Металлообрабатывающая компания VT-METALL Гибкий подход – железное качество
Звоните, мы сейчас работаем:
  • Главная >
  • Блог >
  • Анодирование металла: способы, особенности, преимущества
25.09.2022
Металлообработка
315
Время чтения: 6 минут

Анодирование металла: способы, особенности, преимущества

Редакция сайта VT-Metall
Сохранить статью:

Из этого материала вы узнаете:

  • Что такое анодирование металла
  • Преимущества металлов после анодирования
  • Оборудование и материалы для анодирования металла
  • 3 основных способа анодирования
  • Технология анодирования разных металлов
  • Возможно ли анодирование металла в домашних условиях

Что это? Анодирование металла представляет собой электрохимический процесс, в ходе которого на поверхности материала появляется оксидная пленка, эффективно защищающая его от внешних воздействий.

Кому подходит? Эта технология применяется для обработки стали и некоторых цветных металлов. После открытия метода анодирования появилось множество способов осуществления таких работ. Их выбор зависит от требуемого результата.

Что такое анодирование металла

В основе этого метода лежит анодное окисление, приводящее к формированию защитного слоя из окислов на поверхности металла. Полученное в результате анодирования покрытие отлично выполняет барьерные функции, препятствуя дальнейшему окислению материала.

Имея много общего с такими гальваническими процессами, как хромирование или оцинковка, анодирование металла в корне отличается от них тем, что в реакции не участвуют какие-либо посторонние вещества. Создание защитной пленки происходит исключительно за счет самого материала изделия без добавления другого металла или вещества, близкого к нему по физико-химическим свойствам.

На течение этого процесса можно влиять, получая покрытие с заданными свойствами, которое увеличивает прочность поверхности детали.

 

Для оксидирования по такой технологии лучше всего подходят заготовки из алюминия, титана, стали и тантала, так как эти металлы способны к образованию одного оксида. При этом полученное соединение отличается очень высокими адгезивными свойствами.

Для того чтобы образовавшееся защитное покрытие лучше держалось на поверхности, окислению подвергают чистый металл с пористой структурой. Благодаря такому строению верхних слоев существенно ускоряется течение реакции.

В целом результатом таких электрохимических процессов становится образование двух видов защитной пленки, имеющих разное строение и назначение:

  1. Оксидная пленка с пористой поверхностью, для создания которой применяются кислые электролиты. Этот слой повышает адгезивные свойства металла. Благодаря пористой структуре он обеспечивает высокое качество дальнейшей окраски изделий. Лакокрасочное покрытие в ходе полимеризации надежно закрепляется в порах оксидированного пласта.
  2. Собственно защитная пленка. Здесь на первом плане барьерные свойства, благодаря которым покрытие способно защищать материал от воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды.

Однако подготовка изделий к последующей окраске и создание защиты – это не все способы применения анодного окисления. Дело в том, что в зависимости от среды и режима обработки можно получать покрытие разных оттенков, что делает анодирование одним из методов создания декоративных элементов интерьера и наружной отделки зданий из алюминия.

Преимущества металлов после анодирования

  1. Эффективная защита от воздействия влажной среды и прочих агрессивных внешних факторов.
  2. Повышенная механическая прочность, которая у оксидированного металла значительно превосходит исходную.
  3. Электроизоляция. Удивительно, но оксидные пленки – диэлектрики, что позволяет использовать анодирование в производстве таких изделий, как электролитические конденсаторы.
  4. Антипригарные свойства оксидированного металла и образование барьера, препятствующего попаданию ионов металла в пищевые продукты, приготовленные в металлической посуде.
  5. Как уже упоминалось, анодированный металл приобретает замечательные декоративные свойства, что сделало технологию востребованной при производстве различных панелей и прочих деталей отделки.

Оборудование и материалы для анодирования металла

Анодирование металлических изделий производят в растворе серной кислоты. Такая среда позволяет не только увеличить скорость обработки, но и добиться максимальной глубины анодного окисления. На современном производстве оборудование для оксидирования максимально автоматизировано, и роль операторов сводится по большей части к контролю параметров процесса.

2-min.jpg

Оборудования для анодирования металла в зависимости от выполняемых функций может быть:

  • Основным. Главным образом речь идет о емкости с рабочим раствором и катоде. Для изготовления ванн используют химически нейтральные материалы с низкой теплопроводностью, что не дает емкости перегреваться и реагировать с рабочим раствором. Катоды для оксидирования могут быть изготовлены из разных материалов в зависимости от того, какой металл подлежит обработке. Алюминиевые детали анодируют при помощи свинцового листа, как минимум в два раза превышающего размерами обрабатываемую заготовку.
  • Обслуживающим. Это различные системы, ответственные за функционирование оборудования. Сюда входят разные механические приводы, электропроводка и т. д.
  • Вспомогательным. Это оборудование для подготовительных работ, транспортировки, сушки, охлаждения изделий в ходе обработки и других подобных операций.

3-min.jpg

Выбирая оборудование для анодирования металлических изделий, следует иметь в виду ряд особенностей этой технологии:

  • Самые тяжелые операции в ходе обработки изделий – это их погрузка в рабочие емкости и извлечение из раствора. Здесь на первом плане – надежная работа и безопасность оборудования, в том числе состояние электропроводящих элементов.
  • В обеспечении должной скорости обработки и производительности оборудования важнейшую роль играет его мощность. Как правило, речь идет как минимум о 2500 Вт. Для качественной обработки важно наличие плавной регулировки рабочего напряжения. Когда образуется защитный слой, необходимо его бесступенчатое повышение, чтобы сохранять нужный уровень тока.
  • Кольца емкости снабжаются контактными элементами в виде гибких площадок. Как правило, для этих целей используют медь и ее сплавы.

