Анодтау - металл бөлшектердің бетіндегі табиғи оксид қабатының қалыңдығын арттыру үшін қолданылатын электролиттік пассивация процесі.

Процесс анодтау деп аталады, өйткені өңделетін бөлік электролиттік элементтің анодтық электроды болып табылады.Анодтау коррозияға және тозуға төзімділікті арттырады және жалаңаш металға қарағанда бояу праймерлері мен желімдер үшін жақсы адгезияны қамтамасыз етеді.Анодты пленкаларды бояуларды сіңіре алатын қалың кеуекті жабындары бар немесе шағылысқан жарық толқынының кедергі әсерлерін қосатын жұқа мөлдір жабындары бар бірнеше косметикалық әсерлер үшін де пайдалануға болады.

Анодтау сонымен қатар бұрандалы компоненттердің түйілуін болдырмау және электролиттік конденсаторлар үшін диэлектрлік пленкаларды жасау үшін қолданылады.Анодты пленкалар көбінесе алюминий қорытпаларын қорғау үшін қолданылады, дегенмен титан, мырыш, магний, ниобий, цирконий, гафний және тантал үшін де процестер бар.Темір немесе көміртекті болат бейтарап немесе сілтілі микроэлектролиттік жағдайларда тотыққанда қабыршақтанады;яғни, темір оксиді (шын мәнінде темір гидроксиді немесе гидратталған темір оксиді, сондай-ақ тот деп аталады) аноксидті анодты шұңқырлар мен үлкен катодтық бет арқылы түзіледі, бұл шұңқырлар сульфат пен хлорид сияқты аниондарды шоғырландырады, негізгі металды коррозияға дейін тездетеді.Құрамында көміртегі жоғары (жоғары көміртекті болат, шойын) шойын немесе болаттағы көміртекті үлпек немесе түйіндер электролиттік потенциалды тудыруы және жабуға немесе қаптауға кедергі келтіруі мүмкін.Қара металдар әдетте азот қышқылында электролиттік әдіспен немесе қатты қара темір (II, III) оксидін түзу үшін қызыл түтін азот қышқылымен өңдеу арқылы анодталған.Бұл оксид сымға жағылғанда және сым майысқан кезде де конформды болып қалады.

Анодтау беттің микроскопиялық құрылымын және бетке жақын металлдың кристалдық құрылымын өзгертеді.Қалың жабындар әдетте кеуекті болады, сондықтан коррозияға төзімділікке жету үшін жиі тығыздау процесі қажет.Анодталған алюминий беттері, мысалы, алюминийге қарағанда қаттырақ, бірақ қалыңдығының жоғарылауымен немесе сәйкес тығыздағыш заттарды қолдану арқылы жақсартуға болатын төмен және орташа тозуға төзімділікке ие.Анодты пленкалар, әдетте, бояу мен металды жабудың көптеген түрлеріне қарағанда әлдеқайда берік және жабысқақ, бірақ сонымен бірге сынғыш.Бұл олардың қартаюдан және тозудан жарылып, қабыршақтану ықтималдығын азайтады, бірақ термиялық кернеуден крекингке көбірек бейім.

Анодтау түрлері:

Анодтау өнеркәсіпте ұзақ уақыт бойы кеңінен қолданылып келеді және оны келесі жіктеу әдістерімен қорытындылауға болады:

Ағымдағы түрге сәйкес: тұрақты токты анодтау, айнымалы токты анодтау және қажетті қалыңдыққа жету үшін өндіріс уақытын қысқарта алатын импульстік токты анодтау, пленка қабаты қалың, біркелкі және тығыз, ал коррозияға төзімділік айтарлықтай жақсарады. .

Электролит бойынша ол: күкірт қышқылы, қымыздық қышқылы, хром қышқылы, аралас қышқыл және органикалық сульфон қышқылы ерітіндісімен табиғи түсті анодтау болып бөлінеді.

Пленканың табиғаты бойынша ол: кәдімгі пленка, қатты пленка (қалың пленка), фарфор пленка, жарқын модификациялық қабат, жартылай өткізгішті тосқауыл қабаты және басқа анодизациялық болып бөлінеді.

