Анодно окисное покрытие алюминия

Анодно окисное покрытие алюминия

Электрохимическое оксидирование алюминия.

Анодное оксидирование алюминия – это способ обработки деталей из алюминиевых сплавов, который также называется анодированием и заключается в том, что на поверхности создают защитную и одновременно декоративную пленку окиси алюминия (Al2O3) окрашенную в разные цвета. Подготовка поверхности к анодированию сводится к зачистке ее наждачными шкурками и обезжириванию (вначале ацетоном, затем в растворе стирального порошка и, наконец, в дистиллированной воде). В качестве электролита при анодировании используется 20%-ный раствор серной кислоты, налитый в стеклянную посуду. Обрабатываемую деталь опускают в электролит и подвешивают на алюминиевых полосках, а над ней таким же способом закрепляют алюминиевую пластинку. Особое внимание следует обратить на надежность электрических соединений детали и пластинки с токоподводами (алюминиевыми). Лучше всего (если это возможно) их соединить клепкой. Токоподводы соединяют гибкими проводами с источником переменного напряжения 12—15 В (например, с обмоткой понижающего трансформатора). Плотность тока и выдержка детали при анодировании зависят от материала детали. Так, если обрабатывается деталь из алюминия или плакированного (то есть покрытого тонким слоем алюминия) дюралюминия, плотность тока должна быть равна 1,5—2 А/дм2 при напряжении 10—12 В, время выдержки под током—30—35 мин, температура электролита—не выше 25°С. Если же анодируется деталь из неплакированного дюралюминия, плотность тока увеличивают до 2—3 А/дм2 при напряжении 12—15 В. В этом — случае деталь выдерживают под током 25 мин, а раствор должен иметь температуру около 20°С. После такой обработки деталь вынимают из раствора и тщательно промывают в воде. Для окрашивания применяют анилиновые красители, служащие для крашения шерстяных тканей. На 1 л воды берут 10 г красителя и 0,5 мл уксусной кислоты. Раствор процеживают через несколько слоев марли и подогревают до температуры 60—70°С. В зависимости от использованной плотности тока, деталь выдерживают в растворе от 5 до 10 мин. Затем ее кипятят в течение 10—15 мин в воде, что необходимо для уплотнения пор полученной защитно-декоративной пленки, высушивают и покрывают бесцветным лаком.

текст по Фролов В.В. "Радиолюбительские технологии" М. ДОСААФ 1975

После анодного оксидирования детали можно окрашивать и в р-рах неорганических солей. В первом р-ре детали выдерживают 10-15 мин., затем промывают в воде, после чего выдерживают во втором р-ре (10-15 мин.) и промывают.

Денкер И.И, Кулешова И.Д. "Защита изделий из алюминия и его сплавов лакокрасочными покрытиями" Москва Химия 1985 с. 22

Анодированный алюминий

Современные приспособления, изготовленные из металла, очень сильно отличаются от тех, что делались 30-50 лет тому назад. Они стали лёгкими, устойчивыми к вредным воздействиям, минимально опасными для жизни. Анодированный алюминий занимает одно из ведущих мест среди металлов, которые применяются для изготовления таких приспособлений.

Анодированный алюминий давно и прочно занял место стали и чугуна там, где кроме прочности и устойчивости к внешним воздействиям требуются другие главные качества – лёгкость и пластичность. Он значительно легче стали, поэтому с успехом заменил её в десятках тысяч единиц продукции, используемых в самых разных областях – промышленности, медицине, туризме, спорте.

С появлением технологии анодирования к замечательным свойствам алюминия добавились результаты химической модификации – высокая коррозионная стойкость и сопротивляемость к механическим воздействиям.

Что такое анодирование

Процессом анодирования называется электролитическая химическая реакция металла с окислителем. Тонкий слой оксида наносится на металлическую поверхность, которая в процессе реакции исполняет роль анода. За счёт поляризации в электролитической проводящей среде тонкой оксидной плёнкой можно покрывать как чистые металлы, так и различные сплавы. Оксидный слой эффективно защищает от коррозии и выгорания при воздействии прямых солнечных лучей. Наиболее востребованы в промышленности подвергшиеся анодированию сплавы алюминия и магния.

