• Придает поверхностям деталей диэлектрические свойства.

Такие изоляторы используют в различных трансформаторах и отдельных типах электролитических конденсаторов.

1. Обеспечивает прочность, износостойкость и долговечность строительных профилей, деталей для машиностроения, авиации и судостроения.
2. Придает необходимые характеристики элементам различных нагревателей и охладителей.
3. Скрывает мелкие дефекты поверхностей изделий, улучшая их декоративные свойства.
4. Делает разнообразным дизайн изделий.

С помощью анодного оксидирования получают покрытия разных цветов и оттенков, в том числе бронзового, золотого и серебряного.

• Помогает поддерживать чистоту.

К примеру, лестница из необработанного алюминия пачкает руки. Вследствие этого производители анодируют такие изделия, в том числе различные рукояти, перила, инструмент и многие другие предметы.

Технология химического анодирования алюминия

На современном производстве для создания защитных покрытий на поверхности алюминиевых изделий чаще всего используют метод сернокислого анодирования.

Суть технологии:

1. Сначала поверхность металла очищают от жиров и загрязнений. Затем в ванну с электролитом (в этом качестве выступает раствор серной кислоты h3SO4) погружают свинцовый катод и обрабатываемое изделие. Плотность жидкости составляет от 1 200 до 1 300 г/л; плотность электрического тока – от 10 до 50 мА/см²; напряжение – от 50 до 100 В; температура раствора от +20 °С до +30 °С (в дальнейшем при покраске она не должна превышать +20 °С).
2. Изделие промывают в растворе каустической соды.
3. На поверхности алюминиевой детали остается супертонкий оксидный слой.

Анодированный слой покрывает поверхность алюминиевого сплава неравномерно и с низкой скоростью. Для нанесения достаточно толстого покрытия плотность тока должна достигать 1,5-1,6 А/дм². Меньшие показатели ведут к формированию почти бесцветной пленки. Большая катодная плотность (отношение размеров катода к площади поверхности изделия) приводит к прогарам и растравливанию, что затрудняет работу с массивными деталями.

Оборудование для анодирования алюминия должно подбираться таким образом, чтобы площадь катода была равна, а лучше – вдвое превышала площадь обрабатываемого изделия.

Большое значение в ходе анодирования имеет надежность фиксации зажима и обеспечение хорошего электрического контакта изделия с источником тока.

В качестве электролита может использоваться не только раствор серной кислоты. Возможно применение:

• щавелевой кислоты;
• органических соединений и смесей;
• ортофосфорной кислоты;
• триоксида хрома.

Выбор того или иного электролитного раствора не связан с изменениями в технологическом процессе. Состав рабочей жидкости подбирают так, чтобы он способствовал формированию покрытия с оптимальными для последующего окрашивания характеристиками.

Процесс теплого анодирования алюминия

Теплое анодирование алюминия происходит при температуре +15…+20 °С. Некоторые недостатки этого метода обработки:

• Относительно невысокая степень защиты от коррозии. Подобная обработка не гарантирует того, что при контакте с химически агрессивной средой либо металлом анодированный слой выдержит воздействие кислорода.
• Слабая защита от механических повреждений.

Технологический процесс теплого анодирования включает такие этапы, как:

1. Обезжиривание поверхности.
2. Фиксация детали.
3. Оксидирование до формирования светло-молочной пленки.
4. Промывание под струей холодной воды.
5. Горячее окрашивание краской на основе анилина.
6. Выдержка в течение получаса.

Эта технология дает возможность получить необычайно красивую поверхность. Обработанные подобным образом детали не предназначены для эксплуатации в экстремальных условиях. Благодаря высокой адгезивности полученная пленка представляет собой оптимальную основу для нанесения долговечного лакокрасочного покрытия.

Холодное анодирование алюминия

Эта технология предусматривает оксидирование поверхности алюминиевых деталей при температуре от -10 °С до +10 °С и позволяет получить значительно более качественное защитное покрытие, чем при теплом анодировании.

Обработанный металл отличается:

• высокой прочностью;
• малой скоростью растворения слоя;
• большой толщиной защитного слоя.

Технология холодного анодирования включает:

• обезжиривание поверхности изделия;
• закрепление детали на подвеске;
• анодирование с формированием плотного покрытия;
• промывание водой;
• закрепление анодированной пленки с помощью пара или горячей дистиллированной воды.

Данную технологию отличает долгое принудительное охлаждение. Закрепленный оксидированный слой обладает крайне высокой устойчивостью к повреждающим внешним воздействиям. Однако взаимодействие с титаном в течение нескольких десятилетий способно в некоторой степени ухудшить защитные свойства обработанной таким способом поверхности.

Покрытия, полученные с помощью холодного анодного окисления, отличают хорошие декоративные качества и высочайшая стойкость к износу. Однако имеется и недостаток: краска для анодирования такого алюминия может быть исключительно неорганической.

Окрашивание анодированного алюминия

Из-за высокой пористости анодированный слой легко поглощает влагу, различные растворы и органику. Плюсом большого количества пор является их позитивная роль в формировании достаточно толстого покрытия. Но эта особенность ухудшает эксплуатационные характеристики изделий. По этой причине оксидные пленки требуют дополнительной обработки, позволяющей с помощью гидратированного оксида алюминия или различных ЛКМ и пропиток закупорить имеющиеся мельчайшие пустоты.

Для окрашивания прозрачных и полупрозрачных оксидированных покрытий применяют растворенные в воде кислотные органические красители. Отличия в окраске анодированных слоев, полученных с применением разных электролитных растворов, обусловлены различной структурой, пористостью и их естественными оттенками.

Чтобы получить нужные цвета, обычно используют смесь анилиновых красок. Также часто в ход идут неорганические соединения. Однако реакция двойного обмена в растворах неорганических солей дает ограниченную цветовую гамму вкупе с высокой светостойкостью.

Уплотнение в растворах солей хрома позволяет придать металлу высокую стойкость к коррозии в водной среде. Чаще всего пользуются натриевой солью, так как она наиболее доступна по стоимости. Проведенные в свое время в США и Советском Союзе исследования легли в основу технических условий DEF151, которые регламентируют состав двухромовокислых солей, используемых для утолщения анодных покрытий.

Для уплотнения покрывающего слоя могут применяться как раствор бихромата натрия, так и его сочетания с карбонатом или гидроксидом натрия. Время обработки в растворе натрия двухромовокислого – от 5 до 10 минут. Этого мало для полноценного утолщения, но достаточно для поглощения большого количества хроматов, окрашивающих оксидированный слой в желтый цвет. Интенсивность окраски зависит от толщины анодирования алюминия.

Период обработки бихроматом без других компонентов должен быть равен времени анодирования алюминия. Такая процедура иногда не дает требуемую степень уплотнения, но обеспечивает хорошую гидратацию.

Рекомендуем статьи

• Виды сварочных работ: общепринятая классификация
• Автоматическая сварка под флюсом: суть процесса
• Полярность постоянного тока при сварке металла

Окрашивание покрытий не всегда происходит посредством органических или неорганических красок. При обработке алюминия некоторыми видами электролитных растворов возможно цветное анодирование. Можно получить различные оттенки (светло-соломенный, золотистый или бронзовый) при оксидировании сначала с помощью переменного, а затем посредством постоянного тока.

Также окрашивание можно осуществлять посредством электрохимической обработки в растворах солей олова или никеля.

С помощью анодирования можно добиться значительного улучшения эксплуатационных характеристик изделий из алюминиевых сплавов. При такой обработке формируется плотная оксидная пленка, которой можно придавать различные свойства, меняя способ получения покрытия. В промышленности чаще всего прибегают к твердому анодированию с образованием прочного слоя, устойчивого к механическим повреждениям.

При теплом анодировании образуется пористое покрытие небольшой прочности, которое может служить отличной основой для последующей окраски. Холодный способ дает возможность получить толстый оксидный слой, устойчивый к коррозии.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Технология анодирования: все о красителях

Тысячи специалистов по анодированию алюминия окрашивают свою продукцию. Эти компании варьируются от мастерских с резервуарами на 45 галлонов до архитектурных заводов с резервуарами на 7000 галлонов.

Обрабатываемые предметы варьируются от спортивного инвентаря и косметических упаковок до деталей космической станции. Привлекательное и высокофункциональное покрытие, которое они производят, является синонимом «качества», а технология используется в коммерческих целях уже более 50 лет.

Даже с такой длинной историей одни и те же вопросы возникают снова и снова. Часто возникают вопросы, связанные с выбором красителя, подготовкой ванны и контролем качества. Также ставится под сомнение влияние сплава, условий анодирования и промывки, которые слишком часто приводят к дорогостоящим дефектам и простоям. Кроме того, существует проблема черной сажи или белых пятен, которая приходит и уходит, заставляя многих анодировщиков чесать затылок.

Когда дело доходит до выбора красителя, анодировщик должен подумать о покупке экономичного продукта, который, как он/она уверен, будет давать желаемый цвет стабильным образом. Другие факторы могут включать требования к светостойкости или термостойкости, простоту использования и утилизацию отработанного красителя. Очень легко судить об экономичности красителя исключительно по его цене, но неужели вы считаете, что это в точной мере? Какова цена бракованной или выцветшей детали, возвращенной вашим клиентом? Как насчет стоимости утилизации красителя; некоторые красители содержат металл, а другие нет. Еще одним важным фактором должна быть производительность. Например, высокоэффективные черные красители могут легко окрашивать анодную пленку толщиной 0,4 мил. Это вдвое меньше времени и мощности анодирования, которые обычно используются в отрасли!

Приготовление красильной ванны относительно простое. Ванна с красителем должна быть заполнена примерно на 2/3 горячей деминерализованной водой, а взвешенный краситель или, в некоторых случаях, жидкий краситель, медленно добавляются при перемешивании для обеспечения полного растворения. Если продукт приобретается в виде порошка или гранул, суспензию готовят, беря ведро и наполовину наполняя предварительно подогретой водой из бака и добавляя при перемешивании краситель до образования жидкой пасты. При необходимости в бак добавляют буферную соль и немного кислоты, чтобы довести рН до значения, указанного поставщиком. Большинство красильных ванн работают при рН 5,5-6,0 и поддерживаются там с 2 г/л ацетата натрия и небольшим количеством уксусной кислоты. Однако есть исключения, и анодировщик должен всегда консультироваться как с техническим бюллетенем, так и с продавцом перед приготовлением ванны.

Окрашивание представляет собой простую процедуру, при которой загрузку просто погружают в красильную ванну на период времени, достаточный для достижения желаемого оттенка. В идеале для светлых оттенков концентрация красителя в ванне должна быть легкой. Желаемый оттенок должен быть достигнут не менее чем за 2 минуты. В противном случае однородность цвета внутри загрузки и между загрузками может стать проблемой. Для оптимальной свето- или теплостойкости важно окрашивать до полного насыщения. Другими словами, краска должна быть в хорошем рабочем состоянии, а загрузка должна пропитаться не менее 30 минут.

Контроль качества красильной ванны обычно осуществляется в форме мониторинга pH, концентрации и эффективности окрашивания. Как правило, растворимость красителя пропорциональна рН: чем ниже рН, тем ниже растворимость. Следует иметь в виду, что многие красители представляют собой многокомпонентные смеси. Если один или несколько из этих компонентов более чувствительны к колебаниям pH, может произойти изменение цвета. Получите оптимальный диапазон pH для вашего красителя у поставщика и придерживайтесь его, добавляя гидроксид натрия или уксусную кислоту.

лучше всего контролировать с помощью спектрофотометра на длине волны, при которой происходит максимальное поглощение. Для большинства анодаторов, не имеющих этого оборудования, можно использовать визуальный метод с хорошими результатами. В лаборатории приготовьте известные стандарты различной концентрации. Разбавьте каждый в одинаковом количестве до такой степени, чтобы вы могли увидеть различия, просматривая растворы – для черных красителей разбавление должно быть примерно 200/1. Наконец, разбавьте вашу неизвестную ванну на такое же количество и сделайте визуальное сравнение с эталонами. Этот метод может быть удивительно точным после небольшой практики.

Слишком часто концентрация красителя там, где должна быть, но он не окрашивается так, как при первом приготовлении. Цвет может быть выключен или просто слишком светлый. Краситель представляет собой сложную органическую молекулу, которая может быть чувствительна к проникновению загрязняющих веществ, росту плесени и даже, в некоторых случаях, к теплу. Когда эффективность ванны с разбавленным красителем падает, во многих случаях целесообразно просто слить ванну, а затем перезарядить ее. Затраты времени на производство и доработку при попытках сохранить ванну в приемлемом рабочем состоянии, как правило, не оправданы. Однако для черных красителей, обычно расходуемых при концентрации 10 г/л, и когда изменение оттенка не является проблемой, анодизатор часто считает, что в их интересах продолжать использовать резервуар как можно дольше.

Измерить эффективность или эффективную прочность красителя непросто. Он включает окрашивание панелей в стандартных ваннах, а также испытательную ванну, экстракцию красителя, адсорбированного панелями, и, наконец, измерение количества экстрагированного красителя. Опытный анодировщик часто хорошо «чувствует» эффективность своей ванны с черным красителем, просто отмечая, насколько хорошо и как быстро краска впитывается их частями по сравнению с первой загрузкой ванны. Существуют разные мнения относительно того, как использовать значения эффективной силы в качестве инструмента обеспечения качества и нужно ли это вообще. Исследования показали, что некоторые красители можно использовать для длительного воздействия на открытом воздухе. Для таких продуктов важен не только выбор красителя, но и его эффективная сила. Поэтому, если светостойкость продукта гарантирована, необходимо контролировать эффективную прочность красителя.

Правильная очистка и промывка важны для достижения однородности цвета. Если грязь не будет полностью удалена во время предварительной обработки, могут остаться участки, на которых цвет не сохранится. Неправильное полоскание обычно приводит к пятнистой или полосатой пленке. В тех случаях, когда на алюминии имеются микропоры, глухие отверстия или другие трудно поддающиеся промывке участки, могут появиться белые пятна. Очень хорошей идеей является использование иммерсионной обработки азотной кислотой между этапами анодирования и окрашивания. Эта процедура служит для кондиционирования пленки для улучшения впитывания красителя и сведения к минимуму риска различных потенциальных проблем с окрашиванием.

Морфология и собственный цвет оксидной пленки «после анодирования» напрямую влияют на то, насколько хорошо деталь будет впитывать краситель, и на ее окончательный вид. Эти характеристики покрытия определяются как сплавом, так и процессом анодирования. Обычно анодировщик мало что может сделать в отношении выбора сплава, однако некоторый контроль над окончательным внешним видом можно установить, регулируя плотность тока, время и температуру в ванне для анодирования.

Как правило, повышенная плотность тока и более низкие температуры анодирования создают менее пористые покрытия с пониженной прозрачностью. Крайним примером могут служить анодированные пленки с твердым покрытием, где плотность тока 25 А/фут ²  (или выше) в ваннах при температуре 30°F (или ниже) образуют пленки, которые, в зависимости от сплава, могут быть почти непрозрачными. Окрашивание таких пленок становится сложной задачей, а палитра доступных цветов ограничена. Общие методы решения этой проблемы включают погружение на 2-5 минут в 10% раствор азотной кислоты или повторное анодирование на 5 минут в более агрессивных условиях. Оба эти метода в некоторой степени ухудшают износостойкость.

На другом полюсе находятся высокопористые покрытия, которые анодируются при повышенных температурах (75°F или выше), низкой плотности тока (12 А/фут ²  или ниже), или и то, и другое. Эти «мягкие» пленки относительно легко окрашиваются и позволяют производить более широкую палитру, включая яркие цвета. Мягкие пленки также сложнее герметизировать, и на них образуется больше грязи. Предпочтительными условиями для декоративного анодирования являются температура около 70°F и плотность тока 12-15 А/фут ² .

является необходимым шагом на пути к получению детали с качественным цветным анодированием. Часто никелевое уплотнение лучше всего использовать либо отдельно, либо в сочетании с неникелевым уплотнением для горячей воды или средней температуры. Никель является функциональным компонентом уплотнения. Он служит для фиксации красителя, минимизации вытекания и улучшения стойкости цвета продукта. Распространенной проблемой, в которой обычно обвиняют печать, является наличие копоти — порошкообразного поверхностного остатка, который часто встречается на темных и черных цветах.

Важно понимать, что источником этого дефекта на самом деле могут быть условия мягкого анодирования или даже неадекватное раскисление после предварительной обработки. Если дефект можно проследить до уплотняющего резервуара, следует проверить рН, использовать фильтрацию и проверить уровень диспергатора в уплотняющем уплотнении. При использовании надлежащих условий анодирования и герметизации этот дефект может быть эффективно устранен.

Несмотря на относительную простоту процесса цветного анодирования, все может пойти не так. Если не контролировать отдельные производственные параметры и их различные взаимодействия, это может привести к дорогостоящему простою производства, дефектам или даже претензиям клиентов. Если следовать основам хорошей очистки, промывки, анодирования, окрашивания и герметизации, возникнет очень мало проблем. Все анодировщики несут ответственность за производство продукта, который будет продолжать придавать цветному анодированному алюминию ощущение качества, которым мы привыкли наслаждаться.

Марк Йозефович — вице-президент по техническим услугам Reliant Aluminium. Посетите http://www.reliantalluminumproducts.com

Анодирование алюминия для медицинских устройств и оборудования

Анодирование алюминия для медицинских компонентов создает прочное и коррозионностойкое покрытие с эстетическими преимуществами. Анодированный алюминий используется для производства широкого спектра медицинских инструментов, устройств и деталей, таких как стетоскопы, устройства для переливания крови и лабораторной обработки, регуляторы, кислородное оборудование и больничное оборудование.

Многие из тех качеств, которые делают алюминий востребованным во многих отраслях промышленности, таких как архитектура, аэрокосмическая промышленность и технологии, также полезны для медицинской промышленности. Алюминий часто используется для производства медицинских устройств и оборудования из-за его отношения веса к прочности, экологических качеств, более низкой стоимости и теплопроводности. Он пригоден для вторичной переработки, нетоксичен, легко обрабатывается и подходит для многих типов отделки.

Медицинское оборудование часто подвергается воздействию физиологических жидкостей, сильных чистящих средств и других агрессивных жидкостей. Стабильность металла имеет решающее значение для медицинских устройств, которые должны выдерживать жесткие допуски и выдерживать интенсивную очистку и стерилизацию. Химическая очистка и стерилизация также могут создавать проблемы для большинства металлических покрытий.

Анодирование используется для пассивации алюминиевой поверхности, повышения прочности металла и обеспечения коррозионной стойкости. Это экологически безопасный процесс электрохимической пассивации, который увеличивает толщину слоя природного оксида и создает пористую поверхность, которая делает ее восприимчивой к цвету или защитному покрытию.

Процесс анодирования алюминия

Анодирование является «конверсионным покрытием», поскольку оно превращает поверхность в оксид алюминия. Это отличается от большинства других защитных покрытий, которые представляют собой покрытия поверх поверхности.

Процесс анодирования включает погружение алюминиевой детали в кислотную электролитическую ванну и пропускание электрического заряда через среду. Катод расположен снаружи бака, а обрабатываемая алюминиевая деталь служит анодом. Когда ток проходит через ванну, ионы кислорода высвобождаются из кислого электролита и интегрируются с поверхностью компонента, образуя слой оксида алюминия. По этой причине анодирование не откалывается и не отслаивается.

Существуют различные процессы и стандарты для анодирования алюминия. Наиболее распространенные спецификации были получены из оборонной, аэрокосмической и автомобильной промышленности.

Двумя основными типами анодирования алюминия являются тип II и тип III, и оба типа являются чрезвычайно твердыми покрытиями.

Анодирование типа II, также называемое декоративным анодированием, представляет собой анодное покрытие, основной функцией которого является повышение устойчивости к коррозии и царапинам. Серная кислота используется для удаления положительных частиц с поверхности алюминия, оставляя микроскопические поры и образуя интегрированный оксидный слой. Удивительное преимущество анодирования алюминия заключается в том, что полученные поры могут быть заполнены тонированными пигментами, чтобы легко добавить цвет. Поры заполнены до поверхности и закрыты защитным слоем. Это создает устойчивый к царапинам цвет, который не может исчезнуть, потому что он находится глубоко под металлической поверхностью.

Анодирование типа III, также известное как твердое покрытие, используется для деталей, которые нуждаются в усиленной защите от коррозии, чтобы выдерживать повышенные температуры или более агрессивные и коррозионные среды. Это более плотное и прочное покрытие, обычно в три-четыре раза превышающее толщину типа II, которое используется для обеспечения максимальной устойчивости к царапинам и износу.

Прочное многоразовое медицинское изделие должно выдерживать не менее 50–100 циклов стерилизации парами перекиси водорода или надуксусной кислоты или использование высокощелочного чистящего средства без значительной потери цвета или целостности покрытия.