Анодирование алюминия: каким бывает и какие результаты дает

Что называют анодированием и зачем его применяют

По внешнему виду алюминий – металл серебристо-белого цвета. Но он легко окисляется на воздухе, реагируя с кислородом, и поэтому в жизни выглядит серым. Образующаяся на поверхности оксидная пленка слишком тонкая и непрочная, чтобы по-настоящему защитить алюминиевое изделие от воздействия внешней среды.

Поэтому была разработана технология анодирования – это процесс, в результате которого образуется оксидная пленка Al2O3. Она более плотная и прочная, чем та, что получается естественным путем; природная модификация оксида – корунд, минерал, уступающий по твердости только алмазу.

Чтобы получить защитный слой, металл погружают в раствор кислого электролита и пропускают через систему постоянный ток. Процесс называется анодированием (по-другому, анодным оксидированием или анодным окислением) так как алюминий выступает в роли анода. Технологию применяют, когда важно выполнение следующих задач:

• Сохранение целостности и равномерности покрытия в процессе эксплуатации (срок службы покрытия составляет 20 лет).

Покрытию можно придать любой оттенок Источник twimg.com

• Сопротивление коррозийным процессам на высоком уровне.
• Сохранение внешней эстетики. Покрытие выравнивает царапины, вмятины и другие незначительные дефекты металлической поверхности.

Покрытие сплавом олово — никель

1. Покрытие сплавом О-Н(65) является катодным по отношению к стали; рекоменду­ется как защитное для деталей, подлежащих пайке; для обеспечения поверхностной твер­дости и износостойкости.

2. Покрытие обладает высокой коррози­онной стойкостью: стойко в условиях повы­шенной влажности и среде, содержащей сер­нистые соединения.

3. Покрытие хорошо полируется, выдер­живает запрессовку в пластмассы, вследствие высокой хрупкости не рекомендуется для деталей, подвергаемых развальцовке и удар­ным нагрузкам.

4. Микротвердость покрытия 4900-5880 МПа (500-600кгс/мм2).

Допустимая рабочая температура 300-350°С.

Покрытие сплавом олово — висмут

1. Покрытие сплавом О-Ви-(99,8) в атмо­сферных условиях является катодным по от­ношению к стали, анодным по отношению к меди и ее сплавам, содержащим более 50% меди; рекомендуется как защитное для дета­лей, подлежащих пайке.

2. Коррозионная стойкость и склонность к иглообразованию такие же, как у оловянного покрытия.

3. Покрытие хорошо выдерживает раз­вальцовку, штамповку, прессовые посадки, сохраняются при свинчивании.

Где применяют анодированный металл

Технология улучшила первоначальные свойства металла. Анодированный алюминий применяется в самых разных областях техники и позволяет достичь разных целей, например:

• Защита от коррозии архитектурных конструкций. Алюминиевые конструкции приобрели популярность в 60-х годах прошлого века, и вскоре анодирование вытеснило жидкую покраску. Стандарт толщины слоя в разных странах составляет 15-25 мкм, в зависимости от условий окружающей среды.
• Использование отражающих свойств. Блестящая поверхность нашла применение в разных областях техники, от тепловых отражателей (в нагревательных рефлекторах), до отражателей прожекторов и световых элементов. Слой толщиной 1-2 мкм с легкостью переносит повышенную влажность и температуру.

Отражающие свойства востребованы в производстве прожекторов Источник cepolina.com
Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на отделочных материалах и сопутствующих работах

• Сопротивление износу, уменьшение трения. Гладкое покрытие значительно снижает износ и увеличивает твердость деталей, работающих на трение. Поэтому слой толщиной до 60 мкм используют для покрытия деталей механизмов и двигателей.
• Создание пленки-диэлектрика. Электрический изолятор в виде анодированного алюминиевого слоя используют в электролитических конденсаторах, в некоторых типах трансформаторов.
• Особо твердая микропленка нашла применение в авиа- и кораблестроении, в строительстве (строительные профили).
• Оксидные пленки нужны в производстве нагревательных и охлаждающих приборов.
• Повышение качества изделий. Анодирование алюминиевого оконного профиля улучшает его внешний вид, маскирует незначительные дефекты, то есть, повышает качество продукта.
• Разнообразие дизайна. Процесс позволяет получить разные по цвету (включая имитацию бронзы, серебра, золота) анодированные покрытия. Это увеличивает привлекательность изделий (например, петель, ручек, балюстрад) и позволяет точнее вписать их в интерьер.

