Анодированный алюминий что это: преимущества изделий из данного материала!

Анодированный алюминий – что это, технология холодного и теплого анодирования

Современные приспособления, изготовленные из металла, очень сильно отличаются от тех, что делались 30-50 лет тому назад. Они стали лёгкими, устойчивыми к вредным воздействиям, минимально опасными для жизни. Анодированный алюминий занимает одно из ведущих мест среди металлов, которые применяются для изготовления таких приспособлений.

Анодированный алюминий давно и прочно занял место стали и чугуна там, где кроме прочности и устойчивости к внешним воздействиям требуются другие главные качества – лёгкость и пластичность. Он значительно легче стали, поэтому с успехом заменил её в десятках тысяч единиц продукции, используемых в самых разных областях – промышленности, медицине, туризме, спорте.

С появлением технологии анодирования к замечательным свойствам алюминия добавились результаты химической модификации – высокая коррозионная стойкость и сопротивляемость к механическим воздействиям.

Что такое анодирование

Процессом анодирования называется электролитическая химическая реакция металла с окислителем. Тонкий слой оксида наносится на металлическую поверхность, которая в процессе реакции исполняет роль анода. За счёт поляризации в электролитической проводящей среде тонкой оксидной плёнкой можно покрывать как чистые металлы, так и различные сплавы. Оксидный слой эффективно защищает от коррозии и выгорания при воздействии прямых солнечных лучей. Наиболее востребованы в промышленности подвергшиеся анодированию сплавы алюминия и магния.

 

 

Конечной целью анодирования является создание на поверхности листа алюминия так называемой АОП – анодной оксидной плёнки. Она выполняет две основные функции:

1. Защита от внешних воздействий;
2. Украшение.

Во втором случае в проводящую среду добавляются красители различных цветов со строго определённым химическим составом.

Первыми внедрили в производство промышленное анодирование алюминия инженеры из Великобритании.

Созданный таким способом лёгкий и прочный металл начали применять в авиационной промышленности. Позже появился стандарт анодирования металла, который успешно применяется в современном авиастроении. Он имеет номенклатурную маркировку DEF STAN 03-24/3.

В состав покрытия входят два компонента:

• органический;
• анодно-хромовый.

Краска, нанесённая в соответствии со стандартом, очень устойчива к истиранию и другим механическимповреждениям.

Технология анодирования

На сегодняшний день наибольшее распространение получил процесс сернокислого анодирования алюминия. Его суть в следующем:

1. Деталь и катод, изготовленный из свинца, помещаются для очистки от примесей и масел в ванну с электролитом – серной кислотой h3 SO4. Показатели физических величин: плотность раствора – 1 200-1 300 г/л; плотность тока в процессе анодирования – 10-50 мА/см²; напряжение источника – 50-100 В.; температура электролита – 20-30 °C (при последующем окрашивании – не более 20 °C).
2. Производится окончательная промывка в растворе каустика.
3. На поверхности детали из алюминия создаётся тончайший оксидный слой.

Скорость роста анодного слоя на поверхности металла неравномерна и очень невысока. Оптимальное количество окрашенного окисла наносится по достижении плотности тока 1,5-1,6 А/дм². При меньших показателях слой получается практически бесцветным. Большие значения катодной плотности (отношения размера катода к величине обрабатываемой поверхности) вызывают затруднения при обработке массивных деталей – появление прогаров и растравливание. Оптимальная площадь катода – х2 по отношению к размеру обрабатываемой детали.

Также очень важно контролировать зажим и электрический контакт детали с подвеской.

Кроме серной кислоты в качестве электролита при анодировании могут использоваться другие вещества и соединения:

• щавелевая кислота;
• органические соединения и смеси;
• ортофосфорная кислота.
• хромовый ангидрид.

Технология процесса при этом не изменяется. Конечной целью при выборе электролитической среды является получение слоя с определёнными физическими характеристиками перед повторным окрашиванием.

 

 

Тёплое анодирование

Процесс тёплого анодирования осуществляется при температуре окружающей среды 15-20 °C. У деталей, обработанных таким способом, есть две отрицательные особенности:

1. Не очень высокий показатель антикоррозионной стойкости. Контактируя с химически агрессивной средой или металлом, анодированный слой подвергается воздействию кислорода.
2. Невысокая степень защиты от механических воздействий. Острым наконечником вполне реально нанести анодированному слою механическое повреждение.

Процесс тёплого анодирования состоит из шести этапов:

• очистка поверхности детали от жира.
• закрепление на подвеске.
• анодирование до появления оттенка светло-молочного цвета.
• промывка холодной водой.
• окрашивание горячим раствором анилиновой краски.
• выдержка анодированного металла после окраски в течение 30 минут.

