Анодное оксидирование алюминия и его сплавов

Pereosnastka.ru

Оксидирование алюминия и его сплавов

Категория:

Подготовка под окраску

Оксидирование алюминия и его сплавов

Оксидирование алюминия и его сплавов широко применяется для защиты от коррозии. Искусственные окисные пленки служат прекрасной грунтовкой, хорошо адсорбируют красители и в ряде случаев окрашиваются в красивые цвета для декоративных целей.

Окисные пленки алюминия, гидратированные в большей или меньшей степени, имеют микропористую структуру. Толщина пленки обычно составляет 3—20 мкм; такая пленка надежно защищает от коррозии, особенно после пропитки ее наполнителями; жаростойкость пленки достигает 1500 °С, а теплопроводность 0,001—0,003 кал/(см-сек-град).

Оксидная пленка обладает большой твердостью и высокими электроизоляционными свойствами,

Оксидирование алюминия и его сплавов проводят электролитическим и химическим способами.

При анодировании алюминия требуется тщательное обезжиривание изделий в одном из растворов. Детали с точными размерами обезжиривают в органических растворителях. Сильно загрязненные детали неплакированного дуралюмина травят в 5%-ном растворе гидроокиси натрия при 50— 60 °С.

После промывки в горячей и холодной воде изделия осветляют в 50%-ной азотной кислоте или в смеси кислот—хромовой (100 г/л) и концентрированной серной (10 г/л) при комнатной температуре для удаления медьсодержащих составляющих сплава. Кремнистые сплавы (например, Ал 2, Ак), а также сплавы А1—Си—Mg осветляют в растворе состава (в объемн. %): HN03—50, HF (40 % -ный) —2—3, Н20—48.

Детали выдерживают в растворе без подогрева в течение 10—15 сек, затем после осветления промывают холодной проточной водой и переносят в ванну для оксидирования. Этот раствор отличается высоким качеством осветления и устойчивостью в эксплуатации.

Анодное оксидирование алюминия и его сплавов производится в сернокислых, хромовокислых и щавелевокислых электролитах.

Сернокислый электролит применяется почти для всех алюминиевых сплавов, имеющих промышленное значение, при анодировании для защиты от коррозии, для декоративной отделки, для получения толстых окисных пленок, обладающих твердостью и высокими термо- и электроизоляционными свойствами.

Для защиты от коррозии с последующим хроматным наполнением и для окрашивания используют 20%-ную H0SO4.

Изделия оксидируют с применением постоянного тока, подвешивая их в качестве анодов в стальные ванны, облицованные изнутри свинцом; катодом служат свинцовые пластины.

Если оксидирование имеет защитно-декоративное назначение, его проводят при рабочей температуре 20±5 °С, анодной плотности тока 1,0.

Наиболее простым и экономичным способом повышения коррозионной стойкости является пассивирование пленки в 10%-ном растворе хромовокислого калия К2СГ2О7 при температуре кипения в течение 15—20 мин. При этой обработке пленка окрашивается в характерный лимонно-желтый цвет.

После пассивирования или пропитки красителем на изделия наносят прозрачные лаки.

Помимо широко распространенного электрохимического процесса оксидирования, искусственные окисные пленки получают при погружении изделий в соответствующие растворы без подвода электрического тока.

Пленки, полученные химическим путем, значительно уступают анодным пленкам по механическим, защитным, адгезионным и, в особенности, электрическим и оптическим свойствам.

Главное преимущество химического метода оксидирования заключается в возможности одновременной обработки большого количества деталей без подключения к источнику тока; при этом методе отпадает необходимость в специальном оборудовании и снижается потребность в электрической энергии.

Химическая обработка алюминия и его сплавов в кислой среде, содержащей шестивалентный хром и ионы фтора называется хроматированием.

В зарубежной практике хроматирование широко применяют при подготовке поверхности алюминия к окраске.

Пленки, полученные при хроматированнн, состоят из окиси алюминия с включениями хромата алюминия; толщина слоя колеблется от 0,1 до 1 мкм.

Полученные пленки отличаются высокой прочностью к истиранию, при деформации не растрескиваются, обладают незначительным электрическим сопротивлением и поэтому не препятствуют сварке.

