Матирование алюминия химическим способом

Матовое анодирование алюминия

Матовое анодирование алюминиевых профилей из сплавов серии 6ххх, в основном сплавов 6060 и 6063 (АД31), привлекает многих потребителей. Оно дает весьма приятный внешний вид, во многом позволяет скрыть такие дефекты прессования как «следы матрицы» и имеет хорошую повторяемость от партии к партии.

Щелочное травление алюминия

Обычно для подготовки поверхности алюминия перед анодированием применяют щелочное обезжиривание и щелочное травление – химическая реакция алюминия со щелочью, обычно – с едким натром (NaOH). При этом происходит очистка поверхности и для стравливание поверхностного слоя с целью повышения матовости поверхности и удаления или сглаживания видимых дефектов прессованной поверхности, таких как «следы матрицы». При анодировании алюминия его поверхностный слой преобразуется в полупрозрачное оксидное покрытие. При этом вся поверхностная топография, которая была сформирована щелочным травлением, сохраняется.

Щелочное травление алюминия E6

Настоящее матовое щелочное травление алюминиевых профилей получают не в обычных щелочных ваннах с содержанием щелочи 30-40 г/л и алюминием до 40 г/л, а в так называемых «вечных» или «долгоживущих» ваннах с повышенным содержанием щелочи (50-80 г/л) и большим содержанием алюминия (120-180 г/л). Эти ванны называют соответственно ванна Е0 и ванна Е6 по названию режимов подготовки поверхности перед анодированием, которые прописаны в немецком стандарте DIN 17611. В ванне Е0 профили обычно обрабатываются 2-10 минут при температуре 40-50 ºС, а ванне Е6 – 10-20 минут при температуре 60-70 ºС.

Обычное стравливание в ванне Е6 составляет 70-100 г/м 2 . После щелочного травления Е6 алюминиевая поверхность получает особую топографию, которая интенсивно рассеивает большую часть падающего на нее света, что придает ей матовый вид и способность маскировать мелкие поверхностные дефекты.

Рисунок 1 – Вязкий раствор ванны щелочного травления Е6 на алюминиевых профилях [Shueco]

Железо в алюминии

Давно известно, что для алюминиевых сплавов серии 6ххх с повышенным содержанием железа получить хорошую матовость намного легче. Это связано с тем, что с увеличением содержания железа возрастает плотность ямок травления не только по границам зерен, но внутри зерен. Этому способствует повышенное количество интерметаллидных частиц Al-Fe(Mn)-Si. Эти железосодержащие частицы действуют как катоды в реакции растворения алюминия при его щелочном травлении. В «чистом» сплаве, при минимуме железа, происходит общее стравливание алюминиевой матрицы без образования глубоких ямок травления, что и обеспечивает затем блестящую, глянцевую анодированную поверхность. С повышением содержания железа в сплаве толщина стравливания, которая необходима для получения матовой поверхности, уменьшается.

Медь и цинк в алюминии

Кроме того, для достижения хорошей матовой поверхности содержание меди в алюминиевом сплаве необходимо свести к минимуму – до 0,03 %. Повышенное содержание в сплаве меди увеличивает степень блеска анодированной поверхности. Именно поэтому у сплавов 6463 и 6463А, которые применяется для получения блестящего, отражательного анодирования, содержание меди повышенное – до 0,25 %, а железа пониженное – не более 0,15 %.

Влияние технологии на матовость поверхности алюминия

Технология изготовления прессованных алюминиевых профилей также оказывает влияние на матовость их поверхности. Полностью гомогенизированная микроструктура слитка для прессования (столба) способствует образованию матовой поверхности. Хорошая закалка на прессе также благоприятно влияет на матовость поверхности профилей. Лучшее сочетание матовости и механических свойств дает типичное состояние Т6 – закалка и искусственное старение при 185 ºС в течение 5 часов. Недостаривание алюминиевых сплавов, включая состояние Т4, способствует большему блеску анодированной поверхности. Сильное перестаривание (состояние Т7) – увеличение температуры и/или длительности старения – может дать увеличение матовости поверхности, но за счет значительного снижения механических свойств профилей.

Источник

Обезжиривание, травление и активирование алюминия и сплавов

Обезжиривание

Процесс обезжиривания поверхности металлических деталей проводят, как правило, когда эти детали только что обработаны (отшлифованы или отполированы) и на их поверхности нет ржавчины, окалины и других посторонних продуктов.
С помощью обезжиривания с поверхности деталей удаляют масляные и жировые пленки. Для этого применяют водные растворы некоторых химреактивов, хотя для этого можно использовать и органические растворители.

Компоненты	Составы для обезжиривания алюминия и сплавов
№1	№2	№3
Кальцинированная сода, г/л	5-10	50-60	20-25
Тринатрийфосфат, г/л	5-10	50-60	20-25
Эмульгатор ОП-7 (ОП-10), г/л	15-20	—	5-7
Жидкое стекло, г/л	25-50	20-30	—
Температура	50-60	50-60	70-80
Время обработки	3-5	3-5	10-20

Травление

Травление (как подготовительная операция) позволяет удалить с металлических деталей прочно сцепленные с их поверхностью загрязнения (ржавчину, окалину и другие продукты коррозии).
Основная цель травления — снятие продуктов коррозии; при этом основной металл не должен травиться. Чтобы предотвратить травление металла, в растворы вводят специальные добавки. Хорошие результаты дает применение небольших количеств гексаметилентетрамина (уротропина).

Составы для травления алюминия и его сплавов (г/л)
Компоненты	№1	№2	№3	№ 4
Азотная кислота 1,4 г/см	—	35…40	—	—
хлористый натрий	—	—	—	30
Едкий натр	50…100	—	25…35	150
кальцинированная сода	—	—	20…30	—
Температура, С	40…60	18…25	40…60	60
Время обработки, сек	5… 10	3…5	0,5…2,0	15…20

Декапирование (активирование)

Активирование — удаление с поверхности деталей тончай­ших слоев окислов, которые образуются при промывках и в про­межутках между операциями. При активировании происходит лег­кое протравливание верхнего слоя металла, что обеспечивает проч­ное сцепление наносимого покрытия с основным металлом. Активирование производится непосредственно перед нанесени­ем гальванических покрытий.

