Анодное оксидирование алюминия и его сплавов - Svarka-Tokarka.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Анодное оксидирование алюминия и его сплавов

Анодное оксидирование алюминия и его сплавов

Оксидирование алюминия и его сплавов.

Оксидирование алюминия является весьма эффективным методом защиты алюминия от коррозии в агрессивных средах с целью придания его поверхности новых, весьма ценных свойств. По технологии получения защитных пленок оксидирование может быть электрохимическим (анодным) и химическим, а следовательно, и сами свойства оксидных пленок будут существенно разниться и иметь свое назначение. Так, анодное оксидирование позволяет создать оксидные пленки с высокой твердостью и износостойкостью, с отличными электроизоляционными свойствами и с красивой, декоративной внешностью, в то время как химическое оксидирование в основном применяется для получения хорошего грунта под окраску. Анодное оксидирование, в свою очередь, может производиться с применением постоянного или переменного электрического тока, а по составу электролитов и режиму оксидирования в настоящее время имеются сотни вариантов и число их непрерывно растет.

По составу электролитов и их назначению следует выделить ряд технологических процессов:

Оксидирование в сернокислотных электролитах с целью получения декоративных и твердых оксидных пленок.

Оксидирование в щавелевокислых электролитах для получения электроизоляционного слоя.

Оксидирование в ортофосфорной кислоте для последующего гальванического покрытия медью, никелем и другими металлами.

Оксидирование в хромовой кислоте с целью получения эматалевых пленок.

Оксидирование в электролитах из органических соединений для различного назначения.

Подготовка поверхности к оксидированию.

Для деталей, не имеющих точных размеров, подготовка сводится к обезжириванию и травлению в растворе каустической соды с концентрацией ее 80—120 г/л при температуре 335—345К и выдержкой не менее 2—3 мин. При травлении алюминиевых сплавов на поверхности деталей остается черный налет легирующих компонентов — меди, железа и других примесей. Осветление деталей с удалением всех примесей производят в 10—15%-ном растворе азотной кислоты. Травление силумина выявляет примесь кремния, которая не удаляется в азотной кислоте, но растворяется во фтористоводородной кислоте. Для этого применяют один из растворов, указанных в таблице.

Составы и режимы растворов для осветления силуминов

Состав и режим

Состав, массовая доля, %

серная кислота (плотность 1,8 г/см3)

азотная кислота (плотность 1,4 г/см3)

фтористоводородная кислота или ее соли

Рабочая температура, К

Выдержка, мин

Подвески для оксидирования изготовляют из дюраля с жестким пружинящим контактом.

Оксидирование в растворах серной кислоты.

Этот способ оксидирования является самым распространенным и проводится путем анодной обработки подготовленных и смонтированных деталей в 15—20%-ном растворе серной кислоты при комнатной температуре и анодной плотности тока 1 —2 А/дм2. В качестве катодов применяют рольный свинец. Выдержка зависит от назначения оксидной пленки. При защитно-декоративном оксидировании выдержка составляет 15—20 мин, что обеспечивает получение оксидной пленки толщиной 4-5 мкм. Большое значение для процесса имеет температура электролита, повышение которой отрицательно сказывается на качестве
оксидной пленки, вплоть до ее растравливания и сползания. Поэтому при длительной работе ванн, а также в летний период электролит необходимо охлаждать. Для этой цели используют водяные рубашки и змеевики, а также фреоновые холодильные установки.

Способность алюминия выпрямлять переменный ток позволяет использовать так называемый «вентильный» эффект для оксидирования алюминия переменным током. Процесс характеризуется применением как однофазного, так и трехфазного тока и отсутствием вспомогательных электродов, так как роль электродов, завешенных на штанги ванны, выполняют оксидируемые детали. Для оксидирования применяют 15%-ный раствор серной кислоты и силовой переменный ток промышленной частоты (50 Гц). Остальные условия режима оксидирования не имеют существенных отличий по сравнению с оксидированием постоянным током.
Оксидная пленка, полученная из сернокислотного электролита и предназначенная для защитно-декоративной отделки, имеет снежно-белый цвет, плотность 3,85 г/см3, толщину 4—5 мкм и является надежной защитой от коррозии. Оксидная пленка не отслаивается от металла, имеет химический состав и твердость корунда и хорошую износостойкость. Жаростойкость оксидной пленки доходит до 2270 К. Оксидная пленка имеет микропористую структуру со средней степенью пористости около 30%.

Пропитывание пор хромпиком или лакокрасочными покрытиями увеличивает коррозионную стойкость оксидной пленки. Заполнение пор анилиновыми и другими красителями широко применяется для получения красивой декоративной внешности изделий, а пропитывание пленки светочувствительными солями используется для фотохимического изготовления различных шкал и табличек. Оксидная пленка обладает высокими электроизоляционными свойствами.

Наиболее простым и надежным способом пассивирования является выдержка деталей в растворе хромпика с концентрацией его около 100 г/л при температуре 353 — 363 К в течение 10 мин. Оксидная пленка при этом приобретает лимонно-желтый цвет.
При цветной отделке поверхности применяется также окраска анилиновыми красителями и заполнение пор расплавленным парафином. Для окраски красителями изделия погружают в 1%-ный раствор выбранного анилинового красителя для шерсти при температуре 345—355 К с выдержкой 2—3 мин.

Процесс глубокого анодного оксидирования в серной кислоте

Применяется для повышения износостойкости в условиях трения, эррозионной стойкости, для создания жесткости тонких листовых конструкций, для теплоизоляционной защиты. Глубокое оксидирование шестерен повышает их износостойкость в 5—10 раз.

Для оксидирования применяют 20%-ный раствор серной кислоты, рабочую температуру от 263 до 267 К и анодную плотность тока 2,5 А/дм2 при начальном напряжении 20—25 В и конечном до 40 В. Рекомендуется непрерывное перемешивание электролита. Оксидная пленка имеет глубину 20—30 мкм.

Для повышения жесткости тонкостенных трубчатых деталей до жесткости латуни применяется тот же электролит и режим оксидирования с повышением плотности тока до 5 А/дм2 и выдержкой 30 мин. Глубина оксидной пленки достигает 60 мкм, а микротвердость 3,4 МПа. Участки, не подлежащие оксидированию, предварительно изолируют лаком ХВЛ-21, окрашенным добавкой метилрота. На сплавах глубокая оксидная пленка имеет черный цвет и структуру с высокой пористостью. При глубоком анодном оксидировании шероховатость поверхности деталей снижается до 2-го класса. Для охлаждения рабочего электролита до 263 К применяют обычные холодильные фреоновые установки.

Оксидирование в щавелевокислых электролитах.