3 основных способа анодирования

Анодирование стальных деталей может производиться разными способами. Особого внимания заслуживает метод цветного анодирования. Причем изменение цвета детали возможно даже без погружения ее в жидкость.

4-min.jpg

Цветное оксидирование может быть:

  • адсорбционным;
  • электролитическим (черным);
  • интерференционным;
  • интегральным.

К основным методам анодирования относятся:

Теплый метод анодирования

Температура процесса не более +50 °С. Эта несложная обработка нужна для подготовки металла к окрашиванию. Благодаря получаемой пористой структуре поверхности лакокрасочное покрытие надежно удерживается на деталях за счет высокой адгезии. Наряду с достоинствами у технологии есть и явные недостатки, связанные с относительно невысокой прочностью и коррозионной стойкостью.

Если при обработке не соблюсти требуемые условия, можно получить пласт, который будет стираться рукой. Чаще всего теплое анодирование – это подготовка к дальнейшей обработке металлических изделий.

Холодное анодирование

Для него характерно быстрое формирование защитного покрытия. Получаемый слой при этом отличается своим качеством. Температура электролитного раствора при обработке металлических деталей по такой методике не превышает +5 °С. Электролитный раствор имеет склонность к преимущественному прогреву в середине емкости, что приводит к необходимости постоянного перемешивания.

Основной минус такой технологии заключается в том, что она исключает дальнейшее использование органических красок.

Твердое анодирование

Это метод, позволяющий формировать защитный слой повышенной прочности. Такую технологию широко применяют в производстве авиакосмической техники. Для создания подобного покрытия используется раствор, содержащий смесь электролитов в определенной пропорции. Как правило, состав среды и режим анодирования защищают патентом.

Технология анодирования разных металлов

Нержавеющие стали

Химическая инертность таких сплавов серьезно усложняет анодирование изделий. Для того чтобы сделать возможным оксидирование поверхности, ее предварительно никелируют. В наше время полным ходом идут исследования, цель которых – разработка специальных составов, позволяющих обходится без предварительного никелирования.

5-min.jpg

Медь

Крайне тяжело поддается анодированию, для которого необходимы весьма дорогостоящие добавки к электролитной среде. Также возможно применение фосфатного или оксалатного растворов. Они наносят серьезный вред окружающей среде и опасны для здоровья работников производства. Из-за этих особенностей этой технологией практически не пользуются.

Титан

Титановые детали обязательно оксидируют, так как оксидная пленка в среднем на четверть повышает устойчивость их поверхности к механическим повреждениям и долговечность. Кроме того, титановые изделия в результате такой обработки меняют окраску поверхностных слоев, что позволяет существенно улучшить их внешний вид. Этот металл отлично поддается окислению растворами различных кислот.

6-min.jpg

Серебро

Для того чтобы сформировать оксидную пленку на поверхности серебра, пользуются серной печенью. Этот состав получается при сплавлении серного порошка и поташа при высокой температуре без воды. Подобной технологией пользуются для патинирования бронзовых сплавов. При обработке серебра на его поверхности образуется пленка синего или фиолетового оттенка, которая имеет в основном декоративную ценность.

Возможно ли анодирование металла в домашних условиях

Наш быт наполнен металлическими изделиями различного назначения, поэтому важно защитить любимые вещи от износа и коррозии, увеличить срок их службы и улучшить внешние характеристики. Вполне возможно осуществить анодирование металла в домашних условиях. Чтобы получить защитное покрытие самому, следует приготовить электролит, смешав дистиллированную воду и серную кислоту.

7-min.jpg

Внимание! Серная кислота требует предельно осторожного обращения. Проводить обработку лучше на свежем воздухе, например, на балконе.

При приготовлении раствора серной кислоты следует избегать ее попадания на кожные покровы и в глаза, так как контакт с этим веществом чреват получением серьезных химических ожогов.

Далее нужно подготовить изделия к обработке. Поверхность металла следует тщательно зачистить и обезжирить. Потом заготовки надо полностью погрузить в раствор электролита и подключить электрический ток.

Для успешного формирования прочной защитной пленки из оксидов важно соблюдать ряд правил:

  1. Необходимо использовать средства индивидуальной защиты. Только с помощью очков, маски, специальных перчаток можно защитить себя от воздействия опасных химических веществ.
  2. Для приготовления рабочего раствора можно использовать любую пластиковую тару достаточного объема или эмалированную посуду.
  3. Кабель для подачи электрического тока должен соответствовать площади сечения, чтобы избежать перегрева во время анодирования изделий.
  4. Для получения насыщенного черного цвета следует использовать нитрат натрия при температуре от +100 до +140 °С.

Конечно, оксидирование металла в домашних условиях достаточно сложно и небезопасно даже при соблюдении всех перечисленных правил и условий. Поэтому желательно либо приобретать изделия с защитным покрытием, либо доверять обработку профессионалам.

Анодирование – весьма эффективная и универсальная технология для подготовки металла к окрашиванию или созданию надежной защиты от коррозии, царапания и истирания. Кроме того, с помощью этого метода можно получать покрытия с уникальными декоративными свойствами.

Читайте также
Получить бесплатный чертеж

Получить бесплатный чертеж

Скачать прайс

Скачать прайс

Пересчет проекта

Пересчет проекта

Позвонить бесплатно

Позвонить бесплатно

Скачать прайс

Скачать
прайс

Написать WhatsApp

Написать WhatsApp

Яндекс.Метрика