Panoramica sull'ossidazione dell'acciaio

Il metodo di ossidazione dell'acciaio è un'azione finalizzata alla formazione di un film di ossido su una superficie metallica. Il compito dell'ossidazione è quello di creare rivestimenti che svolgano una funzione decorativa e protettiva. Inoltre, si formano rivestimenti dielettrici su strutture in acciaio mediante ossidazione.

contenuto:

• Caratteristiche di ossidazione
• Modo chimico
• Ossidazione anodica
• Caratteristiche dei processi al plasma e termici
• Auto ossidazione
• Protezione del titanio e delle sue leghe
• Protezione della superficie d'argento
• Protezione della superficie in ottone

Caratteristiche di ossidazione

Esistono diversi modi per ossidare:

• chimica;
• plasma;
• termico;
• Elettrochimica.

Modo chimico

Ossidazione chimica significa trattamento superficiale con soluzioni speciali di fusione, nitrati, cromati e altri agenti ossidanti. Di conseguenza, è possibile aumentare la resistenza alla corrosione del metallo. Tali eventi vengono effettuati utilizzando formulazioni acide o alcaline.

L'ossidazione alcalina viene effettuata a temperature di 30-180 gradi. Il componente principale delle composizioni è alcalino e vengono aggiunti pochissimi ossidanti. Dopo la procedura, le parti vengono lavate e asciugate. A volte dopo l'ossidazione, viene eseguita l'oliatura.

L'ossidazione acida viene effettuata utilizzando diversi acidi (fosforico, cloridrico, nitrico) e piccole quantità di manganese. Il regime di temperatura del processo è di 30-100 gradi.

L'ossidazione chimica di queste varietà consente di ottenere un film di buona qualità. Sebbene si noti che il metodo elettrochimico consente di ottenere prodotti di qualità superiore.

Anche l'ossidazione a freddo (annerimento) è una tecnica chimica. Viene effettuato immergendo la parte nella soluzione con ulteriore lavaggio, asciugatura e oliatura. Di conseguenza, sulla superficie si forma una struttura cristallina con presenza di fosfati e ioni. Una caratteristica della tecnologia è la temperatura di funzionamento relativamente bassa (15-25 gradi Celsius).

Vantaggi dell'ossidazione rispetto all'ossidazione a caldo:

• i dettagli cambiano solo leggermente le loro dimensioni;
• minor consumo di energia;
• alto livello di sicurezza;
• nessun fumo;
• i prodotti hanno un colore più uniforme;
• la tecnica consente di ossidare anche la ghisa.

Ossidazione anodica

L'ossidazione elettrochimica (tecnica anodica) viene eseguita in un mezzo elettrolitico liquido o solido. Questo approccio consente di ottenere film ad alta resistenza dei seguenti tipi:

• rivestimenti con uno strato sottile (spessore - 0,1-0,4 micron);
• isolanti elettrici resistenti all'usura (spessore - 2-3 micron);
• rivestimenti protettivi (spessore 0,3-15 micron);
• strati speciali di smalto (rivestimenti smaltati).

L'anodizzazione della superficie della parte ossidabile viene eseguita sullo sfondo di un potenziale positivo. Tale trattamento dovrebbe essere effettuato al fine di proteggere parti di microcircuiti, nonché di creare uno strato dielettrico su semiconduttori, acciaio, leghe metalliche.

Presta attenzione! Se necessario, l'anodizzazione può essere eseguita in modo indipendente, tuttavia è necessario rispettare rigorosamente le norme di sicurezza, poiché nel lavoro vengono utilizzati elementi aggressivi.

Un caso speciale di ossidazione elettrochimica è l'ossidazione dei microarc.La tecnica consente di ottenere proprietà decorative uniche. Il metallo ottiene ulteriore resistenza al calore e resistenza ai processi di corrosione.

Il metodo microarc è caratterizzato dall'uso di corrente pulsata o alternata in un mezzo elettrolitico leggermente alcalino. Pertanto, è possibile ottenere uno spessore di rivestimento nella regione di 200-250 micron. Il prodotto finito dopo la lavorazione diventa simile in apparenza alla ceramica.

L'ossidazione dei microarc può anche essere eseguita in modo indipendente, tuttavia sono necessarie apparecchiature appropriate. Una caratteristica del processo è la sua sicurezza per la salute umana. È questo fatto che rende la tecnica sempre più popolare tra gli artigiani domestici.

Caratteristiche dei processi al plasma e termici

Per ossidazione termica si intende la formazione di un film di ossido in un vapore acqueo o altra atmosfera contenente acido. In questo processo è caratterizzato da alte temperature.

Non è possibile eseguire in modo indipendente tale operazione, poiché è necessario uno speciale forno costoso in cui il metallo viene riscaldato a 350 gradi. Tuttavia, in questo caso stiamo parlando di acciai a bassa lega. Nel caso di acciai mediamente legati e fortemente legati, la temperatura dovrebbe essere ancora più elevata - nella regione di 700 gradi. La durata totale dell'ossidazione con metodi termici è di circa un'ora.

