Анодированный алюминиевый профиль что это?

Что такое анодированный алюминиевый профиль и для чего он нужен?

1. Что это такое?
2. Технология производства
3. Сфера применения

В статье описано, что такое анодированный алюминиевый профиль. Указано, что такое анодирование и как производится эта технологическая манипуляция. Дополнительно приведена информация о том, как используются анодированные изделия, где они востребованы.

Что это такое?

Все, кто хорошо изучали химию в школе, могут помнить, что алюминий от природы покрыт тонкой пленкой. Она появляется при контакте металла с кислородом, а значит, никакой возможности избежать ее появления нет. Предпринимаются порой специальные усилия, чтобы избавить на время металлические изделия от этой пленки, к примеру, перед сварочными работами. Однако специалисты заметили, что подобный слой наряду с отрицательными несет и определенные положительные свойства. В результате их изысканий и удалось создать такой продукт, как анодированный алюминиевый профиль.

Поверхностное покрытие тверже чистого металла и даже большинства его применяемых в быту сплавов. Уровень износостойкости у него также выше. Еще в числе важных преимуществ оказывается легкость использования красителей на органической основе, потому что пленка содержит много пор. Это обстоятельство важно для тех встраиваемых и отдельных продуктов, которые призваны иметь повышенный декоративный эффект. Сам процесс нанесения пленки подразумевает использование электрохимических процессов (но об этом немного позже).

Во многих случаях конструктивный анодированный профиль имеет окрас под натуральное серебро или оформлен в изысканном черном цвете — что и позволяет почти всегда определить факт анодирования. После такой обработки материал становится намного долговечнее и химически стабильнее. Специалисты отмечают также, что его использование безопаснее, чем применение традиционных сплавов без дополнительного покрытия.

Установлено, что анодированный профиль легче поддерживать в чистоте и порядке. Он отлично сопротивляется даже воздействию высокой влажности и другим неблагоприятным факторам.

Технология производства

Само название «анодирование» связано с тем, что в рабочем процессе покрываемая специальной пленкой деталь как раз и оказывается анодом. Подавляющее большинство технологов выбирает использование в качестве основной среды разбавленной серной кислоты. Ее степень насыщенности может достигать 20%. Также обычно подразумевается применение постоянного тока. Его сила должна составлять от 1 до 2,5 А на 1 дм2, в то время как при использовании переменного тока нужна уже сила от 3 А на 1 дм2.

Стандартная рабочая температура достигает 20-22 градусов. Отклонение от нее должно быть мотивировано особыми соображениями. В особой гальванической ванне аноды (да, их обычно обрабатывают сразу в большом числе, чтобы ускорить и упростить процесс), могут фиксироваться или подвешиваться. Приспособления с противоположным электрическим зарядом обычно представлены свинцовыми пластинами, хотя в некоторых случаях используют пластины из химически чистого алюминия.

Важно: площадь поверхности обрабатываемой детали и площадь поверхности рабочего приспособления должны совпадать, в противном случае на хороший эффект рассчитывать не приходится.

Уменьшать слой электролита, разделяющий основные инструменты и заготовки, можно лишь до определенного предела, иначе качество работы падает. Необходимо понимать, что точки фиксации обрабатываемых деталей покрываться защитным слоем не могут. Этот момент должен оговариваться заранее. Подвески или фиксаторы снимать нельзя, они так и будут оставаться вплоть до завершения процесса.

Срок анодирования прямо связан с габаритами деталей. Иногда их получается покрыть защитной пленкой за 15 минут. Более крупные предметы часто приходится обрабатывать до 60 минут. Когда заготовки вынуты, их отмывают под струей воды. Дополнительно проводится химическая нейтрализация в особой ванне при помощи аммиака, а затем нужна еще одна промывка; иногда проводят вспомогательную финишную обработку.

Наряду с серной кислотой могут использоваться и иные электролиты. Базовые технологические принципы не отличаются, изменения касаются лишь:

• характеристик подаваемого тока;
• продолжительности процесса;
• общих свойств покрытия.

Обработка производится в среде:

• щавелевокислого;
• ортофосфорного;
• хромового;
• комбинированного органического электролита.