Слои плёнки, полученной методом теплого анодирования, получаются исключительно красивыми. Такой алюминий лучше использовать в конструкциях, не подвергающихся резким внешним воздействиям. Кроме того, анодированный слой является отличной основой для повторного окрашивания из-за высочайшего показателя адгезии красителей. Нанесённая краска будет держаться очень долго.

Холодное анодирование

Технология холодного нанесения анодного слоя предусматривает обработку алюминия при температуре от -10 до +10 °C. Качество металла, обработанного таким образом, несравненно выше, чем при тёплом анодировании.

Алюминий получает отличные физические характеристики:

• высокую прочность.
• малую скорость растворения слоя.
• большую толщину плёнки.

При холодном анодировании нужно обязательно осуществить следующие процедуры:

• обезжиривание обрабатываемой поверхности.
• помещение детали на подвеску.
• анодирование до получения плотного оттенка.
• промывка в воде с любой температурой.
• закрепление анодного слоя на пару или в горячей дистиллированной воде.

Отличительной особенностью процесса является большое время принудительного охлаждения. После этого слой анодированного алюминия становится абсолютно невосприимчивым к воздействию агрессивных сред. Только титан спустя несколько десятков лет способен незначительно снизить физические характеристики полученного холодным способом анодированного алюминия.

 

Покрытие характеризуется исключительной красотой и износостойкостью. У технологии есть только один минус: при повторной окраске можно пользоваться только неорганическими соединениями.

Для чего анодируют алюминий и как его применяют

Главная цель анодирования деталей, изготовленных из алюминия – повышение срока эксплуатации в условиях воздействия различных агрессивных сред.

Учитывая, что чистый алюминий обладает высоким сродством к кислороду, его коррозионная стойкость выше, чем у многих других лёгких металлов конструкционного назначения. Естественное окисление алюминия происходит при первом контакте с воздухом. Процесс же анодной обработки ещё больше увеличивает стремление обеих химических элементов создавать окислы, вступая в реакцию между собой.

Способность анодной плёнки отлично впитывать красители различного химического состава делают обработанный таким способом алюминий отличным декоративным материалом. Он широко применяется для внешней отделки интерьеров зданий и сооружений.

Незаменимы алюминиевые конструкции при создании:

• рекламных конструкций для культурно-спортивных мероприятий, выставок и шоу.
• информационных стендов для массовых акций, митингов, собраний.

Прекрасная светоотражающая способность анодированного алюминия сделала его незаменимым материалом при изготовлении дорожных знаков.

Благодаря интерференции информация, нанесённая на знак при анодировании прекрасно видна автомобилистам в ночное время суток.

Рамы любительских велосипедов также изготавливаются из анодированных сплавов алюминия. На специальную одежду, которой пользуются велосипедисты в тёмное время суток, наносится тончайшая плёнка оксида алюминия. Благодаря этому силуэт легко разглядеть в темноте на почтительном расстоянии. С той же целью анодированный металл применяется при изготовлении отражающего слоя в прожекторных установках.

Отличные свойства анодированного алюминия позволяют использовать его для изготовления самого широкого круга номенклатуры деталей и узлов, применяемых в самых разных областях. Можно смело сказать: если принято решение изготовить что-то из обработанного таким способом металла, прочность и лёгкость конструкции не будет вызывать никаких сомнений!

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 – 0 голосов

Свойства анодированного алюминия

Все статьи о цифровой металлографике:

В современном быту металлические изделия применяются едва ли не повсеместно. Естественно, что предпочтение отдаётся лёгким, пластичным, устойчивым к воздействиям металлам, не представляющим опасность для человеческого здоровья. По этим показателям среди прочих весьма заметно выделяется алюминий.

Как только этот металл стали производить в крупных масштабах, возник вопрос о способах его модификации с целью улучшения основных свойств. В частности, возникла необходимость увеличить коррозионную стойкость и способность сопротивляться механическим повреждениям. Решением такой проблемы стало анодирование алюминия.

Как происходит процесс анодирования алюминия

Анодированный алюминий представляет собой алюминий, на поверхность которого намеренно наводится оксидная плёнка, которая надежно закрепляется на поверхности. Вкратце процесс анодирования происходит следующим образом. Деталь помещается в раствор серной кислоты вместе с электродом. Анодирование проводится постоянным током до 100 вольт.

