Что такое анодированный алюминий? Применение, методики анодирования

Анодирование – технология обработки алюминия, в результате которой на поверхности металла образуется тонкая оксидная пленка. Она имеет большую прочность и предотвращает дальнейшее окисление металла, поэтому анодированные алюминиевые детали служат значительно дольше. Образование защитной пленки электрохимическим методом широко применяется для самых разных изделий, от бытовых предметов до деталей самолетов и автомобилей.

Как проводится анодирование?

Чтобы получить анодированный алюминий, металлическое изделие помещают в гальваническую ванну с 20-22% раствором серной кислоты. По краям емкости устанавливаются пластины, изготовленные из свинца или из химически чистого алюминия. Покрываемые детали в электрохимическом процессе играют роль анода, поэтому он получил такое название. Они закрепляются или подвешиваются в гальванической емкости, при этом между катодом и анодом должен присутствовать большой слой электролита – кислотного раствора.

На детали подается электрический ток со следующими параметрами: постоянный ток силой 1,0 – 2,5 А/дм2, переменный – 3,0 А/дм2. Продолжительность обработки зависит от размеров деталей. Мелкие предметы получают необходимый слой оксидной пленки толщиной 4-5 микрон уже за несколько минут, более крупные изделия необходимо держать под действием электрического тока в течение часа.

После завершения процесса детали извлекают из гальванической ванны и промывают под проточной водой, после этого они проходят нейтрализацию. Их погружают в отдельную емкость с 5%-ным аммиачным раствором. Дополнительно может быть проведена финишная обработка путем погружения в раствор бихромата калия. Он придает изделиям характерный зеленоватый оттенок и обеспечивает повышенную стойкость к коррозии.

Что дает анодирование алюминия?

В результате электрохимической обработки металл приобретает особые свойства и преимущества:

Все эти плюсы обеспечили методу широкое применение. Анодирование используется повсеместно для обеспечения долговечности металлических изделий и предотвращения коррозии. Метод считается относительно недорогим, поэтому он лишь незначительно увеличивает стоимость готовых изделий.

Возможности применения анодированного алюминия

Анодированные детали используются в самых разнообразных сферах. Этим способом обрабатываются предметы интерьера, посуда, поручни и другие изделия, которые используются каждый день. Также этот процесс используют для навесных алюминиевых фасадов – они приобретают повышенную стойкость к внешним атмосферным воздействиям.

Анодирование применяют для защиты от коррозии деталей различной техники. Это комплектующие автомобилей, самолетов, судов, всевозможных летательных аппаратов. Обработка увеличивает прочность и обеспечивает повышенную стойкость к нагрузкам.

Анодирование алюминия. Технология и реактивы анодирования

В статье приведены основные принципы процесса анодирования алюминия, теоретические основы процесса. Рассмотрены основные растворы, использующиеся для анодного оксидирования, приведены характеристики анодной пленки в зависимости от используемых реактивов и параметров технологического процесса. Рассмотрены составы для получения цветных анодных пленок.

Содержание:

Принципы процесса анодирования

Процесс электрохимического оксидирования алюминия и его сплавов в растворах серной, хромовой, щавелевой кислот и их смесей получил название анодирование алюминия. Несмотря на кажущуюся простоту процесс анодирования имеет множество вариантов, которые оказывают непосредственное влияние на характеристики и качество оксидной пленки. На внешний вид и структуру покрытия влияет и состав алюминиевого сплава, а корректировка электролита позволяет в широких пределах менять свойства покрытия. Качество и наличие примесей в составе электролита также может иметь решающее значение.

Анодирование значительно отличается от процессов нанесения гальванического покрытия на металлы (электрохимического осаждения) при которых защитный или декоративный слой металла наносится на поверхность металлического изделия, так как является процессом преобразования основного металла, в результате которого меняется внешний вид и характеристики поверхности.