Состав для декапирования алюминия и его сплавов
Компоненты	№1
Азотная кислота	10-15%-ный раствор
Температура, С	20
Время обработки, сек	5. 15

ВАРИАНТ 2

Химическая подготовка изделий перед получением оксидных покрытий включает операции обезжиривания, травления, осветления металла. В зависимости от природы и степени загрязнения поверхности используют органические растворители или водные растворы.

При выборе состава водных обезжиривающих растворов для уменьшения их агрессивного действия на металл снижают содержание едкой щелочи, по сравнению с принятой для обезжиривания черных металлов, иногда увеличивают при этом концентрацию в растворе углекислого натрия. Улучшению качества и ускорению процесса обезжиривания способствует введение добавок ПАВ, в особенности синтанола, а также повышение концентрации фосфатов.

Для обезжиривания изделий из алюминия и его сплавов можно использовать растворы следующих составов (г/л):

1) углекислый натрий — 10-20, тринатрийфосфат — 5-50, триполифосфат — 3-5, синтанол ДС-10 — 8-10;
2) углекислый натрий — 15-20, тринатрийфосфат — 25-30, синтанол ДС-10 — 3-4;
3) гидроксид натрия — 10-15, тринатрийфосфат — 50-60, метасиликат натрия — 20-30.

Обезжиривание ведут при температуре 60-80 °С. Растворы 1, 2 используют для обработки полированных, раствор 3 — сильно загрязненных деталей.

Уже в процессе обезжиривания, поскольку он связан с применением щелочных растворов, происходит большее или меньшее травление поверхности металла. Поэтому специальная операция травления включается в технологический процесс не столько для снятия продуктов коррозии, как при травлении черных металлов, сколько для получения определенной фактуры поверхности.

Мелкозернистую серебристую поверхность получают обработкой алюминия в растворе, содержащем 120-150 г/л гидрокснда натрия и 25-35 г/л хлористого натрия, при температуре 60-70 °С.
Для матирования алюминия и его деформируемых сплавов можно пользоваться раствором, содержащим 50-200 г/л смеси, состоящей (массовая доля, %) из 56 нитрата натрия, 44 гидроксида натрия; при температуре 40-60 °С.

Обработка алюминия и его сплавов даже в слабоконцентрированных щелочных растворах сопровождается выделением на их поверхности шлама нерастворимых компонентов — меди, кремния, марганца. Для их удаления проводят операцию осветления. Технический алюминий и его деформируемые сплавы с магнием, марганцем, медью, типов АМг, АМц, Д16, В95 осветляют в 30-50 %-ной азотной кислоте или в растворе, содержащем 100 г/л хромового ангидрида и 5 г/л серной кислоты. Литейные сплавы типа силумина обрабатывают в растворе, содержащем 250-300 г/л азотной кислоты и 8-10 г/л плавиковой кислоты.

Для осветления сплавов АЛ9, АЛЮ после их щелочного травления используют раствор, состоящий из 0,7 л азотной кислоты (1,41), 0,3 л плавиковой кислоты (40 %-ной), 15 г/л хромового ангидрида. Такая подготовка особенно эффективна для изделий, подвергающихся затем химическому оксидированию.

Обрабатываемые изделия загружают в оксидировочную ванну на подвесных приспособлениях из алюминия, дюраля или титана. При повторном использовании с алюминиевых подвесных приспособлений должна быть предварительно удалена оксидная пленка. Для этого их травят в горячем 10 %-ном растворе едкой щелочи. Целесообразно использовать для этой цели также раствор, содержащий 20 г/л хромового ангидрида и 35 мл/л фосфорной кислоты (1,52). Обработку ведут при температуре 90-100°С.

Недоброкачественные оксидные покрытия могут быть удалены с поверхности изделий обработкой их в растворах следующих составов:

1) хромовый ангидрид — 20 г/л, фосфорная кислота (плотность 1,5) — 35 мл/л;
2) азотная кислота (плотность 1,34) — 50-55 мл/л, плавиковая кислота (40%-ная) -4,5 мл/л.

В растворе 1 при температуре 85-100°С для удаления оксидной пленки требуется 10-30 мин, в растворе 2 при комнатной температуре 30-50 мин. Изменения размеров деталей при травлении почти не наблюдается.

Источник

Как сделать алюминий матовым в домашних условиях?

Как алюминий сделать матовым

К счастью, существует и другой способ анодирования — в растворе углекислого натрия (питьевая сода) и хлористого натрия ( пищевая соль) .

Растворы готовят отдельно друг от друга. Для получения насыщенных растворов берут избыточное количество соды и соли, и растворяют их в чистой воде, желательно дистиллированной (продается в магазинах автозапчастей для заливки в аккумуляторы) . Соду и соль растворяют в теплой воде, в течении получаса, постоянно перемешивая раствор. Раствора соды потребуется примерно в 9 раз больше, чем раствора соли. Растворы готовят в стеклянной или пластиковой посуде.

После того, как вещества перестанут растворяться, раствор отстаивают 10−15 минут, сливают с осадка нерастворенного вещества и фильтруют. Любая неоднородность в растворе может повлиять на равномерность покрытия алюминиевой детали.

Ванна для анодирования должна быть также алюминиевой. Если такой ванны нет, можно воспользоваться и пластиковой, но ее дно и желательно стенки необходимо покрыть листами алюминия. Можно вырезать из листа алюминия выкройку, как для коробки и согнуть импровизированную «ванну» . Смысл этого — в обеспечении равной плотности тока при анодировании со всех сторон детали. К листу алюминия присоединяют провод (так же алюминиевый) .

Деталь, предназначенную для анодирования, измеряют, с целью определить площадь ее поверхности, тщательно очищают мелкой наждачной шкуркой, обезжиривают ацетоном. К детали прикрепляют провод, в месте, которое не будет потом видно. Иногда специально для этого оставляют контактный лепесток, который удаляют после анодирования.

В ванну заливают 9 объемных частей раствора соды и одну часть раствора соли. Раствор тщательно перемешивают. Провод от ванны присоединяют к «минусу» свежезаряженной аккумуляторной батареи. (можно использовать и сетевой источник питания) .