В зависимости от требуемых свойств, процесс протекает при разных температурах. В том случае, если анодированный алюминий необходимо затем окрасить, температура электролита поддерживается в диапазоне от +10 до +20 градусов, поскольку при этих температурах получается бесцветная и тонкая плёнка, которая очень легко адсорбирует краску. В том случае, если необходимо получить устойчивое покрытие большой толщины, процесс проводится при малых температурах (-20 градусов), однако цвет покрытия остаётся естественным – тускло-золотистым. Закрепление производится интенсивной обработкой паром, в результате чего молекулы оксидной пленки гидрируются и поверхность металла полностью изолируется.

Достоинства анодированного алюминия

Анодированный алюминий обладает универсальными к использованию свойствами, обеспечивающими ему широкое применение в таких областях производства, как печать на металле, производство посуды, декоративных изделий, изделий повседневного использования, светоотражающие поверхности и так далее.

Кратко описывая эти свойства, можно отметить, что все они связаны с оксидной плёнкой, полученной в результате анодирования. Например, непосредственное закрепление пленки на поверхности исключает отслаивание и появление трещин. Это сразу же обеспечивает возможность долговременного использования в условиях повышенной влажности. Плёнка получается равномерной и со специфическими отражающими свойствами, в результате чего анодированный алюминий широко применяется в эстетическо-декоративных целях, так как его поверхность может быть представлена, как глянцевая или матовая поверхность с «благородным» внешним видом. Благодаря устойчивости плёнки отсутствует необходимость в полировке и обновлении оксидного слоя.

Использование анодированного алюминия в металлографике

Печать на металле – еще одна из областей, где анодированный алюминий применяется весьма успешно. Уже было отмечено, что на незакреплённую поверхность нанести необходимый краситель труда не составляет. Закрепив плёнку, можно добиться устойчивого изображения высокого качества. Печать на металле выполняется на образцах различной толщины. Образцы анодированного алюминия могут достигать толщины, сопоставимой с толщиной бумажного листа. Тонкий, лёгкий лист необходимой формы с высококачественным цветным изображением, которое будет держаться и хорошо выглядеть весьма длительное время – неудивительно, что печать на анодированном алюминии стремительно набирает популярность. 

Действительно ли анодированный алюминий безопасен для пищевых продуктов?

---

Если вы знакомы с рынком посуды, вы знаете, что твердый анодированный алюминий является широко используемым материалом. Хотя алюминий подходит для посуды, потому что он легкий, хорошо проводит тепло и, как правило, недорог, возникает вопрос, безопасно ли его использовать в кулинарии.

Стандартный алюминий естественным образом вступает в реакцию с пищевыми продуктами и, как известно, обладает токсичными свойствами. Анодированный алюминий прошел электрохимическую обработку для устранения токсичных свойств, но основой материала по-прежнему остается алюминий. Итак, безопасен ли анодированный алюминий?

Что такое анодирование?

Прежде чем мы углубимся в вопрос о том, безопасен ли твердый анодированный алюминий, важно понять, что такое анодирование. Это относится к электрохимическому процессу, при котором металлическая поверхность

преобразуется в более прочный материал . После процесса анодирования алюминий образует анодно-оксидное покрытие, которое является прочным, эстетичным и устойчивым к коррозии. В дополнение к алюминию, цветные металлы, такие как магний и титан, также могут быть анодированы.

Оксид алюминия не наносится на поверхность, а интегрируется в нижележащую алюминиевую подложку, что делает его очень устойчивым к сколам и отслаиванию. Процесс заключается в погружении алюминия непосредственно в ванну с кислым электролитом. Затем через среду проходит электрический ток.

Безопасен ли анодированный алюминий?

Вопрос «безопасна ли анодированная посуда» распространен в пищевой промышленности. Знайте, что существует два разных типа анодирования, которые можно сделать безопасными для пищевых продуктов (серное анодирование и твердое анодирование), однако это не означает, что они безопасны для пищевых продуктов во всех сценариях.

Проще говоря, доказательства вреда от воздействия твердого анодированного алюминия слабы. Это во многом благодаря защитному слою, который гидроксид алюминия создает поверх поверхности алюминия, что в конечном итоге снижает потенциально вредное воздействие при использовании для приготовления пищи. Анодированный алюминий используется не только для посуды, но и для поверхностей, контактирующих с пищевыми продуктами, а также в пищевом оборудовании .

Оксид алюминия также нерастворим, за исключением случаев, когда речь идет о щелочных или кислых условиях. Несмотря на то, что покрытие из оксида алюминия иногда контактирует с кислой пищей, вероятность того, что контакт причинит вред, невелика.

