Химическое оксидирование алюминия

Промышленный и кустарный метод анодирования алюминия

Химическое оксидирование изделий из углеродистых сталей и сплавов. Оксидирование с промасливанием и без. Подготовка поверхности деталей. Обработка деталей длиной до 1000 мм.

Для оформления заказа необходимо направить в наш адрес чертежи изделий и количество. Стоимость химического оксидирования рассчитывается исходя из площади поверхности обрабатываемых деталей, марки материала, габаритных размеров и формы изделий. Качество гальваники Вы можете оценить, заказав обработку пробной партии изделий.

• Обозначение покрытия: Хим. Окс.; Хим. Окс. прм.
• Обрабатываемые материалы: углеродистые стали и сплавы.
• Габаритные размеры изделий (ДхШхВ): 1000мм.х500мм.х500мм.
• Требования к поверхности металла: чистая без следов ржавчины и окалины.
• Цена оксидирования рассчитывается индивидуально.

Процесс оксидирования черных и цветных металлов

Оксидирование — это процесс получения на поверхности обрабатываемого металла (обработке подвержены черные и цветные металлы) пленки, состоящей в основном из оксидов самого металла. Результатом такой обработки является повышенная коррозионная стойкость, улучшенные декоративные и специальные свойства. Оксидирование может быть химическим, электрохимическим, термическим и термохимическим.

Детали после оксидирования

При оксидировании черных металлов – воронении, на поверхности образуется темная пленка, состоящая в основном из магнитного окисла Fe3O4 толщиной примерно 2-3 мкм. Цвет такой пленки зависит от технологии оксидирования, толщины пленки, а также марки материала. При оксидировании черных металлов и сплавов наиболее распространен метод химического оксидирования в щелочных или кислых растворах.

Щелочные растворы состоят в основном из щелочи и окислителей – нитратов и нитритов натрия или калия, а также специальных добавок. Часто используется оксидирование в несколько стадий (в основном в 3 стадии), что значительно повышает защитные и декоративные свойства покрытия (насыщенный черный цвет).

При оксидировании в кислых растворах получают оксидно-фосфатные темно-серые покрытия. Это промежуточный процесс, находящийся на стыке оксидирования и фосфатирования. Растворы для данного процесса содержат первичные фосфаты железа, цинка и ортофосфорную кислоту, а также окислители – нитраты бария, кальция, пироксид марганца. Оксидно-фосфатные покрытия обладают рядом преимуществ перед оксидными, полученными в щелочных растворах: антикоррозионные свойства выше в 2-3 раза, время процесса обработки снижено в 3 раза, механическая прочность пленки значительно увеличена, антифрикционные характеристики увеличены, термостойкость также выше. Недостатками такого процесса является низкая стабильность раствора и низкие декоративные качества пленок.

Цвет получаемых в процессе оксидирования окисных пленок: золотисто-желтый фиолетовый, темно-серый, черный с синим отливом и просто черный цвет.

Состав раствора и режим оксидирования черных металлов:

• Каустическая сода – 650-700 г/л.
• Нитрит натрия – 250 г/л.
• Нитрат натрия – 150-200 г/л.
• Температура – 135-1450С.
• Продолжительность оксидирования углеродистых сталей – 1,5 ч.
• Продолжительность оксидирования легированных и высокоуглеродистых сталей – 2-2,5 ч.

При приготовлении раствора для оксидирования следует избегать одновременной загрузки крупных порций каустической соды, твердые куски необходимо дробить на малые части и погружать в раствор в сетчатых корзинах. Корректировка раствора в процессе оксидирования необходима из-за того, что часть раствора уносится из ванны на поверхности извлекаемых деталей, часть раствора выкипает. В раствор доливают воду до исходного уровня и контролируют температуру кипения. Снижение температуры кипения раствора указывает на понижение концентрации раствора, повышение – на повышение концентрации.

Перед оксидированием (воронением) поверхность деталей обезжиривают в щелочном растворе и тщательно промывают в теплой воде. Затем детали декапируют в 5-10% растворе серной кислоты в течение 0,5-1 минуты и промывают в проточной холодной воде.

Загружать детали в ванну необходимо медленно и осторожно – возможно разбрызгивание горячего раствора. В процессе раствор должен свободно покрывать всю поверхность деталей и все время кипеть. Каждые полчаса изделия извлекают из ванны и ополаскивают в холодной воде, затем опять погружают в ванну. Мелкие детали и метизы для оксидирования загружают в корзинки, изготовленные из перфорированного металлического листа.

В процессе оксидирования могут возникать следующие отклонения:

1. Неоднородность оттенков окисной пленки на поверхности деталей указывает на недостаточное время выдержки.
2. Налет похожий на ржавчину на поверхности деталей возникает из-за недостаточной концентрации окислителя – нитрита натрия.
3. Образование зеленоватого налета свидетельствует о недостатке в растворе каустической соды.
4. Пятна разного цвета и отсутствие окисной пленки на отдельных участках свидетельствует о некачественной обработке поверхности деталей. Если проблема возникает при оксидировании метизов – необходимо усилить встряхивания (встряхивать 2-3 раза во время процесса).
5. Полное отсутствие окисной пленки свидетельствует о высокой концентрации раствора и соответственно высокой температуры кипения раствора. Необходимо осторожно, при перемешивании разбавить раствор водой, доводя температуру кипения до 1400С.

