Характеристики алюминия можно значительно улучшить, нанеся соответствующее анодное покрытие. Улучшение свойств металла дает гораздо более широкие возможности его использования. Преимуществом анодирования является также возможность широкой адаптации полученного материала к конкретному применению и повышение его привлекательности. Еще один плюс — невысокая стоимость этого процесса.

Как можно улучшить свойства алюминия?

Основными материалами, используемыми в промышленности и производстве предметов быта, являются различные металлические сплавы. Их используют из-за и высокой механической прочности, а также простоты обработки и возможности соединения. Кроме того, важна хорошая переносимость высоких температур и устойчивость к воздействию химических веществ. 

Алюминий оказывается особенно полезным металлом. Его отличает в основном легкость. Ограничением, однако, является его низкий предел текучести. В связи с чем, что даже при низком давлении он может подвергаться остаточной деформации. Проблема также в не очень высокой твердости поверхности и устойчивости к термическим нагрузкам. Однако ключевые характеристики можно улучшить, используя один из методов: 

• тепловой, 
• термохимической, 
• механической,
• электрохимической обработки.

Способом достижения повышенных прочностных параметров является использование соответствующего алюминиевого сплава с добавлением ингредиентов, влияющих на уровень конкретной характеристики. Также возможно использование доступных методов обработки, которые включают как изменение всей структуры металла, так и воздействие только на его поверхность. Превосходных эффектов можно также добиться, создав искусственное оксидное покрытие на поверхности алюминия. Это возможно в процессе анодирования алюминия.

Что дает анодирование на практике?

Слой оксида Al2O3 самопроизвольно образуется на алюминии в результате контакта металла с кислородом воздуха. Он обеспечивает хорошую защиту от проникновения в металл большего количества кислорода. Однако он имеет небольшую толщину, часто всего 0,1 мкм, и поэтому обеспечивает плохую защиту от коррозии. С другой стороны, более толстые покрытия, полученные в результате контролируемого процесса анодирования, имеют лучшую коррозионную стойкость. Это электролитический процесс, происходящий в растворе подходящего состава, например в серной кислоте. В результате протекающих на металле реакций образуется прочное покрытие, которое покрывает определенную часть его структуры и одновременно растет на его поверхности.

Как анодируется алюминий?

Анодирование требует хорошей подготовки поверхности. Главное — удалить любые загрязнения, а также избавиться от любых неровностей и повреждений, например, вызванных действием химикатов. Предварительным условием анодирования алюминия является химическая или механическая обработка.

Подготовка поверхности

Основное направление химической обработки — обезжиривание поверхности с применением различных химикатов. Когда используются только химические процессы, травление также важно для избавления от самопроизвольно образовавшихся оксидов и придания поверхности желаемого внешнего вида. После травления необходимо удалить легирующие добавки, образующиеся на поверхности.

В случае механической обработки основным требованием обычно является получение соответствующей текстуры, которая влияет на визуальные качества готового продукта. Шлифовка — один из наиболее часто используемых методов. Это позволяет достичь предполагаемой степени гладкости. Также применяется полировка. Для этого используется абразивоструйная очистка, например, струйная обработка, пескоструйная обработка или барабанная полировка.

Процесс анодирования

После завершения подготовки алюминий можно подвергнуть самоанодированию. Процесс происходит благодаря протеканию электрического тока с правильно подобранными параметрами в ванне с электролитом. 

В зависимости от требований для готового продукта это может быть серная кислота, щавелевая или хромовая. Анодирование может производиться воздействием постоянного, переменного или импульсного тока. Выбор температуры электролита и его состава, а также токовые характеристики определяют толщину получаемого покрытия. Оно может составлять от единиц до нескольких сотен микрометров. Механизм анодирования основан на образовании на поверхности алюминия ионов Al3+, которые соединяются с кислородом электролита и образуют пористый слой оксида алюминия на поверхности.

Завершающий этап: герметизация и окраска

После завершения процесса поверхность из анодированного алюминия может быть окрашена. Герметизация — всегда последний шаг. Это создание или обработка химикатами, которые попадут в поры материала. При горячей герметизации в деминерализованной воде для этого используют гидрат оксида алюминия. Окрашивание можно произвести, введя в поры подходящие красители. Он может быть адсорбционным, но процесс также можно проводить электролитически с использованием солей цветных металлов, например меди, олова или никеля. Также возможны электролитическая адсорбция и интегральное окрашивание. В этом случае цвет оксидного покрытия зависит от состава электролита и текущих условий процесса.