Применение анодирования

Применение анодирования — это тема отдельной статьи, в любой отрасли где в той или иной мере используются изделия из алюминия или его сплавов и требуется изменение каких-либо качеств металла анодирование является оптимальным и зачатую единственным решением.

Приведем перечень основных областей применения анодирования:

  1. Тонкие окисные пленки используются в качестве основы для нанесения органических и неорганических покрытий (краски или лака).
  2. Цветное анодирование. Применение различных окрашивающих электролитов позволяет получить широкую гамму оттенков и цветов поверхности алюминиевого изделия. В качестве добавок используются соли никеля, кобальта или олова. Получаемые оттенки от светло-бронзового до черного.
  3. Повышение износостойкости. Оксидные покрытия на алюминии значительно тверже основного металла. Твердое анодирование широко применяется для деталей, работающих на истирание при небольшой нагрузке, а также для повышения коррозионной стойкости изделий.
  4. Электрическая изоляция. Оксидная пленка по сравнению с органическими изоляционными материалами обладает не только высокими изоляционными свойствами, но и обладает значительно большей теплостойкостью.
  5. Получение уплотненной поверхности с высокими антифрикционными свойствами. (смазочное покрытие).

Выбор электролита анодирования

Как указывалось выше, на свойства оксидной пленки, полученной методом анодирования оказывает влияние множество факторов – тип алюминиевого сплава, способ предварительной обработки поверхности детали , режим анодирования и тип финишных операций. Определяющее значение имеет и состав электролита. В основном используются кислотные электролиты (щелочные могут быть применены в отдельных случаях при специальных видах анодирования). Основной кислотой является серная, на ее основе готовится подавляющее большинство электролитов анодирования. Для получения специальных видов покрытий используются другие кислоты.

Анодирование в сернокислом электролите

Анодирование в серной кислоте позволяет получить полупрозрачные, бесцветные покрытия толщиной около 35 мк. Если процессу анодирования предшествует процесс глянцевания поверхности деталей, покрытия получают высокие декоративные качества (блестящее анодирование). В серной кислоте получают также пластичные анодные пленки, которые не разрушаются при формовке изделий.

Концентрация серной кислоты и температура электролита

Концентрация серной кислоты для анодирования в промышленных условиях принимается в диапазоне 8-35% (по массе). В концентрированном растворе анодная пленка получается мягкой и пористой, эластичность пленки высокая. Классической является концентрация 15% (по массе). Температуру в процессе анодирования задают в пределах от 18 0 С до 25 0 С. В большинстве случаев принимается температура в 20 0 С. С применением серной кислоты получают также твердые анодные пленки, в этом случае процесс анодирования проводится при низких значениях температур (от -5 до +5 0 С).

Контроль температуры в процессе анодирования является обязательным, от температуры зависит плотность тока и скорость растворения пленки, что в свою очередь оказывает прямое влияние на качество и характеристики покрытия. Для того, чтобы избежать локального перегрева раствора электролита используют специальные перемешивающие устройства.

Напряжение и плотность тока

При анодировании в серной кислоте используется стандартный выпрямитель с выходным напряжением до 24 вольта. При стандартном режиме сила тока составляет 16 вольт при плотности тока 1,5 а/дм 2 . Для получения коррозионностойких пленок большой толщины напряжение силу тока поднимают до 18 вольт, а при обработке сплавов алюминия с кремнием до 22 вольт. В отдельных случаях, например, при анодировании рулонного материала или проволоки используется переменный ток. Использование пониженной плотности тока позволяет получать тонкие, прозрачные окисные пленки, превосходящие по прозрачности пленки аналогичной толщины, полученные при стандартных значениях плотности тока.

Длительность процесса

Продолжительность процесса анодирования зависит от требуемых значений толщины пленки, а также используемой плотности тока. Для чистого алюминия это соотношение можно предложить в виде:

Толщина пленки, мк. = (Плотность тока, а/дм 2 Х Время, мин.)/3

Соотношение является приблизительным, т. к. на продолжительность процесса может зависеть от типа сплава и режима обработки.