Общие сведения об анодировании (анодном оксидировании) алюминия.

Поверхность алюминия и его сплавов ввиду склонности к пассивации постоянно покрыта естественной окисной пленкой. Толщина пленки зависит от температуры окружающей среды и составляет обычно 2-5 нм. Коррозионную и механическую прочность алюминия можно увеличить в десятки и сотни раз, подвергая его электрохимическому оксидированию (анодированию). Примеры анодированных деталей приведены на рисунке 1.

Анодирование — это процесс получения из алюминия оксидной пленки электрохимически из водных растворов. Плотность такого покрытия составляет 2,9-3,8 г/см3, в зависимости от режима получения.

Ан.Окс.нв — анодирование алюминия с наполнением в воде;

Ан.окс.нхр — анодирование с наполнением в растворах хроматах;

Ан.Окс. (цвет красителя) — анодирование с наполнением в красителе, пример — Ан.окс.ч;

Аноцвет — цветное анодирование, полученное непосредственно из ванны анодирования;

Ан.Окс.тв — твердое анодирование;

Ан.Окс.из — электроизоляционное анодирование;

Ан.Окс.эмт. (цвет красителя) — эматаль с наполнением в красителях, пример — Ан.окс.эмт.ч;

Ан.окс.хр — анодирование из хромовокислого электролита.

2940-4900 МПа — А5, А7, А99, АД1, АМг2, АМг2с, АМг3, АМг5, АМг6, АМц.

4900 МПа — для эматалиевого покрытия.

Анодно-оксидные покрытия разделяют на следующие группы:

• защитные (9-40 мкм) — предъявляются требования только по коррозионной стойкости;

• защитно-декоративные (9-40 мкм) — важна не только коррозионная стойкость, но и внешний вид (сюда же можно отнести цветные и окрашенные покрытия);

• твердые (обычно >90 мкм) — в первую очередь нужна повышенная микротвердость поверхности. Могут также выполнять функцию электроизооляционных);

• электроизоляционные (40-90 мкм) — оценивается величина пробивного напряжения;

• тонкослойные (до 9-15 мкм) — используются, как правило, под окраску, либо для сохранения глянца поверхности после покрытия;

• покрытия с комбинированными свойствами.

Рисунок 1 — Анодирование металла. Примеры.

В качестве электролитов при анодировании применяются:

• Малоагрессивные фосфорная, лимонная, борная кислота; • Агрессивные серная, сульфосалициловая кислота, хромовый ангидрид.

Анодирование металла всегда идет при повышенном напряжении, чаще всего от 12 до 120 В. Иногда напряжение может достигать огромных для гальваники значений — до 600В.

Выделяющиеся на аноде продукты реакции могут:

• полностью растворяться (покрытие не образуется);

• создавать на поверхности металла прочно сцепленное тончайшее (десятки нанометров) компактное электроизоляционное оксидное покрытие;

• частично растворяться в электролите и образовывать пористое оксидное покрытие толщиной в десятки и сотни микрометров.

После анодирования пористое покрытие может оставаться «как есть», уплотняться в воде, либо наполняться. В первом случае покрытие прекрасно подходит под нанесение лакокрасочных материалов и оклеивание. Во втором покрытие сохраняет серебристый цвет и становится более коррозионно-стойким. В третьем случае покрытию можно придать цвет без нанесения лакокрасочных материалов. Подробнее об этом написано в разделе 6.

Химическое оксидирование с промасливанием. Финишная обработка деталей.

После процесса оксидирования (воронения) детали промывают в холодной воде и помещают в 3-5% раствор хромовой кислоты, затем опять промывают водой и погружают в слабый мыльный раствор, нагретый до 70-800С. После мыльного раствора детали не промывают, сушат и помещают на 5-6 минут в веретенное масло (минеральное масло), нагретое до 105-1100С.

Промасливание проводят с целью повышения антикоррозионных свойств оксидных пленок. Для промасливания используют минеральные масла, консистентные ингибированные смазки. Промасливают, окуная мелкие детали в ванну с маслом или, в случаях обработки крупногабаритных изделий наносят масло механически.

Другие способы оксидирования

Способ оксидирования, известный очень давно, это погружение нагретых деталей в льняное масло. Изделия нагревают в печи до 450-4700С и погружают на 5-10 минут в льняное масло, процесс повторяют несколько раз. В результате получается плотная оксидная пленка черного цвета.