Для алюминия и деформируемых сплавов марок АМг, АМц, АД31 и других широко применяется защитно-декоративное и электроизоляционное оксидирование в растворе щавелевой кислоты. Для оксидных пленок, полученных из щавелевокислых электролитов, характерны малая пористость, естественная окраска в желтые тона и хорошо слышное хрустение оксидной пленки при сгибании тонкостенных деталей. Отслаивания пленки или ухудшения физико-химических свойств ее при этом не происходит.
Процесс оксидирования ведут в растворе щавелевой кислоты с концентрацией 40—60 г/л при комнатной температуре, анодной плотности тока 2,5—3,5 А/дм2 и выдержке 2—3,5 ч. Напряжение постоянного или переменного тока при этом постепенно возрастает от 20—30 до 120 В.

Для получения пленки с пробивным напряжением 500 В процесс ведут в 4%-ном растворе щавелевой кислоты при комнатной температуре. Первоначальное напряжение постоянного тока составляет 30—40 В, После включения тока постепенно, в течение 15 мин, доводят анодную плотность тока до 3 А/дм2. Затем включают систему перемешивания электролита и выдерживают детали в ванне 1,5—2,5 ч, постепенно поднимая напряжение до 100—110 В. Ванны при этом должны быть защищены предохранительными сетками от касания к шинам. Затем детали промывают и сушат при температуре 425 К.

Оксидирование в растворах ортофосфорной кислоты.

Оксидирование сплавов алюминия в ортофосфорной кислоте имеет ограниченное применение и используется главным образом для последующего никелирования или меднения. Для этой цели применяют раствор 350—650 г/л ортофосфорной кислоты при следующем режиме оксидирования: рабочая температура 290—320 К, анодная плотность тока 1—3 А/дм2; выдержка 5—10 мин.

Для правильного ведения процесса необходимо повышенное напряжение от 10 до 15 В и перемешивание сжатым воздухом. Полученная оксидная пленка имеет глубину 3 мкм, весьма пориста, плохо окрашивается, но легко растворима в никелевом и кислом медном электролитах при осаждении этих металлов, что и определяет ее назначение.

Оксидирование в хромовых электролитах.

Оксидные пленки, получаемые из хромовых электролитов, бесцветны, стекловидны, имеют толщину в пределах 2—5 мкм, практически не изменяют размеров деталей, сохраняют блеск полированного алюминия и имеют малую пористость. Вследствие своей твердости, плотности и эластичности применяются для деталей, имеющих точные размеры.
При введении в электролит борной кислоты оксидная пленка приобретает красивый серо-голубой цвет и сходство с эмалированной поверхностью, вследствие чего процесс получил наименование эматалирования.

Состав электролита, г/л
Хромовый ангидрид — 30—35
Борная кислота — 1—2
Рабочая температура, К — 315—320
Выдержка, мин — 55—60
Плотность тока, А/дм2 — 0,5—1

Напряжение при этом процессе в течение первых 30 мин повышают от 0 до 40 В и в последующие 30 мин доводят его до 80 В.

Электролит с более сложным составом, г/л:

Хромовый ангидрид — 6—8
Борная кислота — 8—10
Калий-титан щавелевокислый — 40—45
Щавелевая кислота — 1—2
Лимонная кислота — 1—2
Процесс ведут при 325—335 К и анодной плотности тока до 3 А/дм2 с постепенным повышением напряжения от 0 до 120 В с выдержкой 30—40 мин.

Оксидирование в электролитах из органических соединений.

Электролит с составом, г/л:

Щавелевая кислота — 30
Сульфосалициловая кислота — 100 ,
Серная кислота — 3
Процесс ведут при температуре 285-305 К и анодной плотности тока 2-3 А/дм2.
Продолжительность процесса 40-120 мин.

Скорость образования оксидных пленок доходит до 1 мкм/мин. Необходимо механическое перемешивание электролита. Напряжение тока возрастает во время роста толщины оксидной пленки с 25—30 до 50—80 В. На силумине марки АЛ-2 пленка имеет темно-серый цвет, на сплавах АМГ — золотисто-коричневый и на дюралях типа Д1—зелено-голубой. Пленки обладают высокой эластичностью, хорошей коррозионной стойкостью и надежными электроизоляционными свойствами.

Для удаления забракованной оксидной пленки, полученной из указанных электролитов, без потери размеров рекомендуется следующий состав раствора:

Ортофосфорная кислота (плотностью 1,5 г/см3) — 35 мл/л;
Хромовый ангидрид — 20 г/л.

Процесс ведут при температуре 365—370 К с выдержкой 10—20 мин.

Химическое оксидирование алюминия.

В тех случаях, когда оксидирование производят в целях защиты от коррозии или в качестве грунта под окраску, целесообразно применять химическое оксидирование, более дешевое и не требующее электрооборудования. Так, из числа нескольких составов для защитно-декоративного оксидирования рекомендуется следующий состав, г/л:

Ортофосфорная кислота — 40—50
Кислый фтористый калий — 3—5
Хромовый ангидрид — 5—7
Процесс ведут при температуре 290—300 К с выдержкой в 5—7 мин.

Этот раствор пригоден для оксидирования алюминия и всех его сплавов. Полученная защитная пленка имеет оксидно-фосфатный состав, толщину около 3 мкм, красивый салатно-зеленый цвет и обладает электроизоляционными свойствами, но не пориста и не окрашивается красителями. Корректировка раствора проводится главным образом фторидами. Способ весьма прост в эксплуатации, не требует квалификации исполнителей и в 2—3 раза экономичней электролитических.

Анодное оксидирование алюминия и его сплавов

Определяющими реакциями при анодном оксидировании алюминия и его сплавов в серной кислоте являются электрохимическое формирование оксида в барьерном слое и химическое растворение оксида при воздействии электролита.

Формирование барьерного слоя наблюдается до сравнительно небольших толщин, после чего рост пленки практически прекращается. На практике невыгодно достигать предельных ее толщин, так как при этом скорость роста пленки замедляется, ухудшаются ее механические свойства, возрастают потери тока. Рост плотности тока возможен лишь в ограниченных пределах, выше которых отмечается перегрев анода и, как следствие, снижение толщины пленки. Наиболее действенным фактором для повышения предельных толщин является снижение температуры процесса, так как анодирование сопровождается значительным выделением тепла. Вблизи барьерного слоя температура поднимается выше 120 °С, а концентрация H2SO4 становится более 50%.

Для получения толстых пленок анодирование проводят при охлаждении электролита (0-5 °С) и иногда деталей. Перемешивание электролита несколько улучшает условия электролиза, но не решает проблему получения пленок повышенной толщины. Концентрация серной кислоты влияет в меньшей степени на растворимость оксида алюминия по сравнению с температурой. Для анодного оксидирования алюминия и его сплавов наиболее распространены растворы серной кислоты. Электролиты выбирают в зависимости от назначения покрытий. Серную кислоту используют для получения пленок, предназначенных для последующей окраски в органических красителях.

