L'alluminio anodizzato (ossidazione anodica) è il processo mediante il quale si forma un rivestimento di ossido sulla superficie di un metallo. Il compito principale del rivestimento di ossido è proteggere la superficie dell'alluminio dall'ossidazione derivante dall'interazione di questo metallo con l'aria. L'anodizzazione non ha lo scopo di distruggere il film formato durante l'ossidazione (svolge una funzione protettiva), ma di renderlo più resistente. A questo proposito, l'anodizzazione è simile a un metodo come la brunitura per ossidazione.
- Tecnologia anodizzante
- Processo preparatorio
- Trattamento chimico
- fissaggio
- Altri metodi di anodizzazione
- Anodizzazione domestica
- Preparazione della soluzione
- anodizzazione
La tecnologia di ossidazione anodica viene utilizzata per rafforzare non solo l'alluminio e le sue leghe, ma anche altri metalli. Ad esempio, i rivestimenti di ossido vengono utilizzati per proteggere il titanio e il magnesio.
Oltre a rafforzare lo strato superficiale, l'anodizzazione ha i seguenti obiettivi:
- levigatura di vari difetti superficiali (scheggiature, graffi, ecc.);
- migliorare le qualità adesive del materiale (la vernice aderisce molto meglio a un film di ossido rispetto al metallo nudo);
- migliorare l'aspetto del metallo;
- dando al metallo vari effetti decorativi (ad esempio, puoi creare un'imitazione di oro, argento, perle).
Tecnologia anodizzante
Il processo di anodizzazione può essere diviso in tre parti:
- processo preparatorio;
- trattamento chimico;
- consolidamento.
Processo preparatorio
In questa fase, il profilo in alluminio è sottoposto a lavorazione meccanica ed elettrochimica. La lavorazione si riferisce alla pulizia del metallo, alla sua macinazione e sgrassaggio. Successivamente, il prodotto viene prima posto in una soluzione alcalina per l'attacco e quindi trasferito in acido per un chiarimento. La preparazione è completata lavando la superficie. Inoltre, il lavaggio viene eseguito più volte per rimuovere completamente le sostanze acide dal metallo.
Trattamento chimico
L'ossidazione chimica dell'alluminio è la lavorazione del metallo in un elettrolita. Le soluzioni di vari acidi (solforico, cromico, ossalico, solfosalicilico) vengono utilizzate come elettroliti. A volte sale o acido organico vengono aggiunti alle soluzioni.
L'elettrolita più comune è l'acido solforico. Eppure, questo elettrolita non viene utilizzato per la lavorazione di prodotti di forma complessa, su cui sono presenti piccoli fori o lacune. In tali casi, è preferito l'acido cromico. Ma l'acido ossalico può migliorare significativamente i rivestimenti isolanti multicolori.
La qualità del processo dipende da diversi componenti, tra cui concentrazione, temperatura e densità di corrente. Le alte temperature accelerano l'anodizzazione. Inoltre, il film si forma morbido e molto poroso. Se è richiesto un rivestimento duro, viene applicata una temperatura inferiore.
L'ossidazione chimica dell'alluminio può essere effettuata a temperature da zero a più 50 gradi Celsius. La densità corrente può variare da 1 a 3 ampere per decimetro quadrato. La concentrazione di elettroliti può essere compresa tra il 10 e il 20%.
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Dopo l'ossidazione, il metallo appare come una superficie porosa (anche quando si utilizza la modalità fredda). Affinché la superficie sia abbastanza forte, questi pori devono essere chiusi. Questo viene fatto in tre modi:
- immergendo il prodotto in acqua dolce calda;
- trattamento a vapore;
- il posizionamento del metallo nella cosiddetta "soluzione fredda".
Presta attenzione! Se il prodotto verrà verniciato, il processo di fissaggio non è necessario, poiché il materiale di vernice riempirà naturalmente i pori esistenti.
Esistono tre tipi di apparecchiature di ossidazione dell'alluminio:
- principale (bagni);
- servizio (sicurezza del lavoro);
- ausiliario (fornitura di prodotti al bagno, preparazione, conservazione, ecc.).
Altri metodi di anodizzazione
Oltre al metodo classico sopra descritto, è possibile utilizzare anche anodizzazione solida, microartica e colorata. Questi metodi di lavorazione dei metalli saranno brevemente descritti di seguito.
Il compito della anodizzazione solida è quello di ottenere un microfilm particolarmente resistente. La tecnica è ampiamente utilizzata nella produzione aeronautica, automobilistica e delle costruzioni. Una caratteristica della tecnologia è che non uno, ma diversi elettroliti sono coinvolti contemporaneamente. Ad esempio, gli acidi ossalico, solforico, citrico, tartarico e borico possono essere utilizzati in un singolo processo. Durante l'anodizzazione, la densità attuale aumenta gradualmente e, a causa dei cambiamenti strutturali nelle celle, il film acquisisce una maggiore resistenza.
L'ossidazione dei microarc è un processo elettrochimico in cui la superficie dell'alluminio viene ossidata e, allo stesso tempo, si verificano cariche elettriche tra l'anodo e l'elettrolita. La tecnica consente di ottenere rivestimenti particolarmente pregiati con un elevato livello di resistenza all'usura e adesione.
