Как анодировать алюминий в домашних условиях

Анодирование алюминия в домашних условиях

Алюминиевые сплавы считаются отличными материалами для производства самых разных деталей. Алюминий с легкостью подвергается обработке, он отличается маленькой массой, высоким уровнем прочности и совершенно не боится коррозии. Однако при массе преимуществ этот металл не имеет привлекательного внешнего вида. На поверхности алюминия плохо держатся красящие составы, а если его не обработать специальным покрытием, то появятся темные пятна. Технология анодного оксидирования алюминия позволяет обеспечить защиту материала от окисления и улучшить его внешний вид.

Описание технологии

Анодирование (анодное оксидирование) представляет собой процесс, в итоге которого на металлической поверхности формируется оксидное покрытие, обеспечивающее защиту поверхности от появляющегося при контакте с воздухом окисления. При этом окисленный участок не ликвидируется, а создается покрытие с большей твердостью. Эта технология напоминает воронение.

Зачем анодировать алюминиевые поверхности

Этот металлический сплав при естественных условиях взаимодействует с кислородом, в результате на поверхности создается защитное покрытие. Слой, обеспечивающий защиту, предотвращает окисление алюминия. Но эти натуральные оксиды являются крайне тонкими и с легкостью могут повреждаться. Решить эту проблему позволяет анодирование. Такая процедура, по сути, улучшает стойкость металлического сплава к неблагоприятным воздействиям извне, придавая изделию более привлекательный вид.

После анодирования алюминий не боится коррозии. Пленка, создаваемая при этом на поверхности, характеризуется высочайшей устойчивостью к изнашиванию. Кроме того, покрытие не будет отслаиваться со временем.

Стоит отметить, что это не нанесение защитного слоя как такового, как в случае покрытия поверхности стали цинком или хромом. Пленка из оксидов при анодировании формируется из самого металлического сплава. Интересно то, что анодирование актуально не только для алюминия, но и для иных материалов (магний, титан).

Иногда анодирование используется для улучшения декоративных свойств металлического сплава и придания ему конкретного оттенка. Среди расцветок сегодня особой популярностью пользуется темный и светлый золотистый, матовое серебро, жемчужные тона.

В промышленности анодирование осуществляется с применением двадцатипроцентного раствора серной кислоты. Но самостоятельное анодирование (в домашних условиях) с использование кислоты крайне опасно и не очень удобно.

Есть и иной вариант, который подразумевает применение составом из хлористого и углекислого натрия. Это обыкновенная соль и сода, которые можно отыскать в любом доме.

Преимущества

Что касается достоинств, присущих этой технологии, то нужно отметить следующие:

• анодированные конструкции приобретают прекрасные защитные свойства;
• металлическая поверхность делается однородной и матовой;
• анодирование также позволяет избавиться от повреждений покрытия — полос, сколов, царапин;
• улучшается внешний вид поверхности металлического сплава;
• защитный слой после обработки имеет довольно большую толщину.

На сегодняшний день существует несколько технологий исполнения этой процедуры.

Теплая разновидность покрытия

Этот способ является довольно простым. Всю работу можно выполнить даже самостоятельно. Процедура осуществляется при комнатной температуре. Посредством теплого анодирования можно сделать привлекательное покрытие разных цветов, воспользовавшись дополнительными органическими красителями. Если постараться, то на одном и том же элементе можно добиться сразу нескольких оттенков.

Вспомните советские ружья, характеризующиеся зеленой расцветкой. Это результат анодирования алюминиевого сплава. А в качестве красящего вещества была использована обыкновенная зеленка, которую можно отыскать в любой аптеке.

У технологии есть свои достоинства, но не обошлось и без недостатков.

1. Алюминий, прошедший анодирование, не обладает по-настоящему высоким уровнем антикоррозийной защиты.
2. Следы коррозии на его поверхности могут появляться при взаимодействии с агрессивными металлами и в морской воде.
3. Эта обработка также не обеспечивает эффективную механическую защиту — металлическая поверхность может оцарапаться даже обычной иглой. Если же не была соблюдена технология, то покрытие можно стереть рукой.