Сфера применения

Самая важная задача, которая решается при анодировании алюминиевого профиля, — это повышение его устойчивости к неблагоприятным воздействиям внешней среды. Потому подобные изделия востребованы во многих областях и часто используются как:

• декоративные элементы в зданиях и сооружениях;
• дорожные знаки;
• рекламные сооружения;
• информирующие стенды;
• велосипедные рамы;
• перила;
• прожектора;
• поручни;
• маршевые лестницы и стремянки;
• кресла;
• вязальные спицы;
• части машин и транспортных средств;
• нагревательные рефлекторы;
• поршни;
• каркасы для перегородок и ширм.

Чем отличается анодированный алюминий от обычного?

Алюминий считается отличным материалом для производства самых разных деталей. Он с лёгкостью подвергается обработке, отличается высоким уровнем прочности, устойчивостью к агрессивным средам и воздействию коррозии. Конструкции из алюминиевых сплавов выдерживают внушительные механические нагрузки, при том, что обладают небольшой массой. Главной особенностью алюминия является пластичность и лёгкий вес. При всех достоинствах, этот металл не совершенен. На необработанных алюминиевых поверхностях плохо держатся красящие составы. Изделия из алюминия (в том числе и алюминиевый профиль) со временем покрываются тёмными пятнами. Происходит это по причине повреждения защитной плёнки, которая образуется при контакте поверхности с кислородом, что приводит к окислению металла и постепенному разрушению алюминиевого профиля. Благодаря анодному окислению можно продлить срок службы алюминиевого профиля и придать ему красивый внешний вид.

Анодированный алюминий: основные преимущества

Технология анодирования алюминия достаточно сложный электрохимический процесс. Если описывать его в общих чертах – элемент конструкции, который подвергается обработке (в нашем случае алюминиевый профиль), помещается в кислый электролит, например в раствор серной кислоты и подключается к источнику тока. Результат процедуры анодирования – образование на поверхности металла оксидной пленки (дополнительного защитного покрытия). С появлением технологии анодирования к общим свойствам алюминия, добавились итоги химической модификации – высокая коррозийная стойкость и сопротивляемость к механическим воздействиям. Изделия из анодированного алюминия ценятся выше, чем из обычного алюминия, в силу своих преимуществ. Повышение коррозийной устойчивости в разы вырастает, что позитивно отражается на технических и эксплуатационных характеристиках алюминиевых изделий. Анодирование алюминия кроме прочности, долговечности и простоты в уходе, придаёт изделиям эстетику и декоративный внешний вид. Анодированное покрытие алюминия имеет пористую структуру. Профили из алюминиевых сплавов могут окрашиваться в разные оттенки в ходе самого процесса анодирования или после него. Вы сможете выбрать любой желаемый цвет анодированного алюминия. Черный анодированный алюминий смотрится очень изысканно. Алюминий анодированный (серебро) – натурально и благородно. Конструкционный алюминиевый анодированный профиль того и другого цвета позволяет практически всегда определить, что он был подвергнут анодному окислению. В нашем интернет-магазине «Фурниту» можно недорого купить анодированный профиль любого цвета и типа.

Характеристики и свойства анодированного алюминиевого профиля

Некоторые покупатели задаются вопросом: «Стоит ли переплачивать деньги за анодированный алюминиевый профиль, когда можно приобрести обычный, дешевле?». На данном сайте имеются статьи о том, что такое анодированный алюминиевый профиль и для чего он используется. Тем не менее, мы хотим еще раз описать основные характеристики и свойства алюминиевого профиля с анодным покрытием, чтобы вам было проще определиться с выбором.

• Длительный срок эксплуатации;
• Высокий уровень износостойкости;
• Антикоррозийные свойства;
• Светоотражающая способность;
• Стойкость к агрессивным средам.

Анодированный профиль легче поддерживать в чистоте – гладкую ровную поверхность можно без особых проблем очистить обычными моющими средствами.

Анодированный алюминиевый профиль применяется в помещениях с повышенной влажностью, в качестве декоративных элементов, для наружной рекламы и т.д. Анодированное покрытие имеет отличную сопротивляемость к влаге и негативным средам.

С его помощью можно воплощать любые дизайнерские идеи – оксидная плёнка хорошо впитывает красители.

Любая конструкция из алюминиевого анодированного профиля значительно прочнее, привлекательнее, безопаснее в эксплуатационном плане аналога из обычно металлического сплава.

В этой статье мы попытались вкратце рассказать вам, чем хорош анодированный алюминий и изделия из него.

Также на нашем сайте вы сможете узнать:

Что такое анодированный алюминий и как анодируют алюминиевый профиль

Алюминий сам по себе в обычных атмосферных условиях покрывается оксидной пленкой. Это естественный процесс под влиянием кислорода. Практически использовать его невозможно, так как пленка слишком тонка, почти виртуальна. Но было замечено, что она обладает кое-какими замечательными свойствами, которые заинтересовали инженеров и ученых. Позже они смогли получать анодированный алюминий химическим способом.