Оксидирование стали возможно в кислых растворах, которое в отличие от щелочного метода проводится при температуре до 1000С. Различают два состава и режима такого оксидирования:

1. Раствор состоит из азотнокислого кальция – 15-30 г/л, ортофосфорной кислоты и перекиси марганца по 0,5-1 г/л. Рабочая температура – 1000С, время выдержки – 40-45 минут.
2. Раствор состоит из гипосульфита натрия – 80 г/л, хлористого аммония – 60 г/л, ортофосфорной кислоты (уд. вес 1,6) – 5 мл/л, азотной кислоты (уд. вес 1,4) – 2 мл/л. Рабочая температура – 60-700С, время выдержки – 15-20 минут. Возможно проведение процесса без нагрева, если увеличить время выдержки до 40-60 минут.

После щелочного оксидирования детали промывают в холодной воде и обрабатывают раствором хромпика 120-150 г/л, нагретом до 60-700С. После обработки и сушки детали промасливают.

Возможно Вас заинтересуют статьи:

Цветное оксидирование металла. Патинирование серебра, меди, латуни.

Гальванические покрытия по своему назначению подразделяются на функциональные и декоративные. Функциональные покрытия служат для защиты…

Анодирование алюминиевых деталей в домашних условиях

Алюминий и сплавы на его основе широко используются в производстве автомобильных и мотоциклетных автозапчастей в том числе автомобильных дисков. В…

Химическое фосфатирование

Химическое фосфатирование углеродистых сталей, чугуна, цветных металлов. Толщина фосфатной пленки от 7 мк. до 50 мк. Обработка поверхности с…

Способы анодирования алюминия

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

• серную;
• хромовую;
• щавелевую;
• сульфосалициловую.

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.

Химич.окрашивание оксидированного алюминия

Внимание: до окрашивания требуется проведение процесса оксидирования алюминия!

Технология оксидирования алюминия и его сплавов

Процесс оксидирования изделий из алюминия и его сплавов состоит из операций:
1) механиче­ской и химической подготовки (для шлифова­ния и полирования выбирают мягкие абразивные мате­риалы, например венскую известь, избегают применения окиси хрома и парафина);
2) химической подготовки:
а) обезжиривают изделия сначала органическим раство­рителем (если на поверхности имеются следы пасты или минеральных жиров), а затем в слаботравящем растворе с повышенной концентрацией эмуль­гаторов;
б) для декапирования или осветления изделий из алю­миния и деформированных сплавов используют 30- 50 % HNО₃ или раствор, содержащий 100 г/л СгО₃ и 6 г/л H₂SО₄.
3) оксидирования
4) обработки оксидной пленки:
а) тщательная промывка оксидированного изделия в холодной проточной воде (не допускается применять горячую воду!);
б) непосредственно перед окрашиванием оксидированное изделие погружают на 30 секунд в 1%-ный раствор аммиака (для нейтрализации кислоты)

Время между оксидированием и окрашиванием изделия не должно превышать 30 мин, в течение которых изделие должно нахо­диться в холодной проточной воде.

Технология химического окрашивания алюминия и его сплавов

Окрашивание неорганическими соединениями произво­дится последовательной обработкой изделий в растворах солей, которые, взаимодействуя между собой, образуют нерастворимые соединения. В каждом растворе изделия выдерживают при комнатной температуре 10—15 мин; перед погружением во второй раствор их промывают в воде.

В табл. приведены составы растворов солей для окра­шивания оксидированного алюминия и характеристика получаемых окрашенных соединений.

Составы растворов солей для окрашивания оксидированного алюминия

Цвет окраски	Состав растворов в г/л		Окрашенное соединение
	Раствор № 1	Раствор № 2
Черный	Кобальт уксуснокислый 40-100	Калий марганцевокислый 15-25	Окись кобальта

Химическое оксидирование алюминия и его сплавов

Оксидные покрытия на алюминии и его сплавах получают в слабощелочных, оксидно-фосфатных, оксидно-хроматных и фосфатно-хроматных растворах. Последние три группы в настоящее время получили наибольшее применение.
Наилучшей защитной способностью характеризуются покрытия, полученные в растворах на основе хромовой кислоты и фторидов (золотисто-желтый цвет), менее стойки пленки, сформированные в растворах, содержащих фосфорную, хромовую кислоты (зеленоватый оттенок).
В табл. 4 приведены составы слабощелочных и кислых хроматных растворов.

Раствор 1
В начале его эксплуатации оксидирование ведут при температуре 80 °С, а в дальнейшем повышают температуру до 100 °С и увеличивают продолжительность обработки до 10-20 мин. Нарушение оптимального состава раствора и режима работы приводит к значительному ухудшению качества оксидного покрытия. Чрезмерно большая концентрация щелочи или высокая температура раствора являются причиной формирования рыхлой пленки. Большое увеличение продолжительности оксидирования может вызвать травление металла. При малой концентрации щелочи или низкой температуре формируются тонкие пленки, окрашенные в цвета побежалости.
Не рекомендуется применять для приготовления оксидировочных растворов жесткую воду, так как содержащиеся в ней соли кальция могут включаться в состав пленки, что приводит к появлению белых пятен.