Производится же теплое анодирование крайне просто. Для начала все элементы тщательно обезжириваются и фиксируются в подвесе. Анодирование производится до тех пор, пока на поверхности не появится молочный оттенок, затем изделие промывают прохладной водой. Красят же изделие горячим раствором. Окрашенное покрытие закрепляется в течение одного часа.

Особенности холодного анодирования

Методика выполняется при низких температурных показателях. Холодное анодирование было разработано по целому ряду причин: высокая прочность, твердость и качество, а также быстрота растворения и достаточная толщина покрытия. Как правило, домашние мастера предпочитают именно эту технологию.

Слой, расположенный со стороны металлической поверхности, увеличивается, а с наружной стороны практически полностью растворяется. При этом технология нуждается в хорошем охлаждении элементов, лишь в этом случае можно добиться высококачественного результата. Покрытие в итоге получится очень износоустойчивым и твердым. К примеру, подводным ружьям, поверхность которых была подвержена холодному анодированию, будет уже не страшна морская вода.

Единственный недостаток — невозможность применения натуральных красителей. Тут все зависит от веществ, входящих в состав обрабатываемого материала. Расцветка при обработке может изменяться от темной до зеленоватой.

Сначала деталь обезжиривается и фиксируется в специальном подвешивающем устройстве. Затем металлический сплав анодируют до тех пор, пока не появится плотный слой. После этого его промывают холодной или горячей водой. На финальном этапе слой укрепляют посредством проваривания в чистой воде.

Твердое оксидирование

Эта технология позволяет сделать прочное и твердое анодированное покрытие. Она активно используется на промышленных предприятиях. Характерная особенность методики состоит в том, что для ее исполнения применяется сразу несколько электролитов. Плотность электротока постепенно увеличивается и благодаря изменению структуры на металлической поверхности появляется высокопрочная пленка.

Оборудование для анодирования алюминия в домашних условиях

Теперь вам стало известно, что собой представляет анодирование. Пришло время выяснить, какое именно оборудование необходимо для этого. Итак, для работы потребуется несколько ванночек для деталей с разными размерами. Они должны быть сделаны из алюминия. В качестве альтернативы можно воспользоваться полиэтиленом или пластмассой. Стенки и дно пластиковой ванны должны быть покрыты листами алюминиевой фольги. Это необходимо для создания катодно-анодной установки.

У ванны также должны быть высокие теплоизоляционные характеристики. Лишь в этом случае электролит не нагреется сильно, и вам не нужно будет его регулярно менять.

После этого делают катод, для чего применяют свинец. Делается эта деталь исключительно из листового материала. Стоит отметить, что площадь катода обязательно должна быть вдвое больше площади обрабатываемой детали. В катоде должны быть специальные отверстия, предназначенные для выпуска газов.

После подготовки катода, необходимо изготовить электролит, поместить его внутрь ванны, положить туда элемент и подсоединить к «плюсу» источник электрического тока. Пластину из свинца нужно подключить к «минусу». Для того чтобы металлический сплав начал анодировать, сгодится источник электропитания на полтора ампера и двенадцать ватт. Что касается затрачиваемого времени, то для элементов небольшого размера процедура займет примерно тридцать минут. Чтобы произвести полноценный профиль из алюминия, понадобится три-четыре часа.

Расцветка изделия может различаться. Тут все зависит от применяемой методики анодирования в домашних условиях. С применением анилиновых красок детали металла можно выкрасить даже в черные оттенки.

Анодирование металла в домашних условиях – методы

Анодирование металла в домашних условиях – методы

Сущность процесса анодирования металла в домашних условиях будет наращивание оксидного покрытия, которое на алюминии и сплавах будет играть функцию защиты от воздействий среды. Другим названием буде анодное оксидирование. Более того, оксидирование используют для повышения красоты внешнего вида изделий.

Обратите внимание, что будут устранены поверхностные дефекты – маленькие царапины, сколы. Можно также имитировать покрытие драгоценными металлами или повышать свойства адгезии. Покрытие можно будет нанести не только при производственном процессе, но еще и в домашних условиях.

Обработка алюминия в домашних условиях пользуется огромной популярностью у домашних мастеров. В изделиях, которые подвергнуты анодному оксидированию, повышается устойчивость защитного покрытия.

