Metoda de anodizare din aluminiu industrială și artizanală

Anodizarea aluminiului (oxidare anodică) este procesul prin care se formează un strat de oxid pe suprafața unui metal. Sarcina principală a acoperirii cu oxid este de a proteja suprafața de aluminiu de oxidarea apărută în urma interacțiunii acestui metal cu aerul. Anodizarea are scopul de a nu distruge filmul format în timpul oxidării (îndeplinește o funcție de protecție), ci de a o face mai durabilă. În acest sens, anodizarea este similară cu o metodă precum arderea prin oxidare.

Cuprins:

• Tehnologie de anodizare
• Procesul pregătitor
• Tratament chimic
• fixare
• Alte metode de anodizare
• Anodizare acasă
• Pregătirea soluției
• anodizare

Tehnologia de oxidare anodică este utilizată pentru a consolida nu numai aluminiul și aliajele sale, ci și alte metale. De exemplu, acoperirile cu oxid sunt utilizate pentru a proteja titanul și magneziul.

Pe lângă consolidarea stratului de suprafață, anodizarea are următoarele obiective:

• netezirea diferitelor defecte de suprafață (așchii, zgârieturi etc.);
• îmbunătățirea calităților adezive ale materialului (vopseaua aderă mult mai bine la o peliculă de oxid decât la metalul gol);
• îmbunătățirea aspectului metalului;
• oferind metalului diverse efecte decorative (de exemplu, puteți crea o imitație de aur, argint, perle).

Tehnologie de anodizare

Procesul de anodizare poate fi împărțit în trei părți:

• proces pregătitor;
• tratament chimic;
• consolidare.

Procesul pregătitor

În această etapă, profilul din aluminiu este supus unei prelucrări mecanice și electrochimice. Prelucrarea se referă la curățarea metalului, la măcinarea și degresarea acestuia. Apoi, produsul este mai întâi plasat într-o soluție alcalină pentru gravare, apoi transferat la acid pentru clarificare. Preparatul se completează prin spălarea suprafeței. Mai mult, spălarea se efectuează de mai multe ori pentru a îndepărta complet substanțele acide din metal.

Tratament chimic

Oxidarea chimică a aluminiului este prelucrarea metalului într-un electrolit. Ca electroliți se utilizează soluții de acizi diferiți (sulfuric, cromic, oxalic, sulfosalicilic). Uneori, la soluții se adaugă sare sau acid organic.

Cel mai frecvent electrolit este acidul sulfuric. Și totuși, acest electrolit nu este utilizat pentru prelucrarea produselor de formă complexă, pe care există mici găuri sau goluri. În astfel de cazuri, este preferat acidul cromic. Dar acidul oxalic poate îmbunătăți semnificativ acoperirile de izolare multicolore.

Calitatea procesului depinde de mai multe componente, inclusiv concentrația, temperatura și densitatea curentului. Temperaturile ridicate accelerează anodizarea. Mai mult, filmul este format moale și puternic poros. Dacă este necesară o acoperire dură, se aplică o temperatură mai scăzută.

Oxidarea chimică a aluminiului poate fi efectuată la temperaturi de la zero până la 50 de grade Celsius. Densitatea curentului poate varia de la 1 la 3 amperi pe decimetru pătrat. Concentrația de electroliți poate fi cuprinsă între 10-20%.

fixare

După oxidare, metalul arată ca o suprafață poroasă (chiar și atunci când se utilizează modul rece). Pentru ca suprafața să fie suficient de puternică, acești pori trebuie să fie închise. Aceasta se face într-unul din cele trei moduri:

• înmuierea produsului în apă caldă caldă;
• tratament cu aburi;
• plasarea metalului în așa-numita „soluție rece”.

Atenție! Dacă produsul va fi vopsit, procesul de fixare nu este necesar, deoarece materialul de vopsea va umple în mod natural porii existenți.

Există trei tipuri de echipamente de oxidare a aluminiului:

• principal (băi);
• servire (securitatea locului de muncă);
• auxiliar (furnizarea de produse la baie, pregătire, depozitare etc.).

Alte metode de anodizare

În plus față de metoda clasică descrisă mai sus, se pot utiliza și anodizare solidă, microarc și culoare. Aceste metode de prelucrare a metalelor vor fi descrise succint mai jos.

Sarcina anodizării solide este obținerea unui microfilm deosebit de durabil. Tehnica este utilizată pe scară largă în producția de aeronave, automobile și construcții. O caracteristică a tehnologiei este că nu unul, ci mai mulți electroliți sunt implicați simultan. De exemplu, acizii oxalici, sulfurici, citrici, tartrici și borici pot fi folosiți într-un singur proces. În timpul anodizării, densitatea curentă crește treptat și, datorită modificărilor structurale ale celulelor, filmul capătă o rezistență crescută.

Oxidarea Microarc este un proces electrochimic în care suprafața aluminiului este oxidată și, în același timp, apar sarcini electrice între anod și electrolit. Tehnica permite obținerea unor acoperiri de înaltă calitate, cu un nivel ridicat de rezistență la uzură și aderență.

Un alt mod de anodizare este culoarea. După cum sugerează și numele, sarcina principală a procesului este schimbarea culorii piesei.

