ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Глава четырнадцатая. Оксидирование металлов из "Гальванотехника " Оксидирование представляет собой процесс получения окисных пленок на поверхности металлов при помощи химической и электрохимической обработки. Оксидирование различных изделий из алюминия, стали, меди и ее сплавов находит широкое применение в приборостроении в защитно-декоративных и специальных целях. Особенно широко распространено оксидирование изделий из алюминия и его сплавов, играющих в приборостроении важную роль. [c.144] Алюминий отличается чрезвычайно большой склонностью к окислению, в результате чего на его поверхности всегда имеется естественная окисная пленка, обладающая защитными свойствами она плотна, хорошо сцеплена с алюминием и повышает его электродный потенциал с —1,67 до —0,5 в. [c.144] На изделиях из сплавов алюминия, которые являются менее коррозионно устойчивыми, чем алюминий, оказалось возможным искусственным путем получать специальные, более толстые слои окисных пленок. [c.145] По своему химическому составу окисная пленка во внешних слоях и на поверхности состоит из гидратированной окиси алюминия (АЬОз ЗН2О). Внутренний слой ее состоит из безводной окиси алюминия АЬОз. [c.145] Окисная пленка отличается значительной пористостью, зависящей от способа и продолжительности оксидирования. Пленка обладает целым рядом ценных свойств — высокой твердостью и жаростойкостью, хорошим сцеплением с поверхностью алюминия, способностью пропитываться (в результате пористости) различными составами и окрашиваться в водных растворах органических красителей в различные цвета, повышенной стойкостью в атмосферных условиях, электроизоляционными и другими специальными свойствами. [c.145] Процесс искусственного создания окисной пленки на поверхности алюминия и его сплавов называется оксидированием. Различают электрохимическое оксидирование в растворах различных кислот, так называемое анодирование, и химическое оксидирование, заключающееся в обработке алюминия в растворе окислителей. При химическом оксидировании образуется окисная пленка толщиной в несколько десятых микрона и максимум в один микрон при электрохимическом оксидировании — до десятков и сотен микрон. Электрохимическое оксидирование чрезвычайно широко распространено в промышленности для различных изделий, в то время как применение химического оксидирования ограничено, и этот метод используется только там, где по каким-либо причинам нельзя применить электрохимический способ, а также для неответственных деталей, находящихся в нежестких коррозионных условиях. [c.145] В приборостроении анодированию, как правило, подвергаются большинство деталей, за исключением деталей больших размеров. Крупногабаритные детали из алюминия и его сплавов обычно окрашиваются эмалевыми красками. [c.145] Анодированию для защиты от коррозии подвергаются наружные и внутренние детали приборов — корпуса, крышки, кронштейны, платы и т. д. Для защиты от коррозии и окрашивания в различные цвета анодируют шкалы, шильдики, таблицы. В целях защиты от коррозии и одновременного повышения износоустойчивости оксидированию подвергают оси, валики, втулки, детали зубчатых передач. Для достижения электроизоляции поверхностного слоя алюминия анодируют стержни потенциометров и другие детали электро- и радиоэлементов. Анодирование применяется также для повышения теплостойкости и антифрикционных свойств деталей из алюминия и его сплавов. [c.145] Свойства окисных пленок зависят от применяемых электролитов и режимов анодирования. При анодировании алюминия и его сплавов применяют главным образом растворы следующих кислот серной, хромовой и щавелевой. [c.146] Анодирование в сернокислых электролитах. Сернокислые электролиты получили наиболее щирокое распространение в промышленности благодаря целому ряду преимуществ. Защитные свойства окисных пленок, полученных в серной кислоте, выше, чем у пленок, полученных в хромовых электролитах. Окисные пленки легко окрашиваются в различные цвета в водных растворах органических красителей. Преимуществами данного способа анодирования являются также кратковременность процесса, низкое напряжение, при котором возможно анодирование, отсутствие необходимости подогрева и значительно менее вредные условия работы. Кроме того, расширяется номенклатура сплавов, нормально оксидирующихся при этом методе, и почти полностью устраняется растравление, неизбежное при оксидировании в хромовой кислоте. Анодирование алюминия в серной кислоте можно производить при помощи постоянного и переменного тока. При переменном токе оксидирование происходит в течение анодного полунериода, пленки растут медленнее и получаются более рыхлыми. [c.146] Температура 80—90° С время обработки 15—20 мин. [c.147] Необходимо однако отметить, что указанная обработка понижает коррозионную стойкость окисной пленки. [c.147] По мере работы оксидировочных электролитов происходит их истощение за счет частичного растворения алюминия и связывание им серной кислоты. Поэтому в электролит необходимо систематически добавлять серную кислоту по результатам аналитических определений, которые рекомендуется производить не реже одного раза в пять дней. Как уже указывалось, алюминий растворяется в электролите и постепенно в нем накапливается. При содержании 200 г/л свободной серной кислоты в электролите допустимо содержание алюминия до 25 г/л. Содержание алюминия свыше 25 г/л заметно сказывается на качестве оксидирования, и в этих случаях электролит подлежит замене. Со временем в электролите накапливаются медь и железо. Однако при концентрации алюминия в электролите свыше 25 г/л медь и железо еще не достигают недопустимых пределов. [c.147] Время обработки 3 мин. [c.147] Рекомендуется загружать в одну загрузку изделия, изготовленные из одинакового материала. Изделия из плакированного и неплакированного материала следует обрабатывать раздельно. При оксидировании изделия с частично оставшейся плакировкой на нем образуются различные оттенки оксидной пленки, что однако не влияет на качество оксидированных деталей. [c.148] Высокие защитные свойства окисных пленок, полученных указанным способом, достигаются последующей обработкой, задачей которой является закрыть поры в пленке при помощи их сужения или заполнения. Поры сужают обработкой окисных пленок горячей водой (95° С) в течение 30 мин. Заполнение пор пленки производят при взаимодействии некоторых химических соединений с окисью алюминия или с электролитом, находящимся в порах. Так, при обработке окисных пленок силикатом натрия в порах осаждается окись кремния, а при обработке в растворе хлористого бария — нерастворимый сернокислый барий. Лучшие результаты дает обработка оксидированных деталей в растворе хроматов, заполняющих поры пленки, особенно в растворе калиевого хромпика. Для этого применяют раствор из 100 г/л двухромовокислого калия при температуре 92—98° С и обрабатывают в нем детали в течение 20 мин. [c.148] После хроматной обработки или окрашивания окисной пленки необходимо наполнять ее смазками или маслами. Особенно эффективна обработка горячим маслом или смазкой, нагретыми до температуры 105° С, для чего может быть использована смазка ГОИ-54 или трансформаторное масло. [c.149] Оксидированную поверхность в отдельных случаях рекомендуется подвергать лакированию различными лаками. [c.149] При анодировании в растворах серной кислоты возможно получение твердых толстых окисных пленок толщиной от 30 до 500 мк. Низкая температура электролита (от О до —5° С) и постоянная анодная плотность тока создают условия для образования твердой окисной пленки. [c.149] Вернуться к основной статье