Оксидная пленка тверже самого алюминия, а значит, защищает его от внешних воздействий. Износостойкость у деталей из алюминия с оксидной пленкой значительно выше. Кроме того, на покрытую поверхность гораздо лучше ложатся органические красители, следовательно, она имеет более пористую структуру, что повышает адгезию. А это очень важно для изделий с последующей декоративной обработкой.

Так, инженерные исследования и опыты привели к изобретению способа электрохимического образования оксидной пленки на поверхности алюминия и его сплавов, который получил название анодное оксидирование алюминия, – это ответ на вопрос «что такое анодирование».

Анодированный алюминий очень широко применяется в различных областях. Галантерейные изделия с декоративными покрытиями, металлические оконные и дверные рамы, детали морских кораблей и подводных аппаратов, авиационная промышленность, кухонная посуда, автомобильный тюнинг, строительные изделия из алюминиевого профиля – далеко не полный перечень.

Что такое анодирование

Как анодировать алюминий? Анодирование- это такой процесс, при котором получают слой оксидной пленки на поверхности алюминиевой детали. В электрохимическом процессе покрываемая деталь играет роль анода, поэтому процесс и называется анодированием. Самый распространенный и простой способ – в разбавленной серной кислоте под воздействием электрического тока. Концентрация кислоты до 20 %, сила постоянного тока 1,0 – 2,5 А/дм 2, переменного – 3,0 А/дм 2, температура раствора 20 – 22 °С.

Раз есть анод, должен быть катод. В специальной гальванической ванне, где происходит процесс анодирования, детали-аноды закреплены или подвешены посредине. По краям ванны размещаются катоды – пластины свинца или химически чистого алюминия, причем площадь поверхностей анодов должна примерно соответствовать площади катодов. Между катодами и анодами должен обязательно находиться свободный довольно широкий слой электролита.

Подвески, на которых крепятся покрываемые детали, желательно выполнять из того же материала, из которого изготовлены аноды. Не всегда это возможно, поэтому допускаются алюминиевые или дюралевые сплавы. В местах крепления анодов должен быть обеспечен плотный контакт. Места креплений остаются непокрытыми, поэтому для декоративных изделий эти места необходимо выбирать и оговаривать в технологическом процессе. Подвески не снимаются при промывке и последующем хроматировании, они так и остаются на деталях до окончания всего процесса.

Время зависит от размеров покрываемых деталей. Мелкие получают слой пленки 4–5 микрон уже через 15–20 минут, а более крупные висят в ванне до 1 часа.

После извлечения из анодной ванны детали промывают в проточной воде, затем нейтрализуют в отдельной ванне с 5-процентным раствором аммиака и снова промывают в водопроводной воде.

Пленка станет более прочной, если провести дополнительно финишную обработку. Лучше всего это сделать в растворе бихромата калия (хромпик) концентрацией примерно 40 г/л при температуре около 95 °С, в течение 10–30 минут. Детали в конце приобретают оригинальный зеленовато-желтый оттенок. Таким образом достигается анодная защита от коррозии.

Применение других электролитов для получения анодированного алюминия

Есть и другие электролиты для получения оксидной пленки на алюминии, основы процесса анодирования остаются те же, меняются лишь режимы тока, время процесса и свойства покрытия.

• Щавелевокислый электролит. Это раствор щавелевой кислоты 40–60 г/л. В результате анодирования пленка выходит желтоватого цвета, имеет достаточную прочность и отличную пластичность. При изгибании покрытой поверхности слышен характерный треск пленки, но свойства она от этого не теряет. Недостатком является слабая пористость и ухудшенная адгезия по сравнению с сернокислым электролитом.
• Ортофосфорный электролит. Раствор ортофосфорной кислоты 350–550 г/л. Получаемая пленка очень плохо окрашивается, зато отлично растворяется в никелевом и кислом медном электролите при осаждении этих металлов, то есть применяется в основном как промежуточный этап перед омеднением или никелированием.
• Хромовый электролит. Раствор хромового ангидрида 30–35 г/л и борной кислоты 1–2 г/л. Полученная пленка имеет красивый серо-голубой цвет и похожа на эмалированную поверхность, процесс получил отсюда название эматалирования. В настоящее время эматалирование очень широко применяется и имеет ряд других вариантов состава электролита, на основе других кислот.
• Смешанный органический электролит. Раствор содержит щавелевую, серную и сульфосалициловую кислоты. Цвет пленки отличается в зависимости от марки сплава анода, характеристики покрытия по прочности и износостойкости очень хорошие. Анодировать в данном электролите можно не менее успешно алюминиевые детали любого назначения.