Деталь должна быть абсолютно чистой. Ее подвешивают в ванной при помощи присоединенного провода так, что бы минимальное расстояние до ванны было не менее 10−15 мм (включая дно) . Провод от детали присоединяют через амперметр к «плюсу» аккумулятора. Ток для анодирования должен быть в пределах 10−20 мА на каждый квадратный сантиметр детали. Т. е. если деталь имеет площадь примерно 100 кв. см, то ток должен быть 1−2 ампера. Для его регулировки в цепь включают проволочный переменный резистор.

Процесс анодирования продолжается 1−1,5 часа. В процессе анодирования выделяются микроскопические пузырьки газа. Когда вся деталь покроется ровным серо-голубым налетом, процесс анодирования можно считать законченным. Деталь вынимают из раствора и промывают проточной водой. При помощи густого раствора марганцовки и тампона деталь очищают от продуктов химической реакции. После этого деталь становится гладкой, как бы матово-полированной светло-серого цвета.

Иногда для установки на камеру экзотических объективов приходится заказывать у токаря переходники для них. В основном мне вытачивают из дюрали, алюминия и реже из стали. Известно, что для увеличения контраста на фотографии и во избежания паразитных засветок, нужно хорошо зачернить такой самодельный переходник.

Я долго искал приемлемый метод чернения металла, который можно было бы применить в домашних условиях и получить приемлемое качество чернения.

Самый доступный казался это купить баллончик с матовой черной краской и закрасить нужные части. Но даже этот метод не такой уж и простой. Нужно подготовить среду, и точно не в квартире, а хотя-бы в гараже. И к тому же краску можно легко поцарапать.

Про метод анодирования я вообще умолчу, он требует повышенной техники безопасности и всякие эксперименты с серной кислотой меня не располагают.

Совсем недавно узнал о методе чернения хлорным железом. Чисто случайно — на рынке один человек сказал, что он опускает блестящие детали в отработку от вытравления печатных плат и получает таким образом хорошее чернение. Я подумал, хорошая идея, но в общем-то не обязательно искать отработку, достаточно просто найти хлорное железо (FeCl3) и сделать такой же раствор.

Хлорное железо я нашел и заказал через Интернет у частного продавца на доске объявлений, пакетик 200 г мне обошелся с почтовой пересылкой примерно 50 грн.

Я был приятно удивлен, поскольку в основном хлорное железо и продают для радиолюбитетей. Я и сам раньше увлекался радиотехникой, лет так 15 тому, и думал что сейчас эту индустрию уже давно вытеснили китайские готовые радиотехнические решения. Оказалось не вытеснили, раз есть предложение на хлорное железо, есть и спрос. Но не буду отходить от темы, далее по делу…

Я чернил этим методом алюминий, дюраль, сталь и латунь. И могу сказать, что лучше всего получилось с алюминием. Немного хуже, но приемлемо зачернилась дюраль. Сталь не зачернилась, но покрылась налетом, напоминающим ржавчину, она перестала блестеть, хотя бы так, все же стало немного лучше чем было. Латунь немного поменяла цвет — стала немного краснее, перестала блестеть, стала матовой, но черной не стала.

Метод чернения алюминия хлорным железом

Мне нужно было зачернить пару дюралевых колечек для макромеха и пару алюминиевых переходничков. Для такого небольшого количества деталей достаточно 15−20 грамм хлорного железа.

Хлорное железо в посуде для приготовления раствора

Вначале нужно развести его с небольшим количеством воды. На такое маленькое количество железа, воды нужно совсем немножко. Важно, чтобы в результате получилась густая смесь. чтобы она не растекалась а намазывалась на поверхность. Я делал на глаз — чем гуще раствор, тем лучше.

Раствор хлорного железа

Пока раствор «настаивается» подготавливаем наши детали к чернению. Очищаем их от возможной грязи и пыли и обезжириваем. Я просто помыл их с мылом под краном, этого было достаточно.

Деталь, подготовленная для чернения

Теперь, когда раствор готов, берем какую-то палочку. например для чистки ушей с ваткой на кончике. и аккуратно намазываем внутренние поверхности переходника. Я чернил только их, предпочитая оставить снаружи их блестящими. Следите, чтобы раствор оставался на поверхностях, а не стекал.

Деталь с намазанным раствором хлорного железа

Далее нужно немного времени, чтобы прошла химическая реакция. Длительность реакции зависит от пропорции раствора и температуры. Если вы добавляли теплую воду — реакция пройдет быстрее.

В моем случае алюминиевые детали почернели через 7−10 минут. Дюраль темнела чуть дольше, может минут 20, точно время не засекал.

Дюралевое колечко потемнело

В результате поверхность стала темно-серая, матовая. Не бликует, что и требовалось получить.

Если результат вас не удовлетворил, можно промыть детали и пройтись еще раз оставшимся раствором. Я так и сделал с дюралью, сталью и латунью, в надежде что получится лучше.

Дюраль стала выглядеть заметно лучше, сталь и латунь остались такими же. Можно также оставить их намазанными на более длительное время.

После достижения чернения детали можно промыть проточной водой и высушить. Далее ими можно пользоваться.

Поверхность того же колечка после помывки и сушки. Чернением доволен.

После того, как я зачернил кольцо для макромеха, которое изначально блестело, контраст на фотографиях намного улучшился, особенно это стало заметно снимая черные детали с длинными выдержками.

Еще одна алюминивая деталь, зачерненая по тому же методу

А вот что случилось с латунью Она вообще не потенмнела, но стала матовой и немного поменяла цвет

Вот такой, относительно простой и качественный метод чернения. Надеюсь что будет полезен не только мне, но и другим энтузиастам.

На одном из заводов перед анодированием алюминиевых деталей успешно применяется их матирование в растворе, содержащем 50—200 г/л смеси, состоящей (массовая доля, %): азотнокислый натрий — 56, едкий натр — 44. Продолжительность обработки при 40—60°С составляет от 1 до 10 мин. Легкое перемешивание раствора предотвращает появление на металле следов выделения газовых пузырьков в виде вертикальных полос. Раствор при работе корректируют добавлением исходных компонентов до накопления в нем 130—150 г/л AI, после чего он должен быть заменен новым. Следует отметить, что указанное содержание алюминия является предельно допустимым для большинства щелочных растворов, используемых при травлении металла.