Как проверить безопасность анодированной посуды

Вот несколько соображений по обеспечению безопасности анодированной посуды:

• Деталь должна быть изготовлена ​​из безопасного для пищевых продуктов алюминия
• Деталь должна быть либо твердо анодирована, либо серно-анодирована. Если у вас есть выбор, предпочтительнее твердо-анодированный, так как он более долговечен.
• Должен иметь гидрозатвор
• После завершения процесса необходимо промыть в чистой деионизированной воде

Убедитесь, что ваш объект изготовлен из качественного алюминия, который подходит для пищевых продуктов, таких как BS EN 601 и BS EN 602. Герметизация также должна быть завершена с использованием чистой деионизированной воды, поскольку она безопасна для пищевых продуктов; другие варианты герметизации могут быть небезопасными для пищевых продуктов, особенно если они содержат никель. Если вы используете негерметизированный материал, это может привести к коррозии.

Также важно отметить, что если покрытие было окрашено, весьма вероятно, что оно небезопасно для пищевых продуктов. Окрашенные покрытия также связаны с проблемами, как только они нагреваются, что делает их гораздо более проблематичными при использовании для приготовления пищи.

Часто задаваемые вопросы

Одобрен ли анодированный алюминий FDA?

Обратите внимание, что нет никаких «документов» FDA по анодированию, хотя это широко используемый материал в кулинарии. Хотя существует убедительный прецедент того, что анодированный алюминий является безопасным для пищевых продуктов материалом, FDA не дало официального одобрения. Пожалуйста, руководствуйтесь здравым смыслом при принятии решения о том, использовать этот материал или нет.

В чем недостаток анодированного алюминия?

Использование анодированного алюминия сопряжено с рядом недостатков, которые необходимо учитывать. Этот тип посуды обычно дороже, чем другие сковороды с антипригарным покрытием. Он также очень быстро поглощает тепло, поэтому он не идеален для приготовления блюд, требующих сильного нагрева. Кулинарные спреи могут прилипать к анодированным алюминиевым поверхностям, поэтому вместо них идеально использовать растительное или сливочное масло. Обязательно мойте все твердоанодированные кастрюли вручную, чтобы продлить срок их службы.

Что безопаснее: анодированный алюминий или нержавеющая сталь?

Что касается токсичности, то чугун и нержавеющая сталь   считаются наименее токсичными материалами. Такие материалы, как твердый анодированный алюминий, медь и антипригарные материалы, по-прежнему пригодны для использования, но, возможно, их придется заменять чаще.

Что лучше: анодированный алюминий или просто алюминий?

При сравнении твердого анодированного алюминия с обычным алюминием вероятность деформации меньше,  коррозия или ржавчина . Твердоанодированный алюминий более безопасен благодаря окисленной поверхности. Когда обычный алюминий начинает разрушаться, крошечные кусочки металла могут попасть в вашу еду.

Заключение

Твердоанодированный алюминий широко используется в кулинарии и имеет множество преимуществ, которые следует учитывать. Если вы хотите узнать больше об этом материале или вам нужны другие металлические изделия  на заказ , не стесняйтесь обращаться к нам по номеру     по телефону Schaumburg Specialties  для получения дополнительной информации!

Как удалить анодированный алюминий?

Ваши анодированные детали покрылись пятнами и изношены, и их нужно немного подправить. Если вы думаете об удалении анодированного покрытия с одного из ваших инструментов, деталей автомобиля или велосипеда, у вас должен быть краткий обзор всех химикатов и процессов, которые вы можете использовать для удаления анодного покрытия. Удаление покрытия с алюминия или снятие анодированного покрытия — это один из способов очистки и полировки алюминиевых компонентов, после чего вы можете принять решение о повторной окраске или оставить все как есть. К счастью, удаление анодированного покрытия проще, чем процесс полного анодирования. Линии анодирования не понадобятся, а большинство растворов для удаления анодного покрытия легко доступны.

Каковы характеристики анодированного алюминия?

Чтобы обратить процесс вспять, нам сначала нужно знать хотя бы основы того, как этот процесс материализуется. Алюминиевая поверхность детали помещается в электролитическую химическую ванну, через которую проходит электрический ток, чтобы вызвать процесс окисления алюминия. Этот процесс искусственно изменяет структуру оксида алюминия на поверхности металла, обеспечивая более прочную, устойчивую к пятнам и коррозии поверхность.

Чистый алюминий подвергается этому процессу по многим причинам. Некоторые носят чисто эстетический характер, например, для придания блеска, а другие имеют прикладное назначение. Анодированный алюминий не скалывается и не окрашивается, и если это достигается с помощью твердого анодированного раствора, он может обеспечить небьющиеся детали для более крупных объектов. Анодирование алюминия может быть достигнуто с использованием различных типов растворов, и обычно оно служит уникальной цели. Анодная пленка, покрывающая алюминий, также может обеспечивать электрические или теплоизоляционные свойства.