Основные сведения о технологии анодирования

Методика анодирования алюминия очень похожа на гальваническую обработку. Оседание ионов оксидов раствора на заготовке выполняется в жидких электролитах при низкой или высокой температуре. Применение прогретого раствора допустимо с промышленных установках, при которых есть возможность тщательного контроля и регулирования напряжения, а также силы тока в автоматическом режиме.

В домашних условиях, как правило, применяют холодный метод. Такой способ весьма просто, не требуется постоянный контроль, а оборудование и расходники доступные. Для приготовления раствора можно применять электролиты, которые используют в автомобильных свинцовых аккумуляторах. Он продается в каждом автомобильном магазине. Высокая степень прочности оксидной защитной пленки будет зависеть от толщины, которая при домашних условиях получается во время процесса обработки в холодном растворе. Наращивание выполняется ступенчатым регулированием рабочих токов.

Оксидирование алюминия в черном цвете может отнестись к цветному методу анодирования. Черный цвет можно получить в пару этапов. Для начала наносят бесцветную пленку электролитическим методом, а после заготовку следует поместить в солевой кислотный раствор. В зависимости от кислоты цвет получается от бледной латуни до черного. Кстати, именно черный алюминий широко применяется в отделке и строительстве.

Подробности

Процесс подготовки

Для того, чтобы получить гладкую поверхность на стадии подготовку следует отполировать заготовку. Посредством войлочного или иного полировочного круга устраняют царапины, а еще будут затягиваться большие по размеру поры. Отсутствие микроскопических неровностей снижается вероятность образования прогаров. Анодная пленка не может скрывать внешние изъяны. До начала анодирования следует определиться с размером обрабатываемых деталей. Полученный слой имеет толщину в 50 мк, и потому на обработанную резьбу невозможно накручивать гайку. Если все детали соединяются посредством посадки, то не следует забывать, что после анодирования детали шлифованию не подлежат.

Для выполнения процесса требуются емкости. Они для проведения анодирования должны обязательно соответствовать размерам элементов, быть чуть больше. В связи с этим обычно применяют несколько ванн. Материал изготовления емкости – алюминий. Но если изделия малого размера, то подойдут и контейнеры из пластика. Лишь на днище и вдоль стенок требуется укладывать листы алюминия. Это требуется для того, чтобы создавать ток равномерной плоскости по общему объему в целом. Электролит нуждается в изоляции от внешних воздействий тепла. При прогревании требуется его поменять. Для исключения нагрева емкости снаружи следует покрывать слоем тепловой изоляции. Ее можно обклеивать пенопластом до 5 см толщиной, или помещая в короб, заполняя свободное место монтажной пенкой.

Обратите внимание, что для анодирования в домашних условиях раствор серной кислоты получают посредством разбавления электролита для аккумуляторов автомобиля дистиллировать водой в пропорции 1 к 1. Купив канистру с объемом 5 литров, можно получить 10 литров раствора.

Смешивание, когда в кислоту добавляют немного воды, сопровождается сильным выделением тепла, и она в буквальном смысле начинает вскипать и разбрызгиваться. По этой причине в целях безопасности серную кислоту вливают в канистру с водой. До начала процесса анодирования его подвергают химическим подготовкам. Речь идет про процесс обезжиривания. В промышленных условиях производят обработку калием или едким натром. Но в домашних условиях лучше применять обычные хозяйственное мыло. Посредством мыльного раствора и зубной щетки с поверхности следует хорошо убрать загрязнения. После этого для начала заготовки следует промыть теплой водой, а после и холодной. Кстати, альтернативой хозяйственному мылу может стать стиральный порошок. Его следует растворить в закрытом контейнере из пластика и поместить туда обрабатываемые детали, следует сильно встряхнуть. Далее детали промывают и просушивают воздушным горячим потоком. Активный кислород, который содержится в стиральном порошке, а еще защищает обезжиренные изделия, даже если взять их руками без защитных перчаток.