Сходный эффект матирования поверхности может быть достигнут при использовании следующего раствора (массовая доля, %): едкий натр — 8—13, азотнокислый натрий — 7—12, азотнокислый натрий — 5—9, тринатрийфосфат — 5—8, сернокислая медь — 0,05—0,2. Матирование проводится при температуре 60—90°С.

Для получения светлой, мелкозернистой поверхности алюминия, сходной с получаемой сатинированием, предложено проводить травление в течение 0,5—1,0 мин при 70—80°С в следующем растворе 1 (г/л): едкий натр — 160—260, азотнокислый натрий — 160—260, азотистокислый натрий—120—160, тринатрийфосфат—• 50—80, декстрин — 0,5—1,0. Качество обработки повышается при добавке в раствор 40—50 г/л глюконата натрия.

Продолжительность травления алюминия и его сплавов с целью получения определенной фактуры поверхности определяется требованиями к внешнему виду деталей с учетом их последующей обработки и составляет от 0,5 до 20 мин.

Титан, молибден, никель, магний. Для удаления термической окалины с поверхности титана и его сплавов типов BT1, ВТ5Д его обрабатывают в расплаве, содержащем (массовая доля, %): едкий натр — 80 и азотнокислый натрий — 20 при температ,уре 420—460°С. Понижения температуры до 320—300°С можно достигнуть, используя смеси, содержащие равные количества едкого натра и едкого кали.

Матовое анодирование алюминия

Матовое анодирование алюминиевых профилей из сплавов серии 6ххх, в основном сплавов 6060 и 6063 (АД31), привлекает многих потребителей. Оно дает весьма приятный внешний вид, во многом позволяет скрыть такие дефекты прессования как «следы матрицы» и имеет хорошую повторяемость от партии к партии.

Щелочное травление алюминия

Обычно для подготовки поверхности алюминия перед анодированием применяют щелочное обезжиривание и щелочное травление – химическая реакция алюминия со щелочью, обычно – с едким натром (NaOH). При этом происходит очистка поверхности и для стравливание поверхностного слоя с целью повышения матовости поверхности и удаления или сглаживания видимых дефектов прессованной поверхности, таких как «следы матрицы». При анодировании алюминия его поверхностный слой преобразуется в полупрозрачное оксидное покрытие. При этом вся поверхностная топография, которая была сформирована щелочным травлением, сохраняется.

Щелочное травление алюминия E6

Настоящее матовое щелочное травление алюминиевых профилей получают не в обычных щелочных ваннах с содержанием щелочи 30-40 г/л и алюминием до 40 г/л, а в так называемых «вечных» или «долгоживущих» ваннах с повышенным содержанием щелочи (50-80 г/л) и большим содержанием алюминия (120-180 г/л). Эти ванны называют соответственно ванна Е0 и ванна Е6 по названию режимов подготовки поверхности перед анодированием, которые прописаны в немецком стандарте DIN 17611. В ванне Е0 профили обычно обрабатываются 2-10 минут при температуре 40-50 ºС, а ванне Е6 – 10-20 минут при температуре 60-70 ºС.

Обычное стравливание в ванне Е6 составляет 70-100 г/м 2 . После щелочного травления Е6 алюминиевая поверхность получает особую топографию, которая интенсивно рассеивает большую часть падающего на нее света, что придает ей матовый вид и способность маскировать мелкие поверхностные дефекты.

Железо в алюминии

Давно известно, что для алюминиевых сплавов серии 6ххх с повышенным содержанием железа получить хорошую матовость намного легче. Это связано с тем, что с увеличением содержания железа возрастает плотность ямок травления не только по границам зерен, но внутри зерен. Этому способствует повышенное количество интерметаллидных частиц Al-Fe(Mn)-Si. Эти железосодержащие частицы действуют как катоды в реакции растворения алюминия при его щелочном травлении. В «чистом» сплаве, при минимуме железа, происходит общее стравливание алюминиевой матрицы без образования глубоких ямок травления, что и обеспечивает затем блестящую, глянцевую анодированную поверхность. С повышением содержания железа в сплаве толщина стравливания, которая необходима для получения матовой поверхности, уменьшается.

Медь и цинк в алюминии

Кроме того, для достижения хорошей матовой поверхности содержание меди в алюминиевом сплаве необходимо свести к минимуму – до 0,03 %. Повышенное содержание в сплаве меди увеличивает степень блеска анодированной поверхности. Именно поэтому у сплавов 6463 и 6463А, которые применяется для получения блестящего, отражательного анодирования, содержание меди повышенное – до 0,25 %, а железа пониженное – не более 0,15 %.

Влияние технологии на матовость поверхности алюминия

Технология изготовления прессованных алюминиевых профилей также оказывает влияние на матовость их поверхности. Полностью гомогенизированная микроструктура слитка для прессования (столба) способствует образованию матовой поверхности. Хорошая закалка на прессе также благоприятно влияет на матовость поверхности профилей. Лучшее сочетание матовости и механических свойств дает типичное состояние Т6 – закалка и искусственное старение при 185 ºС в течение 5 часов. Недостаривание алюминиевых сплавов, включая состояние Т4, способствует большему блеску анодированной поверхности. Сильное перестаривание (состояние Т7) – увеличение температуры и/или длительности старения – может дать увеличение матовости поверхности, но за счет значительного снижения механических свойств профилей.

Анодирование алюминия в домашних условиях

Сущностью процесса анодирования является наращивание оксидного покрытия, которое на алюминии и его сплавах выполняет защитную функцию от воздействий среды. Другое название – анодное оксидирование. Кроме того, оксидирование применяют для повышения эстетичности внешнего вида изделий.

Устраняются поверхностные дефекты– небольшие царапины, мелкие сколы. Можно имитировать покрытие драгоценными металлами или повысить адгезивные свойства. Покрытие можно наносить не только на производстве, но и дома.

Анодирование алюминия в домашних условиях пользуется большой популярностью у домашних умельцев. В изделиях, подвергнутых анодному оксидированию, повышается стойкость защитного покрытия.

