Виды анодирования алюминия: технологии, отличия и применение

Анодирование алюминия в серной кислоте 

Это самый распространенный и экономически оправданный метод, на который приходится более 80% всех обрабатываемых в мире алюминиевых деталей. Процесс протекает в растворе серной кислоты при комнатной температуре (около 20°C).

Классическое оксидирование позволяет получить прозрачную пленку толщиной от 10 до 25 микрон. Такая пленка обладает отличными защитными свойствами против атмосферной коррозии и идеально подходит для последующего окрашивания. 

Метод массово применяется при производстве архитектурных профилей, оконных рам, корпусов бытовой электроники, мебельной фурнитуры и автомобильных деталей. Поверхность детали после такой обработки становится приятной на ощупь, не оставляет отпечатков пальцев и легко моется.

Твердое и холодное анодирование

Когда от детали требуются экстремальная износостойкость, способность работать в условиях сильного трения или сопротивление агрессивным химическим средам, применяется твердое анодирование алюминия. Суть этого метода заключается в создании очень толстого (от 30 до 100 микрон и более) и невероятно плотного оксидного слоя. Твердость такого покрытия сопоставима с твердостью корунда или закаленной инструментальной стали.

Чтобы вырастить такую толстую пленку, необходимо подавить процесс ее растворения в кислоте. Именно поэтому данную технологию также называют холодное анодирование алюминия. Процесс идет при температурах электролита, близких к нулю (от -5°C до +5°C), при высоких плотностях тока. Здесь нужны мощные промышленные охладители, так как при высоких токах тепловыделение возрастает в разы.

Визуально детали, прошедшие такую обработку, приобретают специфический темно-серый, бронзовый или оливково-черный оттенок, который зависит от состава сплава. 

Твердое анодирование используется в аэрокосмической отрасли, при производстве поршней двигателей, оружейных ствольных коробок, пневматических цилиндров, деталей промышленного оборудования и высококлассной посуды с антипригарными свойствами.

Химическое анодирование алюминия

Строго говоря, химическое анодирование алюминия – это процесс химического оксидирования (хроматирования или фосфатирования), который протекает без использования электрического тока. Деталь просто погружается в подогретый раствор специальных солей и кислот.

Этот метод позволяет получить очень тонкую (до 3-5 микрон), но плотную пленку. Ее механическая прочность значительно уступает электрохимическим методам, однако химическое оксидирование имеет свои неоспоримые плюсы. 

• Во-первых, это дешево и быстро.
• Во-вторых, химическая пленка сохраняет электропроводность детали (в то время как обычный анодированный слой – это диэлектрик). В-третьих, это идеальный грунт. Краска или полимерное порошковое покрытие держится на химически оксидированном алюминии безупречно. Метод часто применяют в авиастроении и электронике для защиты скрытых узлов от коррозии.

Декоративные возможности технологии (цветное и черное анодирование)

Оксидная пленка, образующаяся на алюминии, имеет пористую структуру. Если посмотреть на нее под мощным электронным микроскопом, она будет напоминать пчелиные соты – миллионы микроскопических трубочек, растущих перпендикулярно поверхности металла. Эта особенность открывает безграничные возможности для дизайна.

Цветное анодирование алюминия

Пока микропоры не закрыты на финальной стадии уплотнения, они действуют как губка, способная впитать любой пигмент. Цветное анодирование алюминия позволяет придавать металлу любые оттенки – красный, синий, золотой, зеленый, фиолетовый.

Существует два основных способа окрашивания:

1. Адсорбционное (органическое) окрашивание. Деталь опускают в ванну с органическим красителем. Пигмент проникает в поры, после чего они запечатываются. Это позволяет получать яркие, насыщенные цвета, которые так любят производители смартфонов, фонариков, велосипедных деталей и тюнинга для автомобилей. Минус метода – со временем под прямыми солнечными лучами органические красители могут выцветать.
2. Электролитическое окрашивание. Деталь помещают в ванну с солями металлов (например, олова, никеля или кобальта) и пропускают переменный ток. Частицы металла осаждаются на самом дне микропор. Этот метод дает ограниченную палитру (в основном оттенки от светлой бронзы до глубокого черного), но такой цвет абсолютно не подвержен воздействию ультрафиолета. Он никогда не выгорит на солнце, что делает его стандартом для архитектуры.

Черное анодирование алюминия

Это наиболее востребованный вид декоративной и функциональной отделки.

С точки зрения эстетики, глубокий матовый или глянцевый черный цвет придает изделиям премиальный и строгий вид. Он массово используется в производстве корпусов аудиотехники, радиаторов охлаждения электроники (черный цвет лучше рассеивает тепло), оптических приборов, деталей фото- и видеокамер.

В оптике и военной промышленности черное покрытие выполняет критически важную роль – оно полностью исключает световые блики. Для получения глубокого черного цвета без паразитных оттенков требуется высочайший контроль над параметрами тока и концентрацией красителя в порах перед их запечатыванием.

Сравнительная характеристика видов анодирования алюминия

Чтобы облегчить понимание различий между основными методами, мы подготовили наглядную таблицу.