Что представляет собой анодированная металлическая поверхность
Под анодированием металла подразумевают процесс его обработки, для осуществления которого используют электролит и электрический ток определенной величины. В результате на поверхности изделий получают высокопрочную оксидную пленку. Она существенно повышает срок службы изделий, устойчивость к коррозии, обеспечивает отсутствие полос и царапин.
Прочностные и механические свойства материала также существенно изменяются, что зависит от состава металла и других характеристик:
- особенностей применяемого электролита;
- свойств катода;
- характеристик анода.
Особенностью анодного окисления считается то, что в результате его выполнения на поверхность металла не наносится никаких веществ. Защитная пленка образуется в результате преобразования самого материала при протекании соответствующих реакций.
Для каких материалов применяется
Анодирование применимо не для всех металлов и сплавов, а только для некоторых:
- титана;
- ниобия;
- тантала;
- алюминия;
- магния.
Большинство других металлов для анодирования не годятся: оксидная пленка отслаивается с их поверхности.
Преимущества и особенности технологии
При выполнении анодирования металла удается достигнуть следующего:
Схема анодирования
- применяется для деталей, которые подвержены коррозии. В результате обработки на поверхности образуется надежная защитная пленка;
- повышаются прочностные характеристики металла. Он менее подвержен механическим и химическим воздействиям;
- при анодировании посуды она приобретает возможность эффективно использоваться при любой температуре, пища на ней не пригорает;
- возможность выполнения гальванического напыления других материалов – хрома, титана, золота;
- подготовленные подобным образом изделия приобретают диэлектрические свойства (неспособны проводить электрический ток).
После окисления металла можно выполнить его декорирование. При соблюдении всех нюансов технологии удается улучшить эстетические качества материала, придать ему более ровный и насыщенный цвет. Декорирование изделий может проводиться с дополнительной механической обработкой или без нее.
Анодирование удастся выполнить как в домашних, так и в промышленных условиях. Во втором случае получают более толстую оксидную пленку, которая существенно улучшает прочностные характеристики металлических изделий. Но даже если провести такую процедуру в домашних условиях, защитные свойства обработанных деталей повышаются в разы.
Что дает анодирование алюминия?
В результате электрохимической обработки металл приобретает особые свойства и преимущества:
- Неподверженность коррозии. Обработанные изделия приобретают высокую стойкость к агрессивным воздействиям внешней среды.
- Долговечность. Пленки из хрома или цинка способны отслаиваться со временем, а оксидная пленка образуется непосредственно из самого металла, поэтому она не может отслоиться.
- Улучшение декоративных качеств. Металл долгое время сохраняет приятный блеск, на нем не появляются темные пятна. В процессе могут участвовать различные красители, благодаря чему покрытию придаются самые разнообразные оттенки.
- Пригодность для вторичной переработки. При анодировании не применяются дополнительные наслоения металлов и других химических веществ, поэтому детали можно перерабатывать и использовать вновь.
Все эти плюсы обеспечили методу широкое применение. Анодирование используется повсеместно для обеспечения долговечности металлических изделий и предотвращения коррозии. Метод считается относительно недорогим, поэтому он лишь незначительно увеличивает стоимость готовых изделий.
Способы выполнения процедуры
Анодирование меди и других металлов может выполняться несколькими способами. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, особенности проведения.
Теплый метод
Стадии анодирования
Самый простой метод выполнения анодирования, который можно применить даже в домашних условиях. Процесс обработки происходит при комнатной температуре. При применении органической краски, йода или зеленки можно существенно улучшить эстетические качества обрабатываемых деталей.
Твердое анодирование металла по такой технологии провести не удастся. Если это сделать, на поверхности материала образуется тонкая оксидная пленка, которая не обеспечивает надежной защиты от коррозии и легко повреждается. Но если после выполнения подобной обработки провести окрашивание изделий, сцепление красящих составов с поверхностью будет отличным. Именно таким способом можно обеспечить качественную защиту от коррозии и продлить срок службы деталей.
Холодный метод
Для выполнения анодного окисления холодным методом необходимо обеспечить стабильность температуры. Она должна находиться в пределах -10–+10°С. Оптимальной температурой считается 0°С, что соответствует параметрам, при которых происходит идеальная электрохимическая реакция.
Методы цветного анодирования алюминия
При достижении указанных показателей анодная и катодная обработка металла будет происходить более качественно, образуя на поверхности прочную пленку. Она лучшим образом защищает от коррозии.
С помощью холодного метода можно выполнить гальваническое напыление меди, золота и прочих металлов. Для этого необходимо правильно рассчитать силу тока, используя специальные уравнения. Полученные детали практически невозможно повредить. Они отличаются долгим сроком службы в особенно агрессивной среде (при контакте с морской водой).
Незначительным минусом данной технологии считается невозможность нанесения на полученную поверхность краски. Для изменения цвета применяют метод напыления металла или используют электрический ток определенной величины.
Как ухаживать
Анодированные украшения нужно протирать чистой тканью каждый раз после носки. Избегайте контакта с абразивными и агрессивными веществами, которые могут повредить оксидную пленку — лаком для волос, духами, отбеливателем или хлорированной водой.