В отечественной промышленности168 при подготовке поверхности алюминия и его сплавов под окраску нашли применение хроматно-фосфатные и хроматно-содовые растворы. Пленки, полученные из этих растворов, характеризуются низкой степенью кристалличности, поэтому их считают аморфными.

Для нейтрализации щелочи, оставшейся в порах пленки, и для заполнения пор пассиватором оксидированные изделия обрабатывают в 2%-ном растворе Сг03 при комнатной температуре в течение 2—5 сек.

При химическом оксидировании образуется мягкая пленка толщиной 2—3 мкм, обладающая хорошей адгезией к металлу.

Позеленение капли указывает на разрушение оксидной пленки. Время до начала позеленения при температуре 15—20 °С не должно быть менее 2 мин.

Для испытания электроизоляционных свойств пленки деталь подсоединяют к сети переменного тока. Напряжение в сети должно соответствовать минимальному пробивному напряжению, допустимому при эксплуатации.

Бракованные детали травят в щелочном растворе и повторно оксидируют.

Реклама:

Оксидирование магниевых сплавов

Комплект АНОДНОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ (АНОДИРОВАНИЕ) АЛЮМИНИЯ

• Формирование анодно-оксидных пленок большой толщины без глубокого охлаждения электролита!
• Выход пленки по току на 20-30% больше, чем в общепринятых сернокислых электролитах анодирования!
• Скорость формирования анодных пленок в 1.5-2 раза выше, чем в общепринятых сернокислых электролитах анодирования!
• Отсутствие на анодированной поверхности, полос, пятен и т.п., образуемых, после использования многих других электролитов анодирования!

(для анодирования кремнистых литейных сплавов алюминия)

NEW!

Комплект «АНОДНОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЯ» используется для формирования на кремнистых литейных сплавах алюминия прочных износостойких оксидных пленок, обладающих хорошими механическими, диэлектрическими и антикоррозионными свойствами.

В комплект «АНОДНОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЯ» входят все необходимые химические реактивы и аксессуары, используемые для подготовки алюминиевой поверхности и проведения процесса анодного оксидирования, и дальнейшего окрашивания анодированной поверхности (при необходимости).

В отличии от традиционных сернокислых электролитов анодирования, электролит, приготовленный с помощью комплекта «АНОДНОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЯ», позволяет проводить процесс анодирования при комнатной температуре, с более высокой скоростью формирования пленки и на 20-30% большим выходом пленки по току. А за счет низкой агрессивности раствора электролита и низкой растворимости в нем оксидных пленок, позволяет формировать на поверхности алюминиевых сплавов анодно-оксидное покрытие с большей толщиной барьерного слоя и большей толщиной.

Использование, после проведения процесса анодного оксидирования, в реактиве “уплотнителя”, позволяет проводить более эффективное закрытие пор (чем уплотнение в обычной кипящей воде), предотвращает появление разнотонности при окрашивании поверхности и придает анодированному покрытию более высокие антикоррозионные свойства. При подготовке алюминиевой поверхности, для процесса химического обезжиривания используются эмульгаторы, способные разрушаться при биологической очистке сточных вод.

Этапы технологического процесса:

ХИМИЧЕСКОЕ ОБЕЗЖИРИВАНИЕ → ОСВЕТЛЕНИЕ → АНОДНОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ → ОКРАШИВАНИЕ (при необходимости)* → УПЛОТНЕНИЕ

*После анодирования алюминиевых сплавов, содержащих кремний, на поверхности формируются светостойкие покрытия серого или серо-фиолетово цвета, которые, при окрашивании анодированной поверхности, значительно изменяют цвет покрытия

Удельная норма расхода реагентов при анодировании 1 кв. метра: реагент “АНОДНЫЙ ОКСИДАНТ” – 6-7 г; реагент “АНОДИРУЮЩИЙ РАСТВОР” – 90-95 мл. Используя комплект “АНОДНОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЯ” на 15 литров можно анодировать детали, площадью около 20 кв. метров. 

Нужно приобрести

• Источник тока (выпрямитель)
• Дистиллированная или де-ионизированная вода

В каждый комплект для нанесения конверсионных покрытий входит инструкция пользователя с описанием подготовки и проведения процесса. Все хим.

реагенты, входящие в состав комплекта, были предварительно взвешены и расфасованы в необходимых пропорциях.

