Анодизирано покритие: какво представлява, къде се нанася, как се прави

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Анодирането е електролитен процес, който се използва за увеличаване на дебелината на слоя от естествени оксиди върху повърхността на продуктите. Тази технология получи името си поради факта, че обработеният материал се използва като анод в електролита. В резултат на тази операция устойчивостта на материала към корозия и износване се повишава, а повърхността също се подготвя за нанасяне на грунд и боя.

Нанасянето на допълнителни защитни слоеве след анодизиране на метала се извършва много по-добре от оригиналния материал. Самото анодизирано покритие, в зависимост от начина на нанасяне, може да бъде порьозно, абсорбиращо добре багрилата, или тънко и прозрачно, подчертаващо структурата на оригиналния материал и отразяващо добре светлината. Образуваният защитен филм е диелектрик, тоест не провежда електрически ток.

Защо се прави това

Използва се анодизирано покритие, където е необходимоосигуряват защита от корозия и избягват повишено износване на контактните части на механизми и устройства. Сред другите методи за повърхностна защита на метали, тази технология е една от най-евтините и надеждни. Най-често използваното анодизиране е за защита на алуминия и неговите сплави. Както знаете, този метал, притежаващ такива уникални свойства като комбинация от лекота и здравина, има повишена чувствителност към корозия. Тази технология е разработена и за редица други цветни метали: титан, магнезий, цинк, цирконий и тантал.

Някои функции

Изследваният процес, освен промяна на микроскопичната текстура на повърхността, променя и кристалната структура на метала на границата със защитния филм. Въпреки това, с голяма дебелина на анодизираното покритие, самият защитен слой, като правило, има значителна порьозност. Следователно, за да се постигне устойчивост на корозия на материала, е необходимо допълнителното му уплътняване. В същото време дебел слой осигурява повишена устойчивост на износване, много повече от бои или други покрития, като пръскане. С увеличаване на якостта на повърхността тя става по-крехка, тоест по-податлива на напукване от термично, химическо и ударно напукване. Пукнатини в анодизираното покритие по време на щамповане в никакъв случай не са рядко явление и разработените препоръки не винаги помагат тук.

Изобретение

Първо документиранрегистрираната употреба на анодизиране се случи през 1923 г. в Англия за защита на частите на хидроплана от корозия. Първоначално се използва хромна киселина. По-късно в Япония се използва оксалова киселина, но днес в повечето случаи се използва класическа сярна киселина за създаване на анодизирано покритие в състава на електролита, което значително намалява цената на процеса. Технологията непрекъснато се подобрява и развива.

Алуминий

Анодизиран за подобряване на устойчивостта на корозия и подготовка за боядисване. И също така, в зависимост от използваната технология, или за увеличаване на грапавостта, или за създаване на гладка повърхност. В същото време анодирането само по себе си не е в състояние значително да увеличи здравината на продуктите, изработени от този метал. Когато алуминият влезе в контакт с въздух или друг газ, съдържащ кислород, металът естествено образува оксиден слой с дебелина 2-3 nm на повърхността си, а при сплави стойността му достига 5-15 nm.

Дебелината на анодизираното алуминиево покритие е 15-20 микрона, тоест разликата е два порядъка (1 микрон е равен на 1000 nm). В същото време този създаден слой се разпределя в равни пропорции, относително казано, вътре и извън повърхността, тоест увеличава дебелината на частта с ½ от размера на защитния слой. Въпреки че анодирането създава плътно и равномерно покритие, микроскопичните пукнатини в него могат да доведат до корозия. Освен това самият повърхностен защитен слой е подложен на химическо разпадане.поради излагане на среда с висока киселинност. За борба с това явление се използват технологии, които намаляват броя на микропукнатините и въвеждат по-стабилни химични елементи в оксидния състав.