Преимущества применения алюминиевого анодированного профиля

Анодированный алюминиевый профиль применяется для изготовления навесных вентилируемых фасадов, монтажных лестниц, поручней. Защитная пленка не только защищает сам металл, но и ваши руки от серой алюминиевой пыли. Женщинам интересно будет узнать, что алюминиевые вязальные спицы тоже анодируют, чтобы не пачкались ручки мастерицы. Но и в строительстве анодированный алюминий получил свое применение.

Анодирование алюминиевого профиля используют при монтаже навесных вентилируемых фасадов в высоко- агрессивных средах. Высоко- агрессивные среды- это приморские районы ( из-за высокого содержания солей в воздухе) или территории вблизи заводов. Города миллионники редко имеют высоко- агрессивную среду, чаще средне- агрессивную. Присвоение класса агрессивности происходит на уровне специальных служб сан-эпидемического надзора по согласованию с администрацией города – нужно искать в их постановлениях.

Еще одно важное преимущество – окраска анодированной поверхности. Наверное, это основной плюс описанного процесса. Появилась возможность декоративной обработки изготовленных алюминиевых изделий, что сразу принесло к большому распространению его применения.

Высокая износостойкость анодной пленки способствовала увеличению содержания анодированных алюминиевых деталей в общем объеме судостроительных и авиастроительных предприятий.

Фасады многих Олимпийских объектов в Сочи выполнены с помощью технологии Навесной Вентилируемый Фасад на алюминиевых анодированных системах.

Что такое анодированный алюминий? Применение, методики анодирования

Анодирование – технология обработки алюминия, в результате которой на поверхности металла образуется тонкая оксидная пленка. Она имеет большую прочность и предотвращает дальнейшее окисление металла, поэтому анодированные алюминиевые детали служат значительно дольше. Образование защитной пленки электрохимическим методом широко применяется для самых разных изделий, от бытовых предметов до деталей самолетов и автомобилей.

Как проводится анодирование?

Чтобы получить анодированный алюминий, металлическое изделие помещают в гальваническую ванну с 20-22% раствором серной кислоты. По краям емкости устанавливаются пластины, изготовленные из свинца или из химически чистого алюминия. Покрываемые детали в электрохимическом процессе играют роль анода, поэтому он получил такое название. Они закрепляются или подвешиваются в гальванической емкости, при этом между катодом и анодом должен присутствовать большой слой электролита – кислотного раствора.

На детали подается электрический ток со следующими параметрами: постоянный ток силой 1,0 – 2,5 А/дм2, переменный — 3,0 А/дм2. Продолжительность обработки зависит от размеров деталей. Мелкие предметы получают необходимый слой оксидной пленки толщиной 4-5 микрон уже за несколько минут, более крупные изделия необходимо держать под действием электрического тока в течение часа.

После завершения процесса детали извлекают из гальванической ванны и промывают под проточной водой, после этого они проходят нейтрализацию. Их погружают в отдельную емкость с 5%-ным аммиачным раствором. Дополнительно может быть проведена финишная обработка путем погружения в раствор бихромата калия. Он придает изделиям характерный зеленоватый оттенок и обеспечивает повышенную стойкость к коррозии.

Что дает анодирование алюминия?

В результате электрохимической обработки металл приобретает особые свойства и преимущества:

• Неподверженность коррозии. Обработанные изделия приобретают высокую стойкость к агрессивным воздействиям внешней среды.
• Долговечность. Пленки из хрома или цинка способны отслаиваться со временем, а оксидная пленка образуется непосредственно из самого металла, поэтому она не может отслоиться.
• Улучшение декоративных качеств. Металл долгое время сохраняет приятный блеск, на нем не появляются темные пятна. В процессе могут участвовать различные красители, благодаря чему покрытию придаются самые разнообразные оттенки.
• Пригодность для вторичной переработки. При анодировании не применяются дополнительные наслоения металлов и других химических веществ, поэтому детали можно перерабатывать и использовать вновь.