Запрещена ультразвуковая чистка анодированных украшений. Их моют вручную, окуная в слабо концентрированный мыльный раствор на несколько минут, затем промывают и высушивают на открытом воздухе. Чистить украшения желательно не чаще двух раз в год.
Видео
Анодирование различных типов металла
Анодирование металла может выполняться для разных типов материалов:
Технология анодирования
- алюминия. Проводится довольно часто, для чего деталь опускают в кислую среду, и к ней подводится положительный источник тока;
- титана. Часто используется в промышленности, но требует специальной обработки для повышения износостойкости и антикоррозийных качеств;
- сталь. Используется щелочная или кислая среда, которая придает металлу отличные показатели прочности;
- меди. Выполняется помещением деталей в кислую среду, через которую пропускается электрический ток.
Анодирование металлов
Холодное анодирование
Технология холодного нанесения анодного слоя предусматривает обработку алюминия при температуре от -10 до +10 °C. Качество металла, обработанного таким образом, несравненно выше, чем при тёплом анодировании.
Алюминий получает отличные физические характеристики:
- высокую прочность.
- малую скорость растворения слоя.
- большую толщину плёнки.
При холодном анодировании нужно обязательно осуществить следующие процедуры:
- обезжиривание обрабатываемой поверхности.
- помещение детали на подвеску.
- анодирование до получения плотного оттенка.
- промывка в воде с любой температурой.
- закрепление анодного слоя на пару или в горячей дистиллированной воде.
Отличительной особенностью процесса является большое время принудительного охлаждения. После этого слой анодированного алюминия становится абсолютно невосприимчивым к воздействию агрессивных сред. Только титан спустя несколько десятков лет способен незначительно снизить физические характеристики полученного холодным способом анодированного алюминия.
Покрытие характеризуется исключительной красотой и износостойкостью. У технологии есть только один минус: при повторной окраске можно пользоваться только неорганическими соединениями.
Методика процедуры в домашних условиях
Все чаще в быту возникает потребность в дополнительной защите металлических изделий от пагубного воздействия окружающей среды. Для этого может выполняться анодирование. Оно обеспечивает материалу лучшие технические характеристики.
Анодирование меди или других металлов начинается с подготовки раствора. Для этого дистиллированную воду соединяют с выбранной кислотой в определенных пропорциях. Материалы перед обработкой обязательно очищают, что улучшает эффективность процедуры. Только после этого металлические изделия погружают в раствор кислоты и подключают электрический ток.
Технология анодирования алюминия в домашних условиях
Как проводится анодирование?
Чтобы получить анодированный алюминий, металлическое изделие помещают в гальваническую ванну с 20-22% раствором серной кислоты. По краям емкости устанавливаются пластины, изготовленные из свинца или из химически чистого алюминия. Покрываемые детали в электрохимическом процессе играют роль анода, поэтому он получил такое название. Они закрепляются или подвешиваются в гальванической емкости, при этом между катодом и анодом должен присутствовать большой слой электролита – кислотного раствора.
На детали подается электрический ток со следующими параметрами: постоянный ток силой 1,0 – 2,5 А/дм2, переменный — 3,0 А/дм2. Продолжительность обработки зависит от размеров деталей. Мелкие предметы получают необходимый слой оксидной пленки толщиной 4-5 микрон уже за несколько минут, более крупные изделия необходимо держать под действием электрического тока в течение часа.
После завершения процесса детали извлекают из гальванической ванны и промывают под проточной водой, после этого они проходят нейтрализацию. Их погружают в отдельную емкость с 5%-ным аммиачным раствором. Дополнительно может быть проведена финишная обработка путем погружения в раствор бихромата калия. Он придает изделиям характерный зеленоватый оттенок и обеспечивает повышенную стойкость к коррозии.
Меры предосторожности и советы по технике выполнения
Чтобы анодирование металла прошло эффективно и безопасно, необходимо придерживаться таких простых советов:
Анодирование нужно проводить в защитных перчатках
- во время работы желательно использовать специальные перчатки, очки, маску, что защитит организм от вредных испарений;
- в качестве емкости для проведения химической реакции подойдет любая пластиковая тара или старая эмалированная ванна без сколов;
- толщина кабеля должна подбираться с учетом силы производимого тока;
- чтобы придать стали насыщенный черный цвет, применяется нитрат натрия. Рабочая температура раствора – +100–140°С.
Видео по теме: Анодирование алюминия своими руками
Полезные статьи
Процесс хромирования металлических изделий в домашних условиях
Технология выполнения цинкования в домашних условиях
Вопрос №17 — Как происходит процесс твердого анодирования алюминия?
Особенности ухода
Пленка, покрывающая изделие, разрушается под воздействием хлора, лака для волос, некоторых чистящих средств. Если вы собрались заняться уборкой, то лучше это делать в перчатках или снять украшение.
Особого ухода изделия не требуют. По мере загрязнения их моют в мыльной воде и полируют мягкой тряпочкой. Ультразвуковая же чистка анодированных изделий строго запрещена.
Глядя на красоту анодированных украшений, сложно представить, что они сделаны из металла, который до недавнего времени использовался только в космической и медицинской промышленности. Изделия из титана очень часто по красоте и стоимости не уступают золотым.
Дополнительную информацию об особенностях технологии анодирования вы узнаете, посмотрев видео:
