Anodavimas yra elektrolitinis pasyvavimo procesas, naudojamas padidinti natūralaus oksido sluoksnio storį ant metalinių dalių paviršiaus.

Šis procesas vadinamas anodavimu, nes apdorota dalis sudaro elektrolizės elemento anodo elektrodą.Anodavimas padidina atsparumą korozijai ir nusidėvėjimui, o dažų gruntai ir klijai geriau sukimba nei plikas metalas.Anodinės plėvelės taip pat gali būti naudojamos keliems kosmetiniams efektams su storomis poringomis dangomis, kurios gali sugerti dažus, arba su plonomis skaidriomis dangomis, kurios suteikia atspindėtos šviesos bangos trukdžių efektų.

Anodavimas taip pat naudojamas siekiant užkirsti kelią srieginių komponentų dilimui ir gaminti dielektrines plėveles elektrolitiniams kondensatoriams.Anodinės plėvelės dažniausiai naudojamos aliuminio lydiniams apsaugoti, nors yra ir titano, cinko, magnio, niobio, cirkonio, hafnio ir tantalo apdorojimo procesai.Geležies arba anglinio plieno metalas pleiskanoja, kai oksiduojamas neutraliomis arba šarminėmis mikroelektrolitinėmis sąlygomis;ty geležies oksidas (iš tikrųjų geležies hidroksidas arba hidratuotas geležies oksidas, taip pat žinomas kaip rūdys) susidaro anodinėse anodinėse duobėse ir dideliame katodiniame paviršiuje, šiose duobėse koncentruojami anijonai, tokie kaip sulfatas ir chloridas, pagreitindami pagrindinį metalą iki korozijos.Anglies dribsniai arba mazgeliai geležyje arba pliene, kuriame yra daug anglies (daug anglies turinčio plieno, ketaus), gali sukelti elektrolitinį potencialą ir trukdyti dengimui arba dengimui.Juodieji metalai paprastai anoduojami elektrolitiniu būdu azoto rūgštyje arba apdorojant raudonai rūkstančia azoto rūgštimi, kad susidarytų kietas juodas geležies (II, III) oksidas.Šis oksidas išlieka lygus, net kai jis yra padengtas laidais ir laidai yra sulenkti.

Anodavimas keičia mikroskopinę paviršiaus tekstūrą ir metalo kristalinę struktūrą šalia paviršiaus.Storos dangos paprastai yra porėtos, todėl norint pasiekti atsparumą korozijai, dažnai reikia sandarinimo proceso.Pavyzdžiui, anoduoto aliuminio paviršiai yra kietesni už aliuminį, tačiau turi mažą arba vidutinį atsparumą dilimui, kurį galima pagerinti didėjant storiui arba naudojant tinkamas sandarinimo medžiagas.Anodinės plėvelės paprastai yra daug tvirtesnės ir labiau sukibusios nei dauguma dažų ir metalo dengimo rūšių, tačiau taip pat trapesnės.Dėl to jie mažiau skilinėja ir nulupsta dėl senėjimo ir susidėvėjimo, tačiau yra labiau linkę įtrūkti dėl terminio įtempimo.

Anodavimo tipai:

Anodavimas pramonėje buvo plačiai naudojamas ilgą laiką ir gali būti apibendrintas šiais klasifikavimo metodais:

Pagal dabartinį tipą yra: nuolatinės srovės anodavimas, kintamos srovės anodavimas ir impulsų srovės anodavimas, kurie gali sutrumpinti gamybos laiką, kad būtų pasiektas reikiamas storis, plėvelės sluoksnis yra storas, vienodas ir tankus, o atsparumas korozijai yra žymiai pagerintas. .

Pagal elektrolitą jis skirstomas į: sieros rūgštį, oksalo rūgštį, chromo rūgštį, mišrią rūgštį ir natūralios spalvos anodavimą organinės sulfonrūgšties tirpalu.

Pagal plėvelės pobūdį ji skirstoma į: paprastą plėvelę, kietą plėvelę (storą plėvelę), porcelianinę plėvelę, šviesų modifikavimo sluoksnį, puslaidininkinį barjerinį sluoksnį ir kitą anodavimą.