Раствор 2
Оксидирование ведут при температуре 15-30 °С, но по мере выработки его повышают температуру до 80-90 °С, а продолжительность обработки увеличивают до 15-20 мин.
После оксидирования изделия быстро промывают сначала в проточной водопроводной, а затем в теплой воде и сушат в термостате или сжатым воздухом. Температуру промывочной воды и сжатого воздуха поддерживают в пределах 50-60 °С. При более высокой температуре ухудшается качество пленок и может произойти их разрушение.
Для повышения защитной способности оксидных покрытий непосредственно после промывки проводят операцию наполнения пленки, погружая изделия при комнатной температуре в раствор, содержащий 18-20 г/л СrOз.

Раствор 3
Формируются оксидно-фосфатные пленки. Соотношение в нем концентрации хроматов СrО₃ и фторидов F — должно быть в пределах 0,2-0,4. По мере выработки раствора следует увеличить продолжительность обработки в нем изделий до 30 мин. Превышение оптимальных температуры раствора и продолжительности оксидирования может привести к появлению матовых белых пятен на пленке.
Оксидно-фосфатные покрытия на алюминии и сплавах АМц, АМг имеют светло-зеленую окраску. Непосредственно после получения они весьма чувствительны к воздействию водяного пара, который вызывает появление белых пятен. Поэтому после оксидирования и промывки в воде перед тем, как поместить изделия в сушильный шкаф с их поверхности сухим сжатым воздухом удаляют следы влаги. При этом нельзя допускать сильного напора струи воздуха, так как невысохшая пленка механически непрочна и может разрушиться. Сушку ведут при 50-60 °С.

При концентрации компонентов раствора ниже рекомендуемой формируются тонкие пленки.

Недоброкачественные оксидно-фосфатные пленки удаляют обработкой изделий в течение 5-10 мин при 90-95 °С в растворе, содержащем 150-180 г/л хромового ангидрида.

Раствор 4
Используют для получения так называемых токопроводных оксидных пленок (светло-желтая, радужная окраса). Они характеризуются малым электросопротивлением и поэтому пригодны для защиты от коррозии изделий, не допускающих применения электроизоляционных покрытий.

Обработанные в растворе 4 изделия промывают проточной водопроводной, а затем теплой водой, сушат сначала теплым воздухом и вслед за тем в сушильном шкафу при температуре 50-60 °С в течение 3-4 ч или при комнатной температуре в течение 24 ч.

Недоброкачественные покрытия, полученные в растворе 4, можно удалить с поверхности изделий, погрузив их на 1-2 мин в азотную кислоту, разбавленную водой в соотношении 1:1.

Химическое оксидирование алюминия и его сплавов

ЭФХМО ТХОМ Лекция 11

Химическое оксидирование алюминия и его сплавов

Оксидные покрытия, получаемые электрохимическим и химическим способом, существенно отличаются по составу, структуре и толщине. Но в механизме их образования существуют общие закономерности. Растворение плёнки в обоих случаях является результатом её взаимодействия с раствором. При химическом оксидировании в растворе хроматов под их влиянием на поверхности формируется тонкая, беспористая плёнка. Увеличение её толщины возможно лишь при введении в раствор активаторов – ионов F – или SiF₆ 2– . Активаторы нарушают сплошность плёнки, дают возможность проникновения раствору к поверхности и роста оксидного покрытия. Скорость роста плёнки при химическом оксидировании ниже, чем при электрохимическом, поэтому плёнки получаются на порядок меньшей толщины.

Для химического оксидирования алюминия и его сплавов используют следующие электролиты.

1) Щёлочно-хроматные. В них формируются плёнки толщиной не более 2 мкм, низкой механической прочности. Их применяют в качестве грунта под лакокрасочные покрытия.

2) Фосфатно-хроматно-фторидные. Толщина формируемых в них плёнок 3–4 мкм, они обладают лучшими свойствами. Поэтому эти плёнки можно использовать в качестве антикоррозионных покрытий.

3) Хроматно-фторидные. Формируемые в них плёнки обладают низким электросопротивлением.

Окраска плёнок зависит от их толщины, состава раствора, легирующих компонентов обрабатываемого сплава. Включение соединений шестивалентного хрома придаёт золотисто-жёлтую окраску, трёхвалентного хрома – зеленоватый оттенок. Слабо жёлтая окраска с зеленоватым оттенком характерна для плёнок малой толщины.

Составы используемых растворов, г/л:

1) 40–60 Na₂CO₃, 2–3 NaOH, 10–20 Na₂CrO₃. Температура раствора 80–100°С, продолжительность обработки 5-20 мин. Отклонение от оптимальной температуры ухудшает качество покрытия.

2) 3–4 CrO₃, 3–4 Na₂SiF₆. Температура раствора 15–25°С, продолжительность обработки 5 мин. При выработке раствора температура повышается до 80°С, продолжительность обработки увеличивается до 20 мин.

