Анодированная сталь что это

виды покрытия, способы домашней обработки

Анодирование: специфика и назначение технологии. Характеристика оборудования для выполнения анодирования. Виды выполнения работ: холодный, теплый и твердый методы. Преимущества анодированного металла. Особенности обработки различных металлов.

Анодирование металла – это электрохимический процесс создания защитной оксидной пленки, которая защищает поверхность металла от воздействия окружающей среды. Отсюда и другое название, которое лучше всего отражает суть – анодное оксидирование. Технологию покрытия используют для обработки не только стали, но и большинства цветных металлов. Исключениями являются железо и медь. Данные элементы характеризуются образованием сразу двух оксидных соединений – это негативно сказывается на целостности пленки и ее адгезии к базовой поверхности.

За период развития анодирования было разработано несколько способов осуществления работ. Все они будут подробно рассмотрены в данной статье.

Специфика и назначение процесса

По своей сути процесс анодирования напоминает гальваническую обработку стали. Основное отличие состоит в том, что при гальваническом способе в качестве защитного покрытия выступают составы на основе цинка или хрома. При анодировании стали не используются вспомогательные составы, а защитная пленка образуется непосредственно из материала обрабатываемой поверхности.

Оксидная пленка естественного происхождения, которая образуется в процессе эксплуатации деталей, не отличается толщиной и стойкостью покрытия. При анодировании процесс образования слоя поддается регулировке. В результате окисленный участок не разрушается, а становится прочнее.

К технологическому процессу имеются свои требования: обрабатываемый металл должен иметь только один оксид и обладать высокой адгезией к поверхности. Вместе с тем защитный слой должен иметь пористую структуру для беспрепятственного контакта рабочей смеси с чистым металлом, ускоряя процесс образования пленки. Несмотря на то что вышеописанным требованиям соответствует большинство металлов, лучше всего анодированию поддаются алюминий, тантал, сталь и титан.

Существует два типа оксидных пленок, которые отличаются строением и назначением:

1. Пористая. Ее свойства были описаны выше. Такой слой получают при оксидировании в среде кислых электролитов. Данная структура является отличной основой для нанесения лакокрасочных материалов.
2. Барьерная. Является самостоятельным защитным покрытием, препятствуя контакту стали с внешними негативными факторами. Получают в нейтральных растворах.

Анодированные поверхности используют не только в качестве защитного слоя. Современные дизайнеры активно используют оксидированный алюминий в качестве отделочного элемента интерьера. Существует возможность изменения оттенка защитного слоя: от жемчужного до золотистого в зависимости от применяемых материалов и уровня напряжения.

Применяемые устройства и оборудование

В промышленных масштабах для анодирования стали применяют раствор серной кислоты, который обеспечивает высокую скорость процесса и наибольшую глубину проникновения. Современные установки представляют собой полностью автоматические линии с минимальным количеством персонала, роль которого сводится к контролю над рабочим процессом.

Все оборудование можно разделить на три вида:

1. Основное. К нему относят ванну и катод. Емкость должна быть изготовлена из инертного материала, обладающего высокими теплоизоляционными свойствами – в этом случае электролит не будет слишком быстро нагреваться и прослужит намного дольше. Материал катода зависит от типа обрабатываемого металла. Например, для анодирования алюминия используют свинцовый лист, размер которого должен быть вдвое больше габаритов заготовки.
2. Обслуживающее. Сюда относят узлы, которые отвечают за обеспечение работоспособности установки: приводные механизмы и устройства для передачи тока.
3. Вспомогательное. Речь идет об оборудовании, на котором осуществляются работы по подготовке заготовок к анодированию. Сюда же относят механизмы для перемещения деталей и их складирования.

В процессе выбора подходящей установки необходимо принимать во внимание следующие особенности:

1. Наиболее трудоемкими операциями являются погружение и выгрузка заготовки. Обращайте внимание на надежность и энергопотребление данных узлов.
2. Производительность зависит от мощности энергетической установки. Как показывает практика, оптимальная мощность выпрямителя – 2,5 кВт. Наличие бесступенчатой регулировки уровня напряжения будет дополнительным преимуществом, облегчающим процесс анодирования стали.

Бесступенчатая регулировка будет после формирования защитного слоя средней толщины, когда для сохранения уровня тока будет необходимо плавно увеличивать напряжение.

