Home anodowanie aluminium: technologia procesowa

Zewnętrzna obróbka stopów metali jest szeroko stosowana w różnych dziedzinach w celu zapewnienia właściwości dekoracyjnych i ochronnych. Anodowanie (anodowe utlenianie lub utlenianie) umożliwia również nadawanie strukturom i częściom specjalnych walorów estetycznych lub techniczno-operacyjnych poprzez tworzenie powłoki filmowej. Zwykle takie procesy są organizowane w przemyśle wytwórczym i budownictwie, ale w życiu codziennym można uprościć anodowanie aluminium. W domu proces ten jest zorganizowany przy użyciu dostępnych materiałów chemicznych i związanego z nimi wyposażenia technicznego.

Przegląd technologii

Proces anodowania składa się z kilku etapów procesu, w tym przygotowania mechanicznego i chemicznego, bezpośredniego powlekania i, jeśli to konieczne, korekty i udoskonalenia produktu. Podstawowa obróbka wykonywana jest w celu wyeliminowania zadrapań, zadrapań, wgnieceń i innych wad powierzchni, które nie pozwalają na wykonanie operacji jakościowo. W szczególności, anodowanie koloru aluminium wymaga zapewnienia maksymalnej gładkości powierzchni przedmiotu obrabianego, co pozwoli mu uzyskać naturalny połysk za pomocą migotania. Przetwarzanie odbywa się poprzez szlifowanie i polerowanie, ale duże materiały ścierne należy wyrzucić. Najlepszą opcją będą wyczuwalne i wyczuwalne kręgi. Już na tym etapie można przewidzieć elementy przygotowania chemicznego - na przykład wapno wiedeńskie lub ten sam tlenek glinu stosowany jest jako pasta do polerowania. Czasami elektropolerowanie chemiczne przeprowadza się na specjalnych urządzeniach.

Jeśli chodzi o bezpośrednie przygotowanie chemiczne, przeprowadza się to przez operacje odtłuszczania, trawienia i klarowania. Już w procesie anodowania można przeprowadzić wybarwianie lub zagęszczanie. Ponownie, w sferze domowej, ta metoda przetwarzania jest częściej stosowana do dekoracyjnej zmiany koloru. Anodowanie aluminium pozwala na nadanie przedmiotowi koloru jasnoszarego, czarnego, czerwonego, niebieskiego i innych odcieni. Osobną kategorię palety zajmuje imitowanie kolorów - na przykład z efektem starzenia lub "pod brązem".

Przygotowanie elektrolitu

W domu, jak już wspomniano, ze względu na ograniczoną dostępność materiałów chemicznych, konieczne jest stosowanie uproszczonych metod organizacji procesu. Głównie kompromis przypada na etap przygotowania elektrolitu. Najczęściej rzemieślnicy używają w tym celu roztworu kwasu siarkowego rozcieńczonego w wodzie destylowanej. Można go ograniczyć do wody z kranu, ale kolor anodowania aluminium w tym przypadku może okazać się niskiej jakości - w szczególności z wyraźnymi oznakami nierówności powłoki. Tylko destylowana ciecz zapewni rozkład optymalnej gęstości prądu na całej powierzchni części.

Kwas siarkowy można kupić w sklepach samochodowych. Jest sprzedawany otwarcie do ładowania akumulatorów za pomocą mieszaniny elektrolitycznej. Konieczne jest nabycie kompozycji do akumulatorów ołowiowych, które są sprzedawane w stanie rozcieńczonym o gęstości około 1,27 gramów na 1 m3. Wymieszaj ten kwas z woda destylowana potrzeba w stosunku 1: 1. Oznacza to, że przy przygotowywaniu elektrolitu z wypełnieniem 10-litrowej kąpieli wymagany będzie pojemnik kwasu siarkowego o objętości 5 litrów i ta sama ilość czystej wody. I już na etapie rozcieńczania dwóch składników należy wziąć pod uwagę środki ostrożności, z którymi aluminium jest anodowane. W domu, bez specjalnej ochrony, można poparzyć się podczas mieszania wody i kwasu siarkowego. Ostry dodatek cieczy do korozyjnego środowiska spowoduje wrzenie z uwolnieniem rozprysków. Dlatego ważne jest, aby organizować dodawanie wody do kwasu tak, aby woda płynęła powoli i w cienkim strumieniu.