Nuolatinės srovės sieros rūgšties anodavimo metodas yra labiausiai paplitęs, nes jis turi anodavimo apdorojimą, tinkantį aliuminiui ir daugumai aliuminio lydinių;plėvelės sluoksnis yra storas, kietas ir atsparus dilimui, o po sandarinimo galima gauti didesnį atsparumą korozijai;Plėvelės sluoksnis yra bespalvis ir skaidrus, pasižymintis stipria adsorbcijos galia ir lengvai dažomas;apdorojimo įtampa yra žema, o energijos suvartojimas yra mažas;apdorojimo procese nereikia keisti įtampos ciklo, o tai palanku nuolatinei gamybai ir praktiniam veikimo automatizavimui;Sieros rūgštis yra mažiau kenksminga žmogaus organizmui nei chromo rūgštis, o tiekimas yra platus., žema kaina ir kiti privalumai.

Prieš pasirinkdami oksidacijos procesą, turėtumėte suprasti aliuminio ar aliuminio lydinio medžiagą, nes medžiagos kokybė ir sudedamųjų dalių skirtumas tiesiogiai paveiks aliuminio gaminio kokybę po anodavimo.Pavyzdžiui, jei aliuminio paviršiuje yra defektų, tokių kaip burbuliukai, įbrėžimai, lupimasis ir šiurkštumas, visi defektai vis tiek išryškės po anodavimo.Lydinio sudėtis taip pat turi tiesioginės įtakos paviršiaus išvaizdai po anodavimo.Pavyzdžiui, aliuminio lydinys, kuriame yra 1-2% mangano, po oksidacijos yra rudai mėlynas.Didėjant mangano kiekiui aliuminio medžiagoje, paviršiaus spalva po oksidacijos pasikeičia iš rudai mėlynos į tamsiai rudą.Aliuminio lydiniai, kurių sudėtyje yra 0,6–1,5 % silicio, po oksidacijos būna pilki, o kai juose yra 3–6 % silicio, – baltai pilki.Cinko turinčios yra opalinės, chromo – nuo ​​auksinės iki pilkos spalvos nelygių atspalvių, o turinčios nikelio – šviesiai geltonos spalvos.Paprastai kalbant, tik aliuminis, kuriame yra magnio ir titano, kuriame yra daugiau nei 5 % aukso, po oksidacijos gali gauti bespalvę, skaidrią, ryškią ir švarią išvaizdą.

Pasirinkus aliuminio ir aliuminio lydinių medžiagas, natūralu apsvarstyti tinkamo anodavimo proceso pasirinkimą.Šiuo metu mūsų šalyje plačiai naudojamas sieros rūgšties oksidacijos metodas, oksalo rūgšties oksidacijos metodas ir chromo rūgšties oksidacijos metodas yra išsamiai pristatyti žinynuose ir knygose, todėl jų kartoti nereikia.Šiame straipsnyje norima trumpai pristatyti kai kurias naujas technologijas, kurios šiuo metu kuriamos Kinijoje, taip pat kai kuriuos metodus užsienio šalyse.

1. Nauja anodavimo technologija buvo sukurta Kinijoje

(1) Greitas oksalo rūgšties ir skruzdžių rūgšties mišinio tirpalo oksidavimas

Oksalo rūgšties ir skruzdžių rūgšties mišinys naudojamas todėl, kad skruzdžių rūgštis yra stiprus oksidatorius, tokioje vonioje skruzdžių rūgštis pagreitina oksido plėvelės vidinio sluoksnio (barjerinio sluoksnio ir barjerinio sluoksnio) tirpimą, todėl jis tampa porėtu sluoksniu. (ty išorinis oksido plėvelės sluoksnis).Vonios laidumą galima pagerinti (ty padidinti srovės tankį), kad greitai susidarytų oksido plėvelė.Palyginti su gryno oksalo rūgšties oksidacijos metodu, šis sprendimas gali padidinti našumą 37,5%, sumažinti energijos sąnaudas (oksalo rūgšties oksidacijos metodo energijos suvartojimas yra 3,32 kWh/m2, šis metodas yra 2 kWh/m2) ir sutaupyti. elektros 40 proc.