Общие сведения о технологии анодирования

Технология анодирования алюминия схожа с гальванической обработкой. Оседание ионов оксидов раствора на заготовке происходит в жидком электролите при высоких или низких температурах. Использование нагретого раствора возможно в промышленных установках, где есть возможность тщательного контроля и регулирования напряжения и силы тока в автоматическом режиме.

В домашних условиях обычно пользуются холодным методом. Данный способ достаточно прост, не требует постоянного контроля, а оборудование и расходные материалы — доступны. Для приготовления раствора можно использовать электролит, применяемый в свинцовых автомобильных аккумуляторах. Он продается в каждом автомагазине.

Высокая прочность защитной оксидной пленки зависит от ее толщины, которая в домашних условиях получается при обработке в холодном растворе. Наращивание производится ступенчатым регулированием рабочего тока.

Оксидирование алюминия в черный цвет относится к цветному анодированию. Черный цвет получают в два этапа. Вначале наносится бесцветная пленка электролитическим способом, а затем заготовку помещают солевой раствор кислот. В зависимости от кислоты цвет может быть от бледной латуни до насыщенного черного. Черный алюминий широко используется в строительстве и отделке.

Подготовительный процесс

Для получения гладкой поверхности на стадии подготовки необходимо заготовку отполировать. С помощью войлочного или другого полировального круга устраняются царапины, затягиваются большие поры. Отсутствие микронеровностей снижает вероятность появления прогаров. Анодная пленка не способна скрыть внешние дефекты.

Перед анодированием алюминия необходимо определиться с размерами обрабатываемых деталей. Получаемый слой имеет толщину 50 микрон, поэтому на обработанную резьбу невозможно будет накрутить гайку. Если же детали соединяются с помощью посадки, то не стоит забывать, что после анодирования детали шлифовке не подлежат.

Проведение анодирования в домашних условиях

Для проведения процесса необходимы емкости. Емкости для анодирования должны соответствовать размерам деталей, быть чуть больше. В связи с чем обычно пользуются несколькими ваннами. Материал емкостей – алюминий. Но если изделия небольшого размера, то подойдут пластиковые контейнеры. Только на дно и вдоль стенок необходимо уложить алюминиевые листы. Это необходимо, чтобы создать ток равномерной плотности по всему объему.

Электролит нуждается в изоляции от внешнего воздействия тепла. При нагревании его придется менять. Для исключения нагрева емкости снаружи покрываются слоем теплоизоляции. Ее можно обклеить пенопластом до 50 мм толщиной или, поместив в короб, заполнить свободное пространство монтажной пеной.

Раствор серной кислоты получают путем разбавления электролита для автомобильных аккумуляторов дистиллированной водой в пропорциях один к одному. Купив канистру емкостью 5 литров, раствора можно получить 10 литров.

Смешивание, когда в кислоту добавляется вода, сопровождается обильным тепловыделением, и она буквально вскипает разбрызгиваясь. Поэтому в целях безопасности серную кислоту вливают в емкость с водой.

Перед началом анодирования алюминия его подвергают химической подготовке. Химическая подготовка – процесс обезжиривания. В промышленных условиях обработку проводят едким натром или калием. Но в домашних условиях лучше пользоваться хозяйственным мылом. Зубной щеткой и мыльным раствором с поверхности хорошо удаляются загрязнения. После чего сначала заготовки промываются теплой водой, а затем — холодной.

Альтернативой хозяйственному мылу служит стиральный порошок. Растворив его в закрытом пластиковом контейнере и поместив туда обрабатываемые детали, необходимо интенсивно встряхнуть. Затем детали промываются и просушиваются потоком горячего воздуха. Активный кислород, содержащийся в стиральном порошке, защищает обезжиренные изделия, даже если их взять голыми руками.

Подготовка электролита

Растворы кислот считаются небезопасными реактивами, поэтому для проведения анодирования алюминия в домашних условиях прибегают к другому типу раствора. Для его приготовления используют соль и соду, которые всегда есть под рукой.

Для приготовления электролита берут две пластмассовые емкости. В них наводят солевой и содовый составы, соблюдая пропорцию: на порцию соли или соды 9 порций дистиллированной воды.

Анодирование в домашних условиях

После растворения компонентов раствор выдерживается с целью оседания не растворившихся частиц на дно. При переливании в емкость для анодирования его необходимо процедить.

Способы анодирования алюминия

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

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:
  1. адсорбцией;
  2. опусканием в электролит;
  3. опусканием в красящий раствор;
  4. гальваникой;

• интерферентное;
• интегральное.

Теплое анодирование

Способ теплого анодирования используется для получения основы под покраску. Покрытие пористое, но за счет этого обладает высокой адгезией. Нанесенная сверху эпоксидная краска надежно защитит алюминий от внешних воздействий.

Недостатком считается низкая механическая прочность и коррозионная стойкость покрытия. Оно разрушается при контакте с морской водой и активными металлами. Данный способ можно произвести в домашних условиях.

Процесс протекает при комнатной температуре или выше (не более 50°С). После обезжиривания заготовки устанавливаются на подвесе, который удерживает их в растворе электролита.

Анодирование продолжается до тех пор, пока на поверхности не появится покрытие молочного цвета. После снятия напряжения заготовки промываются в холодной воде. Затем детали подлежат окрашиванию. Красят их путем помещения в емкость с горячим красителем. После чего полученный результат закрепляют на протяжении 1 часа.

Методы цветного анодировния алюминия

Холодная технология

Для проведения анодирования алюминия необходимы:

• источник питания 12 В (АКБ, стабилизатор);
• алюминиевые провода;
• реостат;
• амперметр;
• емкости для растворов.

Холодная технология отличается тем, что рост анодированного покрытия со стороны металла протекает с большей скоростью, чем его растворение с внешней стороны.

Вначале проводятся подготовительные работы, описанные выше. Затем детали необходимо закрепить. Не следует забывать, что под крепежным элементом пленка не образуется. А подвешенные заготовки при опускании в емкость не должны касаться стенок и дна.

К деталям от источника питания подключается анод, соответственно к емкости катод. Плотность тока подбирается в пределах 1,6-4 А/дм2. Рекомендуемые значения 2-2,2 А/дм2. При малых значениях процесс будет протекать медленнее, а при больших может возникнуть пробой цепи и покрытие начнет разрушаться.

