Анодированием называется электролитический процесс, который используется для увеличения толщины слоя природных окислов на поверхности изделий. Свое название эта технология получила из-за того, что обрабатываемый материал используется в качестве анода в электролите. В результате проведения этой операции увеличивается сопротивление материала к коррозии и износу, а также обеспечивается подготовка поверхности к применению грунтовки и краски.
Нанесение дополнительных защитных слоев после анодирования металла осуществляется гораздо более качественно по сравнению с исходным материалом. Само анодированное покрытие в зависимости от способа его нанесения может быть пористым, хорошо впитывающем красители либо тонким и прозрачным, подчеркивающим структуру исходного материала и хорошо отражающим свет. Образованная защитная пленка является диэлектриком, то есть не проводит электрический ток.
Покрасил Металл Электричеством! Цветное Анодирование!
Для чего это делается
Анодированное покрытие используется там, где требуется обеспечить защиту от коррозии и избежать повышенного износа в соприкасающихся частях механизмов и устройств. Среди других способов поверхностной защиты металлов эта технология является одной из самых дешевых и надежных. Наиболее распространено применение анодирования для защиты алюминия и его сплавов. Как известно, этот металл, обладая такими уникальными свойствами как сочетание легкости и прочности, имеет повышенную восприимчивость к коррозии. Данная технология разработана и для целого ряда других цветных металлов: титана, магния, цинка, циркония и тантала.
Некоторые особенности
Изучаемый процесс, помимо изменения микроскопической текстуры на поверхности, также изменяет и кристаллическую структуру металла на границе с защитной пленкой. Однако при большой толщине анодированного покрытия сам защитный слой, как правило, обладает значительной пористостью.
Поэтому для достижения коррозионной устойчивости материала требуется его дополнительная герметизация. Вместе с тем толстый слой обеспечивает повышенную износостойкость, гораздо большую по сравнению с красками или другими покрытиями, например, напылением. Вместе с повышением прочности поверхности она становится более хрупкой, то есть более восприимчивой к растрескиванию от теплового и химического воздействия, а также от ударов. Трещины анодированного покрытия при штамповке – отнюдь не редкое явление, и разработанные рекомендации тут не всегда помогают.
Изобретение
Первое документально зафиксированное использование анодирования произошло в 1923 году в Англии для защиты от коррозии деталей гидросамолета. Изначально применялась хромовая кислота. Позднее в Японии была использована щавелевая кислота, однако сегодня в большинстве случаев для создания анодированного покрытия в составе электролита применяется классическая серная кислота, что значительно удешевляет процесс. Технология постоянно совершенствуется и развивается.
Алюминий
Анодированное покрытие выполняется для повышения коррозионной устойчивости и подготовки к покраске. А также, в зависимости от применяемой технологии — либо для увеличения шероховатости, либо для создания гладкой поверхности. При этом анодирование само по себе не способно существенно увеличить прочность изделий, изготовленных из этого металла. При контакте алюминия с воздухом или любым другим газом, содержащим кислород, металл естественным путем формирует на своей поверхности слой оксида толщиной 2-3 нм, а на сплавах его величина достигает 5-15 нм.
Толщина анодированного покрытия алюминия составляет 15-20 микрон, то есть разница в два порядка (1 микрон равен 1000 нм). При этом этот созданный слой в равных долях распределен, условно говоря, внутрь и вовне поверхности, то есть увеличивает толщину детали на ½ от размера защитного слоя. Хотя при помощи анодирования возникает плотное и равномерное покрытие, имеющиеся в нем микроскопические трещины могут привести к коррозии. Кроме этого, сам поверхностный защитный слой подвержен химическому распаду вследствие воздействия среды с высокими показателями кислотности. Для борьбы с этим явлением применяются технологии, сокращающие количество микротрещин и внедряющие в состав оксида более стабильные химические элементы.
Применение
Применяются обработанные материалы весьма широко. Например, в авиации многие элементы конструкции содержат изучаемые сплавы алюминия, такая же ситуация в судостроении. Диэлектрические свойства анодированного покрытия предопределили его использование в электротехнической продукции.
Изделия из обработанного материала можно обнаружить в различной бытовой технике, включая плееры, фонари, камеры, смартфоны. В быту используют анодированное покрытие утюга, точнее – его подошвы, что значительно улучшает его потребительские свойства. При приготовлении пищи можно использовать специальные тефлоновые покрытия, чтобы избежать пригорания блюд.
Обычно такая кухонная утварь стоит достаточно дорого. Однако сковорода из алюминия без покрытия анодированная в состоянии обеспечить решение той же проблемы. При этом с меньшими затратами денежных средств. В строительстве применяется анодированное покрытие профилей для монтажа окон и прочих нужд. Кроме этого, разноцветные детали привлекают внимание дизайнеров и художников, они используются в различных культурных и арт-объектах во всем мире, а также в изготовлении ювелирных изделий.
Технология
Для проведения работ в промышленных масштабах создаются специальные гальванические цеха и производства, которые считаются «грязными» и вредными для здоровья человека. Поэтому рекомендации по проведению процесса в домашних условиях, рекламируемые в некоторых источниках, следует воспринимать крайне осторожно, несмотря на кажущуюся простоту описываемых технологий.
