Оксидирование стали

Разные способы

Провести процесс оксидированной обработки стали в домашних условиях можно двумя способами. Каждый из них имеет свои недостатки и преимущества.

Теплый метод

Наиболее легкий процесс для проведения своими руками. Успешно протекает при комнатной температуре, при использовании органической краски, позволяет создавать удивительно красивые вещи. Для этой цели можно использовать как готовые краски, так и аптечные красители (зеленку, йод, марганец).

Твердое анодирование по такой технологии получить не удастся, оксидная пенка получается непрочная, дает слабую защиту от коррозии, легко повреждается. Но, если сделать окрашивание поверхности после такой методики, то сцепление (адгезия) покрытия с основой будет очень высокой, нитроэмали или другие краски будут держаться прочно, не облезут, обеспечат высокую степень защиты от коррозии.

Холодный метод

Эта методика при проведении в домашних условиях требует внимательного контроля за температурой, допуская ее колебания от –10 до +10°C (оптимальная температура для проведения электрохимической реакции согласно уравнению – 0°C). Именно при таком температурном режиме анодная и катодная обработка поверхности протекает наиболее полно, медленно создавая прочную защитную оксидную пленку. Это позволяет домашнему умельцу своими руками провести твердое анодирование, обеспечив стали максимальную защиту от коррозии.

По этой методике можно сделать гальваническое напыление, нанеся на изделие медь, хром или золото, рассчитав силу тока по специальным уравнениям. После такой обработки повредить деталь или диски из стали очень сложно. Защита от коррозии эффективно действует на протяжении многих лет даже при контакте с морской водой, может использоваться для продления срока службы подводного снаряжения.

Что такое анодирование

Процессом анодирования называется электролитическая химическая реакция металла с окислителем. Тонкий слой оксида наносится на металлическую поверхность, которая в процессе реакции исполняет роль анода. За счёт поляризации в электролитической проводящей среде тонкой оксидной плёнкой можно покрывать как чистые металлы, так и различные сплавы. Оксидный слой эффективно защищает от коррозии и выгорания при воздействии прямых солнечных лучей. Наиболее востребованы в промышленности подвергшиеся анодированию сплавы алюминия и магния.

Конечной целью анодирования является создание на поверхности листа алюминия так называемой АОП – анодной оксидной плёнки. Она выполняет две основные функции:

1. Защита от внешних воздействий;
2. Украшение.

Во втором случае в проводящую среду добавляются красители различных цветов со строго определённым химическим составом.

Первыми внедрили в производство промышленное анодирование алюминия инженеры из Великобритании. Созданный таким способом лёгкий и прочный металл начали применять в авиационной промышленности. Позже появился стандарт анодирования металла, который успешно применяется в современном авиастроении. Он имеет номенклатурную маркировку DEF STAN 03-24/3.

В состав покрытия входят два компонента:

• органический;
• анодно-хромовый.

Краска, нанесённая в соответствии со стандартом, очень устойчива к истиранию и другим механическимповреждениям.

Преимущества изделий из анодированного алюминия

19.02.13 в 15:10 | Новости компаний | Комментарии »

Анодирование металлических сплавов применяется в разных отраслях промышленности уже достаточно давно. Это — сложный электрохимический процесс, детальное описание которого мы не будем здесь приводить — на это потребуется слишком много времени. Приблизительно же процедура анодирования заключается в следующем — подвергаемый обработке элемент конструкции помещается в кислый электролит (к примеру, в раствор серной кислоты), после чего подключается к источнику тока. Результат — образование на поверхности металла оксидной пленки. Изделия из анодированных алюминиевых сплавов ценятся выше, чем обычный алюминий — благодаря своим преимуществам: они не подвергаются коррозии, обладают высокой прочностью и долговечностью, простотой в уходе.

Анодирование алюминия — наиболее эффективный способ защиты поверхности профиля от коррозии, исключающий отслоение покрытия и подпленочную коррозию. Помимо этого, анодирование алюминия придает изделиям дополнительные эстетические свойства и респектабельный внешний вид.

Прекрасный внешний вид этого материала делает возможным его использование для производства декоративных изделий, а высочайшие показатели функциональности делают его незаменимым при изготовлении высокопрочной фурнитуры, а также антипригарной посуды и отделки в стиле хай-тек дорогих автомобилей.

Использование анодированного алюминия для производства лестниц и стремянок весьма распространено в мире. Изготовленные из этого материала конструкции прочнее и гораздо удобнее и безопаснее в эксплуатации, чем лестницы из простого алюминия.

Преимущества анодированного профиля:

· надежная защита от коррозии,

· слой оксидной пленки (полученный в процессе анодирования) неразрывно связан с поверхностью, что делает невозможным его отслаивание или появление трещин,

· возможность применения в помещениях с повышенной влажностью,

· высокая эстетика покрытия и декоративные свойства. Анодированный профиль выглядит благороднее и богаче, что расширяет границы в дизайне изделий с использованием анодированного алюминия,

· широкая гамма цветов анодирования (хром, золото, шампань, бронза, коньяк),

· возможность получения матовой и глянцевой поверхности,

· высокая устойчивость к ультрафиолетовому излучению,

· длительный период эксплуатации, нет необходимости периодического восстановления анодированной поверхности, по истечении времени она не темнеет, не покрывается пятнами и трещинами. Кроме того, профиль анодированный не требует покраски, полировки и другого ухода,

· повышенная устойчивость к механическим повреждениям (царапинам, потертостям и др.), благодаря улучшению таких свойств алюминия как твёрдость, устойчивость к термическому воздействию.

