Что такое анодирование – процесс анодирования алюминия, применение и производство

Что это Разработка Анодирование алюминия

Так называемое анодирование алюминия является разновидностью процесса электролитического окисления, в котором изделия из алюминия или алюминиевого сплава используются в качестве анодов и помещаются в раствор электролита для обработки под напряжением, а пленка оксида алюминия образуется электролизом, что называется анодированием алюминия (алюминиевого сплава). В этой статье мы поговорим об основах процесса анодирования алюминия, охватывающих применение, процесс обработки и производство анодирования.

Применение процесса анодирования алюминия

После анодирования на поверхности алюминия может образоваться несколько микрометров и сотен микрометров оксидной пленки. По сравнению с естественной оксидной пленкой алюминиевого сплава, коррозионная стойкость и декоративные свойства, очевидно, улучшаются. Цветные металлы или их сплавы (такие как алюминий, магний и их сплавы) могут быть анодированы. Этот метод широко используется в Детали, обработанные на станках с ЧПУ, детали самолетов и транспортных средств, точные приборы и радиооборудование, предметы первой необходимости и архитектурный декор.

Процесс анодирования алюминиевой поверхности

Независимо от того, какой метод используется для обработки алюминиевых материалов и изделий, на поверхности будут присутствовать различные степени загрязнений и дефектов, такие как пыль, окисление металла, окисление металла (натуральная или алюминиевая оксидная фольга, образованная при высокой температуре), остаточное масло, следы асфальта, отпечатки пальцев от ручной обработки (в основном, состоящие из жирных кислот и азотсодержащих соединений), растворители, коррозионные соли, металлические заусенцы и т. д. Небольшие царапины, ссадины и т. д. Поэтому перед обработкой окислением необходимо очистить поверхность изделия химическими и физическими методами, которые могут очистить металлическую матрицу и способствовать плавному ходу окислительной окраски. Таким образом, можно получить искусственную пленку с лучшей коррозионной стойкостью, износостойкостью и атмосферостойкостью.

обезжиривание

На поверхности алюминия и алюминиевых сплавов применяются обезжиривание органическими растворителями, поверхностно-активными веществами, щелочными растворами и кислотными растворами. Электролитическое обезжиривание, эмульсионное обезжиривание.

Щелочной травитель

Щелочное травление представляет собой процесс очистки поверхности алюминиевых изделий в растворе гидроксида натрия с другими веществами или без них, который также известен как щелочная коррозия или щелочная очистка. Его функция заключается в дополнительной обработке после обезжиривания некоторыми методами обезжиривания, чтобы дополнительно очистить масляную грязь, прикрепленную к поверхности, удалить естественную оксидную пленку и небольшую царапину на поверхности изделия. Таким образом, обнажается чистая металлическая матрица изделия, что способствует образованию анодной пленки и получению высококачественной пленки. Кроме того, изменяя состав раствора, температуру, время обработки и другие рабочие условия, можно получить гладкие или сатиновые матовые или глянцевые протравленные поверхности. Основной состав травильного и промывочного раствора - гидроксид натрия, кроме того, добавляются регуляторы (NaF, нитрат натрия), ингибиторы накипи (глюконат, гептан, тартрат, аравийская камедь, декстрин и т. д.), многовалентные хелатирующие агенты (полифосфат) и моющие средства.

Нейтрализация и очистка воды

После травления и промывки серая или черная зола на поверхности алюминиевых изделий не растворяется при промывке холодной или горячей водой, но может растворяться в кислотном растворе. Поэтому изделия, протравленные и промытые горячим щелочным раствором, необходимо очистить кислотным выщелачиванием, чтобы удалить золу и остатки щелочного раствора, чтобы обнажить яркую основную металлическую поверхность. Этот процесс называется нейтрализацией, блеском или обработкой блеском. Процесс заключается в замачивании изделия в растворе азотной кислоты 300-400 г/л (1420 кг/м3) при комнатной температуре. Время замачивания зависит от состава металла. Обычно время замачивания составляет 3-5 минут.

Золу, нависающую на изделиях из алюминиевого сплава, содержащих кремний или марганец, можно обработать смесью азотной и плавиковой кислот в объемном соотношении 3:1 при комнатной температуре в течение 5-15 секунд. Нейтрализующую обработку можно также проводить при комнатной температуре в растворе, содержащем 300-400 г/л азотной кислоты и 5-15 г/л оксида хрома или растворе, содержащем 100 г/л оксида хрома плюс 10 мл/л серной кислоты (1840 кг/м3). Целью очистки воды в каждом процессе является тщательное удаление остаточной жидкости и водорастворимых продуктов реакции на поверхности изделий, чтобы предотвратить загрязнение жидкости в резервуаре в следующем процессе и обеспечить эффективность и качество обработки.

Большинство из них очищаются холодной водой один раз. Но изделия после щелочной коррозии обычно очищаются горячей водой, а затем холодной водой. Температура горячей воды составляет 40-60 ℃. Нейтрализованные продукты могут окисляться после очистки водой, поэтому эта очистка должна быть особенно тщательной, чтобы не допустить загрязнения чистой поверхности. В противном случае эффективная обработка предыдущих процессов может быть потрачена впустую из-за неправильной очистки. После нейтрализации и очистки водой изделие должно окисляться вместе с поверхностью. Нахождение на воздухе не должно быть слишком длительным, например, оставаться 30-40 минут, изделия необходимо повторно протравить и нейтрализовать.

Анодирование

Природный оксид алюминия на поверхности алюминиевых изделий мягкий и тонкий с плохой коррозионной стойкостью, который не может быть эффективным защитным слоем и не подходит для окраски. Искусственная оксидная пленка в основном изготавливается путем химического окисления и анодного окисления. Химическое окисление - это реакция части основного металла алюминиевых изделий в слабом щелочном или слабом кислотном растворе, которая утолщает естественную оксидную пленку на поверхности или создает некоторые другие пассивные пленки. Обычные химические оксидные пленки - это хромовая кислотная пленка и фосфорная кислотная пленка, которые тонкие и обладают хорошей адсорбцией, и могут быть окрашены и запечатаны. По сравнению с анодной оксидной пленкой, химическая оксидная пленка намного тоньше, с низкой коррозионной стойкостью и твердостью, и ее нелегко окрашивать, а светостойкость после окраски плохая, поэтому окраска и подбор цвета металлического алюминия вводят только анодирование.

Производство анодно-оксидной пленки

Общий принцип формирования анодной оксидной пленки заключается в том, что изделия из алюминия или алюминиевого сплава помещаются в раствор электролита в качестве анода, а на поверхности образуется пленка оксида алюминия путем электролиза, что называется анодной оксидной обработкой алюминия и алюминиевого сплава. Катод устройства изготавливается из материалов с высокой химической устойчивостью в электролитическом растворе, таких как свинец, нержавеющая сталь, алюминий и т. д. Принцип анодирования алюминия по сути является принципом электролиза воды. При прохождении тока на катоде выделяется водород; на аноде выделяющийся кислород представляет собой не только молекулярный кислород, но и атомарный кислород (o) и ионный кислород, который обычно выражается в виде молекулярного кислорода в реакции.