Электролит, состоящий из хромового технического ангидрида и серной кислоты и электролит из щавелевой кислоты и двухводной сульфосалициловой кислоты применяют для нанесения оксидных пленок на детали для сборки в узлах различных машин и изделий. В электролитах, состоящем из щавелевой и борной кислоты, и на основе ортофосфорной кислоты получают износостойкие оксидные пленки с повышенной твердостью. В электролите состоящего из хромового ангидрида, щавелевой и борной кислоты и электролите состоящего из хромового ангидрида, лимонной кислоты и щавелевокислого калия-титана оксидируют алюминиевые сплавы с различным содержанием меди.

В растворе ортофосфорной кислоты оксидируют литейные сплавы алюминия перед нанесением металлических покрытий. Широко применяют растворы для получения пленок, обладающих электроизоляционными свойствами. Наиболее распространенными среди них являются электролиты на основе борной кислоты, содержащей борной кислоты 90-150 г/л, буры до 2,5 г/л; рН электролита 5,5. Режим электролиза: напряжение оксидирования 230-250 В; температура электролита 70-95 °С; время оксидирования 25-35 мин; толщина оксидной пленки 0,2-0,3 мкм.

Для формирования антикоррозионных пленок используют хромовокислые и сернокислые растворы при наложении постоянного или переменного тока. Применение переменного тока в сернокислом электролите позволяет существенно увеличить производительность электролитов. Анодирование производится в растворе 12-16%-ной H2SO4 при температуре 12-20 °С, плотности тока на аноде Da = 3 ? 4,5 А/дм2, напряжении 18-28 В. Оксидные пленки, полученные при использовании переменного тока на деталях из алюминиевых сплавов и содержащих медь, имеют зеленоватый оттенок из-за осаждения меди.

Для получения покрытий с повышенной износостойкостью применяют способ по которому скорость оксидирования выше в 4-10 раз по сравнению со стандартным режимом. Состав электролита — 16%-ный раствор H2SO4, температура процесса 12-18 °С, начальная плотность тока 7-10 А/дм2. Для отвода теплоты электролит интенсивно перемешивается сжатым воздухом. Напряжение на электролите 22-30 В. После задания электрических параметров электролиза процесс протекает без регулирования режима с падающей мощностью. Этим способом получают качественные пленки толщиной до 50 мкм на деформируемых и литейных алюминиевых сплавах.

Анодные оксидные пленки, обладающие повышенной твердостью, формируются в электролитах на основе серной и щавелевой кислот. Для получения твердых пленок большой толщины интенсивно охлаждают электролит и оксидируемые детали. Ускорение твердого анодирования достигается наложением переменного тока на постоянный. Успешно используют электролиты, содержащие серную и щавелевую кислоты. Так, в растворе, содержащем 12% H2SO4 и 1% (СООН)2, получают на литейных сплавах алюминия, содержащих 3% Сu и 7% Si, твердый оксид при Da = 4 А/дм2, напряжении 10-60 В, температуре 10 °С со скоростью наращивания 5 мкм/мин. Благодаря применению переменного тока сохраняется качество предварительной подготовки перед оксидированием. Предварительная подготовка алюминия и его сплавов перед анодированием состоит в обработке резанием, химическом или электрохимическом полировании деталей.

Декоративными и антикоррозионными свойствами обладают пленки, полученные эматалированием. Для этого применяют электролиты на основе кислот, растворяющих оксид, с добавками солей титана и циркония, а также полиспиртов в качестве пластификаторов. Эматалевые пленки получают в электролитах, содержащих % (маc. доля): двойной щавелевокислой соли калия и титана 5; лимонной кислоты 1,5; ортофосфорной кислоты 0,6; глюкозы 2. Режим: Da = 5 А/дм2, напряжение 110 В, температура 25 °С, ток переменный. Свойства анодных оксидных пленок определяются их пористостью, твердостью, износостойкостью, тепловыми, а также электроизоляционными и коррозионными характеристиками.

Пористость оксидных пленок определяется объемом пустот, имеющихся в пленке, отнесенным к объему всей пленки. Общая пористость включает микропористость, обусловленную механизмом формирования пленки, и макропористость — трещины и механические разрушения. Она зависит от природы сплава, режима электролиза и состава электролита и колеблется для различных сплавов от 10 до 40%. Так, для толстых оксидных пленок, полученных на сплавах алюминия, содержащих медь, в серной кислоте, пористость чистого алюминия составляет 10%, сплава Д16 — 26%, бинарного сплава — 32%. Присутствие в сплаве Si, Mn и Mg незначительно сказывается на пористости, оставляя ее в пределах 10-15%.

Твердость оксидных пленок зависит от концентрации электролита, температуры и плотности тока. С повышением концентрации и температуры электролита она снижается. Использование переменного тока и снижение его плотности уменьшает твердость анодного оксида. Оценка твердости для пленок толщиной более 5 мкм осуществляется методом измерения микротвердости. Для тонких пленок с меньшей точностью применяют метод царапания стекломером. Микротвердость анодных оксидных пленок меняется от 1,5?104 МПа на чистом алюминии до (2,5 ? 3,0) 103 МПа на технических сплавах.

Износостойкость оксидных пленок (способность оказывать сопротивление истиранию) зависит от свойств пленок и условий их изнашивания — трение скольжения или воздействие твердых частиц. Полирование оксидированной поверхности снижает износ и коэффициент трения пленок. Маслоемкость оксида существенно уменьшает износ и в некоторых случаях доводит его до нуля. Теплоизоляционные свойства оксидированных алюминиевых сплавов выше по сравнению с неоксидированным металлом. Так, теплопроводность оксида алюминия равна 0,004-0,012 Дж/(см·с·°С), что в 200-500 раз ниже, чем у чистого алюминия. Коэффициент теплового излучения анодированной поверхности в 10 раз выше по сравнению с чистым металлом. Толстые пленки на алюминиевых сплавах обладают повышенной стойкостью против воздействия высоких температур. Поэтому оксидирование используют при изготовлении изложниц для разливки алюминиевых и магниевых сплавов. При длительном многократном воздействии высоких температур на оксидированной поверхности образуются микротрещины, обусловленные различием в значениях коэффициента линейного расширения анодной пленки (8 · 10 -6 ?С-1) и алюминия (22,9 · 10 -6 ?С-1).

Электроизоляционные свойства оксидных пленок на алюминии обусловлены высоким удельным электрическим сопротивлением оксида алюминия. Эта величина при 20 °С составляет, Ом-см: 5 · 10 12 для стекла; 3 · 10 14 для фарфора; 2 · 10 15 для эбонита; 9 · 10 15 для слюды; 4 · 10 15 для анодной оксидной пленки (толщина 5 мкм) на алюминии. Электрическое сопротивление пленки зависит от состава алюминиевого сплава, режима оксидирования, последующей обработки оксидных пленок, наполнения, условий эксплуатации. Для анодных оксидных пленок характерны высокие адгезия, жаростойкость, теплопроводность, механическая прочность и химическая стойкость.