Рабочий процесс

Технологический процесс анодирования отличается от процессов нанесения гальванических покрытий прежде всего тем, что рассеивающая способность электролитов анодирования значительно выше, чем у электролитов, использующихся при процессах хромирования, меднения, цинкования или никелирования металла. Эффективная рассеивающая способность при активном перемешивании позволяет получать равномерные по толщине пленки на всей поверхности изделий, включая внутренние поверхности отверстий и пазов.

В остальном технологический процесс анодирования аналогичен процессам электрохимического нанесения покрытий – изделия погружают в предварительно нагретый электролит на подвесах или зажимах, детали не соприкасаются друг с другом, расстояние до катода должно быть не менее 15 см. (для габаритных изделий значения выше). Затем включается перемешивание раствора и подается ток. В обычных условиях площадь катода должна быть равна площади анода, сечение катода должно быть достаточным для обеспечения требуемой плотности тока.

По окончании процесса прекращают подачу тока и незамедлительно извлекают изделия из гальванической ванны. Изделия промывают в проточной воде и сушат.

Анодирование в хромовой кислоте

Хромовая кислота используется, если требуется провести анодирование ответственных алюминиевых деталей и узлов с тонкими стенками или с высокой точностью обработки. Растворение алюминия в хромовой кислоте ниже, чем в серной, снижение усталостной прочности металла ниже – пленка получается тонкой, непрозрачного серого цвета. Максимальная толщина окисной пленки достигает 10 мк., стандартная толщина от 2,5 до 5 мк.

Концентрация хромового ангидрида CrO3 принимается в пределах от 2 до 15% (по массе). Температуру режима в большинстве случаев задают в пределах 25-40 0 С, активное перемешивание раствора электролита не требуется. При анодировании в 10% растворе хромовой кислоты температуру процесса поднимают до 54 0 С при напряжении 30 вольт для обеспечения плотности тока равной 1,2 а/дм 2 . Для сплавов, содержащих в своем составе медь или цинк напряжение задается в пределах 15-20 вольт при той же плотности тока. При анодировании в электролите низкой концентрации 3-5% (по массе) применяется специальный режим подачи напряжения и процесс проходит циклами. Данный режим используется для обнаружения дефектов поверхности изделия или при формировании подслоя под покраску.

Анодирование в щавелевой кислоте

В растворе щавелевой кислоты получают пленки желтого оттенка, обладающие высокой износостойкостью. Этот метод один из первых открытых способов получения цветного покрытия. Износостойкость покрытия при истирании в два раза выше, чем при анодировании в серной кислоте. В процессе анодирования в щавелевой кислоте наряду с постоянным током с напряжением 30-60 вольт, используют режимы с переменным током. Для получения равномерного желтого или бронзового оттенка раствор интенсивно перемешивают. В остальном данный процесс не отличается от анодирования в серной кислоте. В качестве катодов могут быть использованы различные металлы – железо, свинец, нержавеющая сталь.

Другие растворы анодирования

В некоторых случаях используются электролиты, в которых оксидная пленка алюминия не растворяется – так называемые электролиты барьерного типа. С использованием растворов анодирования содержащих борную кислоту, виннокислый аммоний, борат аммония получают покрытия на деталях, использующихся в электроприборах (электролитических конденсаторах). Например, при обработке в растворе с боратом аммония получают пленки, имеющие пробивное напряжение 550 вольт. Также, данные виды электролитов используются при анодировании алюминия, осажденного в вакууме.

Алюминиевые детали, обработка которых подразумевает нанесение гальванического покрытия после анодирования обрабатывают в растворе, содержащем 25-30% фосфорной кислоты. Получаемые пленки имеют толщину до 6 мк., что связано с высокой растворимостью алюминия в фосфорной кислоте. Процесс проводят при цеховой температуре, плотности тока 10-20 а/мм 2 и напряжении 30-60 вольт в течение 10-15 минут.