Technologinė formulė: oksalo rūgštis 4-5%, skruzdžių rūgštis 0,55%, trifazė kintamoji srovė 44±2 voltai, srovės tankis 2-2,5A/d㎡, temperatūra 30±2℃.

(2) Mišri rūgščių oksidacija

Šis metodas buvo oficialiai įtrauktas į Japonijos nacionalinį standartą 1976 m. ir buvo priimtas Japan North Star Nikkei Household Products Co., Ltd. Jo charakteristikos yra tai, kad plėvelė greitai susidaro, plėvelės kietumas, atsparumas dilimui ir atsparumas korozijai didesnis nei naudojant įprastą sieros rūgšties oksidacijos metodą, o plėvelės sluoksnis yra sidabro baltumo, tinkamas gaminiams spausdinti ir dažyti.Mano šalies aliuminio gaminių pramonei apsilankius Japonijoje, jį buvo rekomenduota naudoti 1979 m. Rekomenduojama proceso formulė yra: H2SO4 10–20%, COOHCOOH · 2H2O 1–2%, įtampa 10–20 V, srovės tankis 1,3 A/d㎡ , temperatūra 15～30 ℃, laikas 30 min.

(3) Porceliano oksidacija

Porceliano oksidacijai daugiausia naudojama chromo rūgštis, boro rūgštis ir kalio titano oksalatas kaip elektrolitai, o elektrolitiniam apdorojimui naudojama aukšta įtampa ir aukšta temperatūra.Plėvelės sluoksnio išvaizda primena porceliano glazūrą, kuris pasižymi dideliu atsparumu korozijai ir geru atsparumu dilimui.Plėvelės sluoksnis gali būti nudažytas organiniais arba neorganiniais dažais, kad išvaizda įgautų ypatingą blizgesį ir spalvą.Šiuo metu jis dažniausiai naudojamas aliuminio induose, žiebtuvėliuose, auksiniuose rašikliuose ir kituose gaminiuose ir yra labai populiarus tarp masių.

(4) Krašto apsaugos spalvų oksidacija

Krašto apsaugos spalvų oksidacija daugiausia naudojama karinių aliuminio gaminių dekoravimui, todėl jai reikalinga ypatinga apsauga.Oksido plėvelė yra karinės žalios spalvos, matinė, atspari dilimui ir patvari bei pasižymi geromis apsauginėmis savybėmis.Procesas yra toks: pirmiausia oksalo rūgštis oksiduojama, kad susidarytų aukso geltonumo plėvelės sluoksnis, o po to anoduojama kalio permanganato 20g/l ir H2SO41g/l tirpalu.Shenyang Aluminium Products Factory šį procesą naudojo kariniams virduliams ir virtuvės reikmenims gaminti.

(5) Daugiaspalvė oksidacija

Sudrėkinkite dažytą, bet neužsandarintą anodinio oksido sluoksnį chromo arba oksalo rūgštimi, kad paskleistumėte CrO3.Dalis dažyto produkto paviršiaus išbluks po to, kai jį sudrėkins CrO3.Jei reikia, į bet kurią gaminio dalį įpilkite oksalo rūgšties arba chromo.Nuplovimas rūgštimi paprastai gali sustabdyti reakciją su vaizdu.Tada nudažykite antrąja spalva arba pakartokite CrO3 trynimo, praplovimo, dažymo ir pan. procedūras, ir pagal poreikį gali atsirasti tokių raštų kaip gėlės ir debesys.Šiuo metu jis dažniausiai naudojamas auksiniuose puodeliuose, vandens puodeliuose, arbatos dėžutėse, žiebtuvėliuose ir kituose gaminiuose.