Тұрақты ток күкірт қышқылын анодтау әдісін қолдану ең кең таралған, өйткені ол алюминий және көптеген алюминий қорытпалары үшін жарамды анодтау өңдеуі бар;пленка қабаты қалың, қатты және тозуға төзімді, тығыздаудан кейін жақсы коррозияға төзімділік алуға болады;Пленка қабаты түссіз және мөлдір, адсорбциялық қабілеті күшті және бояуға оңай;өңдеу кернеуі төмен, ал қуат тұтыну төмен;өңдеу процесінде кернеу циклін өзгерту қажет емес, бұл үздіксіз өндіріс пен практикалық жұмысты автоматтандыруға қолайлы;күкірт қышқылы хром қышқылына қарағанда адам ағзасына зияны аз, қоры кең., төмен баға және басқа да артықшылықтар.

Тотығу процесін таңдамас бұрын, сіз алюминий немесе алюминий қорытпасының материалын түсінуіңіз керек, өйткені материалдың сапасы мен ингредиенттердегі айырмашылық анодизациядан кейін алюминий өнімінің сапасына тікелей әсер етеді.Мысалы, алюминий бетінде көпіршіктер, сызаттар, қабыршақтану және кедір-бұдыр сияқты ақаулар болса, анодизациядан кейін барлық ақаулар бәрібір ашылады.Қорытпаның құрамы анодизациядан кейінгі беттің сыртқы түріне де тікелей әсер етеді.Мысалы, 1-2% марганеці бар алюминий қорытпасы тотығудан кейін қоңыр-көк болады.Алюминий материалындағы марганец мөлшерінің жоғарылауымен тотығудан кейінгі бетінің түсі қоңыр-көктен қою қоңырға дейін өзгереді.Құрамында 0,6-1,5% кремнийі бар алюминий қорытпалары тотығудан кейін сұр, ал 3-6% кремний болған кезде ақ сұр болады.Құрамында мырыш барлары күңгірттенеді, хромдылары біркелкі емес реңктерде алтыннан сұрға дейін, ал никельділер ақшыл сары.Жалпы айтқанда, құрамында магний бар алюминий және 5%-дан астам алтын бар титан ғана тотығудан кейін түссіз, мөлдір, жарқын және таза көрініс ала алады.

Алюминий және алюминий қорытпаларының материалдарын таңдағаннан кейін, қолайлы анодтау процесін таңдауды қарастыру табиғи нәрсе.Қазіргі уақытта біздің елімізде кеңінен қолданылатын күкірт қышқылын тотықтыру әдісі, қымыздық қышқылды тотықтыру әдісі және хром қышқылын тотықтыру әдісі оқулықтар мен кітаптарда толық енгізілген, сондықтан оларды қайталаудың қажеті жоқ.Бұл мақала қазіргі уақытта Қытайда әзірленіп жатқан кейбір жаңа технологияларға, сондай-ақ шет елдердегі кейбір әдістерге қысқаша кіріспе айтқым келеді.

1. Қытайда анодизацияның жаңа технологиясы жасалды

(1) Қымыздық қышқылы-құмырсқа қышқылы аралас ерітіндісінің жылдам тотығуы

Қымыздық қышқылы-құмырсқа қышқылы қоспасын қолдану құмырсқа қышқылы күшті тотықтырғыш болғандықтан, мұндай ваннада құмырсқа қышқылы тотықты қабықтың ішкі қабатының (кедергі қабаты мен тосқауыл қабатының) еруін тездетеді, сөйтіп оны кеуекті қабатқа айналдырады. (яғни. оксидті қабықтың сыртқы қабаты).Ваннаның өткізгіштігін жақсартуға болады (яғни, токтың тығыздығын арттыруға болады), осылайша оксидті пленка тез пайда болады.Таза қымыздық қышқылды тотығу әдісімен салыстырғанда бұл ерітінді өнімділікті 37,5%-ға арттырып, электр қуатын тұтынуды азайтады (қымыздық қышқылын тотығу әдісінің қуат тұтынуы 3,32 кВт/м2, бұл әдіс 2 кВт/м2) және үнемдеуге мүмкіндік береді. электр қуаты 40%-ға.