 Все, что Вам необходимо сделать для приготовления рабочего раствора это растворить их в определенной последовательности, согласно инструкции, в дистиллированной или де-минерализованной воде.

ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ.  Рабочее напряжение в процессе анодного оксидирования кремнистых сплавов алюминия 25-36 В, при плотности тока 1-1.5 А/дм2. Температура электролита 15-28° С, продолжительность процесса 20-30 минут.

При необходимости окрашивания анодированной поверхности, толщина анодно-оксидных пленок должна быть в пределах 22-30 мкм. Для формирования оксидных пленок с большей твердостью, толщиной 30-40 мкм, плотностью 3.9 — 4.

0 г/см3 и твердостью 3600-4100 МПа, процесс анодного оксидирования проводят в течение 60-80 минут, при напряжении 20-40 В (которое плавно повышают до максимального рабочего значения в течение первых 5-7 минут) и анодной плотности тока 2-3 А/дм2, поддерживая температуру электролита в пределах 5-15°С. В качестве катода (противоэлектрода) используется свинец или высоколегированная сталь.

Стандартная упаковка для комплектов и хим. реагентов. Отправка заказа в течении 5 дней наземным и воздушным транспортом.

Реактивы требуют специальной упаковки (в т.ч. боятся заморозки). Отправка заказа в течении 10 дней наземным транспортом.

Реактивы требуют специальной упаковки (в т.ч. бояться заморозки). Отправка заказа в течении 10 дней только наземным транспортом.

Анодное оксидирование алюминия и его сплавов

Анодирование алюминия или его анодное окислениерассматривается многими предпринимателями, как одно из самых перспективных направлений обработки алюминия и его сплавов.

Сущность анодирования алюминия

Почему? Что такого особенного в этом незамысловатом с точки зрения химии процессе? А главное в чем его экономическая выгода? Давайте разбираться.

Как известно, алюминий самый распространенный металл на Земле, а кроме того еще и самый востребованный.

Химические и физические свойства алюминия позволяют использовать его практически повсеместно: в машиностроении, авиации, космической промышленности, электро- и теплотехнике и пр.

Алюминий на открытом воздухе быстро окисляется и образует на поверхности защитную микропленку, которая делает металлоизделия из алюминия химически более инертными.

Однако эта естественная защита слишком мала, поэтому алюминий и его всевозможные сплавы не вечны: со временем они легко подвергаются коррозии.

Защитить изделия из алюминия, сделать их более твердыми и долговечными можно двумя способами: окрасить их с помощью порошковых красок или оксидировать, т.е.

искусственно создать на его поверхности толстую пленку.

Преимущества окрашивания в том, что готовые изделия внешне более эффектны: получаемый цвет ровнее, ярче, возможных оттенков окрашивания больше, легче получить нужную текстуру.

Однако анодирование гораздо менее зависимо от качества поставляемых материалов, да и производственные линии устроены проще. Кроме того, спектр цветов и оттенков анодированных металлоизделий становится с каждым годом все больше и больше.

Сейчас доступно даже радужное анодирование с созданием на поверхности изделия переливающегося блестящего покрытия.

Технология анодирования алюминия

Производственный процесс анодирования алюминия условно делится на три этапа:

1. Подготовительный — на этом этапе алюминиевое изделие необходимо тщательно механически и электрохимически обработать.

От того, как качественно будет проведен этот процесс будет зависеть конечный результат. Механическая обработка подразумевает очищение поверхности, ее шлифовка и обезжиривание.

Затем изделие сначала помещают в щелочной раствор, где происходит так называемое «травление», а после — в кислотный, для осветления изделия. Последний шаг — промывка изделия.

Промывка проводится в несколько стадий, так как крайне важно удалить остатки кислоты даже в труднодоступных участках изделия.

2. Химическое анодирование алюминия — изделие прошедшее первичную обработку подвешивают на специальные кронштейны и помещают в ванну с электролитом между двумя катодами.

В качестве электролитов могут выступать растворы серной, щавелевой, хромовой и сульфосальциловой кислот иногда с добавлением органической кислоты или соли.

Серная кислота — самый распространенный электролит, однако он не подходит для сложных изделий с мелкими отверстиями или зазорами. Для этих целей лучше подходят хромовые кислоты.