Заявление

Обработените материали са широко използвани. Например, в авиацията много конструктивни елементи съдържат изследвани алуминиеви сплави, същата ситуация е в корабостроенето. Диелектричните свойства на анодизираното покритие предопределиха използването му в електрически продукти. Продукти, направени от обработен материал, могат да бъдат намерени в различни домакински уреди, включително плейъри, светлини, камери, смартфони. В ежедневието се използва анодизирано желязо покритие, по-точно неговите подметки, което значително подобрява неговите потребителски свойства. При готвене могат да се използват специални тефлонови покрития, за да се избегне изгарянето на храната. Обикновено такива кухненски прибори са доста скъпи. Въпреки това, тиганът от неанодизиран алуминиев пържене е в състояние да осигури решение на същия проблем. В същото време на по-ниска цена. В строителството анодизираното покритие на профилите се използва за монтаж на прозорци и други нужди. Освен това цветните детайли привличат вниманието на дизайнери и художници, те се използват в различни културни и арт обекти по света, както и в производството на бижута.

Технология

Специални магазини за галванично покритие ииндустрии, които се считат за „мръсни“и вредни за човешкото здраве. Ето защо препоръките за процеса у дома, рекламирани в някои източници, трябва да се приемат с изключително внимание, въпреки привидната простота на описаните технологии.

Анодизираното покритие може да се създаде по няколко начина, но общият принцип и последователност на работа остават класически. В същото време якостта и механичните свойства на получения материал зависят всъщност от самия изходен метал, от характеристиките на катода, силата на тока и състава на използвания електролит. Трябва да се подчертае, че в резултат на процедурата не се нанасят допълнителни вещества върху повърхността, а защитният слой се образува чрез трансформиране на самия изходен материал. Същността на галваничното покритие е въздействието на електрическия ток върху химичните реакции. Целият процес е разделен на три основни етапа.

Първи етап - подготовка

На този етап продуктът се почиства старателно. Повърхността е обезмаслена и полирана. След това има така нареченото ецване. Извършва се чрез поставяне на продукта в алкален разтвор, последвано от преместването му в кисел разтвор. Тези процедури завършват с промиване, по време на което е изключително важно да се отстранят всички остатъци от химикали, включително труднодостъпните места. Крайният резултат до голяма степен зависи от качеството на първия етап.

Втори етап - електрохимия

На този етап всъщност се създава анодизираното алуминиево покритие. Внимателно подготвен детайлокачени на скоби и спуснати във вана с електролит, поставена между два катода. За алуминия и неговите сплави се използват катоди от олово. Обикновено съставът на електролита включва сярна киселина, но могат да се използват и други киселини, например оксалова, хромова, в зависимост от бъдещото предназначение на обработваната част. Оксаловата киселина се използва за създаване на изолационни покрития с различни цветове, хромовата киселина се използва за обработка на части, които имат сложна геометрична форма с отвори с малък диаметър.

Времето необходимо за създаване на защитно покритие зависи от температурата на електролита и от силата на тока. Колкото по-висока е температурата и по-нисък ток, толкова по-бърз е процесът. В този случай обаче повърхностният филм е доста порест и мек. За да се получи твърда и плътна повърхност, са необходими ниски температури и висока плътност на тока. За сулфатния електролит температурният диапазон е от 0 до 50 градуса, а специфичната сила на тока е от 1 до 3 ампера на квадратен дециметър. Всички параметри за тази процедура са разработени през годините и се съдържат в съответните инструкции и стандарти.

Трети етап - консолидация

След като електролизата приключи, анодизираният продукт се фиксира, тоест порите в защитното фолио се затварят. Това може да стане чрез поставяне на третираната повърхност във вода или в специален разтвор. Преди този етап е възможно ефективно боядисване на детайла, тъй като наличието на пори ще позволи добро попиване.боя.

Разработване на технология за анодиране

За да се получи тежък оксиден филм върху повърхността на алуминия, беше разработен метод, използващ сложен състав от различни електролити в определена пропорция, съчетан с постепенно увеличаване на плътността на електрическия ток. Използва се своеобразен "коктейл" от сярна, винена, оксалова, лимонена и борна киселини, като силата на тока в процеса постепенно се увеличава пет пъти. Поради този ефект се променя структурата на порестата клетка на защитния оксиден слой.

Трябва да се спомене технологията за промяна на цвета на анодизиран обект, която може да се направи по различни начини. Най-простото е да поставите детайла в разтвор с гореща боя веднага след процедурата по анодизиране, тоест преди третия етап от процеса. Процесът на оцветяване с използването на добавки директно в електролита е малко по-сложен. Добавките обикновено са соли на различни метали или органични киселини, което ви позволява да получите най-разнообразна гама от цветове - от абсолютно черен до почти всеки цвят от палитрата.