Технологиялық формуласы: қымыздық қышқылы 4-5%, құмырсқа қышқылы 0,55%, үш фазалы айнымалы ток 44±2 вольт, ток тығыздығы 2-2,5А/д㎡, температура 30±2℃.

(2) Аралас қышқылдық тотығу

Бұл әдіс 1976 жылы жапон ұлттық стандартына ресми түрде енгізілген және оны Japan North Star Nikkei Household Products Co., Ltd қабылдаған. Оның сипаттамалары пленка тез түзіледі, қаттылығы, тозуға төзімділігі және пленканың коррозияға төзімділігі болып табылады. кәдімгі күкірт қышқылын тотықтыру әдісінен жоғары, ал қабықша қабаты күміс-ақ түсті, ол өнімдерді басып шығаруға және бояуға жарамды.Менің елімнің алюминий өнеркәсібі Жапонияға барғаннан кейін, оны 1979 жылы пайдалану ұсынылды. Ұсынылған технологиялық формуласы: H2SO4 10～20%, COOHCOOH·2H2O 1～2%, кернеу 10～20В, ток тығыздығы 1～3A/d㎡ , температура 15～30℃, уақыты 30 минут.

(3) Фарфордың тотығуы

Фарфор тотығуы электролиттер ретінде негізінен хром қышқылын, бор қышқылын және калий титан оксалатын пайдаланады және электролиттік өңдеу үшін жоғары кернеу мен жоғары температураны пайдаланады.Пленка қабатының сыртқы түрі коррозияға төзімділігі жоғары және тозуға төзімділігі жоғары фарфордағы глазурьге ұқсайды.Пленка қабатын органикалық немесе бейорганикалық бояғыштармен бояуға болады, осылайша сыртқы түрі ерекше жылтыр мен түске ие болады.Қазіргі уақытта ол көбінесе алюминийден жасалған ыдыстарда, оттықтар, алтын қаламдар және басқа да өнімдерде қолданылады және көпшілік арасында өте танымал.

(4) Ұлттық қорғаныс түсінің тотығуы

Ұлттық қорғаныс түсінің тотығуы негізінен әскери алюминий бұйымдарын безендіруде қолданылады, сондықтан ол ерекше қорғауды қажет етеді.Оксидті пленка әскери жасыл, күңгірт, тозуға төзімді және берік және жақсы қорғаныс өнімділігіне ие.Процесс келесідей: біріншіден, қымыздық қышқылын тотықтырып, алтын сары түсті қабықша қабатын түзеді, содан кейін калий перманганатының 20г/л және H2SO41г/л ерітіндісімен анодтайды.Шэньян алюминий бұйымдары зауыты бұл процесті әскери шәйнектер мен асхана ыдыстарын шығару үшін пайдаланды.

(5) Көп түсті тотығу

CrO3 тарату үшін боялған, бірақ жабылмаған анодты оксид қабатын хром қышқылымен немесе қымыздық қышқылымен сулаңыз.Боялған өнімнің бетінің бір бөлігі CrO3 суланғаннан кейін солып қалады.Қажет болса, өнімнің кез келген бөлігіне қымыздық қышқылын немесе хром қосыңыз.Қышқылды жуу әдетте кескінмен реакцияны тоқтатуы мүмкін.Содан кейін екінші түсті бояңыз немесе CrO3 сүрту, жуу, бояу және т.б. процедураларды қайталаңыз, қажет болған жағдайда гүлдер мен бұлттар сияқты үлгілер пайда болуы мүмкін.Қазіргі уақытта ол көбінесе алтын шыныаяқтарда, су шыныаяқтарында, шай қораптарында, оттықтар мен басқа да өнімдерде қолданылады.

(6) Мәрмәр үлгісін бояу процесі

Тотыққан өнімді алдымен бірінші негізгі түспен бояйды, кептіреді, содан кейін бетінде май қалқып тұрған суға батырады.Оны көтергенде немесе суға батырғанда, май мен су табиғи түрде шөгіп, пленка қабатын біркелкі емес жолақты етеді.Маймен ластанған.Екінші түсті қайта бояған кезде оксидті үлбірдің маймен боялған бөліктері боялмайды, ал майланбаған бөліктері екінші түспен боялып, мәрмәр өрнек сияқты дұрыс емес өрнек түзіледі.Бұл әдісті Гуандун мемлекеттік Янцзян пышақ зауытының Чжоу Шоую жолдастың мақалаларынан көруге болады («Галкаптау және әрлеу», № 2, 1982 ж.).

