Алюминий — распространенный материал, который используется во многих сферах деятельности. Такой металл мало весит, при этом имеет высокий запас прочности, износоустойчивости, отличается простотой обработки. Но главным достоинством алюминия является его стойкость к коррозионному разрушению. При контакте с кислородом в естественных условиях на поверхности металла образуется природная защитная пленка. Она исключает появление ржавчины. Однако природные оксиды имеют небольшую толщину и неоднородно размещаются на поверхности. Чтобы повысить коррозионные качества материала, используется технология анодирования алюминия. В данном случае получается защитный слой во много раз толще, чем природные оксиды. Поэтому анодированные изделия имеют огромный срок службы и более широкую область применения.
Анодирование — что это такое?
Анодирование алюминия — это электролитический способ улучшения коррозионной устойчивости путем образования оксидного слоя. По своей сути процесс схож с популярной гальванической обработкой стальной продукции. Но при гальваническом методе используется цинк или хром для получения защитного слоя, а при анодировании не применяются никакие вспомогательные металлы. Пленка создается непосредственно на основе обрабатываемого изделия, при этом получается достаточно прочное, надежное и износоустойчивое покрытие. При этом в процессе образования защитного слоя можно контролировать его толщину.
Можно получить 2 вида оксидных защитных пленок:
- пористая, которая создается в среде кислых электролитов, это отличная основа для последующего нанесения краски;
- барьерная, это самостоятельный защитный слой, получаемый при использовании нейтральных растворов, который исключает контактирование материала с внешними негативными факторами.
Важно понимать, что анодировать можно не только чистый алюминий, но и его сплавы, а также иные металлы.
Анодированные изделия имеют массу достоинств:
- Стойкость к коррозионному разрушению. Барьерный слой препятствует контакту материала с влагой, химически активными соединениями, причем она сохраняет свои защитные характеристики на протяжении длительного времени.
- Повышение уровня прочности. Защитное покрытие характеризуется высокой стойкостью к механическим повреждениям, соответственно, исключает появление царапин, трещин и сколов.
- Улучшение диэлектрических параметров. Оксидная поверхность практически не проводит электрический ток.
- Экологичность. Анодированная поверхность не выделяет никаких опасных веществ, абсолютно безопасная в применении.
- Приобретение высоких декоративных качеств. Металлу можно придать разный цвет, а также изменить визуальные качества, пример, сделать глянцевую или матовую поверхность.
- Возможность скрыть незначительные дефекты поверхности, такие как царапины или потертости, повышение ее уровня качества.
- Увеличение срока службы.
Поэтому такой процесс обработки алюминиевых изделий пользуется большой популярностью.
Технология анодирования алюминия
Существует 2 распространенных разновидности анодирования, рассмотрим их более подробно.
Теплое анодирование
Данная технология отличается своей простотой проведения, может использоваться даже не в промышленных масштабных условиях.
Анодирование осуществляется при комнатной температуре. Заготовка очищается от жира, пыли, грязи, после чего проходит процесс анодирования и промывки в прохладной воде.
Но готовый защитный слой не отличается высоким показателем коррозионной стойкости. И если материал будет контактировать с агрессивно влияющей средой, то может появиться ржавчина. Кроме того, заметна небольшая защита от механических воздействий. Полученное покрытие можно удалить с помощью острого предмета. Но все равно данная технология популярна, поскольку она отлично подходит для последующего окрашивания, так как поверхность приобретает высокие адгезионные качества. Соответственно, нанесенный красящий слой будет держаться на протяжении длительного времени.
Холодное анодирование
Эта технология предусматривает соблюдение определенного температурного режима — это от -10° до +10°. Полученный защитный слой имеет большую прочность, толщину, нежели при теплом методе. Поэтому данный вариант тоже часто используется.
Этапы холодного способа анодирования:
- очищение, обезжиривание поверхности;
- анодирование;
- промывка в воде любой температуры;
- закрепление полученной защитной оксидной пленки на пару или с помощью горячей дистиллированной воды.
Главное отличие данной технологии основано на том, что после всех процессов происходит принудительное охлаждение изделия, после чего оно становится устойчивым ко всем внешним негативным факторам.
Эти 2 метода востребованы в разных сферах, но есть и отдельное твердое анодирование, которое пользуется популярностью на промышленных предприятиях.
Технология анодирования алюминиевой продукции на производстве
В промышленной сфере алюминий анодируется в основном для получения повышенной износоустойчивости, микротвердости. Анодирование активно используется в автомобилестроении, судостроении, при производстве медицинского и прочего оборудования, где важно применять надежные детали, которые будут подвергаться регулярной очистке, высоким нагрузкам, должны иметь хорошие гигиенические характеристики, стойкость к изнашиванию поверхности.
В промышленности большое распространение получило именно твердое анодирование, при проведении которого в основном применяется серная кислота, она гарантирует хорошую глубину проникновения, получение толстого и твердого оксидного слоя. Но помимо серной применяется уксусная и иная кислота. Это разные электролиты, есть возможность составлять и различные сочетания. Также могут использоваться источники прямого и переменного тока, а также их комбинации.