Не рекомендуется, чтобы температура электролита поднималась выше 5°С. При анодировании электролит нагревается не равномерно. В центре он теплее, чем в углах емкости, поэтому необходимо постоянное перемешивание.

Продолжительность анодирования при холодном способе составляет около получаса для небольших элементов. Для крупных деталей продолжительность может составлять 60-90 минут. На окончание процесса указывает измененный цвет на поверхности алюминиевого изделия. После отсоединения проводов деталь промывается.

Закрепление результата

Качество анодирования алюминия зависит от завершающего этапа – закрепления покрытия. Для этого после нанесения покрытия и промывки детали помещают на четверть часа в раствор марганца. После выемки необходимо детали промыть под горячей и холодной водой для удаления из пор остатков раствора.

Перед окрашиванием необходимо закупорить микроскопические поры на пленке. Для чего изделия кипятят в дистиллированной воде в течение 30-40 минут.

Как и чем варить алюминий

Внушительный список достоинств сделал алюминий востребованным материалом во всех отраслях экономики, включая корабле- и самолетостроение. Но, как и любой другой металл, он имеет и недостатки. Один из них – технологические сложности при сваривании заготовок из алюминия и его сплавов. Качественно выполнить подобную работу могут только высококвалифицированные специалисты.

• Почему свариваемость алюминия низкая
• Способы сварки алюминия
• Что нужно для сварки алюминия
• Чем варить алюминий в домашних условиях
• Сварка вольфрамовыми электродами в инертной среде
• Задействуем полуавтомат
• Выполняем работы инвертором
• Технология сварки алюминия при помощи флюсов
• Заключение

Почему свариваемость алюминия низкая

Мягки серебристый металл сложно поддается сварке в силу объективных причин, которые вытекают из его свойств. А именно:

• На поверхности алюминия образуется окислительная пленка. И если температура плавления металла составляет всего лишь 660 градусов Цельсия, то защитной пленки – 2044 °C.
• В процессе работы очень сложно контролировать сварочную ванну из-за высокой текучести металла. Необходимо использовать специальные теплоотводящие подкладки.
• Расплавляясь, алюминий выделяет много водорода. В результате после остывания расплава внутри и на поверхности остается много микропустот.
• Алюминий характеризуется высокой степенью усадки. Из-за этого во время охлаждения не исключена деформация шва.
• Высокая теплопроводность вынуждает использовать ток, сила которая намного больше, чем при исполнении аналогичных работ с другими металлами. Сравнительно с обычной сталью разница составляет 100 процентов.

Необходимо подчеркнуть, что в домашних условиях любителям не приходится иметь дело с чистым алюминием. Сваривать приходится его сплавы. Это усложняет и без того непростой процесс, поскольку для каждого сплава (а чаще всего его марка неизвестна) нужно подобрать конкретный режим и дополнительные материалы. Унифицировать сварочный процесс в данной ситуации практически невозможно.

Способы сварки алюминия

На практике есть большое количество приемов и разных способов сварки алюминия и его сплавов. Они отличаются не только методами работы, но и оборудованием, дополнительными материалами. Наиболее часто применяется три способа сварки:

• с использованием вольфрамовых электродов и инертного газа;
• в инертной среде полуавтоматической сваркой;
• без газов с применением плавящихся электродов.

Третий способ представляет собой распространенную технологий сварки алюминиевых заготовок без аргона.

Важно! Сварочные работы со сплавами алюминия подразумевают необходимость разрушения оксидного слоя, образованного на поверхности в результате окисления металла. Для достижения результата используется переменный ток или постоянный с обратной полярностью.

Что нужно для сварки алюминия

Традиционно процесс начинается с подготовки соединяемых заготовок. Основная задача здесь очень проста – очистить поверхность от посторонних включений и грязи. Кромка алюминия очищается с помощью химических составов. Далее после полного высыхания поверхность обезжиривается бытовым растворителем. Пригодны любые обезжиривающие составы: уайт-спирит, ацетон, бензин с высоким октановым числом и т.д.

При работе с заготовками толщиной от 4 мм и больше предварительно нужно «разделать кромки». Способов выполнения данной работы несколько, включая наиболее распространенный – создание конусовидной формы. Завершающим этапом является удаление оксидной пленки при помощи напильника либо любого иного абразива, в том числе наждачной бумаги с крупным зерном.

Чем варить алюминий в домашних условиях

Соединение алюминиевых заготовок с использованием покрытых электродов обозначается аббревиатурой ММА. Режим Manual Metal Arc применяется при работе с металлическими заготовками толщиной от 4 мм и в случаях соединения конструкций с невысокими требованиями к качеству. Этот метод не относится к числу высокотехнологичных: во время выполнения работ внутри швов остаются поры, которые заметно снижают их прочность. Еще одни большой минус – очень сложно застывший шлак, который в конечном итоге приводит к усилению коррозии.

Особенности сварочных работ по алюминию электродами со специальным покрытием:

• используется только обратно полярный постоянный ток;
• величина силы тока определяется, выходя из соотношения 25-30 А на каждый миллиметр толщины заготовки;
• качественный шов может получиться только при условии, что кромка детали средней толщины нагрета до температуры 300 градусов Цельсия. Толстые детали разогреваются до 400 °C;
• в обязательном порядке необходимо медленное остывание. В противном случае шов будет хрупким;
• электрод нужно сжигать «за один присест». В случае разрыва электрической дуги на поверхности алюминия и электрода образуется слой из шлака, который препятствует протеканию тока. Повторно разжечь дугу будет затруднительно.

По завершению работы требуется хорошо очистить шов от шлака: в дальнейшем он становится причиной активной коррозии металла. Для этого достаточно иметь горячую воду и обыкновенную щетку по металлу.

Сварка вольфрамовыми электродами в инертной среде

Когда прочность и качество сварного шва поставлены во главу угла, то самое время прибегнуть к технологии сварки алюминия вольфрамовыми электродами с использованием инертного газа. Для защиты подойдет аргон или гелий. Электроды применяются диаметром от 1,6 до 5 мм. Дополнительно используется присадочная проволока толщиной 1,6-4 мм.

Сварка подключается к сети переменного тока, а технологические параметры подбираются в зависимости от оборудования. Другими словами, под определенные режимы сварки приобретаются электроды и проволока нужной толщины; определяется скорость подачи инертного газа, сила тока и прочие параметры.