Un altro modo di anodizzare è il colore. Come suggerisce il nome, il compito principale del processo è quello di cambiare il colore della parte.
Esistono quattro modi per colorare l'anodizzazione:
- Colorazione ad adsorbimento. Viene effettuato immergendo il prodotto in un bagno elettrolitico. È anche possibile immergere la parte in una soluzione con una sostanza colorante riscaldata a una temperatura predeterminata.
- Colorazione elettrolitica (un altro nome è anodizzazione nera). Si ottiene dapprima un film incolore, quindi il metallo viene immerso in soluzione salina acida. All'uscita, il colore del prodotto può variare dal nero a una tenue tonalità bronzo. I toni neri dell'alluminio sono particolarmente richiesti nel settore delle costruzioni.
- Colorazione delle interferenze. La tecnologia è simile alla colorazione elettrolitica, ma a causa della creazione di uno speciale strato riflettente, le sfumature di colore sono molto più diverse.
- Colorazione integrale. La tecnologia sta mescolando l'elettrolito con sali organici.
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Anodizzazione domestica
L'auto-anodizzazione viene quasi sempre eseguita con il metodo a freddo. La maggior parte delle aziende che forniscono servizi simili aderiscono alla stessa tecnologia. La tecnica del freddo è chiamata per il fatto che nel processo di creazione di un film non sono necessarie alte temperature: la gamma di temperature di lavoro varia tra -10 e +10 gradi Celsius.
Vantaggi della anodizzazione a freddo:
- Lo strato superficiale è piuttosto spesso a causa del fatto che la crescita e la dissoluzione del film di ossido dai suoi lati esterno e interno sono diverse.
- Il film è molto resistente.
- Il metallo lavorato è altamente resistente alla corrosione.
L'unico inconveniente della tecnica è la difficoltà di verniciare ulteriormente il metallo con materiali a base di materia organica. Tuttavia, il metallo, indipendentemente dalle sue caratteristiche, in ogni caso, ottiene un colore naturale. Il colore può variare dall'olivo al nero o al grigiastro.
Per il lavoro avrai bisogno di quanto segue:
- vasche da bagno (contenitori in alluminio per anodizzazione, nonché un paio di vetro o plastica - per la fabbricazione di soluzioni);
- fili di collegamento in alluminio;
- Sorgente di tensione 12 volt;
- reostato;
- amperometro.
Preparazione della soluzione
Come accennato in precedenza, l'elettrolita principale per l'anodizzazione è l'acido solforico. Tuttavia, al di fuori dello stabilimento di produzione, l'uso di un tale elettrolita è pericoloso. Pertanto, a casa, viene solitamente utilizzata la soda.
Preparazione della soluzione:
- Prepariamo 2 soluzioni: soda e cloridrato. I componenti vengono versati in contenitori con acqua calda distillata in un rapporto da 1 a 9.
- Mescola bene la soluzione e lasciala fermentare.
- Scolare la soluzione in un altro contenitore in modo che il precipitato di soda non arrivi. Il risultato della anodizzazione dipende in larga misura dalla purezza della soluzione.
anodizzazione
Prima di tutto, devi preparare la parte. Il compito del processo preparatorio è quello di pulire, macinare e sgrassare la superficie prima di anodizzare. Se il prodotto non rimuove i difetti visibili, il film risultante non sarà in grado di nasconderli, poiché il suo spessore non supera 1/20 mm. Poco prima dell'anodizzazione, mescolare entrambe le soluzioni in una ciotola.
Il serbatoio di anodizzazione deve essere abbastanza grande da consentire la completa immersione della parte. Inoltre, la parte deve essere riparata in modo da non toccare il fondo delle stoviglie. Per fare ciò, è possibile utilizzare il rack o qualsiasi altra opzione, a propria discrezione. È inoltre necessario considerare attentamente il problema del fissaggio del pezzo, poiché dopo l'anodizzazione nei punti di fissaggio ci saranno tracce.
L'alimentazione è fornita per almeno 30 minuti. La necessità di completare l'anodizzazione è indicata da un cambiamento nel colore della parte. Quando la parte è pronta, disattivare la tensione e rimuovere il metallo dal bagno.
Dopo la rimozione, sciacquare a fondo il pezzo. Per garantire un risultato di alta qualità, metti il metallo in una soluzione di manganese per 15 minuti. Quindi sciacquiamo prima la parte in calda e poi in acqua fredda. Quindi, asciugare il metallo. Se la tecnologia non viene interrotta, il prodotto acquisirà un tono grigio chiaro. Il lavoro svolto qualitativamente è indicato da un colore superficiale uniforme, l'assenza di strisce e macchie.
La fase finale di anodizzazione è il fissaggio del film. È necessario chiudere i microscopici pori presenti nel rivestimento del film. Per fare questo, metti il metallo in un contenitore con acqua distillata e fai bollire per mezz'ora.
Se lo si desidera, è anche possibile verniciare o verniciare una superficie metallica. Lo strato di vernice viene applicato per immersione.
Pertanto, l'alluminio anodizzato può essere eseguito in vari modi. Tuttavia, a casa è disponibile solo il trattamento a freddo del metallo con soluzioni di soda e salina. Vale anche la pena notare che, fatte salve le esigenze tecnologiche, indipendentemente dal tipo di soluzione, non vi è alcuna differenza significativa nella qualità delle superfici ottenute.