Există patru moduri de a anodiza culoarea:

1. Colorarea prin adsorbție. Se realizează prin scufundarea produsului într-o baie cu electrolit. De asemenea, este posibil să scufundați partea într-o soluție cu o substanță colorantă încălzită la o temperatură predeterminată.
2. Colorarea electrolitică (un alt nume este anodizarea neagră). Se obține mai întâi o peliculă incoloră, apoi metalul este scufundat în soluție salină acidă. La ieșire, culoarea produsului poate varia de la negru la o nuanță de bronz slab. Tonurile negre de aluminiu sunt în special în cerere în industria construcțiilor.
3. Colorarea interferențelor. Tehnologia este similară cu colorarea electrolitică, dar prin crearea unui strat reflectorizant special, nuanțele de culoare sunt mult mai diverse.
4. Colorare integrală. Tehnologia este amestecarea electrolitului cu săruri organice.

Anodizare acasă

Auto-anodizarea este aproape întotdeauna realizată prin metoda rece. Majoritatea companiilor care furnizează servicii similare aderă la aceeași tehnologie. Tehnica la rece se numește datorită faptului că în procesul de creare a unui film nu este nevoie de temperaturi ridicate: intervalul de temperatură de lucru este cuprins între -10 și +10 grade Celsius.

Avantajele anodizării la rece:

1. Stratul de suprafață este destul de gros datorită faptului că creșterea și dizolvarea filmului de oxid din părțile sale exterioare și interioare sunt diferite.
2. Filmul iese foarte durabil.
3. Metalul prelucrat este foarte rezistent la coroziune.

Singurul dezavantaj al tehnicii este dificultatea de a picta în continuare metalul cu materiale pe bază de materie organică. Cu toate acestea, metalul, indiferent de caracteristicile sale, în orice caz, capătă o culoare naturală. Culoarea poate varia de la măslin la negru sau cenușiu.

Pentru lucrare, veți avea nevoie de următoarele:

• căzi de baie (recipiente din aluminiu pentru anodizare, precum și o pereche de sticlă sau plastic - pentru fabricarea soluțiilor);
• fire de conectare din aluminiu;
• Sursa de tensiune de 12 volți;
• reostat;
• ampermetru.

Pregătirea soluției

Așa cum am menționat mai sus, principalul electrolit pentru anodizare este acidul sulfuric. Cu toate acestea, în afara instalației de fabricație, utilizarea unui astfel de electrolit este periculoasă. Prin urmare, acasă se folosește de obicei sodă.

Pregătirea soluției:

1. Pregătim 2 soluții - sodă și clorhidric. Componentele sunt turnate în recipiente cu apă caldă distilată într-un raport de 1 la 9.
2. Se amestecă bine soluția și se lasă să se rumenească.
3. Scurgeți soluția într-un alt recipient, astfel încât precipitatul de sodă să nu ajungă acolo. Rezultatul anodizării depinde în mare măsură de puritatea soluției.

anodizare

În primul rând, trebuie să pregătiți partea. Sarcina procesului pregătitor este curățarea, măcinarea și degresarea suprafeței înainte de anodizare. Dacă produsul nu înlătură defectele vizibile, filmul rezultat nu va putea să le ascundă, deoarece grosimea acestuia nu depășește 1/20 mm. Chiar înainte de anodizare, amestecați ambele soluții într-un bol.

Rezervorul de anodizare trebuie să fie suficient de mare pentru ca partea să poată fi cufundată complet în ea. În plus, partea trebuie să fie fixată pentru a nu atinge partea inferioară a vaselor. Pentru a face acest lucru, puteți utiliza suportul sau orice altă opțiune - la discreția dvs. De asemenea, trebuie să luați în considerare problema remedierii piesei, deoarece după anodizare, urmările vor rămâne în punctele de fixare.

Alimentarea este alimentată timp de cel puțin 30 de minute. Necesitatea completării anodizării este indicată de o schimbare a culorii piesei. Când piesa este gata, opriți tensiunea și îndepărtați metalul din baie.

După îndepărtare, clătiți bine piesa de prelucrat. Pentru a asigura un rezultat de înaltă calitate, puneți metalul într-o soluție de mangan timp de 15 minute. Apoi clătim partea întâi în apă caldă și apoi în apă rece. Apoi, uscați metalul. Dacă tehnologia nu este spartă, produsul va dobândi un ton de gri deschis. Lucrările realizate calitativ sunt indicate printr-o culoare uniformă a suprafeței, absența unor dungi și pete.

Ultima etapă a anodizării este fixarea filmului. Este necesar să închideți porii microscopici prezenți în stratul de film. Pentru a face acest lucru, puneți metalul într-un recipient cu apă distilată și fierbeți timp de o jumătate de oră.

Dacă doriți, o suprafață metalică poate fi, de asemenea, vopsită sau lăcuită. Stratul de vopsea se aplică prin imersiune.

Deci, anodizarea aluminiului poate fi realizată în diverse moduri. Cu toate acestea, acasă este disponibil doar un tratament rece cu metale reci și soluții saline. De menționat este faptul că, sub rezerva cerințelor tehnologice, indiferent de tipul soluției, nu există nicio diferență semnificativă în calitatea suprafețelor obținute.