• Важно, чтобы длина дуги не превышала 2,5 мм.
• Электрод по отношению к поверхности ставится под углом порядка 80 градусов.
• Между присадочной проволокой и электродом выдерживается прямой угол.
• Изначально по шву перемещается проволока и только следом проходит горелка с электродом.
• Ровность шва можно обеспечить при условии продольного перемещения электрода. Нежелательно двигать электродом в поперечном направлении.
• Чтобы ванна заполнялась равномерно проволоку в рабочую зону следует подавать возвратно-поступательным перемещением.
• Свариваемые элементы следует укладывать на железный стол. Черный метал будет отводить избыточное тепло.
• Подача инертного газа начинается за 4-5 сек до образования и прекращается через 6-7 секунд после прерывания сварочной дуги.

Задействуем полуавтомат

Применение для сварки алюминиевых сплавов полуавтоматического аппарата является идеальным решением. Устройство генерирует импульсы тока высокого напряжения, благодаря чему отлично разрушается пленка оксида металла. Но полуавтоматы с режимом сварки алюминия стоят очень дорого. Поэтому в бытовых условиях умельцы приспособились обходиться обычными полуавтоматами без такого функционала. Метод идентичен технологии сваривания черных металлов, но вместо обычной присадочной проволоки используется алюминиевая.

Еще несколько особенностей:

• В силу того, что алюминиевая проволока расплавляется с большей скоростью по сравнению со стальной, соответственно, подавать ее надо в несколько раз быстрей.
• Коэффициент расширения алюминия больше, чем стали. Чтобы выровнять ситуацию, необходимо приобрести специальный наконечник с обозначением «Al».
• Мягкая проволока может стать причиной образования скрутки или петли, что приведет к прерывания сварочных работ. Желательно предусмотреть специальный механизм подачи. Его несложно смастерить самостоятельно из трех-четырех направляющих роликов.

Выполняем работы инвертором

Для сваривания алюминиевых заготовок нередко используется инвертор. Очень важно правильно подобрать силу тока и электрод. Лучше всего подходят продукты марки ОЗАНА, ОЗА или ОЗР. Выбор силы тока выполняется с учетом высоких плавильных свойств материала. В остальном все идентично процессу сваривания черных металлов.

Важно! Вначале электроды желательно прокалить в печи, специально предназначенной для их термической обработки.

Технология сварки алюминия при помощи флюсов

На рынке флюсы представлены в большом ассортименте, что позволяет выбрать наиболее подходящий вариант для сваривания конкретного вида алюминиевого сплава. Флюсы с этой целью применяются достаточно давно и призваны разрушить защитную оксидную оболочку. Под воздействием высокой температуры флюс растворяется и вступает в реакцию с оксидом алюминия, разрушая его. В этот же момент заготовки соединяются между собой.

Можно приобрести флюсы, которые предназначены отдельно для дуговой или газовой сварки. Помимо этого, для работы с дуговой сваркой можно использовать графитовые или угольные электроды.

Заключение

Из материала статьи несложно сделать основные выводы. Прежде всего то, что для сваривания алюминия есть множество вариантов, которые отличаются оборудованием и способом. Но в любом случае важна тщательная предварительная подготовка, правильный выбор материалов и настройка аппарата.

Технология анодирования алюминия в домашних условиях – подробная инструкция и детали

Современные приспособления, изготовленные из металла, очень сильно отличаются от тех, что делались 30-50 лет тому назад. Они стали лёгкими, устойчивыми к вредным воздействиям, минимально опасными для жизни. Анодированный алюминий занимает одно из ведущих мест среди металлов, которые применяются для изготовления таких приспособлений.

Анодированный алюминий давно и прочно занял место стали и чугуна там, где кроме прочности и устойчивости к внешним воздействиям требуются другие главные качества – лёгкость и пластичность. Он значительно легче стали, поэтому с успехом заменил её в десятках тысяч единиц продукции, используемых в самых разных областях – промышленности, медицине, туризме, спорте.

С появлением технологии анодирования к замечательным свойствам алюминия добавились результаты химической модификации – высокая коррозионная стойкость и сопротивляемость к механическим воздействиям.

Общие сведения о технологии анодирования

Технология анодирования алюминия схожа с гальванической обработкой. Оседание ионов оксидов раствора на заготовке происходит в жидком электролите при высоких или низких температурах. Использование нагретого раствора возможно в промышленных установках, где есть возможность тщательного контроля и регулирования напряжения и силы тока в автоматическом режиме.

В домашних условиях обычно пользуются холодным методом. Данный способ достаточно прост, не требует постоянного контроля, а оборудование и расходные материалы — доступны. Для приготовления раствора можно использовать электролит, применяемый в свинцовых автомобильных аккумуляторах. Он продается в каждом автомагазине.

Высокая прочность защитной оксидной пленки зависит от ее толщины, которая в домашних условиях получается при обработке в холодном растворе. Наращивание производится ступенчатым регулированием рабочего тока.

Результат анодирования алюминия

Черное анодирование алюминия

Оксидирование алюминия в черный цвет относится к цветному анодированию. Черный цвет получают в два этапа. Вначале наносится бесцветная пленка электролитическим способом, а затем заготовку помещают солевой раствор кислот. В зависимости от кислоты цвет может быть от бледной латуни до насыщенного черного. Черный алюминий широко используется в строительстве и отделке.

Алюминиевый профиль браш и сатинированные смесители Premial®

Изделия, обработанные до зеркального блеска часто царапаются при эксплуатации и со временем тускнеют. На полированных металлах видны следы от прикосновений, лишние блики от прямого солнечного света часто не дают рассмотреть изделие. Поэтому на пике популярности сейчас качественно выполненное сатинирование (satin finishing) — декоративно-отделочная операция для предотвращения коррозии, для улучшения внешнего вида, для придания изделию полублестящей поверхности от микронеровностей.

Сатинирование и браширование металлов — это техника направленного шлифования поверхностей путем нанесения крупных или мелких равномерных царапин-рисок в заданном направлении. После такой обработки получается характерный «штриховой» узор. Выраженность рисунка зависит от степени абразивности применяемых инструментов, поэтому, если штрихи малозаметны и напоминают по текстуре атласную ткань, это сатинированние. Если штрихи крупные и хорошо заметные, то такой «грубый сатин» называется браш.

