Промисловий і кустарний метод анодування алюмінію
Анодування алюмінію (анодне оксидування) – це процес, в результаті якого на поверхні металу утворюється оксидне покриття. Основне завдання оксидного покриття – захистити поверхню алюмінію від окислення, що виникає за взаємодії цього металу з повітрям. Анодування покликане не знищувати плівку, що утворилася при окисленні (вона виконує захисну функцію), а зробити її більш міцною. В цьому відношенні анодування схоже на такий метод, як вороніння окисленням.
Технологія анодного оксидування використовується для зміцнення не тільки алюмінію і його сплавів, але й інших металів. Приміром, оксидні покриття використовуються для захисту титану і магнію.
Крім зміцнення поверхневого шару, анодування переслідує наступні цілі:
- згладжування різних дефектів поверхні (сколовши, подряпин тощо);
- підвищення адгезивних якостей матеріалу (фарба значно краще зчіплюється з оксидною плівкою, ніж з голим металом);
- поліпшення зовнішнього вигляду металу;
- надання металу різних декоративних ефектів (наприклад, можна створити імітацію золота, срібла, перлів).
Технологія анодування
Процес анодування можна розділити на три частини:
- підготовчий процес;
- хімічну обробку;
- закріплення.
Підготовчий процес
На цьому етапі алюмінієвий профіль піддається механічній і електрохімічній обробці. Під механічною обробкою розуміється очищення металу, його шліфування і знежирення. Далі виріб кладуть спочатку в лужний розчин для травлення, а потім перекладають у кислотний для освітлення. Завершується підготовка промиванням поверхні. Причому промивка здійснюється кілька разів, щоб повністю видалити кислотні речовини з металу.
Хімічна обробка
Хімічне оксидування алюмінію являє собою обробку металу в електроліті. В якості електролітів використовуються розчини різних кислот (сірчаної, хромової, щавлевої, сульфосаліцилової). Деколи в розчини додають сіль або органічну кислоту.
Найбільш поширений електроліт – сірчана кислота. І все ж цей електроліт не застосовується для обробки виробів складної форми, на яких є невеликі отвори або зазори. В таких випадках переважна хромова кислота. А ось щавлева кислота дозволяє значно поліпшити різнокольорові ізоляційні покриття.
Ще один спосіб анодування – кольорове. Як видно з назви, основне завдання процесу – змінити колір деталі.
Існує чотири способи кольорового анодування:
- Фарбування методом адсорбції. Здійснюється шляхом занурення вироби в електролітного ванну. Також можливо зануренням деталі в розчин з барвником, розігрітим до заданої температури.
- Електролітичне фарбування (інша назва – чорне анодування). Спочатку отримують безбарвну плівку, а потім занурюють метал в кислий сольовий розчин. На виході колір виробу може різнитися від чорного, до слабкого бронзового відтінку. Чорні тони алюмінію особливо затребувані в будівельній галузі.
- Интерференционное фарбування. Технологія схожа з електролітичним фарбуванням, але за рахунок створення особливого світловідбиваючого шару колірні відтінки виходять набагато різноманітніше.
- Інтегральне фарбування. Технологія являє собою змішування електроліту з органічними солями.
Анодування в домашніх умовах
Самостійне анодування практично завжди здійснюється за холодної методикою. Такої ж технології дотримується і більшість компаній, що надають подібні послуги. Холодної методика називається через те, що в процесі створення плівки немає потреби у високих температурах: робочий діапазон температур коливається між -10 +10 градусів за Цельсієм.
Переваги холодного анодування:
- Поверхневий шар виходить досить товстим завдяки тому, що швидкість росту і розчинення оксидної плівки з її зовнішньої і внутрішньої сторони розрізняються.
- Плівка виходить дуже міцною.
- Оброблений метал відрізняється високою стійкістю до корозії.
Єдиний недолік методики полягає в складності подальшого фарбування металу матеріалами, заснованими на органіці. Однак метал, незалежно від його характеристик, в будь-якому разі отримує забарвлення природним чином. Колір може відрізнятися від оливкової, до чорного або сіруватого.
Для проведення робіт знадобиться наступне:
- ванни (алюмінієві ємності для анодування, а також пара скляних або пластикових – для виготовлення розчинів);
- алюмінієві з’єднувальні проводи;
- джерело напруги 12 Вольт;
- реостат;
- амперметр.
Приготування розчину
Як вже говорилося вище, основний електроліт для анодування – сірчана кислота. Проте поза межами виробничого приміщення використання такого електроліту небезпечно. Тому в домашніх умовах зазвичай використовують соду.
Приготування розчину:
- Готуємо розчину 2 – содовий і соляної. Компоненти засипаємо в ємності з теплою дистильованою водою в пропорції 1 до 9.
- Добре перемішуємо розчин і даємо йому настоятися.
- Зливаємо розчин в іншу ємність таким чином, щоб туди не потрапив содовий осад. Від чистоти розчину значною мірою залежить результат анодування.
Анодування
Перш за все, потрібно підготувати деталь. Завдання підготовчого процесу — очистити, відшліфувати і знежирити поверхню перед анодуванням. Якщо на виробі не прибрати видимі дефекти, отримана плівка не зможе їх приховати, оскільки її товщина не перевищує 1/20 міліметра. Прямо перед анодуванням змішуємо обидва розчину в одному посуді.
Ємність для анодування повинна бути досить об’ємною, щоб в неї можна було повністю занурити деталь. Крім того, деталь повинна бути зафіксована так, щоб не стосуватися дна посуду. Для цього можна використовувати стійку або будь-який інший варіант – на особистий розсуд. Також потрібно вдумливо підійти до питання кріплення деталі, так як після анодування в місцях фіксації залишаться сліди.
Струм подається, принаймні, 30 хвилин. На необхідність завершувати анодування вказує зміна кольору деталі. Коли деталь готова, напруга відключаємо, а метал витягуємо з ванночки.
Після вилучення ретельно промиваємо заготовку. Щоб результат був якісним, на 15 хвилин кладемо металу в марганцевий розчин. Потім знову промиваємо деталь спочатку в теплій, а потім в холодній воді. Далі висушуємо метал. Якщо технологія не порушена, виріб придбає світло-сіру тональність. На якісно виконану роботу вказують рівномірний колір поверхні, відсутність патьоків і плям.
Завершальна стадія анодування – закріплення плівки. Необхідно закрити мікроскопічні пори, наявні в плівковому покритті. Для цього кладемо метал в посудину з дистильованою водою і кип’ятити протягом півгодини.
За бажанням можна пофарбувати або лакувати металеву поверхню. Лакофарбовий шар наноситься методом занурення.
Отже, анодування алюмінію може здійснюватися різними способами. Однак лише холодна обробка металу содовим і соляними розчинами доступні в домашніх умовах. Також варто зауважити, що при дотриманні технологічних вимог незалежно від виду розчину відсутня суттєва різниця в якості отриманих поверхонь.
