Изделия из алюминия востребованы во всех сферах деятельности. Металл, несомненно, обладает массой достоинств, но процесс анодирования может улучшить его технические и эксплуатационные характеристики. В сегодняшней статье мы рассмотрим, что такое анодированный алюминиевый профиль, в чём его преимущества и где он используется.

Особенности

Алюминий — металл серебристо-белого цвета, легко окисляемый на воздухе. При контакте с кислородом на его поверхности появляется оксидная плёнка — тонкая и крайне хрупкая, которая не способна в должной мере защитить металл от негативного воздействия внешней среды, поэтому он окрашивается в серый цвет. Были предприняты попытки освободить на время алюминиевую поверхность от этой плёнки, например, для выполнения сварочных работ. Но учёные отметили, что помимо отрицательных свойств, оксидная плёнка имеет и свои плюсы. В результате был разработан процесс анодирования.

Данная технология направлена на образование оксидной плёнки AI203. По сравнению с природной, она более прочная и плотная, так как в реакции присутствует модификация оксида — корунда, минерала, который по параметрам прочности уступает только алмазу. Покрытие алюминиевого профиля становится твёрже металла, что положительно отражается на степени износоустойчивости изделий, сроках их эксплуатации.

Фото: анодированный профиль

Дополнительным преимуществом становится возможность окрашивания алюминиевой основы красителями органического происхождения, так как покрытие содержит немало пор. Этот фактор важен в целях декоративного оформления металлоизделий. В большинстве случаев анодированный профиль окрашен в серебряный цвет или изысканно чёрный, что непосредственно указывает на факт анодирования.

Специалисты считают, что применение анодированного профиля более безопасно, чем работа с традиционными сплавами без защитного покрытия. Кроме долгого срока службы, за материалом легче ухаживать, поддерживая его в чистоте. Он устойчив к таким неблагоприятным факторам, как высокая влажность, перепады температурных значений.

Технология производства

Фото: анодированный профиль

Определение «анодирование» означает, что во время обработки и покрытия оксидной плёнкой, металлическая деталь называется анодом. Чаще всего технология основывается на применении разбавленной серной кислоты со степенью насыщенности 20% и постоянного тока силой 1-2,5 А на дм2. Анодирование выполняется при рабочей температуре 20-22 градусов.

Технология производства включает следующие этапы:

• профиль подготавливают механическим или электрохимическим способом, подвергая его поверхность шлифовке, а затем обезжириванию. Металл осветляют, погружая поочерёдно в щёлочь и кислоту, в конце — промывают;
• аноды подвешивают на кронштейны, погружая в гальваническую ванну с электролитом и катодом при определенной силе тока. Приспособления с противоположным зарядом представлены свинцовыми пластинами, реже — элементами из чистого алюминия;
• обязательно совпадение площади обрабатываемой поверхности детали и площади рабочего приспособления, иначе на качество анодирования рассчитывать не приходиться;
• точки фиксации обрабатываемых заготовок невозможно покрыть защитной плёнкой, и этот нюанс должен быть обговорен заранее. Детали во время рабочего процесса снимать нельзя, вплоть до его окончания.

Время анодирования зависит от габаритов профиля. Оно может варьироваться от 15 минут до часа. После того как заготовки будут вынуты, их необходимо промыть под обильной струей воды, а затем провести дополнительную химическую нейтрализацию деталей с помощью аммиака и окончательной промывки. Это позволит закрепить анодированный слой, улучшив эксплуатационные свойства алюминиевого профиля.