3. По кольцам емкости должны быть уставлены контактные площадки из гибкого материала. Лучше всего с этой задачей справятся элементы из меди.

Способы анодирования

Метод образования оксидной пленки зависит от типа базовой поверхности и выбранной технологии. Примечательно, что в условиях домашнего анодирования рабочий цикл практически не отличается от промышленных условий. Разница состоит в том, что при работе с элементами сложной конструкции используют хромовую кислоту, а не серную.

Существует несколько видов анодирования стали. Наиболее любопытным является цветное анодирование, которое изменяет исходный цвет детали.

Возможны варианты изменения оттенка даже без погружения в раствор электролита. Известны 4 вида цветного оксидирования:

1. Адсорбционное.
2. Электролитическое, или черное.
3. Интерференционное.
4. Интегральное.

Рассмотрим основные методы выполнения работ.

Теплый метод

Данная технология считается самой простой. Она применяется в качестве подготовительных работ перед покраской. Пористая структура обеспечивает высокую адгезию, благодаря чему краска надежно держится на поверхности. Процесс протекает при температуре не выше 50 °C, что и дало название методу.

Недостатками покрытия являются низкая прочность и устойчивость к коррозии. При нарушении технологии слой можно стереть, проведя по нему рукой. По этой причине теплое анодирование применяется в качестве промежуточной стадии перед дальнейшей обработкой.

Благодаря своей простоте метод можно применять в домашних условиях без потери качества результата.

Холодный метод

Холодное анодирование характеризуется скоростью образования окисной пленки: она гораздо выше, чем скорость растворения металла с внешней стороны. Отличается высоким качеством защитного слоя. Имеются четкие требования к температуре электролита – она не должна превышать 5 °C. Кроме того, раствор теплее в центре ванной, поэтому необходимо обеспечить его непрерывную циркуляцию.

Единственный недостаток – невозможно использовать краски органического происхождения.

Технология твердого анодирования

Твердое анодирование – лучший способ получить сверхпрочное покрытие на поверхности стали. Метод активно применяется для защиты элементов авиационной и космической промышленности. Особенность – использование одновременно нескольких электролитов в определенном соотношении, при котором их свойства будут усиливаться.

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

Главные плюсы анодированного металла

Анодированная сталь выгодно отличается от незащищенных изделий следующими качествами:

1. Стойкость к коррозии. Барьерная пленка препятствует контакту металла с влагой, а также химически активными соединениями.
2. Высокая прочность. Защитный слой обладает высокой устойчивостью к механическим повреждениям.
3. Диэлектрические свойства. Оксидная пленка практически не проводит ток.
4. Экологичность. Обработанная посуда приобретает устойчивость к интенсивным перепадам температур. В процессе приготовления пища не подгорает.
5. Декоративные свойства. Некоторые металлы подвергают обработке для изменения визуальных качеств. В основном, для этих целей используют алюминий как обладающий хорошим соединением с кислородом. Добавление определенных солей в раствор электролита позволит поменять исходный цвет, придавая окрашенным изделиям ровные и глубокие оттенки.

Оксидирование также позволяет скрыть незначительные дефекты поверхности, такие как царапины или потертости.

В отличие от обычной нержавеющая сталь плохо поддается обработке как условно инертный металл. Для решения этой проблемы нержавейку покрывают никелем, а только затем проводят оксидирование. Ученые активно занимаются разработкой специальных паст, которые будут уменьшать инертные свойства наружного слоя нержавеющей стали.

Процесс обработки различных типов металла

Анодирование стали проводится с учетом свойств и характеристик металла. Для прочих соединений эти условия могут быть неприемлемыми. Рассмотрим особенности обработки отдельных металлов и сплавов на их основе.

Анодирование меди и ее сплавов

Этот металл очень плохо поддается оксидированию. Оптимальным считается электрохимический способ, в результате которого происходит изменение цвета. В качестве рабочей смеси используют фосфатные или оксалатные растворы.

Процесс отличается высокими технологическими требованиями, поэтому на практике встречается крайне редко.

Анодирование титана

Процедура считается обязательной, поскольку оксидная пленка не только увеличивает прочность заготовки, защищая от механических повреждений, но и меняет цвет в широком спектре в зависимости от уровня напряжения на протяжении рабочего цикла.