Коррозионные свойства оксидных пленок определяются их стойкостью к химическому воздействию окружающей среды без нарушения сплошности пленок. Коррозионная стойкость оксидированных алюминиевых изделий резко уменьшается в щелочных средах и средах с присутствием галогенсодержащих ионов. В растворах, содержащих ионы металлов, контактно выделяющихся на алюминии (медь, серебро, ртуть), коррозионная стойкость оксидированных алюминиевых изделий снижается. Увеличение пористости и растрескивание также снижают коррозионную стойкость оксидированных алюминиевых изделий в результате ухудшения изолированности металла от коррозионной среды. С ростом толщины пленок и снижением шероховатости их коррозионная стойкость возрастает, а после достижения определенной толщины пленки — замедляется из-за увеличения пористости.

Комплект АНОДНОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ (АНОДИРОВАНИЕ) АЛЮМИНИЯ

(для анодирования кремнистых литейных сплавов алюминия)

Комплект «АНОДНОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЯ» используется для формирования на кремнистых литейных сплавах алюминия прочных износостойких оксидных пленок, обладающих хорошими механическими, диэлектрическими и антикоррозионными свойствами. В комплект «АНОДНОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЯ» входят все необходимые химические реактивы и аксессуары, используемые для подготовки алюминиевой поверхности и проведения процесса анодного оксидирования, и дальнейшего окрашивания анодированной поверхности (при необходимости).

В отличии от традиционных сернокислых электролитов анодирования, электролит, приготовленный с помощью комплекта «АНОДНОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЯ», позволяет проводить процесс анодирования при комнатной температуре, с более высокой скоростью формирования пленки и на 20-30% большим выходом пленки по току. А за счет низкой агрессивности раствора электролита и низкой растворимости в нем оксидных пленок, позволяет формировать на поверхности алюминиевых сплавов анодно-оксидное покрытие с большей толщиной барьерного слоя и большей толщиной.

Использование, после проведения процесса анодного оксидирования, в реактиве “уплотнителя”, позволяет проводить более эффективное закрытие пор (чем уплотнение в обычной кипящей воде), предотвращает появление разнотонности при окрашивании поверхности и придает анодированному покрытию более высокие антикоррозионные свойства. При подготовке алюминиевой поверхности, для процесса химического обезжиривания используются эмульгаторы, способные разрушаться при биологической очистке сточных вод.

Этапы технологического процесса:

ХИМИЧЕСКОЕ ОБЕЗЖИРИВАНИЕ → ОСВЕТЛЕНИЕ → АНОДНОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ → ОКРАШИВАНИЕ (при необходимости)* → УПЛОТНЕНИЕ

7 руб./дм2

5.5 руб./дм2

4.5 руб./дм2

АНОДИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЯ (кремнистые сплавы)
СТОИМОСТЬ АНОДИРОВАНИЯСЕБЕСТОИМОСТЬ АНОДИРОВАНИЯ
Москва / Санкт ПетербургКомплект на 15 лКомплект на 30 лКомплект на 50 л
33-42 руб./дм233-45 руб./дм2

*После анодирования алюминиевых сплавов, содержащих кремний, на поверхности формируются светостойкие покрытия серого или серо-фиолетово цвета, которые, при окрашивании анодированной поверхности, значительно изменяют цвет покрытия

Удельная норма расхода реагентов при анодировании 1 кв. метра: реагент “АНОДНЫЙ ОКСИДАНТ” – 6-7 г; реагент “АНОДИРУЮЩИЙ РАСТВОР” – 90-95 мл. Используя комплект “АНОДНОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЯ” на 15 литров можно анодировать детали, площадью около 20 кв. метров.

Сопутствующие комплекты

Нужно приобрести

Рекомендуемые источники тока:

  • Комплект на 5 литров: UNIV-20А/36В, UNIV-20А/100В
  • Комплект на 15 литров:UNIV-20A/36В, UNIV-50А/36В
  • Комплект на 30 литров: UNIV-20A/36В, UNIV-50А/36В
  • Комплект на 50 литров: UNIV-50А/36В, UNIV-100А/36В

Для плавного повышения напряжения, при проведении процесса анодного оксидирования, используются источники тока (выпрямители), оснащенные таймером напряжения.

