Анодирование в домашних условиях – методы и технологии

Анодирование в домашних условиях – методы и технологии

Как анодировать металл в домашних условиях?

Красивое и непонятное слово «анодирование» у многих ассоциируется со сложной физико-химической технологией, лабораторными условиями и прочей научной атрибутикой. Мало кто знает, что этот полезный и простой процесс можно осуществить подручными средствами: анодирование титана и других металлов реально даже в домашних условиях. Но что это такое и зачем он нужен металлу?

Что такое анодированная металлическая поверхность

Название анодирование дается процессу, который происходит с использованием электролита и электрического тока разных величин и позволяет продукту получить прочную оксидную пену, которая увеличивает прочность стали и обеспечивает защиту от коррозии. Прочностные и механические свойства меняются в зависимости от состава металла, плотности и типа электролита, величины анодного и катодного эффектов, рассчитываемых по специальным уравнениям.

Само защитное покрытие не наносится, а образуется из самого железа в результате электрохимической реакции. Схематично технология, которая применяется в домашних условиях, выглядит следующим образом:

Схема процесса анодирования в домашних условиях Электролит заливается в диэлектрическую (непроводящую) емкость. Берется блок питания, способный подавать необходимое выходное напряжение постоянного тока (это может быть аккумулятор или несколько аккумуляторов, подключенных к электронной схеме). К обрабатываемому объекту подключается клемма «+» и объект погружается в емкость с раствором. Зажим «-» прикрепляется к пластине из свинца или нержавеющей стали и также погружается в жидкость. Электрический ток нужной величины подключается согласно электрохимическому уравнению. За счет этого тока на поверхности изделия выделяется кислород, что приводит к образованию защитного слоя.

Преимущества анодированного металла

Анодное окисление (анодирование) различных металлов, проводимое в домашних условиях, конечно, уступает тому, которое проводится на промышленном оборудовании. Тем не менее, он может предоставить продукту ряд преимуществ:

Повышенная устойчивость к коррозии – за счет того, что оксидный слой препятствует проникновению влаги в металлическую основу, обеспечивая надежную защиту. Применение этого процесса на быстро ржавеющих предметах домашнего обихода или на щитах и ​​деталях бытовой техники может значительно продлить срок их службы. Повышение прочности металла и стали: оксидированное покрытие намного устойчивее к механическим и химическим повреждениям. Обработанная таким образом посуда нетоксична, устойчива к длительному нагреванию, еда к ним не прилипает.
Металлические изделия после анодирования становятся диэлектрическими (они вообще или вообще не проводят электричество). Возможно использование гальванического напыления из другого металла (хрома, титана). Сделанный вручную, он может значительно повысить прочность и механические свойства или улучшить декоративные качества (напыление золота).

Кроме того, этот процесс позволяет декорировать. Возможно цветное анодное окисление. Этот результат может быть получен путем изменения уравнения приложенного тока и плотности электролита (возможно при анодировании титана и других твердых материалов) или путем нанесения краски (часто для алюминия и других мягких металлов, но этот процесс также применяется к твердым основам). Окрашенные таким образом предметы имеют более ровный и глубокий цвет.

Промышленный способ дает большую прочность покрытия, возможность глубокого анодирования с одновременным нанесением катодной электрохимической пены, что обеспечивает дополнительную защиту от коррозии. Однако даже собственный процесс катодного анодирования поможет сделать колеса или другие части движущегося оборудования более прочными и износостойкими.

Разные способы

Есть два способа окислить сталь в домашних условиях. У каждого из них есть свои достоинства и недостатки.

Теплый метод

Самый простой процесс осуществить своими руками. Удачная работа при комнатной температуре с использованием органических красителей позволяет создавать удивительно красивые вещи. Для этого можно использовать как готовые краски, так и аптечные красители (зеленые, йодные, марганцевые).