Все эти плюсы обеспечили методу широкое применение. Анодирование используется повсеместно для обеспечения долговечности металлических изделий и предотвращения коррозии. Метод считается относительно недорогим, поэтому он лишь незначительно увеличивает стоимость готовых изделий.

Возможности применения анодированного алюминия

Анодированные детали используются в самых разнообразных сферах. Этим способом обрабатываются предметы интерьера, посуда, поручни и другие изделия, которые используются каждый день. Также этот процесс используют для навесных алюминиевых фасадов – они приобретают повышенную стойкость к внешним атмосферным воздействиям.

Анодирование применяют для защиты от коррозии деталей различной техники. Это комплектующие автомобилей, самолетов, судов, всевозможных летательных аппаратов. Обработка увеличивает прочность и обеспечивает повышенную стойкость к нагрузкам.

Технология анодирования алюминиевых профилей

Анодирование в обобщенном смысле – это электрохимический процесс образования стабильных оксидных покрытий на поверхности металлов. Анодные покрытия на алюминии могут формироваться с применением большого количества электролитов при постоянном токе, переменном токе или их комбинации. Для анодирования алюминиевых прессованных профилей обычно применяется электролиты только на основе серной кислоты, иногда с добавкой щавелевой кислоты [1].

Различие между анодированием и окрашиванием

Анодное покрытие образуется в результате реакции алюминия с ионами электролита. Получаемое покрытие имеет больший объем, чем исходное алюминиевое основание. Поэтому после анодирования обычно происходит увеличение размеров изделия. При обычном сернокислом анодировании это увеличение размера составляет около одной трети толщины анодного покрытия.

Основное «размерное» отличие между анодным покрытием и слоем краски на алюминиевом изделии заключатся в следующем. Анодное покрытие образуется из самого алюминия, тогда как слой краски, например, жидкой, дополнительно наносится на поверхность алюминия (рисунок 1).

Рисунок 1 – Размерные различия между анодным покрытием и слоем краски

Процесс анодирования алюминиевых профилей

Существует много способов анодирования алюминиевых изделий в зависимости от их размеров. Например, алюминиевые заклепки, можно анодировать насыпью с помощью специального вращающегося барабана. Прессованные алюминиевые профили, которые обычно имеют длину от 6 до 8 м, анодируют на специальных навесках. Конструкция навесок обеспечивает надежное закрепление профилей и плотный электрический контакт для всех профилей. На одной навеске может устанавливаться до нескольких десятков профилей в один, два или более рядов (рисунок 2).

Рисунок 2 – Схема процесса анодирования навески алюминиевых профилей [2]

В качестве источника тока при анодировании алюминия могут применяться источники постоянного или переменного тока, а также их комбинация. В стандартном сернокислом анодировании обычно применяют выпрямители постоянного тока с напряжением 24 вольта.

Структура анодного покрытия

Известно, что анодное покрытие состоит из двух слоев. Пористый слой оксида алюминия вырастает на относительно тонком сплошном слое, который называют барьерным слоем (рисунок 3). Толщина этого барьерного слоя зависит от состава электролита и технологических параметров анодирования.

Рисунок 3 – Структура анодной ячейки

При сернокислом анодировании скорость роста пористого слоя постоянна при постоянной плотности тока. При плотности тока 1,3 А/дм 2 она составляет 0,4 мкм/мин. Так как толщина барьерного слоя остается постоянной, то эта скорость роста должна соответствовать скорости растворения оксида алюминия внутри поры.

Размеры оксидных ячеек анодного покрытия зависят от технологических параметров анодирования. Типичные размеры анодных ячеек для сернокислого анодного покрытия [2]:

• Диаметр пор: 14,5-18 нм
• Плотность размещения пор: 40-80·10 9 пор/см 2
• Диаметр ячейки: 40-53 нм
• Пористость: 15 %
• Толщина барьерного слоя: 14-18 нм
• Толщина пористого слоя: 5-25 мкм

Технологические параметры сернокислого анодирования

Сернокислый электролит

Для анодирования алюминиевых прессованных профилей во всем мире обычно применяют электролиты на основе серной кислоты.

Qualanod задает для сернокислого электролита следующие параметры [2]:

• Концентрация свободной серной кислоты должна быть не выше 200 г/л при колебании внутри интервала 10 г/л от заданной величины;
• Концентрация алюминия должна быть не выше 20 г/л, предпочтительно в интервале от 5 до 15 г/л.