Для обработки титана подходит практически любая кислота.

Анодирование серебра

Для анодного оксидирования серебра специалисты рекомендуют применять серную печень – она способна придать синий или фиолетовый оттенки без изменения свойств серебряной поверхности.

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

Анодирование алюминия

Анодирование алюминия получило наибольшее распространение. Разработано множество способов нанесения оксидной пленки, включая цветное покрытие. Особой популярностью пользуется декоративное назначение оксидирования.

Технология покрытия не отличается высокой сложностью. При большом желании оксидирование алюминия можно проводить в домашних условиях – это не потребует больших затрат.

Анодирование – универсальная технология, которая может использоваться в качестве как подготовительных работ перед покраской, так и самостоятельной защиты металлической поверхности. Кроме того, обработанным элементам можно придать дополнительные визуальные эффекты.

А вы пробовали выполнять анодное оксидирование в домашних условиях? Получилось добиться нужного качества? Поделитесь вашим опытом в блоке комментариев.

Что такое анодированная сталь?

Анодированная сталь - это сталь, на которую нанесено защитное покрытие для ее усиления и замедления коррозии. Хотя анодированная сталь может выглядеть как многие другие анодированные металлы, в частности алюминий, это не настоящий процесс анодирования, который создает стальное покрытие. Это связано с тем, что анодирование включает окисление поверхностного слоя самого фактического металла, что чаще всего делается с алюминием для получения защитного поверхностного слоя из оксида алюминия. Однако, когда сталь окисляется, в результате образуется покрытие из оксида железа Fe ₂ O ₃ , более широко известного как ржавчина, которое практически не защищает нижележащий металл и может фактически увеличить вероятность коррозии подстилающего слоя металла.Следовательно, способ, который используется для создания изделий из анодированной стали, включает нанесение на металл других типов поверхностных слоев анодированного металла на основе оксидов цинка, алюминия или других барьерных соединений.

Женщина, держащая книгу

Особенно эффективным способом создания анодированной стали является реакция ее с гидроксидом калия, KOH или гидроксидом натрия, NaOH.При использовании этих химикатов на поверхности растет слой магнетита, Fe ₃ O ₄ , или дихроичный магнетитовый слой, который защищает нижележащую сталь. В то время как сам магнетит имеет сине-черный цвет, дихроичный магнетит обладает оптическим эффектом, когда радуга цветов отражается от поверхности в зависимости от положения, с которого он просматривается. Часто анодированная стальная кухонная посуда демонстрирует этот эффект радуги или другие анодированные продукты, которые имеют некоторую эстетическую ценность. Хотя магнетит тесно связан с обычной ржавчиной химически, которая иногда состоит из соединений лепидокроцита, γFeOOH или гетита, αFeOOH, он обладает гораздо более стойкими и защитными свойствами, чем ржавчина.

Другой метод, используемый для создания анодированной стали, состоит в том, чтобы покрыть ее оксидами цинка или алюминия. Различные типы кислот используются в электролитической ванне для создания оксидов металлов покрытия, от хромовой кислоты до серной кислоты и борно-серной кислоты.Стальная часть действует как отрицательная анодная часть электрической цепи в электролите, а металл-донор, такой как цинк или алюминий, составляет положительный катод. Когда ток проходит через раствор, он вместе с кислотным основанием удаляет ионы металлов с катода и осаждает их на аноде.

Одна из проблем, возникающих при создании анодированной стали, заключается в том, что это благородный металл, который при этом связан с неблагородными металлами, такими как алюминий.Поскольку эти металлы имеют разные потенциалы коррозии, для неблагородного металла характерно образование гальванического слоя между ними, когда они соединены вместе. Гальваническая скорость коррозии зависит от общей площади поверхности, где встречаются два металла, и от того, насколько пассивны или активны их скорости коррозии по сравнению друг с другом.

Единственный коммерчески жизнеспособный процесс, поэтому, когда анодированная сталь производится путем покрытия ее другим элементарным металлом, это нержавеющая сталь и алюминий.Это связано с тем, что обычная сталь страдает от эффекта гальванической коррозии, который возникает с алюминием при попытке анодирования, и это препятствует образованию прочной связи между металлами. Гальваническая коррозия является еще большей проблемой при соединении алюминия с такими металлами, как медь, бронза и латунь, поэтому эти металлы обычно не анодируются вместе. Другая проблема, которая может помешать процессу анодирования, даже если нержавеющая сталь сопряжена с алюминием, заключается в том, что следы хлоридов загрязняют процесс.Такое загрязнение также приведет к серьезным гальваническим дефектам и сделает ненадежным анодированное покрытие.