Вид, концентрация, температура электролита, а также плотность тока напрямую влияют на качество анодирования.

Чем выше температура и ниже плотность тока, тем быстрее происходит анодирование, пленка получается мягкая и очень пористая.

Соответственно чем ниже температура и выше плотность тока, тем тверже покрытие.

Диапазон температур в сернокислом электролите колеблется от 0 до 50 градусов по Цельсию, а диапазон плотности от 1 до 3 А/дм2. Концентрация электролита может колебаться в пределах 10-20 % от объема в зависимости от требований технической документации.

3.Закрепление — непосредственно после анодирования поверхность изделия выглядит очень пористой. Чем больше пор — тем мягче поверхность.

Поэтому, чтобы изделие получилось крепким и долговечным, поры нужно закрыть.

Сделать это можно, окунув изделие в почти кипящую пресную воду, обработав под паром, либо поместив в специализированный «холодный» раствор.

Если изделие предполагается окрасить в какой-нибудь цвет, его не «закрепляют», так как краска прекрасно заполнит пустое пространство в порах.

Оборудование для анодирования алюминия делится на 3 вида: основное (ванны для анодирования), обслуживающее (обеспечивает непрерывную работу линии, подает ток в ванны и т.д.) и вспомогательное (на нем осуществляется подготовка алюминиевых изделий, их перемещение по линиям, складирование и пр.).

Разновидности анодирования

На сегодняшний день можно встретить компании предоставляющие различные услуги по анодированию алюминия. Это и классическое, и твердое, и цветное анодирование.

Некоторые организации предлагают анодировать алюминий в домашних условиях. Каждое направление имеет свои интересные особенности, о которых мы и поговорим дальше.

Твердое анодирование алюминия — это особый способ получения сверхпрочной микропленкина поверхности алюминиевой детали. Он получил небывалое распространении в авиа, космо и автостроении, архитектуре и схожих областях.

Так одна из запантенованных методик подразумевает смешение серной, щавелевой, винной, лимонной и борной кислот в пропорции 70-160/30-80/5-20/2-15/1-5 г/л. и постепенным увеличением плотности тока с 5 до 28 В.

Цветное анодирование алюминия — технология изменения цвета анодированной детали. Производится как до, так и после расположение детали в электролите. Бывает 4 видов:

Первое — адсорбационное окрашивание — происходит сразу после перемещения элемента из ванной с электролитом, т.е до заполнения пор.

Деталь также погружают в раствор с красителем, разогретым до определенной температуры (55-75 град.

по Цельсию), на некоторое время (обычно от 5 до 30 минут), а затем дополнительно уплотняют, чтобы увеличить окрашенный слой.

Второе — электролитическое — оно же черное анодирование алюминия — это получение сначала бесцветной анодной пленки, а затем продолжение процесса в кислом растворе солей некоторых металлов. Цвет готового изделия получается от слабобронзового до черного. Анодирование алюминия в черный цвет востребовано в производстве строительных профилей и панелей.

Третий вид — интерференционное окрашивание — то же, что и предыдущее, но позволяет получить большее количество оттенков благодаря формированию специального светоотражающего слоя.

Ну и наконец, четвертый вид — интегральное окрашивание — в раствор электролита для анодированию добавляют органические соли, благодаря которым и происходит покраска изделия.

Теперь вы получили общее представление о процессе анодирования.

Анодирование алюминия — способы выполнения технологии

Гуру красок➣Специальные материалы➣Другие покрытия➣

Анодирование алюминия (анодное оксидирование) – это процесс, в результате которого на поверхности металла образуется оксидное покрытие.

Основная задача оксидного покрытия – защитить поверхность алюминия от окисления, возникающего из-за взаимодействия этого металла с воздухом.

Анодирование призвано не уничтожать пленку, образовавшуюся при окислении (она выполняет защитную функцию), а сделать ее более прочной. В этом отношении анодирование похоже на такой метод, как воронение окислением.

Технология анодного оксидирования используется для укрепления не только алюминия и его сплавов, но и других металлов. К примеру, оксидные покрытия используются для защиты титана и магния.