Температура ванны анодирования

Указания Qualanod по температуре ванны анодирования [2]:

• для заданной толщины анодного слоя 5 мкм и 10 мкм: не выше 21 ºС
• для заданной толщины анодного слоя толщины 15 мкм, 20 мкм и 25 мкм: не выше 20 ºС.

Плотность тока

Qualanod рекомендует среднюю плотность тока [2]:

• 1,2 – 2,0 A/дм² для анодного покрытия толщиной 5 мкм и 10 мкм
• 1,4 – 2,0 A/дм² для анодного покрытия толщиной 15 мкм
• 1,5 – 2,0 A/дм² для анодного покрытия толщиной 20 мкм
• 1,5 – 3,0 A/дм² для анодного покрытия толщиной 25 мкм.

Алюминиевые сплавы для анодированных профилей

Для алюминиевых профилей, которые будут подвергаться анодированию, обычно применяют сплавы 6060 и 6063 с некоторыми ограничениями по содержанию магния и кремния, а также примесных элементов, таких как, железо, медь и цинк.

Обычно, чем чище алюминий и чем меньше в нем легирующих элементов, тем лучше он анодируется. Повышенное содержание примесей в сплаве приводит к образованию в анодном покрытии включений, которые неблагоприятно влияют на однородности его внешнего вида.

См. о влиянии химического состава алюминиевых сплавов на качество анодированных профилей здесь.

Изменение толщины анодного покрытия в ходе анодирования

Толщина готового анодного покрытия зависит от общей длительности анодирования. Однако скорость роста толщины покрытия зависит от нескольких факторов, таких как, состав электролита, плотность тока и текущая длительность обработки.

В ходе анодирования происходят два конкурирующих процесса (рисунок 4):

• непрерывный рост толщины анодного покрытия и
• растворение анодного покрытия под воздействием электролита.

Рисунок 4 – Изменение толщины покрытия в ходе анодирования [2]

Теоретическая величина толщины покрытия при постоянной плотности тока подчиняется известному закону Фарадея. Из этого закона следует, что оксид алюминия растет пропорционально количеству электричества, которое проходит через анод (алюминиевый профиль).

Влияние температуры электролита

Увеличение температуры электролита приводит к пропорциональному увеличению скорости растворения образующегося анодного покрытия. В результате анодное покрытие становится более тонким, более пористым и более мягким.

Влияние плотности тока

Интервал плотности тока, который применяется в стандартном анодировании составляет от 1 до 2 А/дм 2 и в некоторых случая — до 3 А/дм 2 . Плотность тока ниже 1 А/дм 2 дает мягкие, пористые и тонкие покрытия. С увеличением плотности тока анодное покрытие формируется быстрее и с относительно меньшим растворением электролитом. Поэтому покрытие получается более твердым и менее пористым.

Влияние концентрации серной кислоты

Влияние повышенной концентрации серной кислоты на формирование анодного покрытия аналогично повышению температуры, хотя влияние температуры является более существенным. Высокая концентрация серной кислоты может ограничивать возможность получения анодного покрытия большой толщины из-за повышенной способности электролита растворять формирующийся пористый оксид алюминия.

Цветное анодирование

Для получения цветного анодного покрытия на алюминиевых профилях применяют два основных метода окрашивания (рисунок 5) :

• Адсорбционное окрашивание
• Электролитическое окрашивание

Адсорбционное окрашивание

Алюминиевые профили с бесцветным анодным покрытием без наполнения пор погружают в водный раствор органического или неорганического красителя. Поглощение красителя производится только на 3-4 микрона в глубину пор анодного покрытия (рисунок 5). Затем покрытие подвергают наполнению. Обычно применяют горячие растворы красителей – от 55 до 75 ºС, а длительность окрашивания – от 5 до 15 минут, иногда – 30 минут. Оптимальный диапазон величины рН раствора обычно составляет от 5 до 6.

Рисунок 5 – Основные методы окрашивания
анодированных алюминиевых профилей [2]

Электролитическое окрашивание

Электролитическое окрашивание заключается в погружении анодированного изделия в раствор, содержащий соли металлов и приложении к нему переменного и постоянного электрического тока. В таких условиях на дне пор образуется металлический осадок. Цвет анодного покрытия зависит от состава электролита. Такие металлы, как олово, никель и кобальт, дают цвета от бронзового до черного, медь дает красный цвет.

Цвет в определенной степени не зависит от толщины анодного покрытия, а зависит в основном от количества осажденного в поры металла. Так, 200 мг олова на квадратный метр поверхности дает светлую бронзу, 2000 мг – черный цвет [2].

