Оксидирование алюминия в домашних условиях

[Анодирование алюминия в домашних условиях] своими руками необходимо, если вы хотите, чтобы материал бы защищен от коррозии и прослужил как можно дольше.

Алюминий очень часто используется в домашнем производстве и быту, поэтому знать, как обеспечить его защиту своими руками, не прибегая к помощи специалистов, будет полезно каждому.

Благодаря анодированию на поверхности металла появляется плотная и толстая окисная пленка, которая защищает его от коррозии и других негативных факторов воздействия природной среды.

Наиболее прочную и стойкую пленку вам поможет создать технология тонкослойного анодирования, о которой вы узнаете в этой статье.

Оксидирование алюминия в домашних условиях

Сущностью процесса анодирования является наращивание оксидного покрытия, которое на алюминии и его сплавах выполняет защитную функцию от воздействий среды. Другое название – анодное оксидирование. Кроме того, оксидирование применяют для повышения эстетичности внешнего вида изделий.

Устраняются поверхностные дефекты– небольшие царапины, мелкие сколы. Можно имитировать покрытие драгоценными металлами или повысить адгезивные свойства. Покрытие можно наносить не только на производстве, но и дома.

Анодирование алюминия в домашних условиях пользуется большой популярностью у домашних умельцев. В изделиях, подвергнутых анодному оксидированию, повышается стойкость защитного покрытия.

Общие сведения о технологии анодирования

Технология анодирования алюминия схожа с гальванической обработкой. Оседание ионов оксидов раствора на заготовке происходит в жидком электролите при высоких или низких температурах. Использование нагретого раствора возможно в промышленных установках, где есть возможность тщательного контроля и регулирования напряжения и силы тока в автоматическом режиме.

В домашних условиях обычно пользуются холодным методом. Данный способ достаточно прост, не требует постоянного контроля, а оборудование и расходные материалы — доступны. Для приготовления раствора можно использовать электролит, применяемый в свинцовых автомобильных аккумуляторах. Он продается в каждом автомагазине.

Высокая прочность защитной оксидной пленки зависит от ее толщины, которая в домашних условиях получается при обработке в холодном растворе. Наращивание производится ступенчатым регулированием рабочего тока.

Оксидирование алюминия в черный цвет относится к цветному анодированию. Черный цвет получают в два этапа. Вначале наносится бесцветная пленка электролитическим способом, а затем заготовку помещают солевой раствор кислот. В зависимости от кислоты цвет может быть от бледной латуни до насыщенного черного. Черный алюминий широко используется в строительстве и отделке.

Подготовительный процесс

Для получения гладкой поверхности на стадии подготовки необходимо заготовку отполировать. С помощью войлочного или другого полировального круга устраняются царапины, затягиваются большие поры. Отсутствие микронеровностей снижает вероятность появления прогаров. Анодная пленка не способна скрыть внешние дефекты.

Перед анодированием алюминия необходимо определиться с размерами обрабатываемых деталей. Получаемый слой имеет толщину 50 микрон, поэтому на обработанную резьбу невозможно будет накрутить гайку. Если же детали соединяются с помощью посадки, то не стоит забывать, что после анодирования детали шлифовке не подлежат.

Проведение анодирования в домашних условиях

Для проведения процесса необходимы емкости. Емкости для анодирования должны соответствовать размерам деталей, быть чуть больше. В связи с чем обычно пользуются несколькими ваннами. Материал емкостей – алюминий.

Но если изделия небольшого размера, то подойдут пластиковые контейнеры. Только на дно и вдоль стенок необходимо уложить алюминиевые листы. Это необходимо, чтобы создать ток равномерной плотности по всему объему.

Электролит нуждается в изоляции от внешнего воздействия тепла. При нагревании его придется менять. Для исключения нагрева емкости снаружи покрываются слоем теплоизоляции. Ее можно обклеить пенопластом до 50 мм толщиной или, поместив в короб, заполнить свободное пространство монтажной пеной.

Раствор серной кислоты получают путем разбавления электролита для автомобильных аккумуляторов дистиллированной водой в пропорциях один к одному. Купив канистру емкостью 5 литров, раствора можно получить 10 литров.

Смешивание, когда в кислоту добавляется вода, сопровождается обильным тепловыделением, и она буквально вскипает разбрызгиваясь. Поэтому в целях безопасности серную кислоту вливают в емкость с водой.

Перед началом анодирования алюминия его подвергают химической подготовке. Химическая подготовка – процесс обезжиривания. В промышленных условиях обработку проводят едким натром или калием.

Но в домашних условиях лучше пользоваться хозяйственным мылом. Зубной щеткой и мыльным раствором с поверхности хорошо удаляются загрязнения.

После чего сначала заготовки промываются теплой водой, а затем — холодной.

Альтернативой хозяйственному мылу служит стиральный порошок. Растворив его в закрытом пластиковом контейнере и поместив туда обрабатываемые детали, необходимо интенсивно встряхнуть. Затем детали промываются и просушиваются потоком горячего воздуха. Активный кислород, содержащийся в стиральном порошке, защищает обезжиренные изделия, даже если их взять голыми руками.

Подготовка электролита

Растворы кислот считаются небезопасными реактивами, поэтому для проведения анодирования алюминия в домашних условиях прибегают к другому типу раствора. Для его приготовления используют соль и соду, которые всегда есть под рукой.

Для приготовления электролита берут две пластмассовые емкости. В них наводят солевой и содовый составы, соблюдая пропорцию: на порцию соли или соды 9 порций дистиллированной воды.