(7) Химиялық өңдеу және тотығу

Механикалық жылтыратудан және майсыздандырудан кейін алюминий бұйымдары маска агентімен немесе фотосезімталмен қапталады, содан кейін құрғағаннан кейін ойыс-дөңес үлгіні қалыптастыру үшін химиялық әдіспен (фторид немесе темір тұзын сілтілеу) өңделеді.Электрохимиялық жылтыратудан және анодтаудан кейін ол тот баспайтын болаттың беткі көрінісімен салыстыруға болатын күшті дене сезімі бар беттік үлгіні ұсынады.Қазір ол көбінесе алтын қаламсаптарда, шай қораптарында және экрандарда қолданылады.

(8) Бөлме температурасында жылдам анодты тотығу

Әдетте, H2SO4 тотығуы үшін электр энергиясын көп тұтынатын салқындату жабдықтары қажет.α-гидроксипропион қышқылы мен глицеринді қосқаннан кейін оксидті қабықтың еруін тежеуге болады, осылайша тотығу қалыпты температурада жүзеге асады.Кәдімгі күкірт қышқылын тотығу әдісімен салыстырғанда пленка қалыңдығын 2 есеге арттыруға болады.Ұсынылатын процесс формуласы:

H2SO4 150～160г/л

CH3CH(OH)COOH 18мл/л

CH2OHCHOHCH2OH 12мл/л

Ток тығыздығы 0,8～12А/д㎡

Кернеу 12-18 вольт

Температура 18～22℃

(9) Химиялық тотығу әдісі (өткізгіш оксидті қабық ретінде де белгілі)

Пленканың коррозияға төзімділігі күкірт қышқылының анодталған қабықшасына жақын.Өткізгіш оксидті қабықшаның жанасу кедергісі аз және электр тогын өткізе алады, ал H2SO4 анодты оксид пленкасы үлкен жанасу кедергісіне байланысты электр тогын өткізе алмайды.Өткізгіш оксидті пленканың коррозияға төзімділігі алюминийге мыс, күміс немесе қалайы жалатылғанға қарағанда әлдеқайда күшті.Кемшілігі - пленка қабатын дәнекерлеу мүмкін емес, тек нүктелік дәнекерлеуді қолдануға болады.Ұсынылатын процесс формуласы:

CrO3 4г/л, K4Fe(CN)6·3H2O 0,5г/л, NaF 1г/л, температура 20～40℃, уақыт 20～60 секунд.

Соңғы жылдары алюминий материалдарының бетін өңдеу халықаралық деңгейде қарқынды дамыды.Жұмыс күшіне, электр қуатына және ресурстарға кететін кейбір ескі процестер реформаланды, сондай-ақ өнеркәсіптік өндірісте кейбір жаңа процестер мен технологиялар кеңінен қолданылды. Мұнда типтік өңдеу әдістері берілген:

(1) Жоғары жылдамдықты анодтау әдісі

Жоғары жылдамдықтағы анодтау процесі негізінен электролиттік ерітіндінің құрамын өзгерту арқылы электролиттің кедергісін төмендетеді, осылайша ток тығыздығы жоғары жоғары жылдамдықты анодтау мүмкіндігін береді.Ескі процестің шешімі 0,2-ден 0,25μ/мин жылдамдықпен пленка қалыптастыру үшін 1А/д㎡ ток тығыздығын пайдаланды.Осы жаңа технологиялық шешімді пайдаланғаннан кейін, 1A/d㎡ ағымдағы тығыздық әлі де қолданылса да, пленканы қалыптастыру жылдамдығын жақсартуға болады.0,4 ~ 0,5μ/мин дейін ұлғайту, өңдеу уақытын едәуір қысқарту және өндіріс тиімділігін арттыру.