Свойства анодного покрытия после электролитического окрашивания в целом аналогичны обычному (бесцветному) анодному покрытию. Стойкость цвета к воздействию солнечного света для большинства электролитов значительно выше, чем для адсорбционного окрашивания.

Наполнение анодных покрытий

Наполнение анодного покрытия – бесцветного и цветного – это последний технологический этап процесса анодирования. Этот этап является очень важным для долговечности анодного покрытия, в том числе, его внешнего вида.

Гидротермическое наполнение

Наполнение анодного покрытия в горячей воде обеспечивает полное блокирование анодных пор за счет образования различных видов гидратированного оксида алюминия, в основном, богемита [2].

Наполнение пор обычно производят путем погружения в воду при температуре 96-100 ºС при величине рН от 5,5 до 6,5. Длительность операции наполнения обычно составляет 2-3 минуты на каждый микрометр номинальной толщины анодного покрытия. Качество воды в ванне наполнения должно быть очень высокое. Такие загрязнители воды, как фосфаты, силикаты и фториды могут замедлять процесс наполнения пор.

Холодное наполнение

Известны так называемые «холодные» методы наполнения анодных покрытий, которые выполняются при температуре 25-30 ºС. В этом случае применяются растворы на основе фторидных соединения в присутствии солей никеля или кобальта [1, 2]. Применение этих методов требует высокой культуры производства и жесткого контроля качества наполнения. Кроме того, они требуют эффективной очистки стоков, содержащих тяжелые металлы.

1. Specifications for the QUALANOD Quality Label for Sulfuric Acid-Based Anodizing of Aluminium, Edition 01.01.2017.

2. TALAT Lecture 5203 – European Aluminium Association, 1994.

ООО «Алюком»
г. Москва, ул. Нагатинская, д. 16, стр. 9, офис 2-5

Тел.: +7 (495) 268 0444
E-mail: [email protected]

Производство и склад: Калужская обл., г. Малоярославец, ул. Калужская, 64.

Анодирование

В последнее время наблюдается увеличение спроса на изделия из анодированного алюминия. Это легко объясняется его защитными свойствами и привлекательным внешним видом, и благодаря этому анодированный алюминиевый профиль сегодня широко применяется не только в строительно-архитектурных конструкциях, но и в интерьерных решениях.

Что такое анодирование алюминиевого профиля

Если обратиться к научным терминам, то анодирование представляет собой процесс создания оксидной пленки на поверхности металлов и сплавов путём их анодной поляризации в проводящей среде. Иными словами – на поверхности металлического субстрата выращиваются поры. Анодные оксидные пленки, полученные в результате этого процесса, могут использоваться в защитных и декоративных целях, и даже служить диэлектриком в электролитических конденсаторах.

Алюминий: анодирование

Чаще всего для анодирования алюминиевых изделий используют сернокислый процесс, суть которого состоит в погружении алюминиевой детали в охлаждаемую ванну с электролитом серной кислоты.

Анодирование алюминия – это необходимый процесс. При отсутствии специальных покрытий поверхность алюминия вступает в реакцию с кислородом и покрывается тонкой оксидной пленкой толщиной 2-3 нм (при нормальных условиях). Эта пленка выполняет защитные функции, не давая произойти дальнейшему окислению металла. Но такое покрытие нестабильно: оно не имеет кристаллической структуры, сильно зависит от внешних факторов и не гарантирует защиты изделия от коррозии.

Анодная пленка не является отдельным слоем на поверхности алюминия, а растёт из его структуры (как наружу, так и внутрь), поэтому риск образования коррозии и отслоения покрытия в процессе эксплуатации полностью исключен.

Стандартный технологический процесс включает в себя следующие основные этапы:

• Обезжиривание

Во время этого процесса с поверхности металла устраняются все загрязнения и масляные пятна.

Этот этап предусматривает стравливание с поверхности металла естественной оксидной пленки и поверхностного слоя алюминия.

• Осветление или нейтрализация

Данный этап предусматривает удаление с поверхности присутствующих в сплаве тяжелых металлов.

Это процесс выращивания искусственной оксидной пленки с учетом заданных параметров.

• Адсорбционное окрашивание

Это проникновение красящего пигмента в поры пленки

Во время процесса уплотнения происходит закупоривание пор.

Наша компания предлагает следующие виды анодированного алюминиевого профиля:

• профиль с защитным покрытием,
• профиль с декоративным покрытием.