(6) Marmuro rašto dažymo procesas

Oksiduotas produktas pirmiausia nudažomas pirmąja bazine spalva, džiovinamas, o po to panardinamas į vandenį, kurio paviršiuje plūduriuoja aliejus.Ją pakėlus ar panardinus, aliejus ir vanduo natūraliai nuslūgs, todėl plėvelės sluoksnis bus netaisyklingai dryžuotas.Užterštas riebalais.Perdažant antrą spalvą, oksido plėvelės dalys, kurios yra nudažytos riebalais, nebus nudažytos, o dalys be riebalų bus nudažytos antra spalva, suformuojant netaisyklingą raštą kaip marmuro raštas.Šį metodą galima pamatyti draugo Zhou Shouyu iš Guangdongo valstybei priklausančios Jangdziango peilių gamyklos straipsniuose („Galaninis padengimas ir apdaila“, Nr. 2, 1982).

(7) Cheminis ėsdinimas ir oksidacija

Po mechaninio poliravimo ir riebalų pašalinimo aliuminio gaminiai padengiami maskuojančia medžiaga arba šviesai jautria medžiaga, o po džiovinimo chemiškai išgraviruojami (fluorido arba geležies druskos ėsdinimo priemonė), kad susidarytų įgaubtas-išgaubtas raštas.Po elektrocheminio poliravimo ir anodavimo jis suteikia paviršiaus raštą su stipriu kūno pojūčiu, kuris yra panašus į nerūdijančio plieno paviršiaus išvaizdą.Dabar jis dažniausiai naudojamas auksiniuose rašikliuose, arbatos dėžutėse ir ekranuose.

(8) Greita anodinė oksidacija kambario temperatūroje

Paprastai H2SO4 oksidacijai reikalinga aušinimo įranga, kuri sunaudoja daug elektros energijos.Pridėjus α-hidroksipropiono rūgšties ir glicerolio, oksido plėvelės tirpimas gali būti slopinamas, kad oksidacija vyktų normalioje temperatūroje.Palyginti su įprastu sieros rūgšties oksidacijos metodu, plėvelės storis gali būti padidintas 2 kartus.Rekomenduojama proceso formulė yra tokia:

H2SO4 150～160g/l

CH3CH(OH)COOH 18ml/l

CH2OHCHOHCH2OH 12ml/l

Srovės tankis 0,8～12A/d㎡

Įtampa 12-18 voltų

Temperatūra 18-22 ℃

(9) Cheminės oksidacijos metodas (taip pat žinomas kaip laidžioji oksido plėvelė)

Plėvelės atsparumas korozijai yra artimas sieros rūgštimi anoduotos plėvelės atsparumui.Laidi oksido plėvelė turi mažą kontaktinę varžą ir gali laiduoti elektrą, o H2SO4 anodinio oksido plėvelė negali laiduoti elektros dėl didelės kontaktinės varžos.Laidžios oksido plėvelės atsparumas korozijai yra daug stipresnis nei vario, sidabro ar alavo dengimo ant aliuminio.Trūkumas tas, kad plėvelės sluoksnio negalima lituoti, galima naudoti tik taškinį suvirinimą.Rekomenduojama proceso formulė yra tokia:

CrO3 4g/l, K4Fe(CN)6·3H2O 0,5g/l, NaF 1g/l, temperatūra 20～40℃, laikas 20～60 sekundžių.

Pastaraisiais metais aliuminio medžiagų paviršiaus apdorojimas sparčiai vystėsi tarptautiniu mastu.Kai kurie seni procesai, kainuojantys darbo jėgą, elektrą ir išteklius, buvo reformuoti, o kai kurie nauji procesai ir technologijos buvo plačiai naudojami pramoninėje gamyboje. Štai tipiški didinimo metodai:

(1) Didelio greičio anodavimo metodas

Didelės spartos anodavimo procesas daugiausia sumažina elektrolito varžą, pakeisdamas elektrolitinio tirpalo sudėtį, taip įgalindamas greitą anodavimą esant didesniam srovės tankiui.Senojo proceso tirpalas naudojo 1A/d㎡ srovės tankį, kad susidarytų plėvelė, kurios greitis nuo 0,2 iki 0,25 μ/min.Panaudojus šį naują proceso sprendimą, net jei vis dar būtų naudojamas 1A/d㎡ srovės tankis, plėvelės formavimo greitis gali būti pagerintas.Padidinkite iki 0,4 ~ 0,5 μ/min, labai sutrumpinkite apdorojimo laiką ir pagerinkite gamybos efektyvumą.