Конечной целью анодирования является создание на поверхности листа алюминия так называемой АОП – анодной оксидной плёнки. Она выполняет две основные функции:

1. Защита от внешних воздействий;
2. Украшение.

Во втором случае в проводящую среду добавляются красители различных цветов со строго определённым химическим составом.

Первыми внедрили в производство промышленное анодирование алюминия инженеры из Великобритании. Созданный таким способом лёгкий и прочный металл начали применять в авиационной промышленности. Позже появился стандарт анодирования металла, который успешно применяется в современном авиастроении. Он имеет номенклатурную маркировку DEF STAN 03-24/3.

В состав покрытия входят два компонента:

• органический;
• анодно-хромовый.

Краска, нанесённая в соответствии со стандартом, очень устойчива к истиранию и другим механическимповреждениям.

Технология анодирования

На сегодняшний день наибольшее распространение получил процесс сернокислого анодирования алюминия. Его суть в следующем:

1. Деталь и катод, изготовленный из свинца, помещаются для очистки от примесей и масел в ванну с электролитом – серной кислотой H2 SO4. Показатели физических величин: плотность раствора – 1 200-1 300 г/л; плотность тока в процессе анодирования – 10-50 мА/см²; напряжение источника – 50-100 В.; температура электролита – 20-30 °C (при последующем окрашивании – не более 20 °C).
2. Производится окончательная промывка в растворе каустика.
3. На поверхности детали из алюминия создаётся тончайший оксидный слой.

Скорость роста анодного слоя на поверхности металла неравномерна и очень невысока. Оптимальное количество окрашенного окисла наносится по достижении плотности тока 1,5-1,6 А/дм². При меньших показателях слой получается практически бесцветным. Большие значения катодной плотности (отношения размера катода к величине обрабатываемой поверхности) вызывают затруднения при обработке массивных деталей – появление прогаров и растравливание. Оптимальная площадь катода – х2 по отношению к размеру обрабатываемой детали.

Также очень важно контролировать зажим и электрический контакт детали с подвеской.

Кроме серной кислоты в качестве электролита при анодировании могут использоваться другие вещества и соединения:

• щавелевая кислота;
• органические соединения и смеси;
• ортофосфорная кислота.
• хромовый ангидрид.

Технология процесса при этом не изменяется. Конечной целью при выборе электролитической среды является получение слоя с определёнными физическими характеристиками перед повторным окрашиванием.

Тёплое анодирование

Процесс тёплого анодирования осуществляется при температуре окружающей среды 15-20 °C. У деталей, обработанных таким способом, есть две отрицательные особенности:

1. Не очень высокий показатель антикоррозионной стойкости. Контактируя с химически агрессивной средой или металлом, анодированный слой подвергается воздействию кислорода.
2. Невысокая степень защиты от механических воздействий. Острым наконечником вполне реально нанести анодированному слою механическое повреждение.

Процесс тёплого анодирования состоит из шести этапов:

• очистка поверхности детали от жира.
• закрепление на подвеске.
• анодирование до появления оттенка светло-молочного цвета.
• промывка холодной водой.
• окрашивание горячим раствором анилиновой краски.
• выдержка анодированного металла после окраски в течение 30 минут.

Слои плёнки, полученной методом теплого анодирования, получаются исключительно красивыми. Такой алюминий лучше использовать в конструкциях, не подвергающихся резким внешним воздействиям. Кроме того, анодированный слой является отличной основой для повторного окрашивания из-за высочайшего показателя адгезии красителей. Нанесённая краска будет держаться очень долго.

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.

Для чего анодируют алюминий и как его применяют

Главная цель анодирования деталей, изготовленных из алюминия — повышение срока эксплуатации в условиях воздействия различных агрессивных сред.

Учитывая, что чистый алюминий обладает высоким сродством к кислороду, его коррозионная стойкость выше, чем у многих других лёгких металлов конструкционного назначения. Естественное окисление алюминия происходит при первом контакте с воздухом. Процесс же анодной обработки ещё больше увеличивает стремление обеих химических элементов создавать окислы, вступая в реакцию между собой.