Анодирование в домашних условиях

После растворения компонентов раствор выдерживается с целью оседания не растворившихся частиц на дно. При переливании в емкость для анодирования его необходимо процедить.

Способы анодирования алюминия

Разработано несколько способов обработки алюминиевых сплавов, но широкое применение нашел химический способ в среде электролита. Для получения раствора используют кислоты:

Для придания дополнительных свойств в раствор добавляют соли или органические кислоты. В домашних условиях в основном используют серную кислоту, но при обработке деталей сложной конфигурации предпочтительнее использовать хромовую кислоту.

Процесс происходит при температурах от 0°С до 50°С. При низких температурах на поверхности алюминия образуется твердое покрытие. При повышении температуры процесс протекает значительно быстрее, но покрытие обладает высокой мягкостью и пористостью.

Технология твердого анодирования алюминия

Кроме химического метода в некоторых случаях используются следующие методы анодирования алюминия:

микродуговое;
цветное:
адсорбцией;
опусканием в электролит;
опусканием в красящий раствор;
гальваникой;

интерферентное;
интегральное.

Теплое анодирование

Способ теплого анодирования используется для получения основы под покраску. Покрытие пористое, но за счет этого обладает высокой адгезией. Нанесенная сверху эпоксидная краска надежно защитит алюминий от внешних воздействий.

Недостатком считается низкая механическая прочность и коррозионная стойкость покрытия. Оно разрушается при контакте с морской водой и активными металлами. Данный способ можно произвести в домашних условиях.

Процесс протекает при комнатной температуре или выше (не более 50°С). После обезжиривания заготовки устанавливаются на подвесе, который удерживает их в растворе электролита.

Анодирование продолжается до тех пор, пока на поверхности не появится покрытие молочного цвета. После снятия напряжения заготовки промываются в холодной воде. Затем детали подлежат окрашиванию. Красят их путем помещения в емкость с горячим красителем. После чего полученный результат закрепляют на протяжении 1 часа.

Альтернативные методы

В данном случае был рассмотрен простейший метод оксидирования сернокислотным электролитом. Но если требуется получить более качественное покрытие, то можно воспользоваться и технологией анодирования алюминия в сульфосалициловой кислоте, которая образует тонкие, но плотные слои покрытия. Это обусловлено тем, что электролит оказывает минимальное воздействие на металл с точки зрения его растворимости. Но и данный эффект при необходимости можно восполнить, добавив в активную смесь ту же серную или щавелевую кислоту. Распространена и обработка в двухкомпонентных сульфосалицилатных средах. Она, напротив, благодаря медленному повышению температуры анода позволяет при сохранении небольшой силы тока наращивать толстые и прочные покрытия.

В качестве альтернативы можно предложить и так называемый метод холодного оксидирования. В этом случае процесс происходит в условиях температуры ниже нуля. Уже отмечались риски при использовании пограничных температурных значений, но этот вариант себя оправдывает, когда нужно получить не декоративное, а защитное основание на поверхности. Иными словами, холодное анодирование алюминия при температурном режиме порядка -10 °C не позволит обеспечить детали выраженный декоративный оттенок, но зато сделает прочнее ее наружную структуру. Но, опять же, этот метод потребует использования электротехнического оборудования, которое сможет стабильно поддерживать ток под напряжением более 12В.

Чернение алюминия в домашних условиях: средства, методы, порядок действий, советы

27 Ноября, 2018
Разное
Тамила Гресько

Ввиду того, что большинство марок стали подвержено коррозии, при контакте с водой они начинают ржаветь.

Также это может произойти, если изделие находится в помещении с повышенной влажностью воздуха. Конечно, коррозийный процесс можно предотвратить, если каждый раз стальную поверхность вытирать насухо.

Преимущественно на металлические изделия наносят при помощи кисточки или путем напыления антикоррозийную краску.

Однако это не решение проблемы, если в конструкции предусмотрены резьбовые соединения или имеются подвижные детали. Оптимальным вариантом в таких случаях станет процесс воронения. Несмотря на то что ржавчина на алюминии не образуется, судя по отзывам, бывает, что владелец хочет этот металл зачернить.

Для этой цели также можно посоветовать данную процедуру. Ее еще называют синением. Но если придерживаться технической терминологии, то этот процесс правильнее называть оксидированием.

Как зачернить алюминий? Что для этого понадобится? Информацию о том, как выполнить чернение алюминия в домашних условиях, вы найдете в данной статье.

В чем суть процедуры?

Прежде чем приступить к чернению алюминия в домашних условиях, следует разобраться, в чем же заключается смысл данного процесса.

Как утверждают специалисты, его суть в том, чтобы создать такие условия, в которых на металлической поверхности образовалась бы пленка из окиси железа. В зависимости от того, какой способ воронения алюминия был выбран, толщина ее может составлять от 1 до 10 мкм.

Воздействовать на металл можно тремя способами. Следовательно, чернение алюминия в домашних условиях бывает термическим, кислотным и щелочным. В первом случае изделие подвергается нагреву, а в двух остальных оно обрабатывается в соответствующем растворе.

В ходе воронения на поверхности будут меняться цвета побежалости. Мастеру достаточно лишь определиться с нужным цветом окисления и вовремя остановить процесс.

О хлористом железе

Судя по отзывам, некоторые домашние умельцы вытравливают печатные платы и получают таким образом жидкость для чернения алюминия. Далее в эту отработку опускают на определенное время блестящие металлические детали.