Подготовительный этап электролита

Растворы кислот можно считать небезопасными реактивами, и потому для проведения анодирования алюминиевых металлов в домашних условиях прибегают к остальному виду раствора. для его приготовления применяют соду и соль, которые всегда есть под рукой. Для изготовления электролита требуется взять пару пластмассовых емкостей, и в них наводят содовый и солевой раствор, соблюдая пропорцию – на 1 меру соли или соды следует добавить 9 порций дистиллированной воды. После того, как компоненты растворятся, раствор следует выдерживать с целью оседания частиц на дно, которые растворились. При переливании в емкость для анодирования его следует процедить.

Способы анодирования алюминия

Было создано несколько методов для того, чтобы производить обработки сплавов из алюминия, но широкое применение нашел именно химический метод в электролитной среде. Для того, чтобы сделать такой раствор, применяют следующие кислороды:

• Щавелевую.
• Серную.
• Хромовую.
• Сульфосалициловую.

Для того, чтобы придавать дополнительные свойства раствору органические кислоты или даже соли. В домашних условиях в основном применяют серные кислоты, но при обработке деталей со сложными конфигурациями предпочтительно применять хромовую кислоту. Процесс производится при температуре от 0 до +50 градусов. При низкой температуре на алюминиевой поверхности образуется твердое покрытие. При повышении уровня температуры процесс начинает протекать куда быстрее, но при этом покрытие будет иметь высокую степень мягкости и пористости.

Помимо химического способы в определенных случаях применяют такие способы анодирования алюминия:

• Микродуговое.
• Цветное – при помощи опускания в электролит, адсорбацией. Опусканием в окрашивающих раствор и гальваникой.
• Интегральное.
• Интерферентное.

Теперь рассмотрим еще пару способов подробнее.

Тепловой метод анодирования

Анодирование стали в домашних условиях (причем теплое) применяется для получения базы под краску. Покрытие пористого типа, но за счет этого оно будет иметь высокую степень адгезии. Нанесенная поверх эпоксидная краска будет надежно защищать сталь и алюминий от внешнего вида воздействий. Недостатком будет считаться низкая прочность механического типа и коррозионная устойчивость покрытия. Оно разрушается при контактировании с морской водой и активными металлами. Такой метод можно производить в домашних условиях. Процесс будет протекать при комнатной температуре или даже выше (но не больше +50 градусов). После обезжиривания заготовки устанавливают на подвесках, которые будут удерживать из в электролитном растворе.

Анодирование продолжается до тех пор, пока на поверхности не будет образовываться покрытие молочного цвета. После снятия напряжения заготовки следует промывать в прохладной воде. Далее элементы подлежат окрашиванию. Производить окрашивание их путем помещения в контейнер с горячим красителем. После этого полученный результат следует закрепить на протяжении 60 минут.

Холодный способ

Для выполнения анодирования такого металла, как алюминий, требуется:

Источник питания 12 В (стабилизатор или АКБ).
• Реостат.
• Алюминиевые провода.
• Емкости для раствора.
• Амперметр.

Кстати, холодная технология будет отличаться тем, что рост покрытия анодированного типа со стороны металлов протекает с огромной скоростью, чем его растворение со стороны извне. Для начала следует произвести подготовительные работы, которые описаны ранее. Далее следует закрепить детали. Не забывайте еще и про то, что под крепежными элементами не образуется пленка. А подвешенные заготовки при опускании в емкость не должны касаться дна и стенок. К элементам от источника питания следует подключить анод, получается, к емкости под катод. Плотность тока должна быть подобрана в пределах от 1.6 д 4 А/дм 2 . Рекомендуемое значение от 2 до 2.2 А/дм 2 . При малом значении процесс будет протекать куда медленнее, а при большом может появиться пробой в цепи и покрытие начинает разрушаться.

Не рекомендовано, чтобы температура электролита поднимается выше +5 градусов. При анодировании электролит будет прогреваться неравномерно. В центре он будет теплее, чем в углах емкости, и потому требуется постоянное смешивание.

Длительность процесса анодирования при холодном методе составляет примерно ½ часа для небольшого элемента. Для крупных деталей длительность может составить от 1 до 1.5 часов. На окончание процесса указывает измененный оттенок на поверхности изделия из алюминия. После отсоединения проводов деталь следует промыть.