При выполнении защитно-декоративного анодирования алюминиевых изделий и профиля наша компания соблюдает требования, установленные международной системой качества QUALANOD (Швейцария).

Защитное анодирование используется, если необходима только защита от коррозии. Если же значение имеет и эстетическая составляющая, следует выбирать декоративное анодирование. Оно может производиться как с предварительной механической обработкой (обработка дробью, шлифование), благодаря которой на поверхности профиля достигаются спецэффекты, так и без нее, и тогда эстетические требования к качеству поверхности достигаются химическим способом в рамках технологического процесса. Всё зависит от требований к поверхности изделия.

Анодирование алюминиевого профиля

В случае, если на поверхности алюминиевого профиля имеются следы коррозии, их возможно удалить, обработав изделие на дробеструйной машине.

Существует несколько классов анодирования:

• класс 5 (толщина 5 мкм);
• класс 10 (толщина 10 мкм);
• класс 15 (толщина 15 мкм);
• класс 20 (толщина 20 мкм);
• класс 25 (толщина 25 мкм).

Какой класс использовать, зависит от условий последующей эксплуатации изделий. Первые два класса покрытия (5 и 10) чаще всего используют для тех изделий, которые эксплуатируются внутри помещений, остальные (15, 20, 25) — для архитектурных конструкций.

Технологические возможности позволяют получать анодные покрытия различных цветов: светлое и темное золото, жемчуг, бесцветный. Для изделий, используемых внутри помещений, может использоваться цвет бронзы, а для малогабаритных изделий — черный цвет.

Линия оснащена итальянской системой контроллеров и выпрямителей производства Elca. Она позволяет выполнять анодирование при оптимально подобранных для каждой подвески параметрах процесса. Производительность линии составляет 100 тысяч м 2 в месяц. Оборудование позволяет наносить покрытие на изделия высотой 1500 мм, длиной 6800 мм, шириной 500 мм.

Особая технология анодирования

Процесс анодирования крайне необходим для деталей из алюминия электротехнического назначения. Речь идет, в том числе, о радиаторах охлаждения, светодиодных светильниках, корпусах приборов, крепежных элементах и других деталях. В результате многолетних экспериментов специалисты нашей компании подобрали особую технологию анодирования: за счет достижения поверхностью коэффициента черноты 0,8 – 0,85 удается обеспечить максимальную излучательную способность. Таким образом, показатель теплоотдачи вырос на 15 – 20%. Это значительно продлевает срок службы всего изделия. Анодно-окисная пленка обеспечивает коррозионную стойкость до 25 лет даже в агрессивной среде и повышает механическую износостойкость изделия.

Нитевидная коррозия и анодирование

Нитевидная коррозия — вид коррозионного повреждения, которое возникает на металле под покрытием. Она представляет собой беспорядочно распространённые «нити». На начальном этапе такая коррозия повреждает покрытие, создавая червовидный точечный след. А затем в зоне поражения покрытие отслаивается полностью, что позволяет коррозионной среде вступить в реакцию с алюминиевой подложкой, находящейся под покрытием. В зависимости от условий эксплуатации конструкции нитевидная коррозия растет со скоростью примерно 0,15 – 0,4 мм/день.

Компания «ИПЛАНА» – единственное в России предприятие, имеющее сертификат по классу полимерно-порошкового покрытия QUALICOAT Seaside. Это дает возможность наносить покрытия на элементы конструкций, эксплуатирующихся в условиях повышенного агрессивного воздействия окружающей среды, таких как: высокая температура, соляная атмосфера, загрязненный воздух, ветровая эрозия, ультрафиолетовое излучение и другие неблагоприятные факторы. Такие конструкции эксплуатируются, в том числе, на морском побережье, в промышленной атмосфере, в цехах химических предприятий.

Линия анодирования и линия порошкового окрашивания, функционирующие в рамках одного предприятия, позволяют использовать технологию SEASIDE с предварительным анодированием перед окрашиванием. На сегодняшний день эта технология — самый эффективный способ защиты поверхности алюминиевых изделий от нитевидной коррозии. Это подтверждено результатами эксперимента, который проводился с 1994-го по 2014 год компанией ALSAN на территории Еврозоны.

Существует и менее затратный способ подготовки под покраску SEASIDE. Это метод травления по специальной технологии. Он также позволяет эксплуатировать конструкцию в агрессивной среде, однако стопроцентной гарантии от возникновения нитевидной коррозии он не дает.

Обе эти технологии для применения на объектах, расположенных в прибрежной зоне.