Przygotowanie zbiornika anodowego

Anodowanie odbywa się w zbiorniku z elektrolitem, który należy przygotować w osobnej kolejności. W przypadku dużych konstrukcji lub części należy użyć wanny, a także z aluminium. Małe kawałki są przetwarzane w pojemnikach, garnkach lub misach, które mogą być wykonane z tworzyw sztucznych. Czasami nieprzydatne w zależności od charakterystyki pojemnika są dodatkowo pokryte blachami tego metalu. Optymalnie, jeśli dno i ściany są uszczelnione warstwą aluminium. Pozwoli to równomiernie rozprowadzić prąd, aby pokryć wszystkie strony obrabianego przedmiotu. Następnie zbiornik powinien być izolowany od zewnątrz. Faktem jest, że anodowanie aluminium w domu nie pozwala precyzyjnie kontrolować trybu termicznego korpusu i jego zawartości. Dlatego konieczne jest wstępne podgrzanie konstrukcji przy użyciu tworzywa piankowego o grubości 2-3 cm .Jeśli planujesz regularne stosowanie anodowania, możesz przygotować specjalną kąpiel z utrwaleniem na zamkniętej ramie profilowej i wylaniu pianki montażowej.

Na ostatnim etapie przygotowania zbiornika powstaje katoda prowadząca, która zostanie podłączona do łazienki. W tej części należy pamiętać, że powierzchnia elementu elektrycznego musi być dwukrotnie większa od docelowej powierzchni z anodowanego aluminium. Własnymi rękami katoda może być wykonana z blachy, wyjęta z ochronnej osłony grubego kabla. Również w tym elemencie powinny znajdować się małe otwory, które uwolnią gaz podczas przetwarzania.

Naprawianie części

Przed rozpoczęciem procesu anodowania część musi być trwale przymocowana do urządzeń zawieszających, aby uzyskać mocniejszy kontakt elektryczny. Zaleca się stosowanie struktur aluminiowych lub stopów na bazie tytanu z duraluminium jako urządzenia do zawieszania. Samo mocowanie można wykonać za pomocą śrub lub mechanizmów sprężynujących. Do dodatkowego ubezpieczenia jest często używany i drut aluminiowy. Części konstrukcji, które nie będą miały styczności, muszą być izolowane. Można to zrobić za pomocą taśmy polietylenowej lub lakieru kwasoodpornego. Druga metoda wymaga dodatkowej ostrożności, ponieważ anodowanie barwne aluminium w warunkach domowych zapewnia maksymalne wykluczenie czynników wpływających na powierzchnię obrabianego przedmiotu. Oznacza to, że obróbkę lakierem należy wykonać wcześniej, a powierzchnia całkowicie wyschnie. Należy również pamiętać, że luźny kontakt układu zawieszenia z materiałem docelowym może spowodować przegrzanie tego ostatniego. Ten efekt z kolei doprowadzi do zniszczenia powłoki tlenkowej i zmniejszenia wytrzymałości nałożonej folii.

Optymalny tryb przetwarzania

Optymalny temperatura dla utleniania waha się od -10 do 10 ° C Wykraczanie poza te ograniczenia wiąże się z pewnym ryzykiem w zakresie uzyskania wysokiej jakości powłoki barwnej. Tak więc, niska temperatura nie pozwoli, aby domowy system elektryczny utrzymał wystarczającą moc do przetwarzania prądu. Odwrotnie, wzrost temperatury umożliwi utworzenie gęstej warstwy, ale folia może okazać się mało wyrazista w swoim odcieniu. Jednak anodowanie aluminium w domu w kolorze czarnym lub jasnoszarym może być całkiem dobrze wykonane w ulepszonym trybie termicznym. Inną rzeczą jest to, że stan mechaniczny struktury powierzchni przedmiotu obrabianego będzie się różnić w różnych obszarach. Wynika to z faktu, że istnieje nierównomierny rozkład ciepła w całej objętości elektrolitu. Należy również zwrócić uwagę na gęstość prądu na anodzie. Zaleca się utrzymywanie wartości w zakresie 1,6-4 A na 1 dm2. Przy takim zasilaniu prądem można uzyskać gęstą zabarwioną trwałą warstwę ochronną. Spadek tego wskaźnika zapewni cienką warstwę, a wzrost przyczyni się do wytrawienia produktu.

Proces anodowania

Do czasu rozpoczęcia procesu należy przygotować zbiornik, katodę z zasilaniem, część docelową, konstrukcję zawieszoną i mieszaninę elektrolityczną. Aby wyregulować prąd, należy podłączyć go do obwodu elektrycznego zmienny rezystor. W zbiorniku powinny znajdować się dwa obiekty - przygotowana katoda od ołowiu i kęsów. Po dostarczeniu prądu rozpocznie się proces uwalniania tlenu, a część otrzyma zwiększenie warstwy ochronnej. Skuteczność reakcji można ocenić na podstawie intensywności uwalniania mikropęcherzyków tlenu, które powoli oddalają się od powierzchni przedmiotu obrabianego. Jeśli chodzi o czas przetwarzania, standardowa technologia anodowania aluminium dla małych elementów zapewnia 20-30 minut. Duże blanki są przetwarzane w ciągu 30-60 minut. Gdy część ma ciemny matowy kolor, można ją zanurzyć w roztworze barwnik anilinowy z odpowiednim odcieniem. Średnio 15-20 minut podano dla barwienia.