С помощью этой технологии невозможно жесткое анодирование, оксидная пена непрочная, дает плохую защиту от коррозии и легко повреждается. Однако, если вы красите поверхность по этой методике, адгезия (адгезия) основного покрытия будет очень высокой, нитро – или другие краски будут держаться плотно, не отслаиваются, обеспечивают высокую степень защиты от коррозии.

Читайте также:  Бетонный септик: выбор схемы, установка

Холодный метод

Этот метод требует тщательного контроля температуры при проведении в домашних условиях, с учетом колебаний температуры в диапазоне от -10 до + 10 ° C (оптимальная температура для проведения электрохимической реакции в соответствии с уравнением составляет 0 ° C). Именно в этом температурном режиме анодная и катодная обработка поверхности проходит наиболее полно, постепенно образуя прочный защитный оксидный слой. Благодаря этому энтузиаст домашнего DIY может сильно анодировать себя, обеспечивая максимальную защиту стали от коррозии.

По этой методике гальванику можно проводить, нанося на изделие медь, хром или золото, рассчитывая силу тока по специальным уравнениям. После такой обработки очень сложно повредить стальной элемент или диски. Защита от коррозии эффективна в течение многих лет, даже при контакте с морской водой, и может быть использована для продления срока службы вашего подводного оборудования.

Небольшой недостаток – краска не прилипает к такой поверхности. Для придания цвета металлу используется метод распыления (медь, золото) или электрохимическое изменение цвета под действием электрического тока (сила тока и плотность электролита рассчитываются по специальному уравнению).

Технология анодного оксидирования

Весь процесс, который делается своими руками, можно разделить на этапы:

Поверхности дисков и других металлических деталей хорошо очищаются от грязи, моются и шлифуются. Обезжиривание производится уайт-спиритом или ацетоном.
Диски или другие металлические детали следует оставить в щелочном растворе на подходящее время (это время рассчитывается по уравнению, основанному на структуре материала). Затем диски или другие металлические изделия погружаются в электролит, где происходят реакции образования анодного и катодного оксидных слоев. Если с продуктом обращались в холодном состоянии, вынув его из емкости, его следует тщательно промыть от кислоты и просушить. По завершении этого процесса он будет иметь долговременную защиту от коррозии. В процессе отжига фольга будет пористой, мягкой, требующей дополнительной фиксации путем погружения в чистую кипящую воду или обработки горячим паром. Затем хорошо промойте. к содержанию ↑

Разновидности электролитов

В домашних условиях используются не только промышленные растворы химических кислот, но и простые средства, которые можно найти на любой кухне:

Осуществляя анодирование титана, можно использовать хлорид натрия, серную или фосфорную кислоту. Для алюминия используется щавелевая, хромовая или серная кислота. Поваренную соль с пищевой содой можно использовать вместо кислот для анодной и катодной обработки мишеней или других предметов из стали. Необходимый электролит можно приготовить, смешав 9 частей концентрированного содового раствора с одной частью физиологического раствора.

Время выдержки дисков, пластин и других металлических предметов в резервуаре с электролитом под действием тока рассчитывается с помощью уравнения, основанного на физико-химических параметрах.

Опасные моменты

При использовании кислот в качестве электролита необходимо строго соблюдать правила техники безопасности. Несоблюдение их может привести к несчастным случаям:

При попадании на кожу из-за использования разбавленного препарата возможны незначительные ожоги. Однако такие концентрации опасны для глаз, поэтому пренебрегать защитными очками и перчатками нельзя. Под действием тока выделяются пары кислорода и водорода, которые при смешивании образуют газ гремучей змеи. Работа в плохо вентилируемом помещении может вызвать взрыв искры, что может быть фатальным.

При соблюдении правил безопасности и этапов технологической обработки можно получить прочные и красивые вещи: хромирование автомобильных дисков, создание украшений «под золото», придание прочности деталям бытовых механизмов в зависимости от применяемой технологии.