Однако на территории нашей страны функционирует всего одна компания, занимающаяся производством стремянок из анодированных сплавов — московская . Эта организация функционирует в течение более чем семи лет, и все эти годы основным материалом производства являлся анодированный алюминий. На сайте компании, находящемся по адресу www.fabrika-lestnic.ru стремянки из анодированного алюминия представлены в широком ассортименте. Компания производит такие виды лестниц, как:

· Двух- и трехсекционные лестницы;

На каждую из лестниц производства «Фабрики Лестниц» предоставляется гарантия качества.

Методы

Наиболее распространенными методами цветного анодирования являются:

• Электролитическое;
• Адсорбционное;
• Интегральное;
• Интерференционное.

Процедура цветного электролитического анодирования заключается в погружении изделия в кислотный раствор с одной либо несколькими солями металлов. В результате металлы осаждаются в порах алюминия. Состав электролита определяет цвет готового изделия. Интенсивность цвета зависит не от толщины анодного слоя, а от количества металла, осевшего в порах. По своим свойствам это цветное анодирование идентично обычному анодному покрытию. Данный способ используется для фасадных панелей и алюминиевых профилей.

Метод адсорбционного окрашивания применяется с различными красителями. Алюминий с анодным покрытием погружают в водный или спиртовой раствор красителя. От количества краски зависит интенсивность окрашивания. После поглощения красителя выполняют уплотнение.

Цветное интегральное окрашивание осуществляется в процессе анодирования. В зависимости от толщины оксидного слоя изделие может приобрести оттенок от светлой бронзы до глубокого черного. Это дорогостоящий метод, поскольку для анодирования применяются сложные кислоты. Неудивительно, почему электролитическое окрашивание заметно потеснило данный тип обработки изделий, используемых в строительстве.

Разновидностью электролитического окрашивания является интерференционное цветное анодирование. Применяя метод оптической интерференции, можно получить широкую гамму цветовых решений. Для увеличения интенсивности цвета после выполнения анодирования алюминия и до электролитического окрашивания проводят обработку покрытия по расширению пор. В данном случае осаждается больше металла, чем при стандартной интерференционной обработке.

Для консультации с квалифицированными специалистами относительно возможности анодирования алюминия в определенный цвет позвоните по нашим телефонам в Москве. Мы располагаем современным оборудованием для выполнения заказов разной сложности и в любом количестве.

Любые способы

Провести процесс оксидированной обработки стали в бытовых условиях можно двумя вариантами. Любой из них имеет собственные преимущества и недостатки.

Тёплый способ

Намного более не тяжелый процесс с целью проведения собственными руками. Удачно течет при температуре 20 градусов, во время использования органической краски, дает прекрасную возможность создавать необычайно прекрасные вещи. Для данной цели можно применять как готовые краски, так и аптечные красители (зеленку, йод, марганец).

Твёрдое анодирование по этой технологии получить не удастся, оксидная пенка получается хрупкая, даёт слабую защиту от ржавчины, легко повреждается. Однако, если сделать окрашивание поверхности после такой методики, то сцепление (адгезия) покрытия с основой будет слишком высокой, нитроэмали или остальные краски будут держаться прочно, не облезут, обеспечивают большую степень защиты от ржавчины.

Холодный способ

Данная методика при выполнении в бытовых условиях требует внимательного контроля за температурой, позволяя ее колебания от –10 до +10°C (комфортная температура с целью проведения электрохимической реакции согласно уравнению – 0°C). Именно при подобном режиме температур анодная и катодная поверхностная обработка течет очень полно, потихоньку создавая прочную защитную оксидную пленку. Это дает возможность домашнему мастеру собственными руками провести твёрдое анодирование, обеспечив стали самую большую защиту от ржавчины.

По данной методике можно создать гальваническое напыление, нанёсши на изделие медь, хром или золото, рассчитав силу тока по особым уравнениям. После подобной отделки повредить деталь или диски из стали очень тяжело. Защита от ржавчины эффектно действует на протяжении долгого времени даже при контакте с морской водой, может применяться для увеличения служебного срока подводного снаряжения.

Небольшим минусом служит то, что краска на данной поверхности не удерживается. Чтобы придать металлу цвета применяется метод напыления (медь, золото) или электрохимическое изменение цвета под влиянием электротока (сила тока и плотность электролита высчитываются по специализированному уравнению).

Анодированный корпус светильника. Плюсы и минусы.