Анодированное покрытие можно создать несколькими способами, но общий принцип и последовательность проведения работ остаются классическими. При этом прочностные и механические свойства полученного материала зависят от, собственно, самого исходного металла, от характеристик катода, силы тока и состава применяемого электролита. Необходимо подчеркнуть, что в результате выполнения процедуры на поверхность не наносится никаких дополнительных веществ, а защитный слой образуется путем преобразования самого исходного материала. Суть гальваники – воздействие электрического тока на химические реакции. Весь процесс делится на три основные стадии.
Первая стадия — подготовка
На этой стадии изделие подвергается тщательной очистке. Поверхность обезжиривается и шлифуется. После чего происходит так называемое травление. Оно осуществляется путем размещения изделия в щелочном растворе с последующим перемещением в кислотный раствор.
Завершает эти процедуры промывка, в ходе которой крайне важно удалить все остатки химических веществ, включая труднодоступные участки. От качества проведения первой стадии во многом зависит конечный результат.
Вторя стадия – электрохимия
На этой стадии собственно и создается анодированное алюминиевое покрытие. Тщательно подготовленную заготовку вывешивают на кронштейны и опускают в ванну с электролитом, располагая между двумя катодами. Для алюминия и его сплавов используются катоды, изготовленные из свинца. Обычно в состав электролита входит серная кислота, но могут использоваться и другие кислоты, например, щавелевая, хромовая в зависимости от будущего предназначения обработанной детали. Щавелевая кислота используется для создания изоляционных покрытий разных цветов, хромовая – для обработки деталей, имеющих сложную геометрическую форму с отверстиями небольшого диаметра.
Время, необходимое для создания защитного покрытия, зависит от температуры электролита и от силы тока. Чем выше температуры и ниже сила тока, тем быстрее проходит процесс. Однако в этом случае поверхностная пленка получается достаточно пористой и мягкой. Для получения твердой и плотной поверхности требуются низкие температуры и высокая плотность тока.
Для сернокислого электролита диапазон температур составляет от 0 до 50 градусов, а удельная сила тока — от 1 до 3 Ампер на квадратный дециметр. Все параметры для проведения этой процедуры отработаны годами и содержатся в соответствующих инструкциях и стандартах.
Третья стадия – закрепление
После завершения электролиза изделие, имеющее анодированное покрытие, закрепляют, то есть закрывают поры в защитной пленке. Это можно сделать путем помещения обработанной поверхности в воду либо в специальный раствор. Перед этой стадией возможна эффективная покраска детали, поскольку наличие пор позволят обеспечить хорошее впитывания красителя.
Развитие технологий анодирования
Для получения сверхпрочной оксидной пленки на поверхности алюминия был разработан способ использования сложного состава различных электролитов в определенной пропорции в сочетании с постепенным увеличением плотности электрического тока. Используется своеобразный «коктейль» из серной, винной, щавелевой, лимонной и борных кислот, а сила тока в процессе постепенно увеличивается в пять раз. Благодаря такому воздействию меняется структура пористой ячейки защитного оксидного слоя.
Отдельно следует упомянуть технологии изменения цвета анодированного объекта, которое возможно сделать разными способами. Самым простым является помещение детали в раствор с горячим красителем сразу после проведения процедуры анодирования, то есть до третьей стадии процесса. Несколько сложнее организован процесс окрашивания с использованием добавок непосредственно в электролит. Добавками обычно являются соли различных металлов либо органические кислоты, позволяющие получить самую разнообразную гамму цветов – от абсолютно черного до практически любого цвета из палитры.
Источник: fb.ru
Анодированные украшения: что это, как ухаживать
Анодирование — технология, широко применяемая при производстве ювелирных украшений. Она позволяет раскрашивать изделия из металлов в фантастические цвета — красный, синий, фиолетовый, черный. Анодированные украшения смотрятся невероятно ярко и эффектно, при этом не требовательны к уходу.
Что такое анодирование
Анодирование еще называют анодным окислением. Суть этого процесса — в формировании оксидного слоя на поверхности металла. Наиболее распространенный способ анодирования связан с применением электричества: берут источник переменного тока, один электрод подключают к положительному полюсу (анод), другой — к отрицательному (катод). Изделие или его часть погружают в водный или неводный электролит, замыкая электрическую цепь.
Анодирование может осуществляться и с помощью источника тепла. Но этот метод применяется реже, так как результаты сложнее контролировать.
Анодная оксидная пленка ценится не только за необычный цвет. В процессе ее формирования удаляется мельчайший мусор с поверхности металла, что делает изделие более гладким. Пленка может также использоваться для дополнительной защиты изделия.
Для каких материалов применяется
Анодирование применимо не для всех металлов и сплавов, а только для некоторых:
- титана;
- ниобия;
- тантала;
- алюминия;
- магния.
Большинство других металлов для анодирования не годятся: оксидная пленка отслаивается с их поверхности.
Цвет и фактура
Анодированные украшения могут принимать самые разные цвета радуги, причем без применения каких-либо красителей. Среди них:
- фиолетовый;
- медный;
- синий;
- золотой;
- зеленый и другие.