Читайте также:  Станок для гибки арматуры своими руками: чертежи, видео

Технология анодирования металла, способы покрытия

Анодирование: специфика и назначение технологии. Характеристики оборудования для анодирования. Виды исполнения: холодный, теплый и жесткий методы. Преимущества анодированного металла. Свойства обработки различных металлов.

Анодирование металла – это электрохимический процесс создания защитного оксидного слоя, который защищает поверхность металла от воздействия окружающей среды. Отсюда и другое название, которое лучше всего описывает суть – анодное окисление. Технология нанесения покрытий применяется не только для обработки стали, но и большинства цветных металлов. Исключение составляют железо и медь. Для этих элементов характерно образование двух оксидных соединений одновременно – это отрицательно сказывается на целостности пленки и ее сцеплении с поверхностью подложки.

В процессе развития анодирования было разработано несколько способов проведения работ. Все они будут подробно рассмотрены в этой статье.

Специфика и назначение процесса

По сути, процесс анодирования аналогичен гальванической обработке стали. Основное отличие состоит в том, что в способе гальваники в качестве защитного покрытия используются составы на основе цинка или хрома. При анодировании стали не используются никакие вспомогательные составы, а защитный слой создается непосредственно из материала, из которого изготовлена ​​обрабатываемая поверхность.

Возникающий в природе оксидный слой, образующийся при эксплуатации деталей, не отличается по толщине и стойкости покрытия. Процесс анодирования можно контролировать путем формирования слоя. В результате окисленный участок не разрушается, а становится прочнее.

Существует два типа оксидных пленок, различающихся по структуре и назначению:

Пористый. Его свойства описаны выше. Этот слой получается окислением в среде кислого электролита. Эта структура – отличный субстрат для нанесения лакокрасочных материалов. Барьер. Это автономное защитное покрытие, защищающее сталь от вредного воздействия внешних факторов. Получается в нейтральных растворах.

Анодированные поверхности используются не только как защитный слой. Современные дизайнеры активно используют оксидированный алюминий как элемент внутренней отделки. Возможно изменение оттенка защитного слоя: от перламутрового до золотистого, в зависимости от используемых материалов и степени натяжения.

Применяемые устройства и оборудование

Все устройства можно разделить на три типа:

Базовый. Включает ванну и катод. Бак должен быть изготовлен из инертного материала с высокими теплоизоляционными свойствами, чтобы электролит не нагревался слишком быстро и прослужил дольше. Материал катода зависит от типа обрабатываемого металла. Например, при анодировании алюминия используется лист свинца, размеры которого должны быть вдвое больше размеров заготовки. Услуга. К ним относятся агрегаты, отвечающие за обеспечение работоспособности установки: приводные механизмы и устройства передачи энергии. Вспомогательный. Речь идет об устройстве, на котором выполняются работы, связанные с подготовкой заготовок к анодированию. Это также включает механизмы для обработки и хранения деталей.

При выборе подходящего устройства учитывайте следующие особенности:

Самые трудоемкие операции – это загрузка и выгрузка заготовки. Обратите внимание на надежность и энергопотребление этих компонентов. КПД зависит от мощности установки. Как показывает практика, оптимальная мощность выпрямителя – 2,5 кВт. Наличие плавной регулировки уровня напряжения будет дополнительным преимуществом, облегчающим процесс анодирования стали.

Плавное регулирование произойдет после образования защитного слоя средней толщины, когда необходимо будет плавно увеличивать напряжение для поддержания текущего уровня.

Контактные шайбы из гибкого материала следует разместить вдоль колец сосуда. Лучше всего для этой задачи подходят медные компоненты.

Способы анодирования

Существует несколько видов анодирования стали. Самым интересным из них является цветное анодирование, при котором изменяется исходный цвет детали.

Сменить оттенок можно даже без погружения в раствор электролита. Известно четыре типа цветного анодирования:

Адсорбция. Электролитический, то есть черный. Шум. Интеграл.

Рассмотрим основные методы выполнения работы.

