Существует много способов защитит алюминиевые изделия от разрушающего окисления. Одним из них выступает анодирование. В процессе этой операции на поверхности металла формируется прочная и одновременно очень тонкая защитная пленка, которая предотвращает любые виды повреждений. В этой статье вы узнаете, что такое анодирование и как происходит нанесения защиты на изделия.
Понятие анодирования
Анодировать алюминий начали еще ч 1920-х г. для военных нужд, так как металла очень легки и обладает высокой прочностью, но из-за своей химической активности, невозможен для применения в агрессивных средах. По этой причине возникла необходимость защитить его и одним из способов стали применять электрохимический процесс. Технология заключается в воздействии на изделие концентрированной кислотой, что приводит к быстрому формированию той заветной пленки. Похожими свойствами обладает и естественный слой оксида алюминия, который образуется под действием обыкновенного воздуха, но при этом она очень тонкая, из-за чего предмет не обладает должным уровнем защиты. Воздействие же концентрированной кислоты способствует созданию более толстого оксида, который не проникает глубже и создает герметичный защитный слой.
Преимущества
Процесс анодирования металла имеет много плюсов, из-за чего он стал массово применяться для разных сфер деятельности человека. Сформированное таким способом покрытие обладает великолепной механической стойкостью к любым воздействиям. Оно также обладает следующими плюсами:
- Барьерная защита от коррозии, в том числе проникающего характера. Толстый оксидный слой предотвращает проникновение влаги к металлу, из-за чего может образоваться разрушающая коррозия.
- Механическая прочность и стойкость к истиранию. Пленка закрепляется на молекулярном уровне, что обеспечивает высокие механические показатели.
- Свойства диэлектрика. Сформированная на поверхности металла оксидная пленка практически не электропроводна.
- Отсутствие какого-либо негативного воздействия на окружающую среду. Покрытие не выделяет никаких летучих частиц, способных нанести вред человеку, животным или растениям.
- Привлекательность. Технология анодирования металла вместе с защитной оксидной пленкой также позволяет придавать изделиям различные цветовые оттенки. Это обеспечивается изменением концентрации солей и времени.
Область применения
Применимость анодирования очень разнообразна. Алюминиевые детали с таким покрытием используют в любом оборудовании и технике:
- Строительство. Защита легких, но прочных металлоконструкций, это важный этап. Защитная оксидная пленка сникает материальные затраты на дополнительные покрытия в виде красок. Толщина пленки всего 25 мкм, что никак не влияет на точность сооружений.
- Оптические свойства. Алюминий отлично подходит в качестве теплового аккумулятора и распределителя тепла, но для усиления этих качеств на поверхность дополнительно наносят отражающий защитный слой из оксидной пленки. Поэтому их активно применяют в световых приборах и нагревателях с направленным действием.
- Мебель. Металлические каркасы мебели с анодированием будут сохранять приданный им цвет неограниченно долго. Оксидная пленка на молекулярном уровне скреплена с металлом, что исключит вероятность его повреждения даже при принудительном воздействии. Принудительное формирование оксидной пленки способствует увеличению прочности покрытия и повышению стойкости к физическим воздействиям.
- Электрические установки и бытовая техника. Использование оксидного слоя в качестве декоративного покрытия также обеспечивает неплохие электроизоляционные свойства поверхностей, которые могут оказаться под напряжением.
- Ручные приспособления и инструменты. Алюминиевые изделия, покрытые оксидным защитным слоем, не пачкают руки. Пользоваться такими предметами максимально комфортно, а изделие при этом сохраняет первостепенный внешний вид.
Виды анодирования
В промышленности применяют 3 способа нанесения защитной оксидной пленки. Каждый из них обладает своими определенными качествами:
- хромовой кислотой;
- серной кислотой;
- воздействием твердыми частицами.
Самым распространенным методом является кислотный. Для этого применяют специальные ванны с растворами и производят поочередное окунание в каждой из них, тем самым, добиваясь определенных результатов.
Цветное анодирование – это несколько иной процесс и для получения определенного цвета используют конкретный способ:
- адсорбционный;
- электролитический;
- интерференционный;
- интегральный.
Технология
Процесс формирования защитной оксидной пленки на поверхности алюминиевых деталей выполняется в несколько этапов:
- Очистка и обезжиривание. Это важная подготовительная ступень, на которой нужно удалить все загрязнения и снять жировую пленку. Если этого не сделать, то оксидное покрытие будет нанесено с дефектами. Дефекты проявляются в виде пятен.
- Химическая обработка. После очистки алюминиевый профиль отправляется на операцию травления. Технологически процесс представляет собой окунание изделий в ванну с растворами щелочей или кислот. Задача процесса состоит в удалении тонкого слоя металла для получения однородной структуры.
- Промывка. После операции травления выполняется промывание в ваннах со специальными химическими растворами. В частности, применяется гидроксид натрия. Он содержит аммиачные соединения и подобные вещества.
- Создание защитной оксидной пленки. На следующей ступени детали погружают в ванну с электролитом. Деталь является одним из электродов и в цепь подается ток с плотностью до 300 А/м2 в зависимости от объема. Под действием электрического тока на поверхности алюминия образуется прочный оксидный слой.
- Придание цвета. Если деталь нужно окрасить, то в раствор добавляют красители в нужной концентрации. Оксидное покрытие имеет пористую структуру, что и обеспечивает возможность окрашивания в разные оттенки.
- Создание герметичности. После окрашивания в структуре оксидной пленки все равно остались пустоты. Их можно заполнить другим нейтральным раствором – ацетатом никеля. Частицы плотно забивают поры, что предотвращает контакт с влагой и создает диэлектрический эффект. После этой операции поверхность становится очень гладкой и приобретает однородный оттенок по всей плоскости.
Технология создания оксидной защитной пленки также позволяет скрыть микродефекты на поверхности деталей, что немаловажно при сборке различных демонстрационных моделей и выставочных экспонатов оборудования или предметов декора. Чтобы покрытие защищало металл от коррозии, за ним требуется правильный уход, который, в основном, заключается в предотвращении любых механических повреждений, а поцарапать его реально, как о алюминий без покрытия.