Сногсшибательные узоры и оттенки на поверхности металла образуются естественным образом. Цвет, который проявляется на анодированном украшении, зависит от толщины оксидного слоя. Она, в свою очередь, зависит от величины прикладываемого напряжения. Это делает процесс анодирования сродни искусству: добиться одного и того же оттенка порой бывает очень сложно.
Со временем цвет анодированного украшения может стать менее ярким. Это происходит потому, что оксидный слой стирается и истончается, обнажая естественный оттенок металла.
Преимущества и недостатки
Анодированные украшения ценятся за богатую палитру оттенков. Те из них, что изготовлены из гипоаллергенных металлов — титана и ниобия, гипоаллергенны и биосовместимы. Они не вызывают раздражения кожи, и могут использоваться даже для свежего прокола.
Но не все анодированные украшения гипоаллергенны. Изделия, к примеру, из нержавеющей стали с титановым анодированием, могут вызвать аллергическую реакцию. Чтобы избежать ее, перед покупкой стоит уточнить состав материала.
Как ухаживать
Анодированные украшения нужно протирать чистой тканью каждый раз после носки. Избегайте контакта с абразивными и агрессивными веществами, которые могут повредить оксидную пленку — лаком для волос, духами, отбеливателем или хлорированной водой.
Запрещена ультразвуковая чистка анодированных украшений. Их моют вручную, окуная в слабо концентрированный мыльный раствор на несколько минут, затем промывают и высушивают на открытом воздухе. Чистить украшения желательно не чаще двух раз в год.
Видеоматериалы по теме:
Источник: dragzoloto.ru
Анодированные украшения: особенности технологии, советы по выбору и уходу
Анодированные украшения отличаются необычным видом. После специальной обработки они играют разными оттенками. Яркие, эффектные, они привлекают к себе внимание и легки в уходе. Часто они становятся изюминкой всего образа.
Особенности технологии
Анодирование образует защитную пленку за счет воздействия на металл электролиза. Иначе процесс обработки металла называют анодным окислением. Чаще всего изделие погружается в электролит, замыкая цепь. Иначе говоря, через украшение пропускают ток. Процесс может проходить и с помощью теплового источника, но он применяется редко из-за сложностей с контролем.
Кроме образования красивой разноцветной пленки, поверхность изделия становится гладкой, устойчивой к повреждениям
Анодирование применяется для таких металлов:
- титана;
- тантала;
- магния;
- алюминия;
- ниобия.
Пленка, образующаяся на поверхности металла, окрашивает его во все цвета спектра. Она образует невероятные переливы, сочетания оттенков. Цвет непосредственно связан с толщиной оксидного слоя и величиной напряжения. Получить одинаковый оттенок практически невозможно. У ювелиров, работающих с титаном, есть свои секреты по созданию металла разных цветов.
Стойкость покрытия зависит от сплава и места ношения. Если оно предназначено для ношения в полости рта, то срок службы составит не более трех лет. В ушах прослужит немного дольше.
Сплав, который содержит слишком много примесей, после анодирования не блестит, непригоден для использования
Плюсы и минусы
Титан является самым популярным из металлов, поддающихся анодированию. Он применяется в ювелирной промышленности около двадцати лет. Главное достоинство анодированных украшений – их богатая цветовая палитра. Изготовленные из титана и ниобия, они еще и гипоаллергенны, подходят для того, чтобы использовать для свежих проколов. В их пользу говорит и небольшой вес изделий.
Некоторые анодированные металлы вызывают раздражение и аллергию, поэтому перед покупкой украшения нужно обязательно уточнить состав сплава.
Анодированные украшения
Из анодированных металлов изготавливают пуссеты, кольца, подвески, броши, украшения для пирсинга. Сочетание с драгоценными и полудрагоценными камнями, эмалью рождает необыкновенные ювелирные композиции, выполненные в оригинальном цвете.
Иногда анодированный металл используется только в качестве вставки
Это особенно ценно при создании украшений в анималистическом и флористическом стилях. Персонажи тропических широт, яркие и разноцветные, создаются при помощи анодирования.
Что касается украшений для пирсинга, среди них широко представлены анодированные модели. Особенных советов по выбору не существует. Нужно руководствоваться лишь своими предпочтениями и желаниями. Размер подскажет мастер по пирсингу.
Особенности ухода
Пленка, покрывающая изделие, разрушается под воздействием хлора, лака для волос, некоторых чистящих средств. Если вы собрались заняться уборкой, то лучше это делать в перчатках или снять украшение.
Особого ухода изделия не требуют. По мере загрязнения их моют в мыльной воде и полируют мягкой тряпочкой. Ультразвуковая же чистка анодированных изделий строго запрещена.
Глядя на красоту анодированных украшений, сложно представить, что они сделаны из металла, который до недавнего времени использовался только в космической и медицинской промышленности. Изделия из титана очень часто по красоте и стоимости не уступают золотым.
Дополнительную информацию об особенностях технологии анодирования вы узнаете, посмотрев видео:
Источник: uvelirnoedelo.ru