Комплекты

  • 7 емкостей из ПП (⌀ 230*350 мм)
  • Свинцовый катод (110*250*2 мм)
  • Реагент ОБЕЗЖИРИВАТ-СТ (200 г)
  • Реагент СМАЧИВАТЕЛЬ-СТ (125 г)
  • Реагент ОРГАНОРАСТВОРИТ (50 г)
  • Реагент ТРАВИЛЬНАЯ СОЛЬ (650 г)
  • Реагент АКТИВАТОР-А20 (150 г)
  • Реагент СУЛЬФАНОЛ (2.5 г)
  • Реагент ОСВЕТЛИТЕЛЬ-С10 (3 л)
  • Реагент ПЛАВИКОВ КИСЛОТА (1 л)
  • Реагент АНОДН ОКСИДАНТ (50 г)
  • Реагент ОТБЕЛИВАЮЩ СОЛЬ (15 г)
  • Реагент ПЛЕНКООБР-ТЕЛЬ (1.5 г)
  • Реагент АНОДИРУЮЩ Р-ОР (1 л)
  • Реагент УПЛОТНИТЕЛЬ (40 г)
  • Контактная медная штанга (трубка)
  • Контакт алюминиевая проволока
  • Комплект резиновых перчаток
  • Защитные очки (плексиглас)
  • ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНСТРУКЦИЯ
  • БЕСПЛАТНАЯ ТЕХ ПОДДЕРЖКА
  • 7 емкостей из ПП (470*310*250 мм)
  • Свинцовый катод (250*330*2 мм)
  • Кварц нагреватель “КН-1П”(600 Вт)
  • Реагент ОБЕЗЖИРИВАТ-СТ (600 г)
  • Реагент СМАЧИВАТЕЛЬ-СТ (375 г)
  • Реагент ОРГАНОРАСТВОРИТ (150 г)
  • Реагент ТРАВИЛЬН СОЛЬ (6.5 кг)
  • Реагент АКТИВАТОР-А20 (1.5 кг)
  • Реагент СУЛЬФАНОЛ (25 г)
  • Реагент ОСВЕТЛИТЕЛЬ-С10 (9 л)
  • Реагент ПЛАВИКОВ КИСЛОТА (3 л)
  • Реагент АНОДН ОКСИДАНТ (150 г)
  • Реагент ОТБЕЛИВАЮЩ СОЛЬ (45 г)
  • Реагент ПЛЕНКООБР-ТЕЛЬ (4.5 г)
  • Реагент АНОДИРУЮЩ Р-ОР (3 л)
  • Реагент УПЛОТНИТЕЛЬ (120 г)
  • Реактив для удаления анод. покрытия
  • Мини-компрессор для перемеш эл-та
  • Контактная медная трубка (штанга)
  • Спиртовой термометр (0-100 °С)
  • Контакт алюминиевая проволока
  • Комплект резиновых перчаток
  • Защитные очки (плексиглас)
  • ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНСТРУКЦИЯ
  • БЕСПЛАТНАЯ ТЕХ ПОДДЕРЖКА
  • 7 емкостей из ПП (510*350*330 мм)
  • Свинцовый катод (330*500*2 мм)
  • Кварц нагреватель “КН-1П”(600 Вт)
  • Реагент ОБЕЗЖИРИВАТ-СТ (1200 г)
  • Реагент СМАЧИВАТЕЛЬ-СТ (750 г)
  • Реагент ОРГАНОРАСТВОРИТ (300 г)
  • Реагент ТРАВИЛЬНАЯ СОЛЬ (3.9 кг)
  • Реагент АКТИВАТОР-А20 (900 г)
  • Реагент СУЛЬФАНОЛ (15 г)
  • Реагент ОСВЕТЛИТЕЛЬ-С10 (18 л)
  • Реагент ПЛАВИКОВ КИСЛОТА (6 л)
  • Реагент АНОДН ОКСИДАНТ (300 г)
  • Реагент ОТБЕЛИВАЮЩ СОЛЬ (35 г)
  • Реагент ПЛЕНКООБР-ТЕЛЬ (15 г)
  • Реагент АНОДИР РАСТВОР (6 л)
  • Реагент УПЛОТНИТЕЛЬ (24 г)
  • Реактив для удаления анодир. (10 л)
  • Мини-компрессор для перемеш эл-та
  • Контактн медная трубка (штанга)
  • Спиртовой термометр (0-100 °С)
  • Контакн алюминиевая проволока
  • Комплект резиновых перчаток
  • Защитные очки (плексиглас)
  • ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНСТРУКЦИЯ
  • БЕСПЛАТНАЯ ТЕХ ПОДДЕРЖКА
  • 7 емкостей из ПП (680*70*370 мм)
  • 2 свинцов катода(300*500*2 мм)
  • Кварц нагреватель “КН-1П”(1000 Вт)
  • Реагент ОБЕЗЖИРИВАТ-СТ (2 кг)
  • Реагент СМАЧИВАТЕЛЬ-СТ (1250 г)
  • Реагент ОРГАНОРАСТВОРИТ (500 г)
  • Реагент ТРАВИЛЬНАЯ СОЛЬ (6.5 кг)
  • Реагент АКТИВАТОР-А20 (1.5 кг)
  • Реагент СУЛЬФАНОЛ (25 г)
  • Реагент ОСВЕТЛИТЕЛЬ-С10 (30 л)
  • Реагент ПЛАВИКОВ КИСЛОТА (10 л)
  • Реагент АНОДН ОКСИДАНТ (500 г)
  • Реагент ОТБЕЛИВАЮЩ СОЛЬ (150 г)
  • Реагент ПЛЕНКООБ-ТЕЛЬ (15 г)
  • Реагент АНОДИР РАСТВОР (10 л)
  • Реагент УПЛОТНИТЕЛЬ (40 г)
  • Реактив для удаления анодир (15 л)
  • Мини-компрессор для перемеш эл-та
  • Контактн медная трубка (штанга)
  • Спиртовой термометр (0-100 °С)
  • Контакт алюминиевая проволока
  • Комплект резиновых перчаток
  • Защитные очки (плексиглас)
  • ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНСТРУКЦИЯ
  • БЕСПЛАТНАЯ ТЕХ ПОДДЕРЖКА

В каждый комплект для нанесения конверсионных покрытий входит инструкция пользователя с описанием подготовки и проведения процесса. Все хим. реагенты, входящие в состав комплекта, были предварительно взвешены и расфасованы в необходимых пропорциях. Все, что Вам необходимо сделать для приготовления рабочего раствора это растворить их в определенной последовательности, согласно инструкции, в дистиллированной или де-минерализованной воде.

ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ. Рабочее напряжение в процессе анодного оксидирования кремнистых сплавов алюминия 25-36 В, при плотности тока 1-1.5 А/дм2. Температура электролита 15-28° С, продолжительность процесса 20-30 минут. Для отвода тепла от поверхности детали, при проведении процесса, необходимо обеспечивать постоянное перемешивание электролита сжатым воздухом. После проведения процесса, анодно-оксидные пленки имеют толщину 8-12 мкм, плотность 3.8 — 3.9 г/см3 и твердость 2500-2800 Мпа. При необходимости окрашивания анодированной поверхности, толщина анодно-оксидных пленок должна быть в пределах 22-30 мкм. Для формирования оксидных пленок с большей твердостью, толщиной 30-40 мкм, плотностью 3.9 — 4.0 г/см3 и твердостью 3600-4100 МПа, процесс анодного оксидирования проводят в течение 60-80 минут, при напряжении 20-40 В (которое плавно повышают до максимального рабочего значения в течение первых 5-7 минут) и анодной плотности тока 2-3 А/дм2, поддерживая температуру электролита в пределах 5-15°С. В качестве катода (противоэлектрода) используется свинец или высоколегированная сталь.

Оксидирование

Оксидирование – процесс формирования оксидных пленок на поверхности металла. Оксидирование применяется для нанесения оксидных слоев, как в целях защиты, так и для придания металлическому изделию декоративных свойств.

Оксидирование металла можно проводить несколькими способами:

— анодное оксидирование (электрохимическое);

— пламенные методы (микродуговое оксидирование и др.).

Химическое оксидирование

Химическое оксидирование осуществляют обработкой изделия в растворах (расплавах) окислителей (хроматы, нитраты и др.). С помощью данного метода поверхность изделия пассивируют либо нанося защитные и декоративные слои. Для черных металлов химическое оксидирование проводится при температуре от 30 до 100 °С в щелочных либо кислотных составах. Для кислотного оксидирования используют, в основном, смесь нескольких кислот, например, азотная (или ортофосфорная) и соляная кислоты с некоторыми добавками (Ca(NO3)2, соединения Mn). Щелочное оксидирование проводится при температурах немного выше, около 30 – 180 °С. В состав вводят окислители. После нанесения оксидного слоя металлические изделия хорошо промываются и сушатся. Иногда готовое покрытие промасливают или дополнительно обрабатывают в окислительных растворах.

Защитные слои, полученные с применением химического оксидирования, обладают менее защитными свойствами, чем пленки, полученные анодированием.

Термическое оксидирование

Термическое оксидирование – процесс образования оксидной пленки на металле при повышенных температурах и в кислородсодержащих (может быть водяной пар) атмосферах. Термическое оксидирование проводят в нагревательных печах. При термическом оксидировании низколегированных сталей либо железа (операция называется воронение) температуру поднимают до 300 – 350 °С. Для легированных сталей термическое оксидирование проводится при более высоких температурах ( до 700 °С). Продолжительность процесса – около 60 минут. Очень часто термическое оксидирование применяют для создания оксидного слоя на поверхности изделий из кремния. Такой процесс проводится при высоких температурах (800 – 1200 °С). Применяются оксидированные кремниевые изделия в электронике.