Помимо укрепления поверхностного слоя, анодирование преследует следующие цели:

• сглаживание различных дефектов поверхности (сколов, царапин и т.п.);
• повышение адгезивных качеств материала (краска значительно лучше сцепляется с оксидной пленкой, чем с голым металлом);
• улучшение внешнего вида металла;
• придание металлу различных декоративных эффектов (к примеру, можно создать имитацию золота, серебра, жемчуга).

Технология анодирования

Процесс анодирования можно разделить на три части:

• подготовительный процесс;
• химическую обработку;
• закрепление.

Подготовительный процесс

На этом этапе алюминиевый профиль подвергается механической и электрохимической обработке. Под механической обработкой понимается очистка металла, его шлифование и обезжиривание.

Далее изделие кладут сначала в щелочной раствор для травления, а затем перекладывают в кислотный для осветления. Завершается подготовка промывкой поверхности.

Причем промывка осуществляется несколько раз, чтобы полностью удалить кислотные вещества с металла.

Химическая обработка

Химическое оксидирование алюминия представляет собой обработку металла в электролите.

В качестве электролитов используются растворы различных кислот (серной, хромовой, щавелевой, сульфосалициловой).

Порой в растворы добавляют соль или органическую кислоту.

Наиболее распространенный электролит – серная кислота.

Оксидирование

Оксидирование – процесс формирования оксидных пленок на поверхности металла. Оксидирование применяется для нанесения оксидных слоев, как в целях защиты, так и для придания металлическому изделию декоративных свойств.

Оксидирование металла можно проводить несколькими способами:

— химическое оксидирование;

— термическое оксидирование;

— анодное оксидирование (электрохимическое);

— пламенные методы (микродуговое оксидирование и др.).

Химическое оксидирование

Химическое оксидирование осуществляют обработкой изделия в растворах (расплавах) окислителей (хроматы, нитраты и др.). С помощью данного метода поверхность изделия пассивируют либо нанося защитные и декоративные слои. Для черных металлов химическое оксидирование  проводится при температуре от 30 до 100 °С в щелочных либо кислотных составах.

Для кислотного оксидирования используют, в основном, смесь нескольких кислот, например, азотная (или ортофосфорная) и соляная кислоты с некоторыми добавками (Ca(NO3)2, соединения Mn). Щелочное оксидирование проводится при температурах немного выше, около 30 – 180 °С. В состав вводят окислители. После нанесения оксидного слоя металлические изделия хорошо промываются и сушатся.

Иногда готовое покрытие промасливают или дополнительно обрабатывают в окислительных растворах.

Защитные слои, полученные с применением химического оксидирования, обладают менее защитными свойствами, чем пленки, полученные  анодированием.

Термическое оксидирование

Термическое оксидирование – процесс  образования оксидной пленки на металле при повышенных температурах и в кислородсодержащих (может быть водяной пар) атмосферах. Термическое оксидирование проводят в нагревательных печах. При термическом оксидировании низколегированных  сталей либо железа (операция называется воронение) температуру поднимают до 300 – 350 °С.

Для легированных сталей термическое оксидирование проводится при более высоких температурах ( до 700 °С). Продолжительность процесса – около 60 минут. Очень часто термическое оксидирование применяют для создания оксидного слоя на поверхности изделий из кремния. Такой процесс проводится при высоких температурах (800 – 1200 °С). Применяются оксидированные кремниевые изделия в электронике.

Оксидирование

Оксидирование – процесс формирования оксидных пленок на поверхности металла. Оксидирование применяется для нанесения оксидных слоев, как в целях защиты, так и для придания металлическому изделию декоративных свойств.

Оксидирование металла можно проводить несколькими способами:

— химическое оксидирование;

— термическое оксидирование;

— анодное оксидирование (электрохимическое);

— пламенные методы (микродуговое оксидирование и др.).

Анодирование (электрохимическое или анодное оксидирование)

Анодирование — один из способов  получения оксидной пленки. Анодирование проводят в жидких либо твердых электролитах. При анодировании поверхность металла, который окисляется, имеет положительный потенциал. Анодирование применяют для получения защитных и декоративных слоев на поверхностях различных металлов и сплавов.

Анодирование наиболее часто применяют для получения покрытия на алюминии и его сплавах. На алюминии получают слои с защитными, изоляционными, износостойкими, декоративными свойствами.