Как закрепить результат

Качество анодирование такого металла, как алюминия, будет зависеть от финального этапа – закрепления покрытия. Для этого после нанесения покрытия и промывания элемента помещают на ¼ часа в марганцовый раствор. После выемки следует промывать детали под горячей и холодной водой, чтобы удалить из пор остатки раствора. До начала окрашивания следует закупорить микроскопические поры на пленке, и для этого изделия кипятят в дистиллированной воде примерно 30-40 минут.

Анодирование алюминия в домашних условиях своими руками

Каждый из нас сталкивался с таким определением, как анодирование, которое применяется, в частности, к алюминиевым изделиям. Этот металл в чистом виде или его сплавы хорошо подходят для изготовления разных поделок, чем пользуются многие домашние умельцы. Металл имеет малый вес, обладает высокой прочностью и легко поддается обработке. Но что самое ценное, он стоек к коррозии. Многие умельцы проводят анодирование алюминия в домашних условиях.

Но для чего это делается, ведь материал сам по себе достаточно прочный и выглядит неплохо? Однако, несмотря на все достоинства, у него есть и слабые стороны. И его главный недостаток – это взаимодействие с воздухом, в результате чего происходит реакция окисления. Это приводит к образованию налета, который существенно затрудняет покраску изделий. К тому же сам вид алюминия далек от совершенства. Именно по этой причине алюминий подвергается процедуре анодирования.

Что такое анодирование?

Согласно ГОСТам, анодирование именуется анодным оксидированием. Главным итогом электрохимического процесса анодирования алюминия становится образование более прочного оксидного покрытия.

Дело в том, что в ходе окисления металла на его поверхности образуется защитная пленка, которую легко повредить. Вся суть анодирования сводится к укреплению этой пленки, а не в нанесении какого-либо покрытия, что обычно происходит при хромировании или цинковании изделий. Пленка образуется из самого алюминия.

Процесс очень схож с другой технологией – воронением металлов окислением. Анодированию подвергаются не только изделия из алюминия, магний и титан тоже при необходимости подвергаются такой защитной обработке.

Необходимость анодирования и его способы

Что может дать анодирование алюминия в домашних условиях металлу? Прежде всего способность противостоять коррозии существенно повысится. Более прочная оксидная защитная пленка будет держаться очень долгое время и не отслоится.

• Сглаживает поверхность алюминиевых изделий, то есть скрывает некоторые дефекты (царапины и повреждения точечного характера, сколы, полосы) и придает однородность металлу.
• Красочные покрытия лучше держатся на таком металле за счет приобретения матовой поверхности. профили отличаются улучшенными защитными свойствами.
• Цветное анодирование алюминия придает металлу более привлекательные черты.
• Большая толщина защитной пленки.
• Возможность для различной имитации – серебро, золото, жемчуг и прочее.

Что касается анилиновых красителей, то здесь существует много вариантов. К тому же анодирование может выполняться разными способами:

• холодным;
• твердым;
• цветным.

Рассмотрим их вкратце ниже.

Холодное анодирование

В домашних условиях зачастую используется холодная методика анодирования алюминия. Многие компании, которые предлагают услуги в этой области, также в основном специализируются на таком способе. Диапазон рабочей температуры составляет от -10 до +10 градусов, из-за чего методика и зовется холодной.

Среди достоинств анодирования алюминия в домашних условиях этим способом можно выделить получение более толстого защитного покрытия, что повышает стойкость к коррозии.

Только обработанные изделия сложно обрабатываются органическими красочными материалами. Хотя цвет металл приобретет в любом случае, причем оттенок может быть оливковым, сероватым или черным.

Твердое анодирование

Результатом твердого анодного оксидирования является получение особенно прочной защитной пленки. Во многом за счет этого данная технология успешно используется в огромных масштабах:

• промышленность;
• авиастроение;
• автомобилестроение;
• строительство.

Особенностью твердого анодирования алюминия является применение сразу нескольких электролитов. Помимо использования серной кислоты, участвует и ряд прочих аналогов: щавелевая, серная, лимонная, винная и борная. И это в ходе одного только процесса, при котором плотность тока постепенно повышается.

Прочность защитного покрытия увеличивается за счет структурных изменений.