Листы алюминия под матовое серебро, бронзу, золото Источник aeroexpo.online

• Поддержание чистоты. Стремянка из незащищенного алюминия будет пачкать руки. Поэтому производители обычно стремятся защитить анодным покрытием такие изделия, как рукоятки, перила, вязальные спицы.

Назначение катодных защит

Катодные защитные покрытия актуальны для многих металлов. В частности, для цинка, олова, алюминия, титана, меди. А также для отдельных видов стали.

Что же насчёт их сфер применения, то к ним относятся:

• крупные резервуары;
• свайные фундаменты (для постройки дорог и зданий);
• арматура в конструкциях из железа и бетона;
• причалы и опоры для мостов;
• некоторые детали судов (например, их днища);
• и, ко всему прочему, трубопроводы для нефти и газа.

Технология твердого анодирования

В заводских условиях используют специальное оборудование (например, автоматическую гальваническую линию), чтоб провести анодирование алюминия; технология включает следующие этапы:

• Изделие подготавливают двумя способами, механическим и электрохимическим. Поверхность подвергается шлифовке и обезжириванию. Затем металл осветляют, погружая последовательно в щелочь и кислоту. В конце изделие промывают.
• Заготовку подвешивают на кронштейны и погружают в ванну с электролитом и катодом. Процесс протекает при определенных параметрах тока.
• После анодирования новый слой выглядит пористым, и его необходимо закрепить. Для этого используют два метода: погружают заготовку в пресную кипящую воду или в раствор с особым составом. Закрепление улучшает эксплуатационные свойства алюминия.

Промышленный метод анодного оксидирования Источник diy.obi.ru

Товары по теме

• Выбрать …

  Просмотр

  Брусья уличные

  27950 ₽ – 41600 ₽

• Выбрать …

  Просмотр

  Турник

  17550 ₽ – 39000 ₽

• В корзину

  Просмотр

  Лавка с упорами

  26950 ₽

• В корзину

  Просмотр

  Стенка шведская

  35900 ₽

• В корзину

  Просмотр

  Лавка наклонная для упражнений на пресс

  27950 ₽

• В корзину

  Просмотр

  Воркаут комплекс ВК-003

  151500 ₽

• В корзину

  Просмотр

  Воркаут комплекс ВК-001

  132500 ₽

• В корзину

  Просмотр

  Читайте также:  Делаем правильный крючок для вязки арматуры своими руками: Советы +Видео

  Воркаут комплекс ВК-002

  82200 ₽

• В корзину

  Просмотр

  Воркаут комплекс ВК-004

  137800 ₽

• В корзину

  Просмотр

  Воркаут комплекс ВК-005

  98800 ₽

• В корзину

  Просмотр

  Рукоход одинарный

  54500 ₽

• В корзину

  Просмотр

  Брусья параллельные

  9750 ₽

Теплое анодирование

Альтернативный метод получения блестящего слоя – теплое анодирование, которое можно выполнить в условиях домашней мастерской. Метод обладает следующими особенностями:

• В домашних условиях невозможно точно выдерживать заданную температуру и остальные условия во время электролитической реакции.
• Анодированное покрытие получается пористым, что хорошо, если планируется окрашивание изделия.
• Слой получается недостаточно прочным, может разрушиться во время эксплуатации под действием внешних агентов (например, морской воды), его несложно поцарапать, у него низкая стойкость к истираемости.

Работа выполняется при комнатной температуре (в среднем, 15-20°C, но не более 40°C). Этапы работ повторяют заводскую технологию, Деталь закрепляется на подвесе, обезжиривается (например, в азотной кислоте), промывается в дистиллированной воде и опускается в раствор оксидирования.