Совместно с серной кислотой могут применяться другие электролиты. Обработка допустима в следующих средах:

• щавелевокислая. Применяется раствор щавелевой кислоты в концентрации 40-60 г/л. Анодированная плёнка получается жёлтого цвета, она имеет оптимальную прочность и пластичность. Недостаток среды — слабая пористость и более худшие показатели адгезии по сравнению с сернокислым электролитом;
• хромовая. Технология основана на применении хромового ангидрида 30-35 г/л и борной кислоты 1-2 г/л. Покрытие будет иметь серо-голубой цвет, похожий на эмаль, поэтому технология также называется эматалирование;
• ортофосфорная. Процесс анодирования проводится в среде ортофосфорной кислоты 350-550 г/л. Плёнка, полученная во время технологии, плохо окрашивается, но легко растворяется в медном или никелевом электролите, поэтому процесс чаще становится промежуточным этапом между никелированием или омеднением;
• комбинированная среда на основе органического электролита. Применяется раствор на основе серной, щавелевой и сульфосалициловой кислот. Оксидная плёнка, получаемая в результате реакции, имеет высокие прочностные и износостойкие характеристики.

Если деталь предполагается окрашивать — жидким или порошковым красителем, этап закрепления не требуется. На пористом свежем слое оксидной плёнки краска держится лучше — она качественно заполняет поры заготовки, декоративное покрытие получается ровным глянцевым.

Качество анодирования связано со следующими параметрами:

• твёрдое прочное покрытие является результатом низких температурных значений в сочетании с высокой плотностью тока;
• мягкое пористое покрытие формирует пониженная плотность тока на фоне высоких температур.

Сфера применения

Фото: анодированный профиль для ступеней

Основная цель анодирования металлического профиля заключается в повышении его стойкости к отрицательным условиям внешней среды в результате улучшения первоначальных свойств алюминия. Анодированный алюминиевый сплав востребован в разных технических и бытовых сферах, позволяя достичь разных целей. Перечислим их:

• защита алюминиевых изделий от коррозийных изменений архитектурных и строительных металлоконструкций, которые стали популярны в 60-х годах прошлого столетия. За короткое время технология анодирования сумела вытеснить классическое окрашивание металла жидкими красителями. В разных странах стандартная толщина оксидной плёнки анода варьируется, составляя 15-25 мкм — параметр связан с условиями внешней среды и качеством конструкции;
• применение отражающих характеристик. Глянцевая блестящая поверхность алюминиевого сплава нашла применение в разных сферах, например, при производстве отражателей прожекторов, нагревательных рефлекторов, световых элементов. Толщина покрытия 1-2 мкм отлично противостоит высоким параметрам влажности, перепадам температурных значений, атмосферным осадкам;
• износостойкость, сокращение трения. Гладкая ровная поверхность существенно увеличивает срок службы материала, усиливает прочностные характеристики металлического профиля, работающего на трение. Слой толщиной 60 мкм применяется для защитного покрытия механизмов двигателей и других сложных технических агрегатов;
• плёнка-диэлектрик. Электрический изолятор в виде анодированного слоя актуален для применения в электролитических конденсаторах, а также некоторых типах трансформаторов;
• особо прочное покрытие востребовано в кораблестроении, авиастроении, автомобильной промышленности, строительной сфере (применение алюминиевых металлоконструкций);
• оксидная плёнка необходима в промышленном выпуске приборов нагрева и охлаждения;
• повышение качества металлоизделий. Анодирование алюминиевого профиля для пластиковых окон улучшает внешний вид изделия, корректирует небольшие изъяны, значительно улучшая технические свойства готовых материалов;
• вариации дизайнерских идей. Процедура анодирования даёт возможность получить отличающиеся по цветовой гамме покрытия, в том числе имитированные под золото, серебро, бронзу. Это улучшает внешний вид материалов, например петель, балюстрад, ручек, позволяя удачнее вписать их в интерьер жилого пространства;
• поддержание чистоты, практичность. Лестница-стремянка, изготовленная из незащищенного алюминиевого сплава, неизбежно будет пачкать руки при каждом ее применении. Поэтому производители активно применяют анодирование, защищая бытовые предметы и повышая комфорт работы с ними.

Таким образом, анодированный алюминиевый профиль применяется в разных сферах деятельности, например, для изготовления рам велосипеда, дорожных знаков, автозапчастей, перил, прожекторов и многого другого. Технология улучшает и одновременно расширяет эксплуатационные возможности металла. Суть её процесса основывается в наращивании оксидного покрытия, которое делает алюминиевый профиль более прочным и износостойким с высокими антикоррозийными свойствами.