Цветное анодирование

Суть этого метода заключается в изменении цвета металла. При этом можно выделить 4 основные методики:

1. Адсорбция – изделия погружаются в специальную ванну либо в красящий раствор, разогретый до необходимой температуры.
2. Электролитическая (черное анодирование алюминия) – изначально получается бесцветная пленка, после чего происходит окунание алюминиевых изделий в кислый солевой раствор. В строительстве широко распространен черный цвет, но можно получить и слегка бронзовый оттенок.
3. Интерференционная – методика схожа с электролитической, но при этом создается особенный светоотражающий слой, за счет чего цветовая палитра гораздо больше.
4. Интегральная – суть этого метода заключается в смешивании электролита и органических солей.

Как можно понять, цветное анодное оксидирование позволяет приобрести новый оттенок цвета, в зависимости от предпочтений.

Домашняя технология

В промышленности анодирование металлов производится при участи серной кислоты, но проводить анодирование алюминия в домашних условиях с ее использованием крайне нежелательно в силу выделения большого количества газа. Стоит только образоваться малейшей искре, и тогда не избежать печальных последствий. Сама методика остается неизменной, но вместо кислоты используется сода.

Но прежде стоит подготовить «оборудование»:

• несколько ванночек;
• проводку;
• АКБ или выпрямитель (источник тока);
• реостат;
• амперметр.

Непосредственно для самого процесса нужны именно алюминиевые емкости. Две прочие нужны для приготовления растворов, для чего пригодятся изделия из стекла или пластика.

Подготовка альтернативного электролита

Для приготовления растворов для анодирования алюминия своими руками (содового и солевого) нужна только теплая дистиллированная вода. Компоненты для смешивания выдерживают в пропорции 1 к 9 (сода или соль – вода).

Растворы хорошо перемешиваются, после чего им необходимо настояться. А через некоторое время их нужно перелить в другие емкости, причем стараться исключить попадание содового осадка. Конечный результат процедуры будет зависеть от чистоты раствора.

Перед тем как деталь подвергать обработке, ее нужно очистить, при необходимости отшлифовать поверхность и обезжирить. Толщина пленки не более 0,05 миллиметра, поэтому она не может скрыть видимые дефекты.

Непосредственно перед процессом нужно смешать подготовленные растворы в одной емкости.

Электрохимический процесс

Посуда, в которой будет производиться анодирование, должна полностью вмещать обрабатываемое изделие. В то же время оно не должно касаться дна емкости. Здесь уместен любой из удобных вариантов, достаточно проявить смекалку. Крепление детали тоже нужно хорошо продумать, так могут остаться следы, которых в идеале не должно быть.

Согласно технологии анодирования алюминия, источник питания подключается следующим образом: «плюс» подается на деталь, а «минус» – на ванну. Продолжительность процедуры составляет не менее 30 минут. Изменение окраса изделия будет свидетельствовать об окончании процесса. Можно отключать АКБ (обычно он используется чаще) и вынимать деталь.

Обработанное изделие хорошо промывается, а чтобы избавиться от остатков раствора, можно подержать его какое-то время в марганцовке. После его еще раз нужно промыть в холодной и теплой воде (попеременно) и просушить. При правильном подходе деталь будет отличаться светло-серым оттенком, равномерно покрытым по всей поверхности. Пятна, разводы или потеки должны отсутствовать.

Завершающий этап

Необходимо довести процедуру до конца, поскольку образовавшаяся пленка характеризуется наличием микропор, которые не идут на пользу. Их нужно закрыть, для чего деталь нужно прокипятить в дистиллированной воде также полчаса.

По завершении и при желании деталь можно покрасить или покрыть бесцветным лаком. Хотя металл в процессе приобретает естественный окрас, который зависит от состава обрабатываемой детали. Обычно оттенки могут варьироваться от зеленого до темного, но зачастую получается анодирование алюминия в черный цвет. Чтобы придать детали другой желаемый цвет, деталь погружают в раствор с анилиновыми красителями (10 %).

Как видно, анодирование алюминия можно выполнить и у себя дома, но из всех способов доступен только холодный метод, так как он более безопасен. К тому же особой разницы между видом раствора практически нет (сода или кислота) результат в любом случае будет одинаковый. Главное, придерживаться инструкции.