Тем, кто интересуется, как выполнить чернение алюминия в домашних условиях, можно посоветовать не усложнять процесс вытравливанием плат, а сразу обзавестись хлорным железом для изготовления нужного раствора.

Работать данным методом можно как с алюминием, так и с дюралью, сталью и латунью.

Судя по отзывам, лучше всего чернятся алюминиевые поверхности. С дюралевыми дело обстоит несколько хуже. Стальные, как утверждают мастера, практически не чернятся.

Однако на них образуется специфический налет, который можно спутать с ржавчиной. Тем не менее стальная поверхность уже не так блестит и смотрится гораздо лучше.

Латунные изделия после обработки в хлористом железе также черными не становятся, но приобретают матовый красноватый оттенок.

Как воронить хлористым железом? С чего начать?

Если обработке подлежат алюминиевые изделия небольших размеров, то можно ограничиться 15-20 граммами этого вещества. Чернение алюминия в домашних условиях посредством хлористого железа состоит из нескольких этапов. Прежде всего следует все подготовить к работе. Сначала хлористое железо разводится водой.

Важно, чтобы смесь было удобно намазывать. Чтобы она была густой и не растекалась, воды нужно брать небольшое количество. Далее раствору необходимо дать время настояться. За это время можно подготовить к воронению непосредственно само изделие: с его поверхности счищают грязь и пыль, а далее обезжиривают.

Судя по отзывам, его достаточно помыть под краном с мылом.

Ход работы

Если раствор приготовлен, а алюминиевая поверхность очищена, можно приступать непосредственно к воронению. Работать придется палочкой с намотанной на одном конце ватой.

Этой палочкой зачерпывают смесь и наносят на нужный участок. При этом нужно следить, чтобы она не растекалась, а оставалась на месте. После изделие на некоторое время следует оставить, не мешать химической реакции.

Чтобы она протекала быстрее, хлористое железо специалисты рекомендуют разводить теплой водой. Как утверждают домашние умельцы, алюминий почернеет уже через 10 минут.

Дюралевые изделия придется воронить дольше – химическая реакция займет полчаса.

Завершающий этап

В результате воронения хлористым железом поверхность должна получиться темно-серой с матовым оттенком. Несмотря на то что вороненый алюминий уже не дает бликов, может случится так, что сам цвет мастера не устраивает. В таком случае деталь промывается и процедура повторяется снова. Можно попробовать раствор подержать подольше. В конце изделие снова моют в воде и сушат.

Как чернить оливковым маслом и яичным белком?

Суть данного метода в следующем. Сначала деталь из алюминия тщательно полируется мелкозернистой наждачной бумагой. Далее обезжиривается в содовом растворе. Затем на изделие наносят оливковое масло и нагревают при помощи спиртовой лампы. Очень важно, чтобы пламя не давало копоти.

Термообработку следует выполнять до тех пор, пока на поверхности не проступит черный цвет. За это время масло выгорит и его придется нанести повторно. Как утверждают специалисты, намазывать деталь придется часто. После поверхность охлаждается и тщательно вытирается.

От данной процедуры практически не отличается метод с использованием яйца. Разница лишь в том, что на поверхность следует наносить не оливковое масло, а сбитый яичный белок. Желательно, чтобы перед воронением он настоялся в теплом месте пару дней.

Когда на детали он достаточно подсохнет, ее начинают нагревать до красна. В конце белок должен отстать, а алюминий под ним окрасится в черный цвет.

О меднении

Для окрашивания поверхности предусмотрен гальванический способ. Благодаря медному слою внешне изделие получится более привлекательным. Это объясняет, почему медное гальваническое покрытие используется преимущественно в дизайнерских проектах.

Кроме того, слой меди обеспечивает металл высокой электропроводностью. Меднение может быть основным процессом, задача которого – создать поверхностный слой. Также данный гальванический способ используют в качестве промежуточной операции, когда требуется нанести на поверхность другой металлический слой.

Например, если нужно выполнить серебрение, хромирование и никелирование.

Что понадобится для работы?

Как утверждают мастера, чернить алюминий данным способом можно дома. Однако прежде нужно обзавестись необходимым оборудованием и материалами. В первую очередь готовят источник электрического тока.

Для этой цели вполне подойдет батарейка КБС-Л, рассчитанная на 4,5 вольт. Некоторые умельцы рекомендуют 9-вольтовые батарейки «Крона».

Можно также воспользоваться автомобильным аккумулятором или маломощным выпрямителем на 12 вольт.

Чтобы была возможность регулировать и плавно остановить процесс, понадобится реостат. Раствор электролита будет содержаться в нейтральной стеклянной емкости или пластиковой широкой посудине. Подвести ток к раствору можно будет посредством анодов.

Как приготовить раствор?

Для качественной гальваники нужно запастись следующими химическими реактивами:

Медным купоросом. Достаточно будет 20 г.
Соляной или серной кислотой (2-3 мл).

Для приготовления электролитного раствора эти вещества растворяют в дистиллированной воде. Специалисты советуют использовать не менее 1 литра. Подробнее о том, как осуществить в домашних условиях чернение алюминия медным купоросом, – далее.

Описание процесса

Судя по отзывам, процедура пройдет без проблем, если придерживаться следующей очередности действий. Первым делом деталь очищается и обезжиривается. Затем изделие нужно опустить в пустую емкость.

