Процесс анодирования — это электрохимический способ получения декоративного покрытия для поверхностей разнообразных сплавов из магния, титана и алюминия. При анодировании алюминиевых сплавов выбранную деталь погружают в специальный кислый электролит и соединяют с положительным полюсом источника тока. При этом выделяется кислород, который вступает во взаимодействие с алюминием, в результате чего на поверхности образуется оксидная плёнка.
В анодировании алюминиевых деталей наиболее широкое распространение получил сернокислый процесс. В охлаждённую ванну, наполненную раствором серной кислоты, помещается свинцовый катод и алюминиевая деталь. Плотность тока, при которой должен протекать процесс, составляет 10—50 мА на см² одной детали. Примерное напряжение источника должно составлять не более 50–100 В.
На естественный цвет и качество окисной плёнки в целом влияет температура электролита. Самый оптимальный температурный диапазон — от −20 до +20 градусов. При повышенных температурах окисная плёнка тонкая, рыхлая и бесцветная, что позволяет окрасить её любыми красителями. Плотные окисные плёнки, окрашенные естественной краской, получаются при пониженных температурах.
Окисловый слой имеет пористую структуру, поэтому, чтобы закупорить поры, после процесса анодирования применяют дополнительные специальные способы обработки. Чаще всего деталь просто вываривают в воде или подвергают длительной паровой обработке.
Процесс анодирования имеет свои технологические особенности, каждая из которых очень важна. Первым делом нужно подготовить поверхность детали, то есть тщательно её обезжирить. Сделать это можно тремя способами: обезжирить поверхность слабым щёлочным раствором, после промыть деталь, провести щёлочное травление и снова промыть; либо обезжирить деталь слабым щёлочным раствором, провести сразу же щёлочное травление и только после этого промыть; либо протравить деталь в кислотах, обезжирить в специальной ванне, после чего тщательно промыть.
Травление алюминиевых деталей может происходить двумя известными способами — электрохимическим и химическим.
При электрохимическом травлении на поверхность алюминия оказывается электрическое воздействие. Химический способ осуществляется с помощью щелочных и кислотных соединений: они удаляют оксид с металлической поверхности, придавая ей матовый оттенок.
Чаще всего для алюминиевого травления используют кислотные и щелочные реактивы с равной частотой. Однако если нужно удалить оксидную плёнку, то щелочная среда подойдёт для этой цели гораздо лучше. После травления необходима дальнейшая промывка металла, нейтрализация и осветление раствором азотной кислоты 15–20%. Осветление металла называется декапированием.
Помните, что для отличного декоративного вида алюминия следует применить полирование, которое проводят после травления металла и его тщательной проверки.
Что определяет результат на производстве. Ключевых параметров четыре: концентрация и температура электролита, плотность тока, время выдержки и состояние поверхности до ванны. Толщина слоя прямо пропорциональна произведению плотности тока на время — именно так задают нужные 15, 25 или 60 мкм. Температура электролита определяет твёрдость и прозрачность слоя: чем она ниже, тем плотнее и твёрже покрытие, поэтому твёрдое анодирование ведут в охлаждённой ванне и оно занимает больше времени, чем декоративное.
Подготовка поверхности решает больше, чем сам процесс в ванне. Обезжиривание убирает следы СОЖ, масла и отпечатки; травление в щелочи снимает естественную оксидную плёнку и выравнивает микрорельеф; осветление удаляет тёмный налёт легирующих элементов, который остаётся после травления на сплавах с медью и кремнием. Пропуск любого шага даёт пятна, разнотон или непокрытые участки — и это будет видно именно после анодирования, когда исправлять уже дорого.
Уплотнение пор — обязательный финальный этап, а не опция. Сразу после ванны оксидный слой пористый: поры удерживают краситель, но в открытом виде впитывают влагу и грязь, а цвет со временем вымывается. Уплотнение закрывает поры и запечатывает краситель внутри слоя, поднимая коррозионную стойкость в разы. Покрытие без уплотнения выглядит так же, но ведёт себя принципиально хуже — по внешнему виду отличить их нельзя, поэтому важен протокол контроля.
Контроль качества по ГОСТ 9.301 включает замер толщины оксидного слоя на контрольных точках партии. Толщину измеряют неразрушающим методом, результат оформляют протоколом, который предоставляется по запросу заказчика. Помимо толщины проверяют равномерность цвета в пределах партии и отсутствие непрокрасов, подпалов и следов подвески на видовых поверхностях.
Практические ограничения процесса стоит знать до проектирования детали. Электролит должен свободно омывать всю поверхность: в глухих отверстиях малого диаметра и в узких глубоких карманах толщина слоя получается меньше, чем на открытых участках. Точки контакта с подвеской не покрываются вовсе — их расположение согласуют так, чтобы следы не попали на видовые поверхности. Сварные швы отличаются по составу от основного металла и после анодирования почти всегда видны как полоса другого оттенка.
Полный цикл на одной площадке. ОКСИПРО выполняет механическую обработку на ЧПУ, подготовку поверхности, анодирование по ГОСТ 9.301 и контроль на собственном производстве: рабочий объём ванны 2000 × 700 × 1500 мм, толщина слоя 15–60 мкм, срок от 6 рабочих дней. Стоимость — от 46 ₽/дм² за бесцветное, 80 ₽/дм² за чёрное и 130 ₽/дм² за цветное покрытие. Смету по чертежу возвращаем за один рабочий день.
Услуги анодирования алюминия — цены и сроки