Плазменные методы нанесения оксидных слоев

Плазменное оксидирование проводят  при низких температурах в плазме, которая содержит кислород. Плазма для данного вида оксидирования образуется при помощи разрядов постоянного тока, СВЧ, ВЧ разрядов.

Плазменное оксидирование применяют для получения оксидных слоев на различных полупроводниковых соединениях, поверхности кремния. Плазменным оксидированием можно повысить светочувствительность секребряно-цезиевых фотокатодов.

Микродуговое оксидирование

Микродуговое оксидирование(МДО) – метод получения многофункциональных оксидных слоев. Микродуговое оксидирование – походная от анодирования. Позволяет наносить слои с высокими защитными, коррозионными, теплостойкими, изоляционными, декоративными  свойствами. По внешнему виду покрытие, полученное микродуговым способом, очень напоминает керамику.

Сейчас  это один из самых перспективных и востребованных способов нанесения оксидных слоев, т.к. позволяет наносить сверхпрочные покрытия с уникальными характеристиками.

Процесс микродугового оксидирования ведется, в большинстве случаев, в слабощелочных электролитах при подаче импульсного либо переменного тока. Перед нанесением покрытия не требуется особой подготовки поверхности. Особенностью процесса является то.

Что используется энергия от электрических  микроразрядов, которые хаотично передвигаются по обрабатываемой поверхности. Эти микроразряды оказывают на покрытие и электролит плазмохимическое и термическое воздействие. Оксидный слой приблизительно на 70 % формируется вглубь основного металла.

Только 30 % покрытия находится полностью снаружи изделия.

Применяемые электролиты не оказывают вредного влияния на окружающую среду и их срок службы очень долгий. Оборудование – компактное, не занимает много места и просто в эксплуатации.

Рассеивающая способность используемых электролитов высока, что позволяет получать покрытия даже на сложнорельефных деталях.

Микродуговое оксидирование применяется для формирования покрытий в основном  на магниевых и алюминиевых сплавах.

Оксидирование алюминия и алюминиевых сплавов

Для эффективной защиты алюминия от коррозии наилучшим способом является создание на его поверхности оксидных слоев. Для этого применяют химическое, электрохимическое либо микродуговое оксидирование.

Анодирование (анодное оксидирование)  алюминия

Покрытие может применяться как самостоятельная защита от атмосферной коррозии алюминия и его сплавов, или же, как основа под покраску.  Оксидная пленка легок растворима в щелочах, но обладает достаточно высокой стойкостью в некоторым минеральным кислотам и воде.

Состав защитного слоя на алюминии: аморфный оксид алюминия, кристаллическая γ-модификация Al2O3.

Твердость оксидного слоя: на техническом алюминии —  порядка 5000 – 6000 МПа, на сплавах алюминиевых от 2000 до 5000 МПа.

Слои, полученные методом оксидировании, отличаются хорошими электроизоляционными свойствами. Удельное электросопротивление составляет 1014 – 1015 Ом·м.

Анодированием можно получать на алюминии слои с различными заранее заданными свойствами. Можно получать твердые и мягкие защитные слои, безпористые, пористые, эластичные, хрупкие. Различные свойства получают при варьировании составом электролита и режимами электролиза.

При оксидировании алюминия в нейтральных или кислых электролитах (в большинстве растворов) поверхность алюминия почти моментально покрывается толстым слоем оксидов.

При электрохимическом оксидировании  сначала образуется тонкий слой окислов, а потом кислород, проникает сквозь этот слой, упрочняя и утолщая его. Окисный слой достигает толщины около 0,01 – 0,1 мкм и прекращает свой рост. Этот слой называется барьерным. Для продолжения роста окислов необходимо увеличить напряжение на ванне.

Некоторые электролиты способны растворять оксид алюминия. Если электролит не растворяет оксидную пленку – она достигает толщины, отвечающей заданному напряжению. Это около 1 — 2 мкм. Такие пленки используются  при производстве электрических конденсаторов, т.к. они не имеют пор, обладают хорошими электроизоляционными свойствами.

При использовании электролитов, способных растворять оксидный слой, утолщение пленки зависит от двух процессов, которые протекают на аноде:

— растворения пленки под воздействием электролита;

— электрохимического окисления металла у основания пор.