Теперь к алюминию можно подключить отрицательную клемму. В отдельной емкости готовится раствор электролита. Далее с одного конца многожильного медного провода снимается изоляция.

Должно получиться нечто наподобие кисточки.

Вторым концом провод соединяют с положительной клеммой. Процедура чернения состоит в том, что кисточку смачивают в приготовленном растворе, и не касаясь обрабатываемой детали, проводят по ее поверхности. В конце изделие из алюминия моют и сушат.

Как используются алюминиевые кастрюли

Алюминий по своей природе обладает некоторыми весьма неприятными свойствами, которые существенно сужают полезность посуды в бытовой жизни.

Во-первых, этот материал сильно взаимодействует с различными органическими кислотами, поэтому ни в коем случае не варите в алюминиевых кастрюлях супы и каши. Они скиснут буквально за несколько часов, являя Вам проблемы в виде неприятного резкого запаха и испорченной посудины.
Во-вторых, алюминиевая посуда хороша для варки в ней варенья, компотов и прочих заготовок, которые предполагают закатывание в банки и дальнейшее длительное хранение. Но опять же не рекомендуется оставлять сваренное в кастрюле: скиснет не так быстро, как в первом случае, но всё же может испортиться.
В-третьих, перед использованием алюминиевой кастрюли (чтобы избежать неприятных последствий) обязательно прокипятите в ней воду с добавлением соли. Пропорции: 1 чайная ложка соли на 5 чайных ложек воды.
В-четвёртых, не забывайте, что посуда из этого материала не имеет антипригарного покрытия, поэтому стоит вам отвлечься, пища начнёт пригорать, оседать на стенках кастрюли чёрным нагаром, отмыть который бывает крайне проблематично. Также чёрный цвет приобретают внешняя поверхность из-за контакта с газовой или электрической конфоркой.
И, в-пятых, не пытайтесь просто «отскоблить» нагар. Прочитайте советы, приведённые ниже, и вы сохраните свою посуду в целости и первозданном виде.

Как чернить алюминий в домашних условиях

Каждый из нас сталкивался с таким определением, как анодирование, которое применяется, в частности, к алюминиевым изделиям.

Этот металл в чистом виде или его сплавы хорошо подходят для изготовления разных поделок, чем пользуются многие домашние умельцы. Металл имеет малый вес, обладает высокой прочностью и легко поддается обработке.

Но что самое ценное, он стоек к коррозии. Многие умельцы проводят анодирование алюминия в домашних условиях.

Но для чего это делается, ведь материал сам по себе достаточно прочный и выглядит неплохо? Однако, несмотря на все достоинства, у него есть и слабые стороны.

И его главный недостаток – это взаимодействие с воздухом, в результате чего происходит реакция окисления. Это приводит к образованию налета, который существенно затрудняет покраску изделий.

К тому же сам вид алюминия далек от совершенства. Именно по этой причине алюминий подвергается процедуре анодирования.

Согласно ГОСТам, анодирование именуется анодным оксидированием. Главным итогом электрохимического процесса анодирования алюминия становится образование более прочного оксидного покрытия.

Дело в том, что в ходе окисления металла на его поверхности образуется защитная пленка, которую легко повредить. Вся суть анодирования сводится к укреплению этой пленки, а не в нанесении какого-либо покрытия, что обычно происходит при хромировании или цинковании изделий. Пленка образуется из самого алюминия.

Процесс очень схож с другой технологией – воронением металлов окислением. Анодированию подвергаются не только изделия из алюминия, магний и титан тоже при необходимости подвергаются такой защитной обработке.

Что может дать анодирование алюминия в домашних условиях металлу? Прежде всего способность противостоять коррозии существенно повысится. Более прочная оксидная защитная пленка будет держаться очень долгое время и не отслоится.

Помимо этого есть еще ряд преимуществ, которые дает технология анодного оксидирования:

Сглаживает поверхность алюминиевых изделий, то есть скрывает некоторые дефекты (царапины и повреждения точечного характера, сколы, полосы) и придает однородность металлу.
Красочные покрытия лучше держатся на таком металле за счет приобретения матовой поверхности.
Анодированные алюминиевые профили отличаются улучшенными защитными свойствами.
Цветное анодирование алюминияпридает металлу более привлекательные черты.
Большая толщина защитной пленки.
Возможность для различной имитации – серебро, золото, жемчуг и прочее.

Что касается анилиновых красителей, то здесь существует много вариантов. К тому же анодирование может выполняться разными способами:

холодным;
твердым;
цветным.

Рассмотрим их вкратце ниже.

Холодное анодирование

В домашних условиях зачастую используется холодная методика анодирования алюминия. Многие компании, которые предлагают услуги в этой области, также в основном специализируются на таком способе. Диапазон рабочей температуры составляет от -10 до +10 градусов, из-за чего методика и зовется холодной.

Среди достоинств анодирования алюминия в домашних условиях этим способом можно выделить получение более толстого защитного покрытия, что повышает стойкость к коррозии.

Только обработанные изделия сложно обрабатываются органическими красочными материалами. Хотя цвет металл приобретет в любом случае, причем оттенок может быть оливковым, сероватым или черным.

Твердое анодирование

Результатом твердого анодного оксидирования является получение особенно прочной защитной пленки. Во многом за счет этого данная технология успешно используется в огромных масштабах:

промышленность;
авиастроение;
автомобилестроение;
строительство.