Теплый метод

Недостатком этого покрытия является низкая прочность и коррозионная стойкость. Если технология нарушена, слой можно удалить, проведя по нему рукой. По этой причине тепловое анодирование используется как промежуточный этап перед дальнейшей обработкой.

Благодаря своей простоте этот метод можно использовать в домашних условиях, не жертвуя качеством.

Холодный метод

Холодное анодирование характеризуется скоростью образования оксидного слоя: она намного превышает скорость растворения металла снаружи. Отличается качественным защитным слоем. Есть четкие требования к температуре электролита – она ​​не должна превышать 5 ° C. Кроме того, в центре ванны раствор более теплый, поэтому необходимо обеспечить его постоянную циркуляцию.

Читайте также:  Блог UNION Doors & Furniture - Лучшее соотношение цены и качества с полезными советами

Единственный недостаток – невозможно использовать краски органического происхождения.

Технология твердого анодирования

Жесткое анодирование – лучший способ получить прочное покрытие на стальной поверхности. Этот метод активно используется для защиты элементов авиационной и космической промышленности. Особенностью является одновременное использование нескольких электролитов в определенном соотношении, при котором их свойства будут усиливаться.

Подавляющее большинство составов, а также способ их применения защищены патентами.

Главные плюсы анодированного металла

Анодированная сталь выгодно отличается от незащищенной продукции следующими свойствами:

Устойчивость к коррозии. Барьерная пленка предотвращает контакт металла с влагой, а также с химически активными соединениями. Высокая долговечность. Защитный слой отличается высокой устойчивостью к механическим повреждениям. Диэлектрические свойства. Оксидная фольга практически не токопроводит. Экологичность. Пропитанная посуда становится устойчивой к резким перепадам температур. Пища не загорается во время приготовления. Декоративные свойства. Некоторые металлы обрабатывают, чтобы изменить их внешний вид. В основном для этой цели используется алюминий, который хорошо соединяется с кислородом. Добавление определенных солей в раствор электролита изменяет первоначальный цвет, придавая окрашенным изделиям ровные и глубокие оттенки.

Окисление также может скрыть мелкие дефекты поверхности, такие как царапины или потертости.

В отличие от обычной нержавеющей стали, нержавеющая сталь плохо обрабатывается как условно инертный металл. Для решения этой проблемы нержавеющая сталь никелируется, а затем окисляется. Ученые активно разрабатывают специальные пасты, которые снизят инертные свойства внешнего слоя нержавеющей стали.

Процесс обработки различных типов металла

Анодирование меди и ее сплавов

Этот металл очень трудно окислить. Электрохимический метод, в результате которого происходит изменение цвета, считается оптимальным. В качестве рабочей смеси используются фосфатные или оксалатные растворы.

Этот процесс сложен с технической точки зрения и поэтому редко встречается на практике.

Анодирование титана

Эта процедура является обязательной, поскольку оксидный слой не только увеличивает прочность объекта, защищая его от механических повреждений, но и меняет цвет в широком диапазоне, в зависимости от уровня напряжения во время рабочего цикла.

Для обработки титана подходит практически любая кислота.

Анодирование серебра

Для анодного окисления серебра специалисты рекомендуют использовать серную печень – она ​​способна придавать синие или пурпурные тона без изменения свойств поверхности серебра.

Продолжительность рабочего цикла 30 минут. После получения желаемого цвета изделие вынимают из емкости и промывают сначала теплой, а затем холодной водой.

Анодирование алюминия

Технология покрытия не очень сложная. При желании можно окислить алюминий в домашних условиях.

Анодирование – это универсальная технология, которая может использоваться как подготовительные работы перед покраской, а также как самостоятельная защита металлических поверхностей. Более того, обработанным элементам можно придать дополнительные визуальные эффекты.

Вы пробовали анодное окисление дома? У вас есть необходимое качество? Поделитесь своим опытом в поле для комментариев.

Оцените статью
Добавить комментарий