(2) Томита түрі (жоғары жылдамдықты тотығу) әдісі

Томита әдісі ескі процеске қарағанда әлдеқайда қысқа, өндіріс тиімділігін 33% -дан астам арттыруға болады.Бұл әдіс кәдімгі анодты оксидті қабықшаға ғана емес, сонымен қатар қатты қабықшаның тотығуына да жарайды.

Қатты пленка алынуы керек болса, оған ерітіндінің температурасын төмендету арқылы қол жеткізіледі және пленканы қалыптастыру жылдамдығы жоғарыдағы кестеде көрсетілгенмен шамамен бірдей.Қабық қаттылығы мен ерітінді температурасы арасындағы байланыс келесідей:

10℃——Қаттылық 500H, 20℃——400H, 30℃——30H

(3) Рубин пленкасы

Алюминий бетінде рубин қабықшасын қалыптастыру процесі жаңа процесс болып табылады.Пленканың түсі жасанды рубинмен салыстыруға болады, сондықтан сәндік әсері тамаша, коррозияға төзімділігі мен тозуға төзімділігі де жақсы.Әртүрлі түстердің пайда болуын ерітіндідегі металл оксидтерінің әртүрлі түрлерімен де дайындауға болады.Процесс әдісі келесідей: Біріншіден, анодты тотығу үшін 15% күкірт қышқылын қолданыңыз, қолданылатын ток тығыздығы 1А/д㎡, ал уақыт 80 минут.Оны шығарғаннан кейін дайындаманы түс тереңдігінің талаптарына сәйкес әртүрлі концентрациядағы (NH4) 2CrO4 ерітінділеріне батыруға болады, температура 40 ℃, уақыт 30 минут, негізінен металл иондарының кеуектіге енуіне мүмкіндік береді. анодты оксидті қабықшаның саңылау көзі.Содан кейін натрий сутегі сульфатын (молекулярлық салмағы 1 г), аммоний сутегі сульфатын (молекулалық массасы 1,5 г), температура 170 ℃, ток тығыздығы 1А/д㎡, жоғарыдағы өңдеуден кейін күлгін-қызыл және жыпылықтайтын флуоресцентті рубин қосыңыз. фильм алуға болады.Егер батыру Fe2(CrO4)3, Na2CrO4 болса, алынған пленка қою күлгін флуоресценциямен көк түсті болады.

(4) Асада әдісімен электролиттік бояу

Асада әдісімен электролиттік бояу – анодтаудан кейін оксидті қабықшаның түйреуіштерінің түбіне металл катиондарын (никель тұздары, мыс тұздары, кобальт тұздары) электр тогы электролизі арқылы еніп, сол арқылы бояу.Бұл процесс соңғы жылдары қарқынды дамыды, негізінен ол құрылыс индустриясы құптаған қола тондары мен қара түстерді ала алады.Түс өте тұрақты жарыққа төзімді және ауа-райының қатал жағдайларына да төтеп бере алады.Табиғи бояу әдісімен салыстырғанда бұл процесс электр энергиясын үнемдеуге мүмкіндік береді.Жапониядағы құрылысқа арналған барлық дерлік алюминий профильдері осы әдіспен боялған.Менің елімнің Тяньцзинь, Инкоу, Гуандун және басқа жерлері де осындай технология мен жабдықтардың толық жиынтығын енгізді.Гуандундағы кейбір қондырғылар да сәтті сынақтан өтіп, өндіріске қолданылды.

(5) Табиғи бояу әдісі

Табиғи бояу әдісі бір электролиз арқылы аяқталады.Сондай-ақ сульфосалицил қышқылы мен күкірт қышқылы, сульфотитан қышқылы және күкірт қышқылы, сульфосалицил қышқылы мен малеин қышқылы сияқты ерітінділердің бірнеше түрі бар.Табиғи бояу әдістерінің көпшілігі органикалық қышқылдарды пайдаланатындықтан, оксидті пленка салыстырмалы түрде тығыз, ал пленка қабаты тамаша жарыққа төзімділікке, тозуға және коррозияға төзімділікке ие.Бірақ бұл әдістің кемшілігі: жақсы түс алу үшін алюминий қорытпасының материалының құрамын қатаң бақылау керек.