В настоящее время большинство светодиодных светильников имеют корпус-радиатор, изготовленный из анодированного алюминия. В этой статье мы не станем углубляться в особенности анодирования и т.п. — всё это Вы легко можете узнать из множества статей в сети

Остановимся на важном для людей, применяющих или обдумывающих покупку светодиодных светильников, аспекте. Почему же все так любят покрывать алюминий искуственной оксидной плёнкой? Большинство производителей светильников не задумываясь доложат Вам: для защиты от коррозии и улучшения теплоотвода

Да, всё верно, анодирование хорошо защищает алюминий от коррозии. Много Вы видели ржавого алюминия? Бывает, конечно, но это всегда связано с контактом с агрессивными средами. Если Вы полагаете, что установите светильник в местах, где есть агрессивные вещества, то конечно, следует выбрать корпус из анодированного алюминия. Такой, как наш светильник для складов и производственных цехов.

А за счёт чего у анодированного алюминия улучшается теплоотвод? Вот это самая интересная тема. За счёт повышенного инфракрасного излучения. Есть такое понятие — коэффициент черноты. У алюминия он очень мал. То есть алюминий отражает большую часть полученного света. А вот при анодировании коэффициент черноты резко увеличивается и приближается к единице. То есть корпус поглащает практически весь свет, попавший на него. Для светильника это не очень здорово. Но это мелочи

Важно, что «чёрное тело», которым становится анодированный алюминиевый корпус светильника, испускает инфракрасный спектр света. Обычно, алюминий излучает очень мало инфракрасного света, а после анодирования это излучение резко усиливается

Вот этим и объясняется улучшенное охлаждение светильника с анодированным корпусом. Тепловая энергия от светодиодов и блоков питания преобразуется в «лучистое тепло».

Важно ли нам знать, что анодированный корпус светодиодного светильника фонит инфракрасным светом? Конечно! Ведь есть немало изделий, особенно из полимеров, которые боятся сильного инфракрасного излучения, разрушаются от его воздействия. Если на Вашем складе предполагается хранить подобные категории товаров, то следует поискать и отдать предпочтение тем светодиодным светильникам, корпусы которых не анодированы

Таким, как эти.

Ну и хотелось бы отдельно обратить внимание на то, что некоторые производители особо подчёркивают, что их изделия не имеют ни УФ, ни ИК излучения. Оценить правдивость их утверждений Вы теперь можете просто узнав, анодирован ли корпус их светильников

Вот, на мой взгляд, полезная и доступная статья по теме:

https://infobos.ru/str/724.html

Процесс воронения

Оксидирование черных металлов в профессиональной терминологии называют воронением.

Смотреть галерею

Если говорить о воронении стали, например, об оксидировании, чернении или синении, можно сказать, что это процесс, в ходе которого на чугуне или низколегированной стали образуют слой оксида железа. Как правило, толщина такой пленки лежит в пределах от одного до десяти мкм. Толщина слоя обуславливает и наличие определенного цвета побежалости. В зависимости от возрастания толщины пленочного слоя, цвета могут быть: желтым, бурым, вишневым, фиолетовым, синим и серым.

В настоящее время существует несколько типов воронения:

• Щелочной тип характеризуется использованием соответственных растворов, с добавлением окислителей, в условиях температуры от 135 до 150 градусов по Цельсию.
• Кислотный тип воронения использует кислые растворы и химические или электрохимические способы.
• Термическая форма обработки характеризуется использованием достаточно высоких температур (от 200 до 400 °С). Процесс проходит в толще атмосферы перегретого пара воды. Если используют аммиачно-спиртовую смесь, то требования к температуре возрастают до 880 °С, а в расплавленных солях — от 400 до 600 °С. Использование воздушной атмосферы требует предварительного покрытия поверхности запчасти тоненьким слоем лака, который должен быть асфальтным или масляным.

Заключение

Оксидирование металлов кислотами в основном используется как обрабатывающая процедура в производственных условиях. Но в последнее время к ней все чаще присматриваются и простые обыватели. Для чего же может потребоваться в бытовой сфере такое покрытие? Анодирование алюминия позволяет изменять эстетические качества материала, но в большинстве случаев технологию используют с практическими целями защиты. Качественный оксидированный слой на поверхности металла позволяет минимизировать процессы коррозии. В случае с алюминием это могут быть детали автомобилей, инженерной техники, листы кровельных покрытий и элементы других строительных конструкций. Существуют и менее сложные способы подобной защиты, но электрохимическая обработка путем анодирования обеспечивает повышенную степень предохранения структуры металла от внешних воздействий.

Алюминий относится к мягким металлам, которые легко поддаются обработке. В этом смысле он очень хорош для изготовления разных изделий, чем во многом объясняется его популярность. Кроме положительных сторон, есть один существенный недостаток металла – он очень быстро поддается окислению. Тонкая пленка на его поверхности серьезно мешает процессу покраски изделия, а неокрашенный металл выглядит малопривлекательным. Решить задачу можно, применяя анодирование алюминия.

Вся проблема естественно образованной оксидной пленки, которая, в принципе, защищает металл от дальнейшего разрушения, в том, что она хрупкая и легко счищается. Анодирование способствует наращиванию прочной оксидной пленки и ее закреплению на алюминии. После этого металл можно красить, лакировать, и эти покрытия будут стойко держаться на поверхности деталей.

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.