Анодирование (электрохимическое или анодное оксидирование)

Анодирование — один из способов получения оксидной пленки. Анодирование проводят в жидких либо твердых электролитах. При анодировании поверхность металла, который окисляется, имеет положительный потенциал. Анодирование применяют для получения защитных и декоративных слоев на поверхностях различных металлов и сплавов.

Анодирование наиболее часто применяют для получения покрытия на алюминии и его сплавах. На алюминии получают слои с защитными, изоляционными, износостойкими, декоративными свойствами.

Плазменные методы нанесения оксидных слоев

Плазменное оксидирование проводят при низких температурах в плазме, которая содержит кислород. Плазма для данного вида оксидирования образуется при помощи разрядов постоянного тока, СВЧ, ВЧ разрядов.

Плазменное оксидирование применяют для получения оксидных слоев на различных полупроводниковых соединениях, поверхности кремния. Плазменным оксидированием можно повысить светочувствительность секребряно-цезиевых фотокатодов.

Микродуговое оксидирование

Микродуговое оксидирование (МДО) – метод получения многофункциональных оксидных слоев. Микродуговое оксидирование – походная от анодирования. Позволяет наносить слои с высокими защитными, коррозионными, теплостойкими, изоляционными, декоративными свойствами. По внешнему виду покрытие, полученное микродуговым способом, очень напоминает керамику.

Сейчас это один из самых перспективных и востребованных способов нанесения оксидных слоев, т.к. позволяет наносить сверхпрочные покрытия с уникальными характеристиками.

Процесс микродугового оксидирования ведется, в большинстве случаев, в слабощелочных электролитах при подаче импульсного либо переменного тока. Перед нанесением покрытия не требуется особой подготовки поверхности. Особенностью процесса является то. Что используется энергия от электрических микроразрядов, которые хаотично передвигаются по обрабатываемой поверхности. Эти микроразряды оказывают на покрытие и электролит плазмохимическое и термическое воздействие. Оксидный слой приблизительно на 70 % формируется вглубь основного металла. Только 30 % покрытия находится полностью снаружи изделия.

Толщина покрытий, полученных микродуговым способом, составляет около 200 – 250 мкм (достаточно толстое). Температура электролита может колебаться от 15 до 400 °С, и это не оказывает на процесс особого влияния.

Применяемые электролиты не оказывают вредного влияния на окружающую среду и их срок службы очень долгий. Оборудование – компактное, не занимает много места и просто в эксплуатации.

Рассеивающая способность используемых электролитов высока, что позволяет получать покрытия даже на сложнорельефных деталях.

Микродуговое оксидирование применяется для формирования покрытий в основном на магниевых и алюминиевых сплавах.

Оксидирование алюминия и алюминиевых сплавов

Для эффективной защиты алюминия от коррозии наилучшим способом является создание на его поверхности оксидных слоев. Для этого применяют химическое, электрохимическое либо микродуговое оксидирование.

Анодирование (анодное оксидирование) алюминия

Покрытие может применяться как самостоятельная защита от атмосферной коррозии алюминия и его сплавов, или же, как основа под покраску. Оксидная пленка легок растворима в щелочах, но обладает достаточно высокой стойкостью в некоторым минеральным кислотам и воде.

Состав защитного слоя на алюминии: аморфный оксид алюминия, кристаллическая γ-модификация Al2O3.

Твердость оксидного слоя: на техническом алюминии — порядка 5000 – 6000 МПа, на сплавах алюминиевых от 2000 до 5000 МПа.

Слои, полученные методом оксидировании, отличаются хорошими электроизоляционными свойствами. Удельное электросопротивление составляет 1014 – 1015 Ом·м.

Анодированием можно получать на алюминии слои с различными заранее заданными свойствами. Можно получать твердые и мягкие защитные слои, безпористые, пористые, эластичные, хрупкие. Различные свойства получают при варьировании составом электролита и режимами электролиза.

При оксидировании алюминия в нейтральных или кислых электролитах (в большинстве растворов) поверхность алюминия почти моментально покрывается толстым слоем оксидов.

При электрохимическом оксидировании сначала образуется тонкий слой окислов, а потом кислород, проникает сквозь этот слой, упрочняя и утолщая его. Окисный слой достигает толщины около 0,01 – 0,1 мкм и прекращает свой рост. Этот слой называется барьерным. Для продолжения роста окислов необходимо увеличить напряжение на ванне.

Некоторые электролиты способны растворять оксид алюминия. Если электролит не растворяет оксидную пленку – она достигает толщины, отвечающей заданному напряжению. Это около 1 — 2 мкм. Такие пленки используются при производстве электрических конденсаторов, т.к. они не имеют пор, обладают хорошими электроизоляционными свойствами.

При использовании электролитов, способных растворять оксидный слой, утолщение пленки зависит от двух процессов, которые протекают на аноде:

— растворения пленки под воздействием электролита;

— электрохимического окисления металла у основания пор.

Если скорость окисления алюминия выше скорости растворения окислов, то происходит утолщение окисного слоя. В начале процесса оксидирования скорость окисления больше, скорости растворения, но с течением процесса увеличивается скорость растворения оксидов. Рост пленки прекращается, когда эти две скорости уравниваются.

Толщина оксидной пленки, полученной при анодировании алюминия, зависит от растворяющей способности электролита. А она, в свою очередь, определяется концентрацией кислоты, температурой и другими факторами.

Толщина оксидного покрытия зависит также от состава алюминия и его сплавов. Химически чистый алюминий легче анодировать, чем его сплавы. С увеличение в составе сплава различных добавок труднее получить пленки с хорошими характеристиками. На алюминиевых сплавах, содержащих марганец, медь, железо, магний, покрытие получается шероховатым, неровным. Это объясняется высокой скоростью растворения интерметаллических соединений, в виде которых эти металлы присутствуют в алюминиевом сплаве.

Оксидные пленки на алюминии, полученные методом анодирования, состоят из двух слоев: первый слой, на границе с металлом, беспористый барьерный в толщину от 0,01 до 0,1 мкм; второй слой пористый и достаточно толстый (от 1 мкм до нескольких сотен мкм.). Рост окисного слоя происходит за счет утолщения внешнего слоя.

Химическое оксидирование алюминия

Химическое оксидирование алюминия – самый доступный, дешевый и простой способ получить оксидные пленки на алюминии и его сплавах. Метод химического оксидирования не требует подвода электрического тока. Процесс проводится в растворах хроматов и позволяет оксидировать большое количество деталей одновременно. По качеству полученные пленки уступают слоям, полученным методами, с использованием тока. Толщина оксидных слоев – около 2 – 3 мкм.

В связи с невысокими защитными свойствами окисных слоев, полученных химическим оксидированием, метод не нашел широкого применения (используется довольно редко).

Очень важно при химическом оксидировании алюминия и его сплавов постоянно контролировать температуру и состав электролита. При уменьшении концентрации щелочи в растворе для химического оксидирования – пленки получаются тонкие, а при увеличении и высокой температуре раствора — имеют рыхлую структуру.