3) 5–8 CrO₃, 40–50 Н₃PO₄, 3–5 NaF. По мере выработки раствора продолжительность обработки увеличивают от 5 до 20 мин.

Недоброкачественные покрытия удаляют обработкой их в течение 5–10 мин при 90–95°С в растворе, содержащем 150–180 г/л CrO₃.

Оксидные покрытия чёрных, цветных и благородных металлов

Оксидные покрытия стали

Оксидирование чёрных металлов называется воронением. С давних пор применялось химическое оксидирование – щёлочное и кислотное. Электрохимическим способом получают более толстые и качественные покрытия, но этот способ менее распространён по сравнению с химическим.

При щёлочном оксидировании в горячих растворах гидроксида натрия (при 140–160°С) на углеродистой и низколегированной стали формируются оксидные плёнки толщиной 1–3 мкм, чёрного, с синеватым оттенком цвета; на высоколегированных сталях – от тёмно серого до тёмно-коричневого цвета. Они состоят в основном из оксида железа Fe₂O₃ и примеси оксидов легирующих компонентов обрабатываемого сплава.

Кислотное оксидирование проводят в растворах фосфорной кислоты или монофосфатов железа, цинка с добавками окислителей – нитратов бария, калия, пероксида марганца. Оно занимает промежуточное положение между процессами оксидирования и фосфатирования. Получаемые плёнки достигают толщины 5–6 мкм и состоят в основном из труднорастворимых фосфатов. Их защитные свойства лучше, чем у плёнок, полученных щелочным оксидированием. Недостаток процесса – малая стабильность растворов по сравнению со щелочными.

Перед нанесением оксидно-фосфатных покрытий проводят активирование деталей в 5–10%-ном растворе фосфорной кислоты.

Независимо от способа получения оксидные и оксидно-фосфатные покрытия после промывки для улучшения защитных свойств подвергают химической обработке в растворах хроматов, пропитке минеральным маслом, ингибированными смазками или гидрофобизации.

Оксидные покрытия серебра

Оксидные или смешанные оксидно-солевые плёнки тёмно-коричневого или чёрного цвета на серебре получают химической или электрохимической обработкой. В первом случае большое распространение получили растворы на основе серной печени. Этот препарат получают сплавлением в течение 20–30 мин смеси 2-х массовых частей серы и 2-х частей карбоната калия K₂CO₃. Полученный однородный сплав после охлаждения измельчают и растворяют в воде. На 100 частей воды – 2–3 части серной печени. Готовый раствор необходимо использовать в течение 12 часов. Обработку серебряных деталей или покрытий ведут в этом растворе 2–3 мин при температуре 60–70°С. Серная печень легко поглощает влагу, поэтому препарат следует сохранять в закрытой посуде.

Для декоративной отделки серебряных изделий можно использовать двухкомпонентные растворы следующих составов, г/л:

1) 5 серной печени, 10 карбоната аммония (NH₄)₂CO₃;

2) 15 серной печени, 40 хлорида аммония NH₄Cl.

В этих электролитах в зависимости от продолжительности обработки формируются плёнки светло-серого или тёмно-голубого цвета.

Покрытия тёмно-синего, почти чёрного цвета получают при анодной обработке в электролите, г/л: 25-30 Na₂S, 15-20 Na₂SO₄×10 H₂O, 5-10 H₂SO₄. Эти компоненты в указанной последовательности вводят в воду, после чего добавляют 3-5 мл/л ацетона. Режим оксидирования: анодная плотность тока (0,1-0,5) А/дм 2 , температура 18-25°С продолжительность 3-5 мин.

Оксидные покрытия интенсивного чёрного цвета, отличающиеся несколько бóльшей стойкостью против коррозии, можно получить с применением переменного тока плотностью (0,6-0,7) А/см 2 при температуре 60-80°С в электролите, содержащем 0,05 г/л перманганата калия KMnO₄.

На поверхности серебра и его сплавов возможно формирование покрытий различных цветов, но они обладают плохой механической стойкостью.

Фосфатные покрытия

ЭФХМО ТХОМ Лекция 11

Химическое оксидирование алюминия и его сплавов

Оксидные покрытия, получаемые электрохимическим и химическим способом, существенно отличаются по составу, структуре и толщине. Но в механизме их образования существуют общие закономерности. Растворение плёнки в обоих случаях является результатом её взаимодействия с раствором. При химическом оксидировании в растворе хроматов под их влиянием на поверхности формируется тонкая, беспористая плёнка. Увеличение её толщины возможно лишь при введении в раствор активаторов – ионов F – или SiF₆ 2– . Активаторы нарушают сплошность плёнки, дают возможность проникновения раствору к поверхности и роста оксидного покрытия. Скорость роста плёнки при химическом оксидировании ниже, чем при электрохимическом, поэтому плёнки получаются на порядок меньшей толщины.

Для химического оксидирования алюминия и его сплавов используют следующие электролиты.