Удаление анодированного алюминиевого покрытия в домашних условиях

Чтобы удалить анодную пленку, вы, возможно, слышали, что вам нужно использовать различные химические вещества или определенный раствор для удаления. Это, по большей части, верно. Вы также можете попытаться удалить покрытие с помощью некоторых обычных бытовых чистящих средств. Однако мы не можем гарантировать их эффективность, поскольку результаты могут отличаться.

Более того, множество других аспектов будут определять результаты одного из таких домашних экспериментов. Возможно, вам придется использовать продукт более одного раза, или вы можете получить неоднородный алюминиевый компонент. Возможно, вы слишком рано вынули его из раствора, и покрытие не успело как следует раствориться. Некоторые домашние эксперименты приводили к тому, что предметы полностью исчезали, растворяясь в крепком растворе, выбранном владельцем.

Зачем мы вам все это рассказываем? Хотя мы можем дать вам некоторые рекомендации, мы не можем точно знать, что вам нужно для деанодирования, и каждая мелочь и обстоятельство имеют значение.

Удаление анодированного покрытия с алюминия

Если вы заглядывали на велосипедные форумы или писали на других форумах об удалении анодированного покрытия, вы наверняка сталкивались с нашим лучшим выбором в списке средств для удаления анодированного алюминия. Половина элементов в нашем списке на самом деле встречается среди обычных бытовых чистящих средств, таких как очистители канализации или очистители для духовок. Но, как мы уже говорили, простое погружение или распыление растворов на алюминиевые компоненты не всегда помогает. Очень важно, чтобы вы делали это в контролируемой среде, но мы коснемся мер предосторожности позже.

1. Гидроксид натрия : Также известный как каустическая сода или щелочь (NaOH), это наиболее распространенный метод снятия анодированного покрытия. Концентрация каустической соды обычно составляет 2-10% от 50% жидкой каустической соды по объему в воде. В зависимости от концентрации и температуры ванны анодное покрытие должно удаляться в течение от нескольких секунд до нескольких минут.
2. Калий Гидроксид : Также известный как едкий кали (КОН), этот раствор действует как сильное основание (щелочь) и хорошо реагирует с кислотами. Он обычно встречается в очистителях канализации вместе с гидроксидом натрия и серной кислотой. Вполне вероятно, что при совместном применении этот раствор едкого травления приведет к матовости компонента.
3. Кислота Травление : В этом процессе используется смесь хромовой кислоты (CrO3) и фосфорной кислоты (‎h4PO4). Конечный результат, вероятно, будет выглядеть так, как это было до анодирования алюминия, поскольку доказано, что этот раствор хромовой фосфорной кислоты не влияет на алюминиевые поверхности и не вызывает дальнейшей точечной коррозии.
4. Раскислитель : Для очистки алюминиевой поверхности можно также использовать сильный раскислитель. Анодированное алюминиевое покрытие на самом деле представляет собой толстый оксидный слой, и деанодирование означало бы избавление от этого верхнего слоя отделки. Вот один из способов удаления анодного покрытия с ножа. Он также служит хорошим руководством по удалению анодированного цвета с алюминия.

Как удалить анодированное алюминиевое покрытие вручную

Мы собираемся развенчать некоторые мифы о том, как удалить анодирование с алюминиевых поверхностей. Обработка поверхности может быть легко удалена с помощью соответствующего оборудования и мер предосторожности. Чтобы надлежащим образом снять анодированное или порошковое покрытие, вам понадобятся некоторые химикаты, но вам все же, возможно, придется использовать старомодную смазку для локтя. Это означает, что, несмотря на то, что химикаты вносят свой вклад, вам придется вручную шлифовать или шлифовать поверхность мелкозернистой наждачной бумагой. Если вам нужно, чтобы деталь блестела после шлифовки дефектов, вам следует больше узнать о полировке и о том, как это делается. Но прежде чем начинать какой-либо проект, убедитесь, что вы находитесь в среде, где ваше окружение не будет повреждено, и вам следует обращаться с химикатами только в толстых резиновых перчатках.

Заключение

Как мы уже говорили, вы можете искать на форумах дополнительные советы о том, как удалить анодирование с алюминиевых деталей, но мы попытались собрать основы этого процесса в одном последовательном сообщении в блоге. Суть в том, что вы можете использовать чистящее средство для духовки, чтобы удалить анодированный слой, или вы можете обойтись чистящим средством для канализации, чтобы удалить анодирование с алюминия.