Особенно этот вид обработки востребован при кастомизации или изготовлении под заказ индивидуальной, дизайнерской продукции. Сатинируют корпуса мобильных телефонов, часов, клинков ножей и кинжалов, посуды из нержавеющей стали и других изделий. Их поверхность после такой обработки становится «атласной» на вид, повреждения или загрязнения, появляющиеся в процессе эксплуатации практически незаметны. При этом изделие блестит, не обладая зеркальной поверхностью, и часто протирать от пятен и следов пальцев не нужно.

Если кастомизированные смартфоны обрабатывают вручную, то профиль для шкафов-купе или смесители из нержавейки сатинируются и брашируются в заводских условиях с постоянными настройками направленного шлифования. Смесители из нержавеющей стали шлифуют в поперечном направлении, алюминиевый профиль — в продольном.

Сатинированные корпусы смесителей Premial® приобретают лощеный вид. Смесители выглядят стильно и дорого, и за такой поверхностью несложно ухаживать. Рисунок едва заметен и воспринимается глазом как полуматовый.

Кроме привлекательного внешнего вида сатиновая обработка устраняет или делает малозаметными поверхностные изъяны нержавеющей стали или алюминия. При этом сатинированная поверхность дольше сохраняет внешний вид, чем блестящая полированная, и она менее притязательна в уходе, чем матовая.

Брашированные декоры алюминиевого профиля относятся к эксклюзивным цветам Premial®. Это группа красивых, стильных декоров, способных украсить модный шкаф-купе без вульгарного налета «гламура». Браши подойдут и интерьеру в сдержанной классике, и к претенциозной модернистской обстановке.

Однако брашированные золото, серебро, графит и шампань мало знакомы российскому покупателю мебели, которые склоняются к привычным анодированным или глянцевым цветам. И именно поэтому мебельные производители неохотно берут браши на склад, относя их к заказным экземплярам. Между тем, это настолько самодостаточный декор шкафного алюминиевого профиля, что для повышения его продаж нужно лишь в выгодном свете продемонстрировать его достоинства в вашем торговом зале или шоу-руме мебельного салона. Кроме того, браширование — не просто вариант эстетической отделки профиля, это еще и финиш для придания профилю для шкафов-купе антикоррозийных свойств.

Браширование (scratch-brushing) стальными цилиндрическими щетками с нитями из стали и карбида кремния удаляет с поверхности алюминия окислы, загрязнения, уплотнения, нанося красивый декоративных рисунок в виде штрихов вдоль длины профиля. Все лишнее наслоение, мягкое или бракованное первоначальное покрытие «вычесывается» без остатка. Технология обработки подразумевает частичное снятие верхнего слоя металла, однако глубина анодирования и интеграции цветного красителя гораздо больше. И брашированный алюминий при всей своей внешней красоте еще и надежно защищен от коррозии.

Геометрия поверхности профиля сохраняется без искажений, равномерность обработки строго контролируется. Риска штрихового узора от вращающихся щеток получается однонаправленной, ровной, частой и визуально делает полированную поверхность профиля матовой. Браш — это приятные на ощупь и красивые профили.

Алюминиевый профиль для изготовления дверей-купе в декорах браш обладает высокими качественными и эстетическими характеристиками. Объясните это своим покупателям в процессе консультации в торговом зале или при выборе материалов для будущего шкафа-купе. Браш, это как раз тот случай, когда качество и стиль перекрывают чуть более высокую цену по сравнению с матовым анодированным профилем.

Подготовительный процесс

Для получения гладкой поверхности на стадии подготовки необходимо заготовку отполировать. С помощью войлочного или другого полировального круга устраняются царапины, затягиваются большие поры. Отсутствие микронеровностей снижает вероятность появления прогаров. Анодная пленка не способна скрыть внешние дефекты.

Перед анодированием алюминия необходимо определиться с размерами обрабатываемых деталей. Получаемый слой имеет толщину 50 микрон, поэтому на обработанную резьбу невозможно будет накрутить гайку. Если же детали соединяются с помощью посадки, то не стоит забывать, что после анодирования детали шлифовке не подлежат.

Проведение анодирования в домашних условиях

Для проведения процесса необходимы емкости. Емкости для анодирования должны соответствовать размерам деталей, быть чуть больше. В связи с чем обычно пользуются несколькими ваннами. Материал емкостей – алюминий. Но если изделия небольшого размера, то подойдут пластиковые контейнеры. Только на дно и вдоль стенок необходимо уложить алюминиевые листы. Это необходимо, чтобы создать ток равномерной плотности по всему объему.

Электролит нуждается в изоляции от внешнего воздействия тепла. При нагревании его придется менять. Для исключения нагрева емкости снаружи покрываются слоем теплоизоляции. Ее можно обклеить пенопластом до 50 мм толщиной или, поместив в короб, заполнить свободное пространство монтажной пеной.

Раствор серной кислоты получают путем разбавления электролита для автомобильных аккумуляторов дистиллированной водой в пропорциях один к одному. Купив канистру емкостью 5 литров, раствора можно получить 10 литров.

Смешивание, когда в кислоту добавляется вода, сопровождается обильным тепловыделением, и она буквально вскипает разбрызгиваясь. Поэтому в целях безопасности серную кислоту вливают в емкость с водой.

Перед началом анодирования алюминия его подвергают химической подготовке. Химическая подготовка – процесс обезжиривания. В промышленных условиях обработку проводят едким натром или калием. Но в домашних условиях лучше пользоваться хозяйственным мылом. Зубной щеткой и мыльным раствором с поверхности хорошо удаляются загрязнения. После чего сначала заготовки промываются теплой водой, а затем — холодной.

Альтернативой хозяйственному мылу служит стиральный порошок. Растворив его в закрытом пластиковом контейнере и поместив туда обрабатываемые детали, необходимо интенсивно встряхнуть. Затем детали промываются и просушиваются потоком горячего воздуха. Активный кислород, содержащийся в стиральном порошке, защищает обезжиренные изделия, даже если их взять голыми руками.

Источник