Анодирование алюминиевой детали на дому Источник ytimg.com

Никелевое химическое покрытие

1. Химическое никелевое покрытие, содержащее 3-12% фосфора, обладают лучшими защитными свойствами по сравнению с электрохимическим никелевым покрытием, покрытие обладает повышенной твердостью и износостойкостью и рекомендуется для деталей, работающих в условиях трения, особенно при отсутствии смазки; применяется для за­деты от коррозии, для обеспечения пайки низкотемпературными припоями.

Покрытие обладает повышенной хрупкостью, не рекомендуется гибка и развальцовка талей с химическим никелевым покрытием.

2. Покрытие рекомендуется применять преимущественно для сложнопрофилированных деталей.

3. Покрытие после термообработки при температуре 400°С приобретает высокую твердость.

4. Микротвердость покрытия после термообработки — 6400-11800МПа (650-1200кгс/мм2);

удельное сопротивление при температуре 18°С — 6,8 · 10-7Ом·м.

Холодное анодирование

Технологически процесс аналогичен предыдущему варианту, единственное отличие состоит в том, что такое анодирование протекает при пониженной температуре, в промежутке от -10 до +10 °C. Преимущество способа состоит в том, что защитная пленка получается толстой и прочной. Холодная среда воздействует так, что с внутренней стороны слой растет быстрее, чем растворяется с наружной.

Обработанное изделие отличается высокой стойкостью к коррозии. У методики имеется минус – анодированный металл практически невозможно качественно окрасить органическими составами.

Окрашивание улучшает качество и эстетику поверхности Источник gidpokraske.ru

Медное покрытие

1. Медное покрытие является катодным по отношению к стали, алюминиевым, маг­ниевым и цинковым сплавам. Покрытие при­меняется в качестве технологического подслоя для уменьшения пористости и повышения сцепления других покрытий. Для зашиты от коррозии как самостоятельное покрытие не рекомендуется из-за низкой коррозионной стойкости.

2. Медное покрытие обладает высокой электро- и теплопроводностью, пластично­стью, выдерживает глубокую вытяжку, раз­вальцовку, хорошо полируется, облегчает приработку, притирку и свинчивание; в свежеосажденном состоянии хорошо паяется. С низкотемпературными припоями образует интерметаллические соединения, резко ухуд­шающие паяемость и прочность паяного соединения.

3. Допустимая рабочая температура по­крытия — 300°С; микротвердость покрытия — 590-1470МПа (60-150ктс/мм2);

удельное сопротивление при температуре 18°С — 1,68 · 10-8Ом·м.

Коротко о главном

Анодирование алюминия улучшает и расширяет эксплуатационные характеристики металла. Сущность процесса состоит в наращивании оксидной пленки, свойства которой зависят от способа ее получения. В промышленных условиях используется твердое анодирование, оксидное покрытие получается прочным и износостойким.

Теплое анодирование позволяет получить не очень прочную пористую структуру, которая, однако, обладает хорошей адгезией и ее можно качественно окрасить. Результатом холодного способа становится толстый слой оксида с высокими антикоррозийными свойствами.

Оценок 0

Прочитать позже

Кадмиевое покрытие

1. Кадмиевое покрытие является анодным и защищает сталь от коррозии в атмосфере и морской воде электрохимически; в пресной воде — механически.

2. Для повышения коррозионной стойко­сти кадмиевое покрытие хроматируют и фосфатируют. Хроматирование одновременно улучшает декоративный вид покрытия. Хроматная пленка механически непрочная.

Скорость коррозии в промышленной ат­мосфере в 1,5-2 раза больше, чем у цинкового покрытия.

3. Без хроматирования и фосфатирования покрытие применяют для обеспечения элек­тропроводности, при опрессовке пластмасса­ми при температуре выше 100°С.

4. Покрытие не рекомендуется применять для деталей, работающих в атмосфере про­мышленных районов; в контакте с топливом, содержащим сернистые соединения; в атмо­сфере, содержащей летучие агрессивные со­единения, выделяющиеся при старении из органических веществ: при высыхании оли­фы, масляных лаков и т. п.

5. Электрохимическое кадмирование вызывает потерю пластичности сталей вследствие наводороживания. Для деталей из стали с пределом прочности выше 1370МПа (140кгс/мм2) допускается кадмирова­ние по специальной технологии.