Naprawianie wyniku anodowania

Gdy element ma żądany kolor, nowa warstwa na powierzchni musi zostać naprawiona. Konieczność dodatkowego wzmocnienia wynika z tego, że anodowana powłoka ma porowatą strukturę, która jest łatwo przepuszczalna dla wody i powietrza. Dlatego zaraz po barwieniu należy zapewnić zamknięcie mikroporów. Najprostszą metodą osiągnięcia tego efektu jest gotowanie w destylowanej wrzącej wodzie. Ta procedura powinna zająć około 30-40 minut. Ale jeśli proces anodowania aluminium został przeprowadzony w niskiej temperaturze, to lepiej zrezygnować z tej metody na rzecz łaźni parowej. Część jest utrzymywana pod intensywnym wpływem wytwornicy pary również przez 30 minut, po czym jest myta i suszona.

Alternatywne metody

W tym przypadku rozważono najprostszą metodę utleniania elektrolitem kwasu siarkowego. Ale jeśli chcesz uzyskać powłokę wyższej jakości, możesz zastosować technologię anodowania aluminium w kwasie sulfosalicylowym, który tworzy cienkie, ale gęste warstwy powłoki. Wynika to z faktu, że elektrolit ma minimalny wpływ na metal pod względem jego rozpuszczalności. Ale ten efekt, jeśli to konieczne, można uzupełnić przez dodanie tego samego kwasu siarkowego lub szczawiowego do aktywnej mieszaniny. Przetwarzanie w dwuskładnikowych mediach sulfosalicylanowych jest również szeroko rozpowszechnione. Przeciwnie, ze względu na powolny wzrost temperatury anody, pozwala na zachowanie grubych i trwałych powłok przy zachowaniu małej wytrzymałości prądowej.

Alternatywnie możemy zaproponować tak zwaną metodę zimnego utleniania. W tym przypadku proces zachodzi w warunkach temperatury poniżej zera. Zagrożenia zostały już odnotowane przy użyciu granicznych wartości temperatury, ale ta opcja usprawiedliwia się, gdy konieczne jest uzyskanie nie dekoracyjnej, ale ochronnej podstawy na powierzchni. Innymi słowy, zimne anodowanie aluminium w temperaturze około -10 ° C nie zapewni szczegółów wyraźnego dekoracyjnego odcienia, ale wzmocni jego zewnętrzną strukturę. Ale ponownie, ta metoda będzie wymagać użycia sprzętu elektrycznego, który może stabilnie utrzymać prąd pod napięciem większym niż 12V.

Inżynieria bezpieczeństwa

Jak już wspomniano, w operacjach elektrolitycznych należy przestrzegać specjalnych wymagań bezpieczeństwa. Wskazane jest, aby pracować z rękawiczkami i okularami. Jednocześnie powietrze robocze będzie również niebezpieczne, dlatego proces powinien być zorganizowany w pomieszczeniu z aktywnym systemem wentylacji nawiewno-wywiewnej. Wszystkie zbiorniki z wybuchowymi i łatwopalnymi mieszaninami muszą zostać usunięte z kąpieli i sprzętu elektrycznego, zapewniając proces anodowania aluminium. W domu ma również sens wykonywanie operacji przy użyciu ręcznych środków gaśniczych. Szczególną uwagę zwraca się na późniejsze czyszczenie sprzętu. Pojemnik i sprzęt pomocniczy należy umyć w specjalnych roztworach, a resztki elektrolitu należy wyrzucić.

Wniosek

Utlenianie metali za pomocą kwasów jest głównie stosowane jako proces przetwarzania w warunkach produkcyjnych. Ale ostatnio zwykli ludzie coraz częściej ją obserwują. Do czego może być wymagane w sferze domowej takie pokrycie? Anodowanie aluminium umożliwia zmianę estetycznych właściwości materiału, ale w większości przypadków technologia służy do celów praktycznej ochrony. Wysokiej jakości utleniona warstwa na powierzchni metalu pozwala zminimalizować procesy korozyjne. W przypadku aluminium mogą to być części samochodowe, sprzęt inżynieryjny, blachy dachówkowe i elementy innych konstrukcji budowlanych. Istnieją mniej złożone metody takiej ochrony, ale obróbka elektrochemiczna przez anodowanie zapewnia wyższy stopień ochrony konstrukcji metalowej przed wpływami zewnętrznymi.