Анодирование алюминия

Анодированный алюминий: свойства и способы получения

Анодирование или анодное оксидирование – процесс образования оксидной пленки на поверхности детали из алюминия, стали или другого материала. Анодирование алюминия позволяет придать ему ряд полезных свойств. В их числе:

повышенная защита от коррозии и устойчивость к атмосферным воздействиям;
улучшенная теплоизоляция;
повышенная светоотражающая способность;
стойкость к образованию трещин;
широкие декоративные возможности (например, окрашивание водными органическими красителями).

Анодированный алюминий востребован в многих отраслях. Из него делают профили для иллюминаторов лодок и кораблей, элементы светотехники, декор, бытовые приборы, акустические системы, фурнитуру для мебели и многое другое. Чаще всего алюминий рассматривают как альтернативу более тяжелым металлам.

Технологии анодирования

Анодное оксидирование проводят двумя группами методов: химическими и электрохимическими. Вторая группа предлагает три основных способа анодирования, которые часто применяют в промышленности:

Твердый. Метод, при котором используется несколько типов электролита, например — уксусная, борная и серная кислота. В ходе обработки на заготовку воздействуют токами с нарастающей плотностью, что позволяет получить прочную оксидную пленку.
Холодный. В этом случае для обработки создают специальные температурные условия – от -10 до +10 °С, а электролит используется один — серная кислота. После обработки деталь проваривают в дистиллированной воде, чтобы пленка закрепилась на поверхности, а затем охлаждают. Органическое окрашивание в этом случае невозможно, а заготовка меняет цвет в зависимости от сплава, из которого она сделана.
Теплый. Наиболее простая технология, которая также подразумевает использование одного электролита. При теплом анодировании можно применять органические красители, окрашивая металл в нужный оттенок. Окрашивание проводят в горячем растворе.

Все три технологии имеют общий принцип: в них используется электролит и повышенное напряжение, которое пропускается через деталь (как правило, от 24 до 120 В).

Цвет покрытия может меняться не только под действием красителей. Например, при применении оксалатного электролита на поверхности металла образовывается тонкая пленка с желтоватым оттенком. Если процесс проводить вначале под переменным, а затем под постоянным током, можно получить различные оттенки — от бронзового до золотистого.

При покраске в растворе можно получить любой цвет вплоть до черного. Чем темнее тон окрашивания, тем большее содержание красителей потребуется. Например, для получения черного анодированного алюминия понадобится до 15 г/л красителя.

Чтобы краситель закрепился на поверхности, достаточно добиться нужной температуры раствора (обычно это 50-70 °С) и погрузить в него заготовки на время от 5 до 15 минут. Оттенок окраса может меняться в зависимости от того, какой электролит был использован. Если окрас лег некачественно или необходимо изменить цвет оттенка, краску удаляют при помощи азотной кислоты и перманганата калия.

Электролит и сплав: на что они влияют

Каждый электролит, используемый при анодном окислении, имеет свои свойства и специфику. Например, серная кислота помогает создать пленку с высокой адсорбцией (поверхность лучше впитывает краситель) и большей сопротивляемостью коррозии. Однако она плохо подходит для заготовок:

имеющих небольшие зазоры, щели;
соединяемых при помощи сварки;
на которых есть клепочные соединения.

От сплава, который выбран для анодирования, зависят плотность тока и напряжение. Так, плакированные металлы и алюминий обрабатывают при плотности 1-2 А/кв. дм, дюралюминий, а также сплав алюминия и кремния требуют меньшей плотности (0,5-1 А/кв. дм). Средняя длительность процедуры — от получаса до 50 минут.

Если повысить плотность тока и температуру анодирования, это ускорит обработку, но качество оксидной пленки снизится. При перегреве на производстве ванны с электролитом охлаждают специальными водяными рубашками.

Для загрузки деталей в ванные используют специальные подвески, также сделанные из алюминия. Плотность пленки будет зависеть от качества контакта между ними и деталью. Если контакт недостаточно плотный, металл будет перегреваться на некоторых участках, и как следствие пленка станет рыхлой.

Чтобы обеспечить плотный контакт, используют алюминиевые подвески со специальными зажимами. В непроизводственных условиях их можно заменить на проволоку, которой деталь туго приматывают к подвеске. Анодную пленку, которая образуется на приспособлениях (зажимах и т. д.) перед каждым новым погружением в электролит удаляют щелочным раствором.

Анодирование в домашних условиях

Провести процедуру анодирования своими руками можно только при определенных знаниях и наличии необходимого оснащения, такого как:

электролита и резервуара для заполнения;
подвесок и устройств крепления;
органических красителей нужного типа;
помещения с необходимыми температурными условиями, доступом к электросети и т. д.

Однако в процессе оксидирования в домашних условиях можно столкнуться с целым рядом трудностей, таких как несовместимость электролитов с красителями и сплавами, недостаточная техническая подготовка и т. д.

Возможные проблемы и методы их устранения:

Неплотный, неоднородный слой пленки на поверхностях может свидетельствовать о недостаточном контакте с подвеской. Также на это указывают прожоги на металле.
Хрупкая, легко разрушимая пленка говорит о несоблюдении температурных условий и появляется, если электролит слишком холодный.
Полоски и темные участки на поверхности заготовки появляются при повышенной концентрации алюминия в электролите. В этом случае может помочь удаление окислов алюминия посредством декантации.
Растравливание пленки возникает при слишком долгой обработке или высокой концентрации кислоты. Извлечение заготовок необходимо проводить строго по расчетному времени.

Анодировать алюминий дома, без доступа к специальному оборудованию и без строгого соблюдения технологии может быть опасно. Чтобы получить заготовки с плотным, цельным покрытием, лучше обратиться на предприятие по производству анодированных изделий.

Компания Furnitu изготавливает анодированный профиль и другие детали в Москве на собственном предприятии — напишите менеджеру нашего интернет-магазина, чтобы узнать подробности.