Способность анодной плёнки отлично впитывать красители различного химического состава делают обработанный таким способом алюминий отличным декоративным материалом. Он широко применяется для внешней отделки интерьеров зданий и сооружений.

Незаменимы алюминиевые конструкции при создании:

• рекламных конструкций для культурно-спортивных мероприятий, выставок и шоу.
• информационных стендов для массовых акций, митингов, собраний.

Прекрасная светоотражающая способность анодированного алюминия сделала его незаменимым материалом при изготовлении дорожных знаков. Благодаря интерференции информация, нанесённая на знак при анодировании прекрасно видна автомобилистам в ночное время суток.

Рамы любительских велосипедов также изготавливаются из анодированных сплавов алюминия. На специальную одежду, которой пользуются велосипедисты в тёмное время суток, наносится тончайшая плёнка оксида алюминия. Благодаря этому силуэт легко разглядеть в темноте на почтительном расстоянии. С той же целью анодированный металл применяется при изготовлении отражающего слоя в прожекторных установках.

Отличные свойства анодированного алюминия позволяют использовать его для изготовления самого широкого круга номенклатуры деталей и узлов, применяемых в самых разных областях. Можно смело сказать: если принято решение изготовить что-то из обработанного таким способом металла, прочность и лёгкость конструкции не будет вызывать никаких сомнений!

Анодно окисное покрытие алюминия

«Качество и индивидуальный подход — это то, на чем мы делаем акцент»

Компания Alunod начала свою деятельность в 2015 году. В настоящее время мы выполняем более 300 заказов ежегодно, обрабатывая свыше 150 000 деталей. В своей работе используем красители только высшего качества европейских производителей, строго соблюдаем требования технического процесса и контролируем качество покрытия каждой детали, будь их 10 штук или 10 000 штук.

Отправьте нам заявку

Мы рассмотрим ее в течение пары часов и уже сегодня предложим решение

Заявка на расчет

Зачем анодировать алюминий?

Позвольте Вам рассказать зачем покрывать алюминий анодной пленкой.

Анодированный алюминий имеет высокую твердость поверхности и хорошую износостойкость

Анодное покрытие обеспечивает надежную защиту металла от коррозии, в том числе в отверстиях и резьбе

Высокая эстетика покрытия, разнообразие цветов и сохранение «металлического» внешнего вида

Примеры работ

Ещё больше примеров работ

у нас в Instagram

Добавьте Вашим изделиям уникальности, используя «кастомное»

многоцветное анодирование по технологиям Splash и Градиент.

Часто задаваемые вопросы

Кому может понадобиться эта услуга?

Людям, которые так или иначе связаны с работой с алюминием. «Голыми» алюминиевые изделия лучше не использовать, ведь они будут тускнеть, пачкаться, а со временем начнут разрушаться в атмосферных условиях. Такие детали долго не «проживут», а значит их придется переизготавливать и тратить дополнительные средства.

Чем анодирование лучше порошковой покраски?

В первую очередь тем, что после анодирования детали имеют более благородный внешний вид, не похожи на «пластиковые». Слой анодного оксида нарастает как наружу, так и внутрь поверхности, что обеспечивает надежное сцепление слоя покрытия с алюминием.

В какие цвета сможете окрасить?

В наличии всегда есть классические черный, синий , красный и зеленый цвета. Если Вас интересует уникальный цвет для придания изделиям большей эксклюзивности, мы готовы рассмотреть и эту возможность и дополнительно согласовать поставку необходимого красителя.

Как лучше предварительно подготовить поверхность?

В зависимости от того, что Вы хотите получить «на выходе». Если ровную матовую поверхность — рекомендуем пескоструйную, стеклоструйную или дробеструйную обработку. Если более глянцевую — шлифовка, полировка, сатинирование. Желательно детали предварительно очистить от масла, стружки, но если Вам не до этого — то мы справимся сами.

Как долго продержится покрытие на деталях?

В зависимости от условий эксплуатации. В идеальном случае при нормальных атмосферных условиях и когда детали выполняют более декоративную, чем рабочую функцию покрытие будет держаться до 50 лет. Обращаем Ваше внимание, что любое анодно оксидированное покрытие не стойко в щелочах, слабо стойко в растворах кислот. Рекомендуемая температура эксплуатации от -60 до +300 градусов.