Конечная обработка анодно-окисных слоев

Очень часто полученные защитные оксидные пленки подвергаются дополнительной обработке: окрашивание, уплотнение.

Уплотнение анодно-оксидных пленок на алюминии применяют для придания окисным слоям светостойкости, высокой коррозионной стойкости и повышения диэлектрических свойств. Процесс уплотнения основан на способности оксидных слоев впитывать влагу. Во время уплотнения часть оксидов превращается в гидроксиды, которые заполняют полые поры, тем самым уплотняя пленку. На производствах очень часто применяют для уплотнения горячую воду (температура порядка 100 °С). Качество уплотненных окисных слоев зависит от продолжительности обработки, температуры, характеристик самой пленки. Для того чтоб ускорить процесс, в воду добавляют ПАВ и соли. Полученная пленка может быть от светло-серого до темно-серого цвета.

Еще один способ уплотнения оксидных слоев на алюминии – обработка в растворе бихромата калия (около 40 г/л) при температуре 90 – 95 °С. Продолжительность – 20 – 25 минут. На вид пленка зеленого цвета (светлый или с желтоватым отливом).

Защитные свойства оксидных слоев, уплотненных различными способами, примерно одинаковы.

Окрашивание анодно-оксидных пленок на алюминии проводят для придания изделию декоративных свойств.

Окрашивание проводится в различного типа красителях. Оксиды алюминия очень хорошо впитывают и удерживают органические и неорганические красители.

Перед окрашиванием пленку необходимо тщательно промыть от остатков электролита. Процесс пигментации проводят методом окунания в ванну с красящими веществами. Интенсивность и насыщенность цвета зависит от пористости и толщины оксидного слоя.

При использовании органических красителей можно получить большую гамму цветов, но их светостойкость низкая. Чтобы повысить светостойкость уже окрашенные слои дополнительно обрабатывают в уксуснокислых растворах никеля, кобальта и борной кислоты.

При окрашивании с использованием органических красителей процесс ведет в два этапа. Алюминиевое изделие с готовой оксидной пленкой поочередно погружают в раствор одной, а потом другой соли. Между погружениями следует промывка. Процесс ведется при комнатной температуре. В каждом растворе обработка длится 5 – 10 минут.

Если окрашенная пленка должна эксплуатироваться в агрессивной коррозионной среде – ее дополнительно пропитывают парафином либо бесцветным лаком.

Уплотнение окисной пленки на алюминии при окрашивании не происходит.

Оксидирование

Оксидирование – процесс формирования оксидных пленок на поверхности металла. Оксидирование применяется для нанесения оксидных слоев, как в целях защиты, так и для придания металлическому изделию декоративных свойств.

Оксидирование металла можно проводить несколькими способами:

— анодное оксидирование (электрохимическое);

— пламенные методы (микродуговое оксидирование и др.).

Химическое оксидирование

Химическое оксидирование осуществляют обработкой изделия в растворах (расплавах) окислителей (хроматы, нитраты и др.). С помощью данного метода поверхность изделия пассивируют либо нанося защитные и декоративные слои. Для черных металлов химическое оксидирование проводится при температуре от 30 до 100 °С в щелочных либо кислотных составах. Для кислотного оксидирования используют, в основном, смесь нескольких кислот, например, азотная (или ортофосфорная) и соляная кислоты с некоторыми добавками (Ca(NO3)2, соединения Mn). Щелочное оксидирование проводится при температурах немного выше, около 30 – 180 °С. В состав вводят окислители. После нанесения оксидного слоя металлические изделия хорошо промываются и сушатся. Иногда готовое покрытие промасливают или дополнительно обрабатывают в окислительных растворах.

Защитные слои, полученные с применением химического оксидирования, обладают менее защитными свойствами, чем пленки, полученные анодированием.

Термическое оксидирование

Термическое оксидирование – процесс образования оксидной пленки на металле при повышенных температурах и в кислородсодержащих (может быть водяной пар) атмосферах. Термическое оксидирование проводят в нагревательных печах. При термическом оксидировании низколегированных сталей либо железа (операция называется воронение) температуру поднимают до 300 – 350 °С. Для легированных сталей термическое оксидирование проводится при более высоких температурах ( до 700 °С). Продолжительность процесса – около 60 минут. Очень часто термическое оксидирование применяют для создания оксидного слоя на поверхности изделий из кремния. Такой процесс проводится при высоких температурах (800 – 1200 °С). Применяются оксидированные кремниевые изделия в электронике.

Анодирование (электрохимическое или анодное оксидирование)

Анодирование — один из способов получения оксидной пленки. Анодирование проводят в жидких либо твердых электролитах. При анодировании поверхность металла, который окисляется, имеет положительный потенциал. Анодирование применяют для получения защитных и декоративных слоев на поверхностях различных металлов и сплавов.

Анодирование наиболее часто применяют для получения покрытия на алюминии и его сплавах. На алюминии получают слои с защитными, изоляционными, износостойкими, декоративными свойствами.

Плазменные методы нанесения оксидных слоев

Плазменное оксидирование проводят при низких температурах в плазме, которая содержит кислород. Плазма для данного вида оксидирования образуется при помощи разрядов постоянного тока, СВЧ, ВЧ разрядов.

Плазменное оксидирование применяют для получения оксидных слоев на различных полупроводниковых соединениях, поверхности кремния. Плазменным оксидированием можно повысить светочувствительность секребряно-цезиевых фотокатодов.

Микродуговое оксидирование

Микродуговое оксидирование (МДО) – метод получения многофункциональных оксидных слоев. Микродуговое оксидирование – походная от анодирования. Позволяет наносить слои с высокими защитными, коррозионными, теплостойкими, изоляционными, декоративными свойствами. По внешнему виду покрытие, полученное микродуговым способом, очень напоминает керамику.

Сейчас это один из самых перспективных и востребованных способов нанесения оксидных слоев, т.к. позволяет наносить сверхпрочные покрытия с уникальными характеристиками.

Процесс микродугового оксидирования ведется, в большинстве случаев, в слабощелочных электролитах при подаче импульсного либо переменного тока. Перед нанесением покрытия не требуется особой подготовки поверхности. Особенностью процесса является то. Что используется энергия от электрических микроразрядов, которые хаотично передвигаются по обрабатываемой поверхности. Эти микроразряды оказывают на покрытие и электролит плазмохимическое и термическое воздействие. Оксидный слой приблизительно на 70 % формируется вглубь основного металла. Только 30 % покрытия находится полностью снаружи изделия.

Толщина покрытий, полученных микродуговым способом, составляет около 200 – 250 мкм (достаточно толстое). Температура электролита может колебаться от 15 до 400 °С, и это не оказывает на процесс особого влияния.

Применяемые электролиты не оказывают вредного влияния на окружающую среду и их срок службы очень долгий. Оборудование – компактное, не занимает много места и просто в эксплуатации.

Рассеивающая способность используемых электролитов высока, что позволяет получать покрытия даже на сложнорельефных деталях.

Микродуговое оксидирование применяется для формирования покрытий в основном на магниевых и алюминиевых сплавах.

Оксидирование алюминия и алюминиевых сплавов

Для эффективной защиты алюминия от коррозии наилучшим способом является создание на его поверхности оксидных слоев. Для этого применяют химическое, электрохимическое либо микродуговое оксидирование.

Анодирование (анодное оксидирование) алюминия

Покрытие может применяться как самостоятельная защита от атмосферной коррозии алюминия и его сплавов, или же, как основа под покраску. Оксидная пленка легок растворима в щелочах, но обладает достаточно высокой стойкостью в некоторым минеральным кислотам и воде.

Состав защитного слоя на алюминии: аморфный оксид алюминия, кристаллическая γ-модификация Al2O3.

Твердость оксидного слоя: на техническом алюминии — порядка 5000 – 6000 МПа, на сплавах алюминиевых от 2000 до 5000 МПа.

Слои, полученные методом оксидировании, отличаются хорошими электроизоляционными свойствами. Удельное электросопротивление составляет 1014 – 1015 Ом·м.

Анодированием можно получать на алюминии слои с различными заранее заданными свойствами. Можно получать твердые и мягкие защитные слои, безпористые, пористые, эластичные, хрупкие. Различные свойства получают при варьировании составом электролита и режимами электролиза.

При оксидировании алюминия в нейтральных или кислых электролитах (в большинстве растворов) поверхность алюминия почти моментально покрывается толстым слоем оксидов.

При электрохимическом оксидировании сначала образуется тонкий слой окислов, а потом кислород, проникает сквозь этот слой, упрочняя и утолщая его. Окисный слой достигает толщины около 0,01 – 0,1 мкм и прекращает свой рост. Этот слой называется барьерным. Для продолжения роста окислов необходимо увеличить напряжение на ванне.

Некоторые электролиты способны растворять оксид алюминия. Если электролит не растворяет оксидную пленку – она достигает толщины, отвечающей заданному напряжению. Это около 1 — 2 мкм. Такие пленки используются при производстве электрических конденсаторов, т.к. они не имеют пор, обладают хорошими электроизоляционными свойствами.

При использовании электролитов, способных растворять оксидный слой, утолщение пленки зависит от двух процессов, которые протекают на аноде:

— растворения пленки под воздействием электролита;

— электрохимического окисления металла у основания пор.

Если скорость окисления алюминия выше скорости растворения окислов, то происходит утолщение окисного слоя. В начале процесса оксидирования скорость окисления больше, скорости растворения, но с течением процесса увеличивается скорость растворения оксидов. Рост пленки прекращается, когда эти две скорости уравниваются.

Толщина оксидной пленки, полученной при анодировании алюминия, зависит от растворяющей способности электролита. А она, в свою очередь, определяется концентрацией кислоты, температурой и другими факторами.

Толщина оксидного покрытия зависит также от состава алюминия и его сплавов. Химически чистый алюминий легче анодировать, чем его сплавы. С увеличение в составе сплава различных добавок труднее получить пленки с хорошими характеристиками. На алюминиевых сплавах, содержащих марганец, медь, железо, магний, покрытие получается шероховатым, неровным. Это объясняется высокой скоростью растворения интерметаллических соединений, в виде которых эти металлы присутствуют в алюминиевом сплаве.

Оксидные пленки на алюминии, полученные методом анодирования, состоят из двух слоев: первый слой, на границе с металлом, беспористый барьерный в толщину от 0,01 до 0,1 мкм; второй слой пористый и достаточно толстый (от 1 мкм до нескольких сотен мкм.). Рост окисного слоя происходит за счет утолщения внешнего слоя.

Химическое оксидирование алюминия

Химическое оксидирование алюминия – самый доступный, дешевый и простой способ получить оксидные пленки на алюминии и его сплавах. Метод химического оксидирования не требует подвода электрического тока. Процесс проводится в растворах хроматов и позволяет оксидировать большое количество деталей одновременно. По качеству полученные пленки уступают слоям, полученным методами, с использованием тока. Толщина оксидных слоев – около 2 – 3 мкм.

В связи с невысокими защитными свойствами окисных слоев, полученных химическим оксидированием, метод не нашел широкого применения (используется довольно редко).

Очень важно при химическом оксидировании алюминия и его сплавов постоянно контролировать температуру и состав электролита. При уменьшении концентрации щелочи в растворе для химического оксидирования – пленки получаются тонкие, а при увеличении и высокой температуре раствора — имеют рыхлую структуру.

Конечная обработка анодно-окисных слоев

Очень часто полученные защитные оксидные пленки подвергаются дополнительной обработке: окрашивание, уплотнение.

Уплотнение анодно-оксидных пленок на алюминии применяют для придания окисным слоям светостойкости, высокой коррозионной стойкости и повышения диэлектрических свойств. Процесс уплотнения основан на способности оксидных слоев впитывать влагу. Во время уплотнения часть оксидов превращается в гидроксиды, которые заполняют полые поры, тем самым уплотняя пленку. На производствах очень часто применяют для уплотнения горячую воду (температура порядка 100 °С). Качество уплотненных окисных слоев зависит от продолжительности обработки, температуры, характеристик самой пленки. Для того чтоб ускорить процесс, в воду добавляют ПАВ и соли. Полученная пленка может быть от светло-серого до темно-серого цвета.

Еще один способ уплотнения оксидных слоев на алюминии – обработка в растворе бихромата калия (около 40 г/л) при температуре 90 – 95 °С. Продолжительность – 20 – 25 минут. На вид пленка зеленого цвета (светлый или с желтоватым отливом).

Защитные свойства оксидных слоев, уплотненных различными способами, примерно одинаковы.

Окрашивание анодно-оксидных пленок на алюминии проводят для придания изделию декоративных свойств.

Окрашивание проводится в различного типа красителях. Оксиды алюминия очень хорошо впитывают и удерживают органические и неорганические красители.

Перед окрашиванием пленку необходимо тщательно промыть от остатков электролита. Процесс пигментации проводят методом окунания в ванну с красящими веществами. Интенсивность и насыщенность цвета зависит от пористости и толщины оксидного слоя.

При использовании органических красителей можно получить большую гамму цветов, но их светостойкость низкая. Чтобы повысить светостойкость уже окрашенные слои дополнительно обрабатывают в уксуснокислых растворах никеля, кобальта и борной кислоты.

При окрашивании с использованием органических красителей процесс ведет в два этапа. Алюминиевое изделие с готовой оксидной пленкой поочередно погружают в раствор одной, а потом другой соли. Между погружениями следует промывка. Процесс ведется при комнатной температуре. В каждом растворе обработка длится 5 – 10 минут.

Если окрашенная пленка должна эксплуатироваться в агрессивной коррозионной среде – ее дополнительно пропитывают парафином либо бесцветным лаком.

Уплотнение окисной пленки на алюминии при окрашивании не происходит.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector