Анодирование стали своими руками: особенности процедуры в домашних условиях
alexxlab | 11.02.2023 | 0 | Разное
описание технологии, виды и способы
Оксидирование стали заключается в формировании на поверхности изделия или детали пленки окислов. Оксидное покрытие по многим свойствам (антикоррозионным, адгезионным, маслоемким) близко к фосфатному. Цвет стального изделия после оксидирования в зависимости от режима процесса меняется от темно-серого до блестяще-черного.
Оксидные покрытия могут быть получены, термическим, химическим и электролитическим методами. Наиболее распространен химический способ, позволяющий получать, например, на стали пленки толщиной до 3 мкм. Пленки эти пористы и пригодны для защитных покрытий только в легких коррозионных условиях, (например, для защиты мелких деталей, работающих в помещении). Считается, что по собственной антикоррозионной стойкости фосфатные покрытия превышают оксидные.
Фосфатированные или оксидированные изделия могут применяться только в легких (Л) условиях эксплуатации, если эти покрытия подвергнуты промасливанию или гидрофобизированию — в средних (С) и жестких (Ж).
1. Суть и назначение технологии
Оксидирование стали основано на окислительно-восстановительной реакции металла при его взаимодействии с атмосферным кислородом, электролитом или специальными кислотно-щелочными растворами, в результате чего на поверхности детали образуется защитная пленка, которая улучшает технические свойства металла:
-
повышает твердость;
-
уменьшает трение;
-
увеличивает прирабатываемость деталей;
-
увеличивает срок службы;
-
создает декоративное покрытие (если добавить в электролит красящий раствор, можно получать поверхности с различной окраской).
Оксидные покрытия используются в различных сферах. Например, в ювелирной промышленности и бижутерии оксидные покрытия наносятся на многие металлы, включая серебро, алюминий, медь, титан, латунь и бронзу. Суть их обработки заключается в повышении прочности и придании дополнительных декоративных свойств.
В зависимости от характеристик и свойств металла, для создания сложных оксидов на той или иной поверхности используются различные методы.
Хорошей новостью является то, что процесс окисления распространяется по поверхности тонким слоем в несколько микрон. В этом случае размеры детали и посадочные места сверху и на поверхности остаются неизменными.
2. Виды оксидирования металлов
Существует несколько видов технологий нанесения защитных покрытий различной сложности. Простейший способ используется уже много веков и доступен каждому, кто хочет нанести защитную пленку на деталь в домашних условиях. Более сложные методы требуют специального оборудования и выполняются только в производственных условиях:
-
микродуговой;
-
горячий;
-
холодный.
К микродуговому относится способ создания оксидной пленки с помощью электролизной установки. Обычно применяется для алюминия, серебра и их сплавов. Окисление происходит в результате прохождения тока через деталь, образуются области с высокой температурой и давлением.
Горячее оксидирование заключается в значительном нагреве детали или раствора для ускорения процесса образования оксидной пленки.
К холодным относятся, в основном, методы химического покрытия и плазменного, когда поверхность насыщается кислородом под воздействием микротоков или в насыщенном растворе солей.
3. Химическое оксидирования
Процесс химического оксидирования осуществляют путем погружения компонентов в различные растворы. Низкотемпературное покрытие осуществляется при температуре от 30 до 180 °C. Сталь погружают в щелочной или кислотный раствор с марганцем. После извлечения из ванны его смазывают маслом или пропитывают в течение нескольких секунд.
Электрохимическое оксидное покрытие наносится при низких температурах до 100 °C.
Электролит представляет собой раствор нескольких нитратов и хроматов. Сталь имеет черное покрытие.
Пищевая нержавеющая сталь содержит ряд легирующих элементов, включая хром и марганец. Требуется современное оборудование для нанесения покрытий. В домашних условиях ее можно оксидировать в жидкости с нитратом натрия. Поверхность имеет ярко-синий цвет.
3.1 Анодное оксидирование
Анодное оксидирование небольших деталей может быть выполнено в домашней мастерской. Для этого необходимы аккумулятор и выпрямитель тока. Анод подключается к заготовке и источнику постоянного тока. Когда сталь погружают в раствор слабокислого электролита, электроны начинают движение, и вместе с ними частицы солей и кислот проникают в верхний слой металла. Это приводит к образованию кристаллов железа со сложными оксидами. Они постепенно покрывают всю поверхность детали, образуя слой в несколько микрон.
Скорость процесса можно регулировать для формирования оксидной пленки нужной толщины путем изменения силы тока и повышения температуры электролита.
Анодирование влияет на исходные характеристики стали и цветных металлов:
-
изменяет цвет;
-
повышает сопротивление;
-
мембрана имеет низкую электропроводимость;
-
не допускает образования простых оксидов железа – коррозии.
3.2 Термическое оксидирование
Те, кто наблюдал за сваркой или нагревом деталей в термических печах, видели, как эта поверхность приобретает цвет от желтого до синего и черного. Они определяются температурой, при которой сталь была нагрета в конкретной точке. Чем выше температура металла, тем больше он окисляется и тем темнее цвет.
Для проведения термического окисления достаточно нагреть поверхность до 300 ⁰C. На стали появится тонкая пленка из желтых и светло-коричневых оксидов. Чем выше содержание легирующих элементов, тем сильнее нужно нагревать сталь.
Нагрев часто используется для ускорения химического и анодного оксидирование стали.
Помещенный в горячий раствор натриевой селитры или смеси кислот металл быстрее вступает в реакцию.
3.3 Плазменное оксидирование
Метод холодного оксидирования представляет собой плазменное покрытие компонентов. Окисление происходит при низких температурах. Компонент помещается в плазму, создаваемую высокочастотными или СВЧ токами, подобными тем, которые генерируются в микроволновой печи. В камере содержится высокий уровень кислорода.
Плазменное оксидирование в основном используется для улучшения светочувствительности и электропроводности компонентов в оптическом оборудовании и печатных платах.
3.4 Лазерное оксидирование
Оксидирование изделия с помощью лазера возможно только в промышленных условиях. Деталь кладется на стол или зажимается в патроне, пишется программа, и лазер поочередно нагревает узкие полоски по всей поверхности. Хороший вариант – применение станков с ЧПУ.
Недостатком лазерного оксидирования является то, что оно затрагивает только внешнюю поверхность заготовки.
Лазерная головка не проходит в отверстия малого диаметра.
3.5 Оксидирование своими руками
Сделать защитное покрытие в домашних критериях проще всего по вековому рецепту. Для этого стальная заготовка должна быть очищена от всех видов грязи и протравлена слабокислым раствором. Любые пятна, оставленные на железе, будут препятствовать процессу оксидирования.
-
Конструкционную сталь нагревают до 300 ⁰C. Для легированных и углеродистых сталей требуются более высокие температуры. Чем больше легирующих элементов, тем интенсивнее должен быть нагрев.
-
Горячую заготовку опускают в льняное масло на 8-18 минут.
-
Процесс повторяется от четырех до шести раз, чтобы обеспечить защиту стали от ржавчины и сформировать плотный изоляционный слой.
-
Закаленные стали при нагревании до температуры выше 300 ⁰C могут размягчаться. Поэтому металл после закалки нагревают токами индуктора до 250-280 ⁰C.
Льняное масло использовалось в течение многих веков. На данный момент его можно заменить веретенным маслом, которое широко используется для закалки стали.
Видео анодирование стали в домашних условиях
Видео анодирование стали в домашних условияхСтатьи
Главная › Новости
Опубликовано: 30.11.-0001
Протравливание детали.Новости
Приобретают всё большую популярность интернет-магазины у пользователей интернета.
- Описание услуги вызова илоссосной машины
- Металлочерепица по выгодной цене
- Комплексный ремонт квартир в Балашихе
- Где купить вагонные весы?
- Устройство инженерных систем
- ФАРБУВАННЯ МЕТАЛУ ПОРОШКОМ
- Установка газовой плиты
- Implementarea 1С Întreprindere în Chișinău și în Moldova
- Шины: виды и особенности
- Керосин авиационный
- Спецодежда в Москве
- Огнезащитная краска для кабельных линий
- Молниеотвод МОГК
- Художественное литьё
- Центр услуг металлообработки в в Санкт-Петербурге по чертежам заказчика
Анодирование алюминия своими руками за 10 шагов
Поскольку вы читаете это, мы можем с уверенностью предположить, что вы производитель, производитель, любитель или владелец малого бизнеса и не боитесь испачкать руки. Введите анодирование своими руками.
Погуглите по этому поисковому запросу, и вы скоро поймете, что то, что кажется глубоко техническим процессом, на самом деле не так уж сложно. Если вы умеете красить пасхальные яйца и вам удобно заряжать автомобильный аккумулятор, вы в основном там. Более того, у вас, вероятно, уже есть большая часть того, что вам нужно, а остальное вы можете купить в местном хозяйственном магазине примерно по цене хорошей лопаты.
Сделайте свою домашнюю работу
Мы не будем углубляться в анодирование. Как я уже сказал, в Интернете доступно множество веб-сайтов и видеороликов на YouTube, и если вы серьезно относитесь к анодированию алюминия, посетите сайт www.caswellplating.com, где вы можете купить полный комплект примерно за 500 долларов.
Слишком круто? Я тоже так думал, но они же предлагают подробный мануал по теме за тридцать баксов, а также все химикаты, красители, обезжириватели, смывки и прочее, что есть в наборе. В противном случае анодирование по дешевке — это далеко не ракетостроение.
Вот это в двух словах:
Шаг 1: Полировка
Анодирование имеет тенденцию подчеркивать любые дефекты поверхности, поэтому, если ваши детали, вырезанные лазером, еще не имеют хорошей отделки, пришло время шлифовать, полировать , и полировка.
Шаг 2. Чистка до скрипа
Вам также потребуется очистить алюминиевые детали, вырезанные лазером. Я имею в виду очень чистый. Начните с мыла и воды, затем обезжирьте их (один из хороших вариантов — Simple Green) и, возможно, «обезжирьте» ваши детали разбавленным щелоком (например, средством для чистки канализации).
Шаг 3: Костюм
Я упоминал защитные очки, резиновые перчатки и фартук для защиты вашей любимой футболки? Все идеи набухшие.
Шаг 4: Смешайте
Наполните пластиковое ведро смесью аккумуляторной кислоты и дистиллированной воды в пропорции 1:1, убедившись, что кислота добавляется в воду, а не наоборот. Вероятно, вам следует включить потолочный вентилятор или открыть дверь гаража.
Шаг 5: Подготовка
Надежно прикрепите готовую заготовку к отрезку алюминиевой проволоки и подвесьте ее в ведре (примечание: титановая проволока еще лучше, но пока не будем усложнять).
Шаг 6. Зарядите
Теперь подключите другой конец указанного провода к положительной (красной) клемме 12-вольтового источника питания — подойдет автомобильное зарядное устройство, хотя для более крупных деталей может потребоваться более мощный источник питания постоянного тока (там на Амазоне их полно). Это известно как «анод».
Шаг 7. Заземлите
Отрежьте еще один кусок провода или, что еще лучше, возьмите лист свинца (снова Amazon), отрежьте полоску и прикрепите ее к отрицательному полюсу блока питания. Закрепите этот «катод» на одной стороне ведра, одним концом в напитке.
Шаг 8: Впитайте энергию
Включите источник питания и дайте ему поработать. Не пугайтесь маленьких пузырьков, которые образуются вокруг анода. Примерно через 45 минут вытащите только что анодированную деталь и хорошо промойте ее в дистиллированной воде.
Шаг 9: Замочить
Самое интересное. Пока все это бурлило, вы должны были нагреть краску для одежды — мне больше всего нравится «Rit Faded Strawberry» — в старой кастрюле на плите. Теперь погрузите анодированную деталь в краску примерно на 15 минут, плюс-минус.
Шаг 10: Вскипятите
Последним шагом будет кипячение вашего шедевра в дистиллированной воде в течение получаса, чтобы сохранить цвет на всю вечность. Поздравляем, вы на пути к тому, чтобы стать профессионалом в области анодирования!
Дьявол кроется в деталях
Как вы могли догадаться, я пропустил кучу важных вещей. Необходимо учитывать количество электрического тока (в зависимости от размера заготовки), а также соотношение химикатов и воды, температуры кислотной ванны и красителя и т. д., но вы поняли идею. У вас также должно быть много пищевой соды под рукой, чтобы нейтрализовать любую своенравную кислоту, точно так же, как вы можете поэкспериментировать с небольшим количеством металлолома, прежде чем приступить к своей реальной заготовке (или купить несколько запасных частей, когда вы размещаете свой онлайн-заказ).
В любом случае, вы будете анодировать своими руками в кратчайшие сроки. Удачи!
Анодирование для самодельщиков
Все началось еще в студенческие годы, когда друг решил, что ему нужно анодировать пейнтбольное оружие. Я нашел статью в журнале, в которой утверждалось, что с помощью небольшого количества аккумуляторной кислоты, красителя для одежды RIT и зарядного устройства можно добиться качественного анодированного покрытия в домашних условиях за небольшую часть стоимости. Как вы можете догадаться, к чему это идет, это не сработало так хорошо.
Однако, после пары лет исследований, проб и ошибок и слишком многих часов полировки алюминия, я, наконец, нашел метод анодирования, который хорошо работает для небольшого анодирующего устройства.
Руководство Брайана Прайора по недорогому анодированию с выцветанием, также известному как самостоятельное (сделай сам) анодирование с выцветанием
Мой основной метод можно описать как модифицированную версию метода низкой плотности тока, предложенную (и продаваемую) компанией Caswell Plating.
Я должен отдать должное Рону Ньюману, у которого уже довольно давно работает участок анодирования. Именно его оригинальный сайт побудил меня даже попробовать анодировать дома. Хотя я не могу сказать, что согласен на 100% с его методом использования зарядного устройства в качестве источника питания (и да, я пробовал это), я согласен с большей частью другой его информации. Я купил краску у Рона и остался очень доволен его услугами. Я бы порекомендовал иметь с ним дело.
Давайте начнем с основ: Что вам понадобится для создания собственной дешевой и недорогой домашней линии анодирования “сделай сам” (DIY)? Это будет для анодирования типа II (анодирование типа 2). Это тип анодирования, который хорошо впитывает краску и обычно используется в основном в косметических целях, но также добавляет к детали твердое покрытие из оксида алюминия, которое очень устойчиво к коррозии, а также износостойко и обладает электроизоляционными свойствами.
Однако я забегаю вперед. Вернемся к концепции: что вам нужно для создания собственного комплекта для анодирования?
I Необходимое количество:
- Резервуары для хранения серной кислоты (ванны для анодирования или раствора для анодирования)
- Алюминиевые детали для анодирования
- Блок питания. Должен быть рассчитан на постоянный ток, иметь достаточно высокую допустимую нагрузку по току и работать как минимум до 20 вольт
- Серная кислота (аккумуляторная кислота) для приготовления кислотной ванны
- Алюминиевая проволока или титановая проволока для фиксации деталей
- Дистиллированная вода. Это дешево, так что покупайте много.
- Анодирующий краситель. Не беспокойтесь о краске для одежды RIT, она плохо работает. Купите хорошие краски для анодирования, они тоже не дорогие.
- Обезжириватель. Алюминиевые детали должны быть хирургически чистыми перед анодированием, иначе цвет не будет постоянным.
- Десмут (опционально)
- Герметик (дополнительно)
- Щелок, также известный как гидроксид натрия (NaOH). Используется для снятия существующего анодирования с деталей.
- Пищевая сода. Держите под рукой большое количество этого средства, чтобы нейтрализовать кислоту в случае аварии.
- Резиновые перчатки. Я предпочитаю нитриловые, потому что они прочные и не рвутся так легко, как латексные перчатки. Они вам понадобятся, потому что вы не хотите прикасаться к частям руками после того, как они были очищены, так как масла на вашей коже достаточно, чтобы оставить голые пятна на анодированном покрытии.
Начало работы:
Основные шаги:
1. Очистите алюминиевые детали.
2. Обезжирьте алюминиевые детали.
3. Удалите грязь с алюминиевых деталей.
4. Анодируйте в кислотной ванне при 12 ампер/кв.
фут в течение 45 минут. Держите температуру на уровне 70-72 градусов (F).
5. Извлеките детали из кислотной ванны и промойте дистиллированной водой.
6. Окрасьте детали (при желании) теплым красителем, ~100–140 градусов (F).
7. Загерметизируйте детали, поместив их в кипящую дистиллированную воду на 20–30 минут.
Следует исходить из того, что детали тщательно промываются в дистиллированной воде между каждым этапом.
Типичная самодельная установка для начала анодирования показана справа. 5-галлонное ведро подойдет для мелких деталей, большие пластиковые емкости для хранения предлагают различные формы и размеры для более крупных деталей. По моему опыту, они работали хорошо. Это будут резервуары, в которых будет храниться ваша ванна для анодирования серной кислоты, поэтому будьте осторожны, чтобы убедиться, что они не протекают. Серная кислота является агрессивным химическим веществом.
Очистка деталей
Вероятно, это самый важный, но игнорируемый этап анодирования.
Детали должны быть хирургически чистыми перед анодированием, чтобы обеспечить хорошие результаты. Я предпочитаю многоэтапный процесс, чтобы гарантировать хорошие результаты. Сначала наденьте резиновые/нитриловые перчатки и тщательно вымойте руки. Это гарантирует, что перчатки будут чистыми снаружи. Затем выполните трехэтапный процесс очистки и обезжиривания деталей. Шаг 1. Очистите детали горячей водой с моющим средством для посуды. В зависимости от геометрии на этом этапе может быть полезна кисть. После средства для мытья посуды детали должны быть визуально чистыми. Далее очистите детали обезжиривателем, например Simple Green. Наконец, используйте специальное обезжиривающее средство для анодирования, обычно нагретое, чтобы получить необходимый уровень чистоты. У меня был хороший успех с очистителем SP, доступным от Caswell. В этот момент вода не должна скапливаться на поверхности детали, а должна образовывать ровный слой по всей детали. Если вы видите капли воды, это указывает на наличие смазки и масла, и процесс очистки следует повторить.
Теперь пришло время Десмута. Опустите детали в резервуар Desmut на 1-4 минуты. Раствор Desmut может потускнеть на ваших деталях, поэтому, если вы хотите добиться зеркального блеска, держите его в пределах 2 минут. Какова цель шага Десмута, спросите вы? Для удаления загрязнений с поверхности алюминиевой детали. Например, некоторые сплавы имеют высокое содержание меди, которые плохо анодируются без стадии Десмута. Для последовательности, я desmut каждый раз. Как только вы хорошо освоитесь с процессом, вы можете поэкспериментировать с разным временем в резервуаре для десмута. Как всегда, хорошо промойте после демутации.
Анодирование
Наконец – время анодирования!!! К этому моменту вы уже должны приготовить ванну с кислотой, смешав 1 часть аккумуляторной кислоты с 1 частью дистиллированной воды. Помните: «Кислота в воду — это то, что вам нужно». Правильно, медленно лейте кислоту в воду, не лейте воду в кислоту.