Но всегда алюминиевая продукция выступает анодом, то есть подключается к положительному полюсу источника электротока, а другой элемент является катодом.
Основные этапы твердого анодирования:
- Подготовка алюминиевой поверхности. Для начала она тщательно очищается, после чего происходит обезжиривание, а затем травление для 100% удаления всех оставшихся частиц, которые могут помешать качественному анодированию.
- Затем заготовка помещается в ванну осветления с целью удаления образовавшихся темных продуктов после выполненного процесса травления. Это позволит идеально подготовить заготовку для последующей обработки.
- Промывка в воде с подходящими рабочими растворами. Непосредственно перед процессом анодирования заготовка промывается обязательно деминерализованной водой.
- Анодирование. Металлическая заготовка помещается в емкость с электролитом между катодами. Тип, степень концентрации и температура электролита, а также параметры электротока — все это влияет на уровень качества и толщину получаемого слоя. Чем больше температура и меньше плотность тока, тем быстрее осуществляется процесс анодирования. Соответственно, чем ниже температурное значение и выше плотность электротока, тем более твердое получится покрытие.
- Закрепление защитного слоя. Поверхность получается пористая и мягкая. Чтобы продукция получилась прочной, долговечной, износостойкой, нужно закрыть эти поры. Для этого изделие необходимо обработать паром или поместить в специальный холодный раствор, который способен закупорить поры. Если же покрытие будет подвергаться дальнейшему окрашиванию, то именно красящий состав надежно запечатывает поры.
Как правило, анодирование используется для того, чтобы придать не привлекательный внешний вид, а получить прочные, твердые и износоустойчивые изделия, необходимые для многих промышленных сфер. Это прекрасный метод изготовления сверхпрочных алюминиевых деталей, поэтому он получил такое большое распространение.
Существует несколько способов нанесения краски:
- Адсорбционный. Краска наносится сразу же после подъема алюминиевой заготовки из ванной с электролитом, то есть для заполнения образовавшихся пор. Деталь полностью погружается в красящий раствор, который предварительно разогревается до определенного температурного режима. После чего еще полученное красящее покрытие уплотняется с целью повышения его толщины.
- Электролитический. Сначала образуется бесцветная защитная пленка, после чего продолжается технологический процесс в кислом растворе солей определенных металлов. Цвет напрямую зависит от того, какой используется компонент. Это распространенный вариант для окрашивания строительных профилей и стеновых панелей.
- Интерференционный. В данном случае уже можно дополнительно получить светоотражающий слой, а также выбрать большое количество оттенков.
- Интегральный. В электролитический раствор сразу же добавляются органические соли, которые и отвечают за окрашивание детали.
Существует ряд определенных требований, предъявляемых к процессу твердого анодирования:
- Удаление острых углов. Запрещено, чтобы на обрабатываемых заготовках были какие-либо острые углы, заусенцы и прочее остроугольные места, поскольку в них будет сконцентрирован электроток, что может привести к перегреву. Поэтому должна присутствовать фаска.
- Качественная предварительная подготовка поверхности, ведь от этого напрямую зависит качество анодированных изделий, глубина цвета и прочие важные свойства. Поэтому в промышленных условиях к этому этапу предъявляются повышенные требования.
- Размер детали. Анодированный слой отличается большой толщиной. Поэтому если алюминиевые детали требуют дальнейшей обработки или сборки, то должен быть заранее оставлен определенный припуск. Твердое анодирование может изменить размер элементов, за счет чего они уже не подойдут для применения в тех или иных механизмах.
- Специальные инструменты и оборудование. В процессе твердого анодирования детали выдерживают высокое напряжение и большое значение электротока. Поэтому все приспособления, инструменты должны справляться с такими нагрузками. Ванна обязательно производится из инертного материала, который отличается хорошими теплоизоляционными свойствами, чтобы не нагреваться и справляться с технологическим процессом. Особое внимание уделяется надежности узлов, которые отвечают за погружение и подъем заготовки. Конечно же, во многом производительность зависит и от правильно подобранной мощности электроустановки.
После анодирования происходит контролирование толщины покрытия, а также проверяется качество исполнения технологии, осуществляется детальный внешний осмотр. Толщина измеряется с помощью специального прибора, работающего на вихревых токах.
Анодирование — распространенная технология, которая применяется для защиты от коррозии архитектурных конструкций, повышения отражающих свойств элементов разной техники, при создании пленки диэлектрика и повышение качества, долговечности многих изделий для промышленных отраслей. Большое распространение получили анодированные опоры, которые имеют огромный срок службы и привлекательный внешний вид.
Производство светотехнического оборудования Alumpark предлагает высококачественные анодированные опоры, кронштейны и прочие элементы для организации систем освещения. Такие осветительные комплексы без нареканий прослужат на протяжении нескольких десятилетий.