6. Покрытие обладает прочным сцеплени­ем с основным металлом, хорошими анти­фрикционными свойствами, низкой износо­стойкостью; пластичнее цинкового; выдержи­вает запрессовку, вытяжку, развальцовку, свинчивание. Окислы кадмия токсичны.

Сварка по кадмиевому покрытию не до­пускается.

7. Микротвёрдость кадмиевого покрытия -340-490МПа (35-50кгс/мм2); удельное сопротивление при темпера­туре 18°С — 10,98 · 10-8Ом · м.

Родиевое покрытие

1. Родиевое покрытие является катодным по отношению к покрываемым металлам.

2. Покрытие рекомендуется применять для обеспечения стабильных электрических парамет­ров деталей контактных устройств, повышения отражательной способности поверхности.

3. Покрытие обладает высокими износо­стойкостью, электропроводностью, отража­тельной способностью.

Коэффициент отражения — 76-81%.

Покрытие не подвержено свариванию, стойко в большинстве коррозионно-активных сред, в том числе в сероводороде, не окисля­ется до температуры 500°С.

4. Покрытие при толщине 1,0мкм прак­тически не имеет пор, при толщине более 3мкм склонно к образованию микротрещин.

5. Микротвердость покрытия — 3920-7840МПа (400-800кгс/мм2);

удельное сопротивление при температуре 18°С — 4,5·10-8Ом·м;

внутренние напряжения достигают 1670МПа (170кгс/мм2).

Покрытие сплавом золото — никель

1. Покрытия сплавами Зл-Н (99,5-99,9), Зл-Н (98,5-99,5), Зл-Н (93,0-95,0) являются катодными по отношению к покрываемым металлам и защищают их механически. Кор­розионная стойкость сплава золото-никель и функциональное назначение такие же, как золотого покрытия.

2. Покрытие характеризуется высокой электро- и теплопроводностью, высокой твер­достью, повышенным сопротивлением изно­су, отсутствием склонности к свариванию, невысокими внутренними напряжениями; отличается химической стойкостью в различ­ных агрессивных средах и сохраняет стабиль­ными во времени свои характеристики.

3. Подслой никеля создает благоприятные условия работы покрытий на трение, предот­вращает диффузию основного металла при температурах до 350°С, способствует ста­бильности контактного сопротивления.

4. С оловянно-свинцовыми припоями по­крытие образует хрупкие интерметаллические соединения, снижающие механическую проч­ность паяного соединения.

Серебряное покрытие

1. Серебряное покрытие является катод­ным по отношению к покрываемым метал­лам; рекомендуется для обеспечения низкого контактного сопротивления, для улучшения поверхностной электропроводности.

2. Покрытие характеризуется высокой электро- и теплопроводностью, пластично­стью, отражательной способностью; низкими твердостью, сопротивлением механическому износу и внутренними напряжениями; склон­ностью к свариванию.

Покрытие хорошо выдерживает гибку и развальцовку, плохо переносит опрессовку в полимерные материалы.

Покрытие подвержено миграции по по­верхности диэлектрика под действием разно­сти потенциалов.

Блескообразователи в электролитах для нанесения покрытия способны отрицательно влиять на электропроводность покрытия.

3. Не допускается применять серебряное покрытие в качестве подслоя под золото из-за диффузии серебра через золото с образовани­ем поверхностных непроводящих пленок (При применении изделий с электроконтак­тами с золотым покрытием по подслою се­ребра возможна нестабильность переходного сопротивления вплоть до отказа из-за диффу­зии серебра через золото).

4. Под воздействием соединений хлора, аммиака, серосодержащих, фенолсодержащих и т. п. веществ на поверхности серебряных и серебросодержащих покрытий образуется пленка, способствующая повышению пере­ходного сопротивления покрытия и затруд­няющая его пайку.

5. Микротвердость покрытия — 883-1370МПа (90-140кгс/мм2), которая в течение времени может уменьшаться до 558МПа (60кгс/мм2);

удельное сопротивление при температуре 18°С — 1,6·10-8Ом·м.