Если скорость окисления алюминия выше скорости растворения окислов, то происходит утолщение окисного слоя. В начале процесса оксидирования скорость окисления больше, скорости растворения, но с течением процесса увеличивается скорость растворения оксидов. Рост пленки прекращается, когда эти две скорости уравниваются.

Толщина оксидного покрытия зависит также от состава алюминия и его сплавов. Химически чистый алюминий легче анодировать, чем его сплавы. С увеличение в составе сплава различных добавок труднее получить пленки с хорошими характеристиками.

На алюминиевых сплавах, содержащих марганец, медь, железо, магний, покрытие получается шероховатым, неровным.

Это объясняется высокой скоростью растворения интерметаллических соединений, в виде которых эти металлы присутствуют в алюминиевом сплаве.

Оксидные пленки на алюминии, полученные методом анодирования, состоят из двух слоев: первый слой, на границе  с металлом, беспористый барьерный в толщину от 0,01 до 0,1 мкм; второй слой пористый и достаточно толстый (от 1 мкм до нескольких сотен мкм.). Рост окисного слоя происходит за счет утолщения внешнего слоя.

Химическое оксидирование алюминия

Химическое оксидирование алюминия – самый доступный, дешевый и простой способ получить оксидные пленки на алюминии и его сплавах. Метод химического оксидирования не требует подвода электрического тока.

Процесс проводится в растворах хроматов и позволяет оксидировать большое количество деталей одновременно. По качеству полученные пленки уступают слоям, полученным методами, с использованием тока.

Толщина оксидных слоев – около 2 – 3 мкм.

В связи с невысокими защитными свойствами окисных слоев, полученных химическим оксидированием, метод не нашел широкого применения (используется довольно редко).

Очень важно при химическом оксидировании алюминия и его сплавов постоянно контролировать температуру и состав электролита. При уменьшении концентрации щелочи в растворе для химического оксидирования – пленки получаются тонкие, а при увеличении и высокой температуре раствора  —  имеют рыхлую структуру.

Конечная обработка анодно-окисных слоев

Очень часто полученные защитные оксидные пленки подвергаются дополнительной обработке: окрашивание, уплотнение.

Уплотнение анодно-оксидных пленок на алюминии применяют для придания окисным слоям светостойкости, высокой коррозионной стойкости и повышения диэлектрических свойств.  Процесс уплотнения основан на способности оксидных слоев впитывать влагу.

Во время уплотнения часть оксидов превращается в гидроксиды, которые заполняют полые поры, тем самым уплотняя пленку. На производствах очень часто применяют для уплотнения горячую воду (температура порядка 100 °С). Качество уплотненных окисных слоев зависит от продолжительности обработки, температуры, характеристик самой пленки.

Для того чтоб ускорить процесс, в воду добавляют ПАВ и соли. Полученная пленка может быть от светло-серого до темно-серого цвета.

Защитные свойства оксидных слоев, уплотненных различными способами, примерно одинаковы.

Окрашивание анодно-оксидных пленок на алюминии проводят для придания изделию декоративных свойств.

Окрашивание проводится в различного типа красителях. Оксиды алюминия очень хорошо впитывают и удерживают органические и неорганические красители.

Перед окрашиванием пленку необходимо тщательно промыть от остатков электролита. Процесс пигментации проводят методом окунания в ванну с красящими веществами. Интенсивность и насыщенность цвета зависит от пористости и толщины оксидного слоя.

При использовании органических красителей можно получить большую гамму цветов, но их светостойкость низкая. Чтобы повысить светостойкость уже окрашенные слои дополнительно обрабатывают в уксуснокислых растворах никеля, кобальта и борной кислоты.

При окрашивании с использованием органических красителей процесс ведет в два этапа. Алюминиевое изделие с готовой оксидной пленкой поочередно погружают в раствор одной, а потом другой соли. Между погружениями следует промывка. Процесс ведется при комнатной температуре. В каждом растворе обработка длится 5 – 10 минут.

Если окрашенная пленка должна эксплуатироваться в агрессивной коррозионной среде – ее дополнительно пропитывают парафином либо бесцветным лаком.

Уплотнение окисной пленки на алюминии при окрашивании не происходит.