(2) Tomita tipo (didelės spartos oksidacijos) metodas

Tomita metodas yra daug trumpesnis nei senasis procesas, o gamybos efektyvumą galima padidinti daugiau nei 33%.Šis metodas tinka ne tik įprastai anodinio oksido plėvelei, bet ir kietos plėvelės oksidacijai.

Jei reikia gaminti kietą plėvelę, tai pasiekiama sumažinus tirpalo temperatūrą, o plėvelės formavimo greitis yra maždaug toks pat, kaip nurodyta aukščiau esančioje lentelėje.Ryšys tarp plėvelės kietumo ir tirpalo temperatūros yra toks:

10 ℃——Kietumas 500H, 20℃——400H, 30℃——30H

(3) Rubino plėvelė

Rubino plėvelės formavimo ant aliuminio paviršiaus procesas yra naujas procesas.Plėvelės spalva gali būti panaši į dirbtinio rubino spalvą, todėl dekoratyvinis efektas yra puikus, o atsparumas korozijai ir atsparumas dilimui taip pat yra geras.Įvairių spalvų išvaizdą taip pat gali sudaryti įvairių tipų metalų oksidai, esantys tirpale.Proceso metodas yra toks: Pirma, anodinei oksidacijai naudokite 15% sieros rūgštį, naudojamas srovės tankis yra 1A/d㎡, o laikas yra 80 minučių.Išėmus ruošinį galima panardinti į skirtingos koncentracijos (NH4)2CrO4 tirpalus pagal spalvos gylio reikalavimus, temperatūra 40 ℃, laikas 30 minučių, daugiausia tam, kad metalo jonai patektų į porėtą. anodinio oksido plėvelės skylės šaltinis.Tada įpilkite natrio vandenilio sulfato (1 g molekulinės masės), amonio vandenilio sulfato (1,5 g molekulinės masės), temperatūra 170 ℃, srovės tankis 1A/d㎡, po aukščiau aprašyto apdorojimo purpuriškai raudonas ir mirksintis fluorescencinis rubinas galima gauti plėvelę.Jei panardinimas yra Fe2(CrO4)3, Na2CrO4, gauta plėvelė yra mėlyna su giliai violetine fluorescencija.

(4) Asada metodo elektrolitinis dažymas

Asada metodas elektrolitinis dažymas yra metalo katijonai (nikelio druskos, vario druskos, kobalto druskos ir kt.) prasiskverbti į oksido plėvelės skylučių dugną po anodavimo, elektros srovės elektrolizės būdu ir taip dažyti.Pastaraisiais metais šis procesas sparčiai vystėsi, daugiausia dėl to, kad galima gauti bronzos atspalvius ir juodus atspalvius, kuriuos sveikina statybų pramonė.Spalva turi labai stabilų atsparumą šviesai ir gali atlaikyti atšiaurias oro sąlygas.Palyginti su natūraliu dažymo būdu, šis procesas gali sutaupyti elektros energijos.Šiuo metodu buvo nudažyti beveik visi Japonijoje statybai skirti aliuminio profiliai.mano šalies Tiandzine, Yingkou, Guangdong ir kitose vietose taip pat įdiegta tokia technologija ir visas įrangos komplektas.Kai kurie padaliniai Guangdonge taip pat buvo sėkmingai išbandyti ir pritaikyti gamyboje.

(5) Natūralaus dažymo metodas

Natūralus dažymo būdas užbaigiamas viena elektrolize.Taip pat yra kelių tipų tirpalai, įskaitant sulfosalicilo rūgštį ir sieros rūgštį, sulfotino rūgštį ir sieros rūgštį bei sulfosalicilo rūgštį ir maleino rūgštį.Kadangi dauguma natūralių dažymo metodų naudoja organines rūgštis, oksido plėvelė yra gana tanki, o plėvelės sluoksnis turi puikų atsparumą šviesai, atsparumą dilimui ir atsparumą korozijai.Tačiau šio metodo trūkumas yra tas, kad norint gauti gerą spalvą, aliuminio lydinio medžiagos sudėtis turi būti griežtai kontroliuojama.