаковку, которая прослужит вам некоторое время с отличным соотношением цены и качества. Я все время использую этот материал для разных проектов, поэтому у меня всегда есть запас на полке.

Чайник для разогрева краски (если вы хотите раскрасить детали).Большинство красителей должны иметь температуру около 120-140 F или около того, когда вы окунаете деталь, и использование электрического чайника делает этот шаг действительно простым. Вы можете купить дешевый на Amazon. Только не используйте его после заваривания чая.

Обогреватель аквариума позволит вам регулировать температуру в аквариуме. Вы хотите, чтобы он был как можно ближе к 70F. Если вы делаете это в помещении с контролируемой температурой, это не критично. Если вы делаете это в неотапливаемом гараже, я очень рекомендую. Вы можете узнать цену на Amazon здесь.

Термометр для мяса позволит вам быть уверенным в своей температуре. Это также очень удобно для проверки температуры красок. Не обязательно, но хорошая идея. Вы можете получить его по дешевке в Интернете.

Общая сумма

Скорее всего, у вас в гараже есть немало этих вещей, или вы можете поискать. Но если вам нужно покупать абсолютно все новое, вот разбивка того, чего ожидать, если вы платите за все довольно среднюю цену.