Особенностью твердого анодирования алюминия является применение сразу нескольких электролитов. Помимо использования серной кислоты, участвует и ряд прочих аналогов: щавелевая, серная, лимонная, винная и борная. И это в ходе одного только процесса, при котором плотность тока постепенно повышается.

Прочность защитного покрытия увеличивается за счет структурных изменений.

Цветное анодирование

Суть этого метода заключается в изменении цвета металла. При этом можно выделить 4 основные методики:

Адсорбция – изделия погружаются в специальную ванну либо в красящий раствор, разогретый до необходимой температуры.
Электролитическая (черное анодирование алюминия) – изначально получается бесцветная пленка, после чего происходит окунание алюминиевых изделий в кислый солевой раствор. В строительстве широко распространен черный цвет, но можно получить и слегка бронзовый оттенок.
Интерференционная – методика схожа с электролитической, но при этом создается особенный светоотражающий слой, за счет чего цветовая палитра гораздо больше.
Интегральная – суть этого метода заключается в смешивании электролита и органических солей.

Как можно понять, цветное анодное оксидирование позволяет приобрести новый оттенок цвета, в зависимости от предпочтений.

Домашняя технология

В промышленности анодирование металлов производится при участи серной кислоты, но проводить анодирование алюминия в домашних условиях с ее использованием крайне нежелательно в силу выделения большого количества газа. Стоит только образоваться малейшей искре, и тогда не избежать печальных последствий. Сама методика остается неизменной, но вместо кислоты используется сода.

Но прежде стоит подготовить «оборудование»:

несколько ванночек;
проводку;
АКБ или выпрямитель (источник тока);
реостат;
амперметр.

Непосредственно для самого процесса нужны именно алюминиевые емкости. Две прочие нужны для приготовления растворов, для чего пригодятся изделия из стекла или пластика.

Подготовка альтернативного электролита

Для приготовления растворов для анодирования алюминия своими руками (содового и солевого) нужна только теплая дистиллированная вода. Компоненты для смешивания выдерживают в пропорции 1 к 9 (сода или соль – вода).

Растворы хорошо перемешиваются, после чего им необходимо настояться. А через некоторое время их нужно перелить в другие емкости, причем стараться исключить попадание содового осадка. Конечный результат процедуры будет зависеть от чистоты раствора.

Перед тем как деталь подвергать обработке, ее нужно очистить, при необходимости отшлифовать поверхность и обезжирить. Толщина пленки не более 0,05 миллиметра, поэтому она не может скрыть видимые дефекты.

Непосредственно перед процессом нужно смешать подготовленные растворы в одной емкости.

Как обрабатывают алюминий и алиминиевые сплавы?

Алюминий – один из самых популярных металлов, из которых изготавливают множество разнообразных деталей. Он легкий, прочный, не поддается коррозии, к тому же, легко обрабатывается.

Обработка алюминия: виды и особенности

Обработка алюминиевых заготовок возможна несколькими способами, в зависимости от поставленных задач и желаемого результата. Чаще всего применяют:

химическую полировку;
электрохимическую шлифовку;
химическое окисление.

Химическая полировка и ее особенности

Химическая полировка позволяет устранить практически любые видимые дефекты поверхности, при этом не повышая ее отражающие способности.

Суть процедуры состоит в том, что алюминиевые детали погружают в емкость со специальным составом, под воздействием которого улучшается контур поверхности, неровности становятся менее заметными.

Перед погрузкой в алкалиновый раствор все детали тщательно обезжириваются.

Выдерживают детали в растворе от одной до четырех минут. Температура раствора – 100 градусов по Цельсию. После выемки все детали тщательно промывают сначала в горячей, а потом в холодной воде.

Электрохимическая шлифовка и ее особенности

Чаще всего для электрохимической шлифовки алюминиевых заготовок применяется метод BRYTAL, суть которого заключается в том, что каждая деталь сначала обезжиривается, затем аккуратно промывается, после чего погружается в 80-ти градусный раствор, в составе которого присутствует карбонат натрия (15%) и тринатрий фосфат (5%).

Здесь важно оказать двойное воздействие: сначала в результате погружения заготовок в рабочий раствор на 20-30 секунд должен удалиться естественный слой алюминиевого окисла. После этого между катодом и анодом (в качестве которого и выступает алюминиевая деталь) пропускается 24-вольтный разряд, создавая таким образом некую поляризацию.

Анод при этом остается покрытым окисленным слоем, который, в свою очередь, со временем растворяется электролитом. На это ему требуется ориентировочно столько же времени, как и на создание, при этом толщина слоя не растет.

Обработанная таким образом каждая деталь затем просушивается. В результате получается достаточно тонкий окисленный слой. Сам по себе он выступает недостаточно сильной защитой, и часто требует последующего анодирования.

В результате данного процесса поверхность заготовок приобретает светоотражающую поверхность, что ценится, например, при изготовлении параболических фар. Кроме того, такие изделия имеют высокий уровень защиты от износа.

И химическая полировка, и электрохимическая шлифовка отлично справляются с единственной задачей – улучшение эстетических показателей поверхности. При этом обработанная деталь не отличается высоким уровнем защиты. Для этих целей лучше подойдут химическое, а также анодное окисление.

Химическое окисление и его особенности

Воздействие химическим окислителем на любую алюминиевую деталь или сплав данного металла весьма важно с экономической точки зрения. В первую очередь, процесс непременно должен иметь место перед покрытием изделий лаком или краской, в противном случае невозможно достичь нужного уровня сцепления.

Дополнительные преимущества химического окисления:

повышает стойкость к коррозии;
улучшает износоустойчивость;
повышает эстетические качества, включая сохранение металлического блеска.

Самая популярная система химического окисления включает такие этапы:

обезжиривание (деталь обрабатывают трихлорэтиленом);
промывание каждой запчасти в большом количестве горячей, а потом и холодной воды;
погружение заготовок в рабочий раствор: в 10 литрах воды растворяется 500 г карбоната натрия и 150 г хромат натрия.

Время выдержки запчастей в растворе до 15 минут, рабочая температура – 90-95 градусов по Цельсию. После того как алюминий вытащат из раствора, каждую деталь нужно снова тщательно промыть в горячей воде, а затем в холодной.

Во время химического окисления на поверхности заготовок образуется тонкая пленка, состоящая из хрома и алюминий оксидов. Она создает хорошую основу для покрытия краской, лаком, повышает устойчивость к износу и коррозийным процессам.

Анодирование алюминиевых деталей

Анодирование – это процесс, также известный как народное оксидирование, в результате которого на поверхности алюминиевой заготовки появляется оксидное покрытие. Алюминий при этом окисляется, но от окислительных процессов его защищает оксидная пленка.

Такая обработка имеет ряд неоспоримых преимуществ:

повышает защитные и декоративные свойства металла;
обеспечивает поверхности матовость и однотонность;
устраняет механические повреждения, такие как сколы, царапины, трещины;
увеличивает толщину защитного слоя.

Обработка алюминиевых заготовок посредством анодирования имеет несколько разновидностей.

Тепловое анодирование отличается достаточно простой технологией, проводится при комнатной температуре и позволяет получить красивое цветное покрытие. При этом используются исключительно органические красители. У умелого специалиста одна и та же деталь может получить несколько цветовых решений. Из недостатков следует отметить тот, что высокой степени защиты от коррозии не достичь.
Холодное анодирование алюминиевых заготовок отличается прочностью и твердостью анодного слоя, отличными показателями износоустойчивости, высоким качеством. Каждая деталь, используемая в рамках данной технологии, должна быть хорошо охлаждена. Такая обработка имеет единственный недостаток – в процессе холодного анодирования невозможно использовать органические красители.
Достаточно прочную и твердую пленку можно получить путем твердого анодирования. Особенность технологии заключается в применении одного из нескольких электролитов: помимо кислоты серной также используется щавелевая, уксусная, винная или борная кислота. Во время процесса плотность тока растет, и, соответственно, пленка повышенной плотности также увеличивается.

Для процесса анодирования применяют несколько разных по диаметру алюминиевых ванн (также можно использовать пластик или полипропилен). Главное условие – соблюдение теплоизоляционных свойств ванны.

Механическая обработка алюминия: с какими проблемами можно столкнуться

Мягкий и пластичный алюминий отлично поддается механообработке, но иногда при этом можно столкнуться и с негативными эффектами. У некоторых сплавов отмечается высокая вязкость.

В этом случае при фрезеровке или сверлении может формироваться длинная стружка, которая будет наматываться на рабочий инструмент, приводя его к поломке.

Чтобы минимизировать риск такой неприятности, инструменты для механообработки алюминиевых сплавов следует выбирать с большими стружечными канавками – пусть это ограничит максимальное количество зубцов на фрезе, зато облегчит ход стружки, частично решая проблему.

Анодирование алюминия — способы выполнения технологии

Анодирование алюминия (анодное оксидирование) – это процесс, в результате которого на поверхности металла образуется оксидное покрытие.

Основная задача оксидного покрытия – защитить поверхность алюминия от окисления, возникающего из-за взаимодействия этого металла с воздухом.

Анодирование призвано не уничтожать пленку, образовавшуюся при окислении (она выполняет защитную функцию), а сделать ее более прочной. В этом отношении анодирование похоже на такой метод, как воронение окислением.

Технология анодного оксидирования используется для укрепления не только алюминия и его сплавов, но и других металлов. К примеру, оксидные покрытия используются для защиты титана и магния.

Помимо укрепления поверхностного слоя, анодирование преследует следующие цели:

сглаживание различных дефектов поверхности (сколов, царапин и т.п.);
повышение адгезивных качеств материала (краска значительно лучше сцепляется с оксидной пленкой, чем с голым металлом);
улучшение внешнего вида металла;
придание металлу различных декоративных эффектов (к примеру, можно создать имитацию золота, серебра, жемчуга).

Технология анодирования

Процесс анодирования можно разделить на три части:

подготовительный процесс;
химическую обработку;
закрепление.

Химическая обработка

Химическое оксидирование алюминия представляет собой обработку металла в электролите. В качестве электролитов используются растворы различных кислот (серной, хромовой, щавелевой, сульфосалициловой). Порой в растворы добавляют соль или органическую кислоту.

Наиболее распространенный электролит – серная кислота. И все же этот электролит не применяется для обработки изделий сложной формы, на которых имеются небольшие отверстия или зазоры. В таких случаях предпочтительна хромовая кислота. А вот щавелевая кислота позволяет значительно улучшить разноцветные изоляционные покрытия.

Химическое оксидирование алюминия

Качество процесса зависит от нескольких составляющих, в числе которых концентрация, температурный режим и плотность тока. Высокие температуры способствуют ускорению анодирования. Причем пленка образуется мягкая и высокопористая. Если необходимо твердое покрытие, применяется более низкая температура.