ГОСТ 9.031-74. Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия анодно-окисные полуфабрикатов из алюминия и его сплавов. Общие требования и методы контроля (64773)

Настоящий стандарт распространяется на защитные и защит­но-декоративные анодно-окисные покрытия, наносимые на поверх­ность полуфабрикатов из алюминия и деформируемых алюминие­вых сплавов и изделий из них в случаях, когда исходная поверх­ность сохраняется или частично обрабатывается для улучшения внешнего вида (далее — полуфабрикатов), и устанавливает об­щие требования к поверхности основного металла, покрытиям и методы контроля.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Требования к поверхности основного металла перед нане­сением покрытия должны соответствовать требованиям ГОСТ 9.301—86 и нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке.

1.2. Постоянной защите и защитно-декоративной отделке под­вергают полуфабрикаты из алюминия марок АД0, АД1 и алюми­ниевых сплавов марок АМц, АМг0,5, АМг2, АМг4, АД31, АД35, 1915, 1935 по ГОСТ 4784—74.

1.3. Временной защите подвергают полуфабрикаты из алюми­ния и алюминиевых сплавов всех марок по ГОСТ 4784—74 или по нормативно-технической документации, утвержденной в уста­новленном порядке.

1.1—1.3. (Измененная редакция, Изм. № 2).

1.4. Анодно-окисные покрытия наносят на полуфабрикаты, па­раметр шероховатости поверхности которых должен быть:

Издание официальное Перепечатка воспрещена

С. 2 ГОСТ 9.031—74

для защитных покрытий Rz не более 40 мкм;

для защитно-декоративных покрытий Ra не более 1,6 мкм по ГОСТ 2789—73.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1.5. Минимальная толщина анодно-окисных покрытий должна соответствовать указанной в таблице. Для временной защиты по­луфабрикатов толщина анодно-окисного покрытия должна быть не менее 3 мкм.

Качество анодно-окисных покрытий должно соответствовать ГОСТ 9.301—86.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

1.6. В зависимости от требований технической документации наносят бесцветные или цветные покрытия.

1.7. Бесцветные анодно-окисные покрытия наносят на сплавы по пп. 1.2, 1.3.

Цветные—на сплавы по п. 1.2.

1.8. Цветные покрытия получают:

по способу Аноцвет 350 (непосредственно при анодном окисле­нии в электролитах с органическими кислотами) получают само­окрашенные покрытия серо-золотистого и бронзовых цветов для алюминия марок АД0, АД1 и для сплавов марок АМг0,5, АМг2, АД31, 1915, 1935 и черного цвета для сплавов АМц, АМг4, АД35;

по способу Аноцвет 351 (обработкой бесцветных анодно-окис­ных покрытий в растворах солей металлов при переменном то­ке) — определенного цвета в зависимости от применяемой соли, а также от марки алюминиевого сплава;

по способу адсорбционного окрашивания (обработкой бесцвет­ных анодно-окисных покрытий в растворах красителей)—опре­деленного цвета в зависимости от выбранного красителя.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

1.9. Выбор способа получения цветных покрытий определяется условиями эксплуатации:

при эксплуатации на открытом воздухе применяют покрытия, полученные методами Аноцвет 350 и Аноцвет 351;

при эксплуатации в закрытых помещениях применяют цветные покрытия, полученные любым из указанных способов по п. 1.8.

1.10. 1.10.1, 1.10.2. (Исключены, Изм. № 2).

1.11. В зависимости от требований технической документации на анодно-окисные покрытия наносят лакокрасочные покрытия.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

1.12. (Исключен, Изм. № 2).

ГОСТ 9.301-74 С. 3

Минимальная толщина анодно-окисных покрытий полуфабрикатов из алюминия

ГОСТ 9.031-74
Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия анодно-окисные полуфабрикатов из алюминия и его сплавов. Общие требования и методы контроля

Настоящий стандарт распространяется на защитные и защитно-декоративные анодно-окисные покрытия, наносимые на поверхность полуфабрикатов из алюминия и деформируемых алюминиевых сплавов и изделий из них в случаях, когда исходная поверхность сохраняется или частично обрабатывается для улучшения внешнего вида (далее — полуфабрикатов), и устанавливает общие требования к поверхности основного металла, покрытиям и методы контроля.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1-1.3. (Измененная редакция, Изм. N 2).