,

Анодирование из нержавеющей стали

60 000 вопросов и ответов - Образование, Aloha & Fun

тема 24520

Обсуждение началось в 2003, но продолжается до 2019 года

2003

В. Я продолжаю видеть запросы на анодирование нержавеющей стали. Есть ли процесс для этого?
Я был в бизнесе много лет и никогда не слышал об этом.

Джим Х [фамилия удалена для конфиденциальности редактором]
Job Shop - Линчберг, Вирджиния

---

2003

А. Да, это можно сделать.Он не имеет той пользы, которую имеет анодирование алюминия. У двух поставщиков на этом сайте есть процессы для этого. Призматический и другой, который я не могу вспомнить; Вы можете использовать поисковик [Ред. примечание: другим поставщиком был Russamer Lab, и Анна отвечает ниже].

Джеймс Уоттс
- Наварра, Флорида

---

2003

A. adv.
Да, мы можем анодировать нержавеющую сталь в разные цвета, включая черный.

Однако по сравнению с анодированием титана цвета из нержавеющей стали не так долговечны и требуют некоторого типа защитного покрытия, чтобы стать долговечными.

---

2007

A. Обе компании Prismatic из нержавеющей стали [от B & M Finishers, рекламодателя, работающего с Finishing.com), и Russamer Lab [рекламодатели, работающие с отделкой Finishing.com) говорят, что они могут предложить его в различных цветах. Но термин «анодирование», хотя и является буквально точным, потому что это процесс, включающий подачу анодного тока на детали, также может немного вводить в заблуждение, поскольку процесс радикально отличается от анодирования алюминия, которое окрашивается и, таким образом, предлагает очень широкий диапазон насыщенных цвета.Цвет анодированной нержавеющей стали такой же, как у анодированного титана, карнавального стекла и капель масла в луже. Иногда окрашивается не нержавеющая сталь, а титановое покрытие.

Тед Муни, П.Е.
finish.com - Пайн-Бич, Нью-Джерси
Стремление жить Алоха

---

10 декабря 2008 г.

A. Вы также можете обработать нержавеющую сталь методом IVD - ионно-паровое осаждение - чтобы получить алюминиевое покрытие. Затем вы можете анодировать его так же, как алюминий.

Эндрю Придмор
- Джиллингем, Кент, Великобритания

---

---

13 сентября 2010 г.

В. В доме, который мы купили 2 года назад, у меня есть 23-летняя варочная панель Thermador Cook n Vent с 4 газовыми конфорками и электрической сковородкой. Это нержавеющая сталь - 18 калибр, кисть № 4, марка 304 (Thermador сообщает мне). Это прекрасно работает, но я никогда не был поклонником того, как нержавеющая сталь выглядит на кухне. Я бы хотел, чтобы он приобрел отделку из латуни или никеля, или эмалевидный вид белого или черного цвета.Возможно, другие цвета. Возможно, другие виды отделки я не думал. Это возможно? Делать это, если это возможно, доступно? Если да на эти вопросы, есть ли компания, которая могла бы сделать это для меня в Новой Англии?

Большое спасибо за внимание к этим вопросам. Я очарован этим сайтом!

Барбара W [фамилия удалена для конфиденциальности редактором]
- Конкорд, Массачусетс

---

13 сентября 2010 г.

A. Привет, Барбара

Латунное покрытие, вероятно, нецелесообразно для варочной панели, так как латунь тускнеет очень быстро даже при комнатной температуре, если не защищен лаком, а лак / лаки могут не подходить для варочной панели.Никелирование возможно, но получение хорошей адгезии к нержавеющей стали несколько проблематично, но возможно. Эмалирование фарфора, вероятно, то, что вы хотите; это больше похоже на плавление стекла на поверхность, чем на его окраску - очень высокая температура. Извините, я не знаю, кто предлагает эмалирование фарфора, но, надеюсь, это немного помогло уточнить, какую отделку вы, возможно, искали. Удачи.

С уважением,

.