1) Щёлочно-хроматные. В них формируются плёнки толщиной не более 2 мкм, низкой механической прочности. Их применяют в качестве грунта под лакокрасочные покрытия.

2) Фосфатно-хроматно-фторидные. Толщина формируемых в них плёнок 3–4 мкм, они обладают лучшими свойствами. Поэтому эти плёнки можно использовать в качестве антикоррозионных покрытий.

3) Хроматно-фторидные. Формируемые в них плёнки обладают низким электросопротивлением.

Окраска плёнок зависит от их толщины, состава раствора, легирующих компонентов обрабатываемого сплава. Включение соединений шестивалентного хрома придаёт золотисто-жёлтую окраску, трёхвалентного хрома – зеленоватый оттенок. Слабо жёлтая окраска с зеленоватым оттенком характерна для плёнок малой толщины.

Составы используемых растворов, г/л:

1) 40–60 Na₂CO₃, 2–3 NaOH, 10–20 Na₂CrO₃. Температура раствора 80–100°С, продолжительность обработки 5-20 мин. Отклонение от оптимальной температуры ухудшает качество покрытия.

2) 3–4 CrO₃, 3–4 Na₂SiF₆. Температура раствора 15–25°С, продолжительность обработки 5 мин. При выработке раствора температура повышается до 80°С, продолжительность обработки увеличивается до 20 мин.

3) 5–8 CrO₃, 40–50 Н₃PO₄, 3–5 NaF. По мере выработки раствора продолжительность обработки увеличивают от 5 до 20 мин.

Недоброкачественные покрытия удаляют обработкой их в течение 5–10 мин при 90–95°С в растворе, содержащем 150–180 г/л CrO₃.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Оксидирование. Процесс оксидирования. Оксидирование алюминия.

Что такое Оксидирование?! Термическое оксидирование.

Мы уже знаем, что некоторые окисные пленки, образующиеся в результате коррозии, предупреждают дальнейшее разрушение металла. Легко подвергающиеся коррозионному разрушению металлы: алюминий, магний и цинк — стойки в атмосферных условиях, так как вследствие легкой окисляемости на их поверхности образуется прочная окисная пленка. Пользуясь этими свойствами окисных пленок, часто создают искусственные окисные пленки, это называется оксидирование. Оно широко используется для защиты огнестрельного оружия, станков, различных приборов и т.д. При таком покрытии детали приобретают характерный черный или синий окрас. Оксидированию обычно подвергаются изделия из железа, стали, алюминия и его сплавов.

Существует два способа оксидирования стальных деталей:

— Мокрый (химическое оксидирование);

— Сухой (термическое оксидирование).

Химическое оксидирование. Раствор оксидирования.

Наиболее распространен химический способ для получения защитной пленки на изделиях, изготовляемых из железа. Химическое оксидирование производят в растворах щелочей, к которым добавлены азотнокислые и азотистокислые соли щелочных металлов.

Для этой цели используют иногда растворы следующего состава: едкого натра 800 г на 1 л, азотнокислого натрия 50 г на 1 л и азотистокислого натрия 200 г на 1 л. Приготовленный таким образом раствор нагревают до кипения и погружают в него предварительно обработанные (очищенные от загрязнений и жира) изделия из железа и стали. Через 20—30 мин изделие приобретает красивый черный цвет с синеватым оттенком. Наряду с воронением применяют также синение химическим способом. В этом случае изделие погружают на 1—2 мин в смесь расплавленных солей, азотнокислого и азотистокислого калия или азотнокислого и азотисто-кислого натрия, нагретых до температуры 310—350° С.

Иногда в такие растворы добавляют еще едкий натр в количестве 2—3%. После того как изделие вынимают из ванны, его промывают вначале в холодной воде, затем в горячем растворе мыла. После промывания изделие высушивают и смазывают минеральными маслами.

Оксидирование алюминия.

Особенно широко используют оксидирование для защиты от коррозии алюминиевых и магниевых сплавов, что получило широкое распространение в авиационной промышленности. Цель оксидирования алюминия сводится к тому, чтобы усилить имеющуюся на поверхности алюминия пленку. Утолщение оксидной пленки производят химическим или электрохимическим способом. В растворах, содержащих бихромат натрия или калия осуществляют оксидирование алюминия и его сплавов. Это происходит следующим образом, сначала детали из алюминия подвергают химическому обезжириванию в растворе из состава: фосфорнокислого натрия 500 г на 1 л, едкого натра 10 г на 1 л, жидкого стекла 30 г на 1 л. Раствор нагревают до температуры 50—60° С, и в него погружают изделие на 3—5 мин, после чего тщательно промывают сначала в горячей проточной, затем в холодной воде. После промывания изделие погружают в раствор, состоящий из кальцинированной соды (50 г на 1 л), бихромата натрия или калия (15 г на 1 л) и едкой щелочи (2—3 г на 1 л). Раствор этот нагревают до температуры 85—100°С. Оксидирование продолжается 5—30 мин, после чего изделие тщательно промывают и высушивают. Сущность электрохимического оксидирования заключается в том, что изделие из алюминия и его сплавов в качестве анода помещают в раствор электролита, состоящего из раствора 20-процентной серной кислоты, при протекании через электролит постоянного электрического тока плотностью 0,8—1,0 а на 1 дм 2 , напряжением 10—12 в. При этом на аноде идет процесс разряда гидроксильных ионов и выделение кислорода.

В результате химического взаимодействия кислорода с поверхностью алюминия образуется защитная окисная (или оксидная) пленка Аl₂O₃. Полученная оксидная пленка подвергается дополнительно химической обработке раствором бихромата калия при температуре 92—98° С.

Оксидная пленка на алюминии имеет красивый серебристый цвет и обладает высокой коррозионной устойчивостью. Роль образовавшейся на поверхности коррозионной пленки в защите изделия от коррозии легко проверить следующим опытом: погрузим алюминиевую пластинку в раствор щелочи на 1—2 мин для того, чтобы разрушить поверхностный слой окиси алюминия. Затем промоем ее в воде для удаления следов щелочи. Приготовленную таким образом пластинку, на поверхности которой нет окисной пленки, опустим в 1-процентный раствор закисной азотной ртути на 1 мин для того, чтобы создать условия, предупреждающие образование плотной окисной пленки, после чего опять промоем в воде для удаления солей ртути, насухо вытрем пластинку мягкой ветошью или фильтровальной бумагой. Поверхность пластинки быстро покрывается массой в виде рыхлой пленки гидрата окиси алюминия. При этом пластинка быстро разогревается. Этот опыт показывает, что не защищенная окисной пленкой поверхность алюминия неустойчива, в то время как окисная пленка надежно предохраняет ее от разрушающего действия атмосферы.

Оксидирование алюминия: анодное, химическое

Фирма «ГалСервис», специализирующаяся на нанесении гальванических покрытий, предлагает своим постоянным и новым клиентам обширный спектр услуг по никелированию, фосфатированию, оксидированию металлов различными способами и многое другое. Мы обеспечим Вашим металлическим конструкциям защиту от неблагоприятных внешних воздействий и увеличим срок их службы.

Подробное описание услуги анодирования алюминия компанией «ГалСервис» вы можете узнать на специальной странице. А далее мы остановимся подробнее на теоритической части: преимущества и недостатки гальванических покрытий.

Что касается изделий из чистого алюминия и его сплавов, то они обладают естественной стойкостью к коррозии. Однако в промышленности часто требуется более высокая степень защиты. Поэтому и возникает необходимость обрабатывать металл с помощью химического или электрохимического оксидирования.

Подробнее эти виды и их особенности будут рассмотрены ниже. Но, вне зависимости от выбранного метода, нанесенное покрытие должно обеспечивать надежную защиту детали от губительного воздействия ржавчины.

Химический способ оксидирования считается экономически выгодным и простым в реализации. Он удобен при обработке внутренней поверхности труб, сложнопрофильных конструкций и крупногабаритных изделий. Однако основным недостатком химического оксидирования является то, что защитный слой получается очень тонким, всего 0,5 – 4 мкм. Он не способен в полной мере обеспечивать коррозийную стойкость и долгую службу изделия. Эксплуатировать такие метизы в агрессивных средах является не целесообразным. Зато, за счет высокой адгезии, оксидная пленка, нанесенная химическим методом, служит хорошей основой для эмалей и других лакокрасочных покрытий.

В зависимости от химического состава обрабатываемого метиза и применяемого к нему раствора, защитный эффект и эстетический вид готового изделия могут сильно разниться. Оптимальную защиту для алюминия при химическом оксидировании обеспечивает раствор на основе фторидов и хромовой кислоты. Процесс оксидирования детали проходит при температуре около 100 градусов и длится от 5 до 20 минут. Металл при такой обработке получает золотисто-желтый оттенок.

Но, как уже было сказано, пленки, получаемые в процессе химического оксидирования алюминия, не имеют высоких защитных и антикоррозионных свойств. По характеристикам они уступают анодному (или электрохимическому) покрытию. Поэтому в самолето-, ракето-, приборостроении и других крупных отраслях промышленности используют изделия из анодированного металла.

Процесс анодного оксидирования алюминия считается более трудоемким и энергозатратным. Он происходит при подводе источника тока (прямого или переменного, иногда их комбинаций). На выходе готовые изделия покрыты прочной пленкой, обеспечивающей устойчивость к коррозии. Такие конструкции становятся пригодными для длительной эксплуатации в агрессивных средах.

Помимо прочностных характеристик, метод улучшает внешний вид алюминия. Декоративное анодирование, получившее последнее время широкое распространение, позволяет добиться богатой цветовой палитры. Цвет изделий варьируется от светло-желтого оттенка до коричневого.

Оксидные покрытия при анодировании алюминия делятся на пористые и барьерные. Первый вид обеспечивает металлу хорошую адгезию, второй – придает изделию высокое электрическое сопротивление, что немаловажно при изготовлении конденсаторов.

Определиться с видом оксидирования Вам помогут менеджеры компании «ГалСервис». Оставьте свою заявку прямо на сайте или свяжитесь с нами по телефону. Мы беремся за заказы различной сложности и готовы в кратчайшие сроки выполнить любой объем работ.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Химическое оксидирование — алюминий

Химическое оксидирование алюминия и его сплавов проводят с целью защиты изделий от коррозии или в качестве грунта под окраску. [1]

Химическое оксидирование алюминия и его сплавов осуществляют в растворах, содержащих 17 — 20 кг / м3 Na2CrO4, 57 — 60 кг / м3 Na2CO3, 1 — 1 5 кг / м3 Na2O — SiO2 при 85 — 90 С в течение 8 — 10 мин. [2]

Химическое оксидирование алюминия и его сплавов ведут в растворах, содержащих щелочь и хроматы щелочных металлов. Предварительно обезжиренные в щелочном растворе изделия оксидируют в течение 10 — 15 мин в стальной ванне при 85 — 100 С в водном растворе 50 г / л кальцинированной соды и 15 г / л хромовокислого натрия. Полученную пленку закрепляют обработкой в растворе хромового ангидрида. [3]

Химическое оксидирование алюминия и алюминиевых сплавов производится в растворах, содержащих щелочь и хроматы щелочных металлов. Предварительно обезжиренные в щелочном растворе изделия оксидируются в течение 10 — 15 мин. [4]

Химическое оксидирование алюминия и его сплавов осуществляют в щелочных хромистых растворах состава ( г / л): Na2CrO4 — 15; NaOH — 2 5 и Na2CO3 — 50 при температуре 90 — 95 С в течение 5 — 10 мин. Образуются пленки толщиной 3 1 мкм с невысокими механическими и диэлектрическими свойствами. Процесс простой, быстрый и не требует специального оборудования. [5]

Химическое оксидирование алюминия и его сплавов осуществляют в щелочных хромистых растворах состава ( г / л): Na2CrO4 — 15; NaOH — 2 5 и Na2COs — 50 при температуре 90 — 95 С в течение 5 — 10 мин. Образуются пленки толщиной 3 — 4 мкм с невысокими механическими и диэлектрическими свойствами. Процесс простой, быстрый и не требует специального оборудования. [6]

Химическое оксидирование алюминия и его сплавов осуществляют в щелочных хромистых растворах состава ( г / л): Na2CrC4 — 15; NaOH — 2 5 и Na2COa — 50 при температуре 90 — 95 С в течение 5 — 10 мин. Образуются пленки толщиной 3 — 4 мкм с невысокими механическими и диэлектрическими свойствами. Процесс простой, быстрый и не требует специального оборудования. [7]

Процесс химического оксидирования алюминия и его сплавов включает в себя основные операции: а) химическое обезжиривание в растворе, содержащем 50 г / л трифосфата натрия, 5 — 10 г / л едкого натра и 10 — 30 г / л жидкого стекла; температура 50 — 60 С, продолжительность 3 — 5 мин. Механизм процесса анодного оксидирования трактуется исследователями различно. Считают, что алюминий, растворяясь на аноде, образует гидрат окиси алюминия, который затем дегидратируется и твердеет с образованием окислов алюминия. Такое объяснение образования плотной окисной пленки не разделяется многими исследователями. [8]

Пленка, получаемая при химическом оксидировании алюминия , состоит из гидроокиси и хроматов алюминия. Она имеет желтоватую окраску и несколько разрыхленную поверхность и по своей устойчивости против коррозии уступает пленкам, получаемым при анодном оксидировании алюминия. [9]

В табл 119 приведены составы растворов для химического оксидирования алюминия и его сплавов и режимы их работы. [10]

Перед изложением состава растворов и условий для химического оксидирования алюминия уместно рассмотреть некоторые особенности механизма образования окисных и других пленок на металлах. [11]

Химическое оксидирование алюминия и его сплавов применяется для повышения коррозионной стойкости изделий сложной конфигурации, электромеханическое оксидирование которых невозможно или затруднительно, а также для подготовки поверхностей под лакокрасочные покрытия. [12]

Пленки, полученные при химическом оксидировании, имеют незначительную толщину ( 2 — 3 мкм) и уступают по защитным и механическим свойствам оксидным пленкам, полученным электрохимическим методом. Поэтому химическое оксидирование алюминия имеет ограниченное применение. [13]

Поверхность алюминия покрыта естественной пленкой, однако искусственная пленка отличается большей прочностью и стойкостью. Различают электрохимическое и химическое оксидирование алюминия . [14]

Пленки, полученные при химическом оксидировании, имеют незначительную толщину ( 2 — 3 мк) и значительно уступают по защитным свойствам оксидным пленкам, получаемым электрохимическим методом. По этой причине химическое оксидирование алюминия и его сплавов имеет ограниченное применение. [15]