1.4. Анодно-окисные покрытия наносят на полуфабрикаты, параметр шероховатости поверхности которых должен быть:

для защитных покрытий не более 1,6 мкм по ГОСТ 2789.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

1.5. Минимальная толщина анодно-окисных покрытий должна соответствовать указанной в таблице. Для временной защиты полуфабрикатов толщина анодно-окисного покрытия должна быть не менее 3 мкм.

Минимальная толщина анодно-окисных покрытий полуфабрикатов из алюминия
и его сплавов для исполнения У (УХЛ), мкм

4
(относительная влажность
не более 75%)

Ан.Окс.эл. Наименование цвета. нв

Ан.Окс.эл. Наименование цвета/лкп. нв

Ан.Окс. Наименование цвета. нв

________________
Для изделий, получаемых штамповкой из анодированной и лакированной ленты, допускается уменьшение толщины покрытия до 0,05 мкм.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

1.6. В зависимости от требований технической документации наносят бесцветные или цветные покрытия.

1.7. Бесцветные анодно-окисные покрытия наносят на сплавы по пп.1.2, 1.3.

Цветные — на сплавы по п.1.2.

1.8. Цветные покрытия получают:

по способу Аноцвет 350 (непосредственно при анодном окислении в электролитах с органическими кислотами) получают самоокрашенные покрытия серо-золотистого и бронзовых цветов для алюминия марок АД0, АД1 и для сплавов марок АМг0,5, АМг2, АД31, 1915, 1935 и черного цвета для сплавов АМц, АМг4, АД35;

по способу Аноцвет 351 (обработкой бесцветных анодно-окисных покрытий в растворах солей металлов при переменном токе) — определенного цвета в зависимости от применяемой соли, а также от марки алюминиевого сплава;

по способу адсорбционного окрашивания (обработкой бесцветных анодно-окисных покрытий в растворах красителей) — определенного цвета в зависимости от выбранного красителя.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

1.9. Выбор способа получения цветных покрытий определяется условиями эксплуатации:

при эксплуатации на открытом воздухе применяют покрытия, полученные методами Аноцвет 350 и Аноцвет 351;

при эксплуатации в закрытых помещениях применяют цветные покрытия, полученные любым из указанных способов по п.1.8.

1.10, 1.10.1, 1.10.2 (Исключены, Изм. N 2).

1.11. В зависимости от требований технической документации на анодно-окисные покрытия наносят лакокрасочные покрытия.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

1.12. (Исключен, Изм. N 2).

2. ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ АНОДНО-ОКИСНЫХ ПОКРЫТИЙ

2.1. При оценке качества анодно-окисных покрытий контролируют их внешний вид, толщину, степень наполнения и защитные свойства.

2.3. Контроль толщины покрытий, предназначенных для временной защиты, допускается не проводить, а обеспечивать правильностью выполнения технологического процесса.

3. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

Допускается измерять толщину бесцветных покрытий методом светового сечения (приложение 1).

3.3 Степень наполнения анодно-окисного покрытия контролируют методом капли (приложение 2) или методом потери массы покрытия при обработке в кислых растворах (приложение 3).

3.4. Защитные свойства анодно-окисных покрытий определяют по приложению 4.

Разд.2, 3. (Измененная редакция, Изм. N 2).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (справочное). ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ АНОДНО-ОКИСНОЙ ПЛЕНКИ МЕТОДОМ СВЕТОВОГО СЕЧЕНИЯ

1. Метод основан на определении толщины покрытия путем измерения расстояния между изображениями световых потоков (световой щели), отраженных от поверхности покрытия и поверхности основного металла под покрытием.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4. Проверяемый объект устанавливают на столике микроскопа так, чтобы контролируемая поверхность была параллельна плоскости столика.

5. Расстояние между оправкой объектива и поверхностью объекта должно быть 10-15 мм.

6. Объектив выбирают в зависимости от измеряемого диапазона толщины покрытия по таблице.