Inoltre, non sarà possibile riprodurre il processo al plasma a casa. Tale ossidazione viene effettuata in un plasma contenente ossigeno a bassa temperatura. Il mezzo plasma stesso si presenta a causa di microonde e scariche RF. A volte viene attivata la corrente continua. Una caratteristica della tecnologia è l'alta qualità dei prodotti ottenuti. Pertanto, l'ossidazione al plasma viene utilizzata per creare rivestimenti di alta qualità su prodotti critici, che includono:

• superfici di silicio;
• semiconduttori;
• fotocatodi.

Auto ossidazione

Il metodo qui descritto per creare un rivestimento protettivo sui prodotti in acciaio è disponibile a tutti. Innanzitutto, la parte viene pulita e lucidata. Successivamente, gli ossidi devono essere rimossi dalla superficie (decapitare). Decapitare la parte per un minuto usando una soluzione di acido solforico al 5%. Dopo l'immersione, la parte deve essere lavata in acqua calda e passivata (ebollizione di 5 minuti in una soluzione di un litro di acqua ordinaria con 50 grammi di sapone da bucato diluito in essa). Pertanto, la superficie è preparata per la procedura di ossidazione.

La sequenza di ulteriori azioni:

1. Prendiamo un contenitore con un rivestimento di smalto. Non dovrebbe essere graffiato, non dovrebbe essere scheggiato.
2. Versa un litro d'acqua nel contenitore e aggiungi 50 grammi di soda caustica.
3. Mettiamo a fuoco il contenitore e riscaldiamo la soluzione a circa 150 gradi.

Dopo 1,5 ore, la parte può essere rimossa - l'ossidazione è completa.

Protezione del titanio e delle sue leghe

Come sapete, il titanio si distingue per la sua bassa resistenza all'usura. L'ossidazione di titanio e leghe a base di esso aumenta le loro qualità antifrizione, migliora la resistenza del metallo alla corrosione.

Come risultato dell'applicazione di uno strato protettivo, si formano pellicole di ossido spesso sul metallo (nell'intervallo 20–40 μm), che hanno proprietà di assorbimento migliorate.
Le strutture di leghe di titanio vengono trattate a una temperatura di 15-25 gradi in una soluzione comprendente 50 grammi di acido solforico. La densità attuale è di 1-1,5 ampere per decimetro quadrato. La durata della procedura è di 50-60 minuti. Se la densità corrente supera 2 Ampere per decimetro quadrato, la durata del processo viene ridotta a 30-40 minuti.

Durante l'applicazione dello strato protettivo, la densità di corrente consigliata viene mantenuta per i primi 3-6 minuti e la tensione in questo momento aumenta a 90-110 V. Al raggiungimento di questo indicatore, la densità di corrente diminuisce a 0,2 Ampere per decimetro quadrato. L'ossidazione continua senza la normativa vigente. Durante il processo, l'elettrolita viene miscelato. Vengono utilizzati catodi di piombo o acciaio.

Protezione della superficie d'argento

L'ossidazione dell'argento è un metodo di lavorazione dei prodotti d'argento, durante il quale la superficie viene trattata chimicamente con solfuro di argento. Lo spessore dello strato è di circa 1 μm. La procedura viene eseguita in soluzioni di composti di zolfo. La soluzione più comune è il fegato solforico.

Come risultato della lavorazione, l'argento assume un aspetto invecchiato. Il suo colore va dal grigio chiaro al nero o marrone. In questo caso, lo spessore dello strato applicato influisce sull'intensità del colore. Puoi regolare il colore durante la lucidatura del metallo: i rigonfiamenti diventano chiari e le cavità rimangono più scure. Il contrasto consente di enfatizzare il rilievo del prodotto. L'argento ossidato è talvolta confuso con annerito, sebbene la tecnica di trattamento superficiale sia diversa in questi casi.

Protezione della superficie in ottone

L'ossidazione dei prodotti in ottone e bronzo indica che i parametri dei film di ossido e il colore delle superfici dipendono in gran parte dai componenti di queste leghe. Ad esempio, con uguali quantità di zinco e stagno nel metallo bronzo, il film di ossido è difficile da formare, ma quando si aggiunge piombo, la qualità del film di ossido aumenta nettamente. Nel trattamento dell'ottone con solfuro di ammonio, le leghe con un alto livello di zinco sono più difficili da ossidare rispetto all'ottone contenente non più del 10% di zinco.

La formulazione a lungo usata basata sul cosiddetto fegato solforico è ora modificata: ora, dopo che i cristalli sono stati sciolti, viene aggiunto ad esso solfuro di ammonio. In base alla quantità di soluzione, è possibile ottenere un colore diverso del film di ossido: dal marrone chiaro al marrone scuro o persino al nero. Inoltre, il film è ottenuto di eccellente qualità e colori uniformi.

Inoltre, è possibile utilizzare una soluzione di tiocarbonato al 10% per la lavorazione di leghe. Tuttavia, la soluzione viene utilizzata solo per ottone e bronzo con un basso contenuto di zinco.

Un altro modo per proteggere la superficie in bronzo e renderla attraente è utilizzare il tioantimonato di sodio. Di conseguenza, si ottiene un film uniformemente rivestito con una tinta rossastra.

L'ossidazione è un processo che richiede una conoscenza approfondita dei processi chimico-fisici e, di norma, attrezzature costose. Tuttavia, la tecnologia più semplice per l'applicazione di una pellicola protettiva è disponibile per tutti, è sufficiente seguire le semplici istruzioni descritte in questo articolo.