Анодирование алюминия — это электрохимический процесс, при котором на поверхности детали выращивают слой оксида алюминия. Ключевое отличие от любого покрытия в том, что слой не наносится извне, а образуется из самого металла: деталь подключают анодом в ванне с электролитом, и поверхностный алюминий превращается в оксид. Поэтому у анодированной детали нет границы «покрытие — основа», нечему отслаиваться и нечему скалываться. Промышленная толщина слоя — от 15 до 60 мкм, контроль по ГОСТ 9.301.
Оксид алюминия — один из самых твёрдых распространённых материалов, и это определяет весь набор свойств готовой детали. Поверхность становится значительно твёрже исходного металла и сопротивляется истиранию. Слой химически инертен и защищает алюминий от коррозии, включая солевую среду. Он электрически непроводящий — анодированная поверхность работает как изолятор. И он пористый до финальной обработки, что даёт возможность окрашивания: краситель проникает внутрь пор, а не ложится плёнкой сверху.
Технологический цикл состоит из пяти обязательных этапов. Первый — подготовка поверхности: обезжиривание, травление и осветление, которые убирают загрязнения и естественную оксидную плёнку, образующуюся на алюминии на воздухе. Второй — собственно анодирование в электролите на основе серной кислоты, где под током растёт оксидный слой заданной толщины. Третий — окрашивание, если оно требуется. Четвёртый — уплотнение пор, закрывающее краситель и резко повышающее коррозионную стойкость. Пятый — контроль толщины и отгрузка.
Есть физическое следствие, о которое чаще всего спотыкаются конструкторы. Оксидный слой растёт примерно наполовину вглубь металла и наполовину наружу. Значит габаритный размер детали увеличивается примерно на половину толщины слоя на каждую сторону: при декоративных 20 мкм это порядка 10 мкм на сторону, при твёрдом анодировании 60 мкм — порядка 30 мкм. Для диаметра отверстия или вала прирост удваивается. На свободных поверхностях это незаметно, а на посадках, в отверстиях под подшипник и на резьбе мелкого шага припуск нужно закладывать в чертёж заранее.
Второе следствие касается внешнего вида. Оксидный слой прозрачен и повторяет рельеф металла, а не скрывает его. След фрезы, риска от резца, царапина после транспортировки — всё это после анодирования никуда не денется и станет заметнее. Поэтому фактуру задают до ванны: дробеструйная обработка даёт однородный матовый фон без направления, шлифовка — видимый направленный штрих. Детали одного изделия обрабатывают одинаково, иначе разница будет видна на собранном узле.
Виды анодирования различают по назначению и толщине слоя. Декоративное — тонкий слой 15–20 мкм, когда важен внешний вид. Цветное — тот же процесс с окрашиванием: чёрный, шампань, бронза, синий, зелёный и десятки оттенков. Твёрдое анодирование — слой 25–60 мкм для деталей, работающих на трение, нагрузку и абразив; процесс идёт при пониженной температуре электролита и занимает больше времени. Бесцветное анодирование сохраняет естественный вид металла и стоит дешевле остальных.
Результат сильно зависит от сплава, и это не вопрос качества работы. Деформируемые сплавы серий 6000 и 5000 — АД31, 6060, 6063, АМг — дают ровный светлый слой и предсказуемый цвет. Сплавы серии 2000 с высоким содержанием меди, включая дюраль Д16, анодируются с менее прозрачным слоем и уходом оттенка в жёлто-зелёный. Литейные силумины с большим содержанием кремния дают тёмный неоднородный тон. Если внешний вид критичен, марку сплава согласовывают до изготовления детали.
Анодирование часто сравнивают с покраской и порошковым покрытием, но задачи у них разные. Краска и порошок ложатся плёнкой поверх металла: они толще, скрывают фактуру, дают широкий выбор цветов и при ударе по кромке скалываются. Анодирование не меняет геометрию заметно, сохраняет вид металла и не имеет границы отслоения, но палитра у него уже, а яркие органические красители выцветают на прямом солнце. Для деталей с посадками, резьбой и точными размерами обычно выбирают анодирование.
Отдельно стоит сказать про кустарные способы. В сети распространены рецепты анодирования в домашних условиях — в растворе соды или соли, от автомобильного аккумулятора. Получить на поверхности цветную плёнку так действительно можно, но она не имеет отношения к покрытию по ГОСТ 9.301: толщина не контролируется, равномерности нет, уплотнение пор не выполняется, коррозионная стойкость и износостойкость не воспроизводятся от детали к детали. Для изделия, которое пойдёт в сборку или к заказчику, такой способ не применим.
На производстве ОКСИПРО анодирование идёт как часть полного цикла: механическая обработка на ЧПУ, подготовка поверхности, анодирование по ГОСТ 9.301 и контроль качества на одной площадке. Рабочий объём ванны — 2000 × 700 × 1500 мм, поэтому деталь должна помещаться в него целиком. Стоимость считается за квадратный дециметр обрабатываемой поверхности: бесцветное — от 46 ₽/дм², чёрное — 80 ₽/дм², цветное — 130 ₽/дм², минимальный заказ 2 000 ₽. Стандартный срок — от 6 рабочих дней, точную смету по чертежу возвращаем за один рабочий день.
Услуги анодирования алюминия — цены и сроки
Механическая обработка алюминия на ЧПУ