Химическое оксидирование алюминия может осуществляться при температурах от нуля, до плюс 50 градусов по Цельсию. Плотность тока может варьироваться от 1 до 3 Ампер на квадратный дециметр. Показатель электролитной концентрации может находиться в пределах 10-20%.

Закрепление

После оксидирования металл выглядит, как пористая поверхность (даже при использовании холодного режима). Чтобы поверхность была достаточно прочной, эти поры нужно перекрыть. Делается это одним из трех способов:

окунанием изделия в горячую пресную воду;
обработкой паром;
размещением металла в так называемом «холодном растворе».

Обратите внимание! Если изделие будет окрашиваться, процесс закрепления не нужен, поскольку лакокрасочный материал естественным образом заполнит имеющиеся поры.

Существует три разновидности оборудования для оксидирования алюминия:

основное (ванны);
обслуживающее (обеспечение работы);
вспомогательное (подача изделий в ванну, проведение подготовки, складирование и т.п.).

Другие способы анодирования

Помимо классического способа, описанного выше, также может применяться твердое, микродуговое и цветное анодирование. Вкратце об этих способах обработки металла будет рассказано ниже.

Задача твердого анодирования – получить особо прочную микропленку. Методика нашла широкое распространение в авиастроении, автомобилестроении и строительстве. Особенность технологии состоит в том, что задействуются не один, а сразу несколько электролитов.

К примеру, в рамках одного процесса могут применяться щавелевая, серная, лимонная, винная и борная кислоты. В ходе анодирования плотность тока постепенно увеличивается, и благодаря структурным изменениям в ячейках пленка приобретает повышенную прочность.

Схема микродугового оксидирования

Микродуговое оксидирование – это электрохимический процесс, в котором поверхность алюминия окисляется, и в это же время между анодом и электролитом происходят электрозарядные явления. Методика позволяет получать особенно качественные покрытия с высоким уровнем износостойкости и адгезии.

Еще один способ анодирования – цветное. Как видно из названия, основная задача процесса – изменить цвет детали.

Существует четыре способа цветного анодирования:

Окрашивание методом адсорбции. Осуществляется путем погружения изделия в электролитную ванну. Также возможно окунание детали в раствор с красящим веществом, разогретым до заданной температуры.
Электролитическое окрашивание (другое название – черное анодирование). Вначале получают бесцветную пленку, а затем окунают металл в кислый солевой раствор. На выходе цвет изделия может разниться от черного, до слабого бронзового оттенка. Черные тона алюминия особенно востребованы в строительной отрасли.
Интерференционное окрашивание. Технология схожа с электролитическим окрашиванием, но за счет создания особого светоотражающего слоя цветовые оттенки получаются гораздо разнообразнее.
Интегральное окрашивание. Технология представляет собой смешивание электролита с органическими солями.

Анодирование в домашних условиях

Самостоятельное анодирование практически всегда осуществляется по холодной методике. Такой же технологии придерживается и большинство компаний, предоставляющих подобные услуги. Холодной методика называется из-за того, что в процессе создания пленки нет нужды в высоких температурах: рабочий диапазон температур колеблется между -10 и +10 градусов по Цельсию.

Достоинства холодного анодирования:

Поверхностный слой получается достаточно толстым благодаря тому, что скорость роста и растворения оксидной пленки с ее наружной и внутренней стороны различаются.
Пленка выходит очень прочной.
Обработанный металл отличается высокой стойкостью к коррозии.

Единственный недостаток методики состоит в сложности дальнейшей окраски металла материалами, основанными на органике. Однако металл, вне зависимости от его характеристик, в любом случае получает окраску естественным образом. Цвет может различаться от оливкового, до черного или сероватого.

Для проведения работ понадобится следующее:

ванны (алюминиевые емкости для анодирования, а также пара стеклянных или пластиковых – для изготовления растворов);
алюминиевые соединительные провода;
источник напряжения на 12 Вольт;
реостат;
амперметр.

Приготовление раствора

Как уже говорилось выше, основной электролит для анодирования – серная кислота. Однако вне пределов производственного помещения использование такого электролита опасно. Поэтому в домашних условиях обычно используют соду.

Приготовление раствора:

Приготавливаем 2 раствора – содовый и соляной. Компоненты засыпаем в емкости с дистиллированной теплой водой в пропорции 1 к 9.
Хорошо перемешиваем раствор и даем ему настояться.
Сливаем раствор в другую емкость таким образом, чтобы туда не попал содовый осадок. От чистоты раствора в значительной степени зависит результат анодирования.

Анодирование

Прежде всего, нужно подготовить деталь. Задача подготовительного процесса — очистить, отшлифовать и обезжирить поверхность перед анодированием. Если на изделии не убрать видимые дефекты, полученная пленка не сможет их скрыть, так как ее толщина не превышает 1/20 миллиметра. Прямо перед анодированием смешиваем оба раствора в одной посуде.

Емкость для анодирования должна быть достаточно объемной, чтобы в нее можно было полностью погрузить деталь. Кроме того, деталь должна быть зафиксирована так, чтобы не касаться дна посуды. Для этого можно использовать стойку или любой другой вариант – на личное усмотрение. Также нужно вдумчиво подойти к вопросу крепления детали, так как после анодирования в местах фиксации останутся следы.

Ток подается, по крайней мере, 30 минут. На необходимость завершать анодирование указывает изменение цвета детали. Когда деталь готова, напряжение отключаем, а металл извлекаем из ванночки.

После изъятия тщательно промываем заготовку. Чтобы результат был качественным, на 15 минут кладем металла в марганцевый раствор. Затем вновь промываем деталь сначала в теплой, а затем в холодной воде.

Далее высушиваем металл. Если технология не нарушена, изделие приобретет светло-серую тональность. На качественно проделанную работу указывают равномерный цвет поверхности, отсутствие потеков и пятен.

Завершающая стадия анодирования – закрепление пленки. Необходимо закрыть микроскопические поры, имеющиеся в пленочном покрытии. Для этого кладем металл в емкость с дистиллированной водой и кипятим в течение получаса.

По желанию можно также покрасить или отлакировать металлическую поверхность. Лакокрасочный слой наносится методом погружения.

Итак, анодирование алюминия может осуществляться разными способами. Однако лишь холодная обработка металла содовым и соляным растворами доступны в домашних условиях. Также стоит заметить, что при соблюдении технологических требований вне зависимости от вида раствора отсутствует существенная разница в качестве полученных поверхностей.

Общие сведения о технологии

Процесс анодирования состоит из нескольких технологических этапов, среди которых механическая и химическая подготовка, непосредственно создание покрытия и при необходимости – коррекция и доработка изделия. Первичная механическая обработка выполняется с целью ликвидации царапин, рисок, вмятин и других дефектов на поверхности, которые не позволят качественно выполнить операцию. В частности, цветное анодирование алюминия требует обеспечения максимальной гладкости поверхностей заготовки, что позволит ей придать естественный блеск с отливом. Обработка производится путем шлифования и полировки, но от крупных абразивов стоит отказаться. Оптимальным вариантом станут фетровые и войлочные круги. Уже на этом этапе можно предусмотреть элементы химической подготовки – например, в качестве полировочных паст задействуется венская известь или та же окись алюминия. Иногда производится и химическая электрополировка на специальном оборудовании.

Что касается прямой химической подготовки, то она выполняется посредством операций обезжиривания, травления и осветления. Уже в процессе анодирования может производиться окрашивание или уплотнение. Опять же, в бытовой сфере данный метод обработки чаще используется для декоративного изменения цвета. Анодирование алюминия позволяет наделять заготовку светло-серым, черным, красным, синим и другими оттенками. Отдельную категорию палитры занимают имитирующие цвета – например, с эффектом старения или «под бронзу».

Анодирование алюминия в домашних условиях

Анодирование алюминия

Холодная технология

Для проведения анодирования алюминия необходимы:

источник питания 12 В (АКБ, стабилизатор);
алюминиевые провода;
реостат;
амперметр;
емкости для растворов.

Холодная технология отличается тем, что рост анодированного покрытия со стороны металла протекает с большей скоростью, чем его растворение с внешней стороны.

Вначале проводятся подготовительные работы, описанные выше. Затем детали необходимо закрепить. Не следует забывать, что под крепежным элементом пленка не образуется. А подвешенные заготовки при опускании в емкость не должны касаться стенок и дна.

К деталям от источника питания подключается анод, соответственно к емкости катод. Плотность тока подбирается в пределах 1,6-4 А/дм2. Рекомендуемые значения 2-2,2 А/дм2. При малых значениях процесс будет протекать медленнее, а при больших может возникнуть пробой цепи и покрытие начнет разрушаться.

Не рекомендуется, чтобы температура электролита поднималась выше 5°С. При анодировании электролит нагревается не равномерно. В центре он теплее, чем в углах емкости, поэтому необходимо постоянное перемешивание.

Продолжительность анодирования при холодном способе составляет около получаса для небольших элементов. Для крупных деталей продолжительность может составлять 60-90 минут. На окончание процесса указывает измененный цвет на поверхности алюминиевого изделия. После отсоединения проводов деталь промывается.

Процесс анодирования

К моменту начала процесса должна быть подготовлена емкость, катод с блоком питания, целевая деталь, подвесная конструкция и электролитическая смесь. Для регулировки силы тока необходимо подключить к электротехнической цепи переменный резистор. В емкости должны находиться два объекта – подготовленный катод из свинца и заготовка. При подаче тока начнется процесс выделения кислорода и деталь будет получать прирост защитного слоя. Об эффективности реакции можно судить по интенсивности выделения микропузырьков кислорода, которые будут медленно отходить от поверхности заготовки. Что касается времени обработки, то стандартная технология анодирования алюминия для небольших элементов предусматривает 20-30 мин. Крупные заготовки обрабатываются в течение 30-60 мин. Когда деталь обретет темно-матовый цвет, ее можно погрузить в раствор с анилиновым красителем с нужным оттенком. На окрашивание отводится еще в среднем 15-20 мин.

Чистка алюминия от коррозии и окиси

Это обстоятельство больше относится к восстановлению объектов, которые не используются в столовых и на кухнях. Например, для придания блеска автомобильным запчастям можно найти специальную пасту. Её небольшое количество наносится на тряпку (жёсткость не играет роли), и тщательно обтирается повреждённая часть. Так можно быстро очистить алюминий от ржавчины и окислов, и деталь приобретёт новый внешний образ. Что касается инструментов с металлической щетиной, то и их эксплуатация крайне не рекомендуется. В противном случае на запчасти появятся следы механического воздействия, которые будут чётко видны на солнце. В период очищения алюминия от коррозии надо пользоваться индивидуальной защитой, особенно если работы проводятся в закрытом помещении. Данные спецсредства могут выделять вредоносные компоненты, повреждающие кожные покровы и органы дыхания.

Чистка алюминиевой детали от окиси