Твердые пленки золотистого, коричневого или черного цветов получают при использовании раствора, содержащего 40-100 г/л сульфосалициловой кислоты и 30-60 г/л серной кислоты при температуре 30 0 С, плотности тока 2,5-3,5 а/дм 2 и напряжении до 80 вольт.

Снятие анодных покрытий

Удалить некачественное анодное покрытие можно только со всей поверхности изделия, частичное восстановление пленки в большинстве случаев невозможно. Покрытие, как правило снимают в растворах, содержащих едкие щелочи. Процесс проходит под строгим контролем основных режимов, т. к. такие растворы обладают высокой степенью воздействия на основной металл. Классическим и менее всего воздействующим на поверхность алюминия признают раствор, содержащий 35 мл/л фосфорной кислоты и 20 г/мл хромовой кислоты. Обработка проходит в течение 1-10 мин, в зависимости от толщины пленки при температуре 95-100 0 С. для снятия твердых анодных покрытий используют указанный раствор с повышенной два раза концентрацией, при этом поверхность алюминиевых сплавов, содержащих медь может окрашиваться в серый или черный цвет.

Читайте также:  Установка раздвижных дверей своими руками. Подготовка и монтаж межкомнатных раздвижных дверей своими руками

Повторная обработка изделий после удаления анодной пленки возможна после оценки состояния поверхности изделия, если чистота поверхности достаточна для нанесения покрытия и полирование не требуется, можно приступать к процессу незамедлительно.

Следует отметить, что при обработке деталей для которых необходимо точное соблюдение первоначальных размеров потребуется повторное анодирование с нанесением пленки большей толщины, чем была первоначально. Это связано с тем, что при снятии и повторном нанесении покрытия потери могут составлять от половина до двух третей первоначальной толщины пленки.

Зачем нужно анодирование

Для читателей нашего блога действует скидка 10%
по промокоду blog-BB30 на все товары , представленные в нашем магазине

Что такое анодирование и зачем оно нужно?

  1. Суть явления
  2. Зачем это нужно
  3. Особености ухода

Вы, возможно, обращали внимание, что на дорогих велосипедах некоторые запчасти и компоненты не покрашены и не отполированы, а как будто покрыты каким-то исключительно гладким и красивым материалом. Обычно это ноги вилки и шток амортизатора, но зачастую встречаются и другие детали, начиная от крупных, типа руля или ободьев, заканчивая всякой мелочью, типа крутилок настройки и колпачков. Так вот, это необычное покрытие и называется анодированием. И несет в себе оно сразу несколько полезных функций.

Суть явления

Не будем здесь вдаваться в лютую физику и прочие инженерные дебри. Поэтому опишем коротко и понятно. Говорим об анодировании, особенно в велосипедной теме, – скорее всего подразумеваем, что наша деталь сделана из алюминия. Этот процесс применяется и к другим металлам, но в процентном соотношении безоговорочный лидер именно алюминий.

Итак, анодирование — это процесс, при котором деталь погружают в ванну с электролитическим раствором. В этой же ванне установлены катоды. Когда электрический ток проходит через раствор кислоты на катоде выделяется водород, а на аноде – кислород. Благодаря этому на поверхности детали образуется оксидный слой, который защищает ее от зла и добавляет целую пачку полезных свойств. Поскольку деталь является «анодом» в этом электролитическом процессе, то весь процесс и называют «анодированием».

Методов анодирования и составов растворов довольно много. В зависимости от химического состава используемого раствора и дополнительных добавок варьируется цвет покрытия готовой детали. Как правило, это разнообразные оттенки желтого, оранжевого или коричневого цветов, а также черный. Однако существуют специальные красители для анодирования, которые позволяют получить на выходе почти любой цвет.

Зачем это нужно

Это все ясно, но зачем же это все нужно в велоиндустрии? Как только цена велосипеда взлетает вверх использовать в нем сталь становится малость не комильфо. Поэтому используют алюминий и различные легкие композитные материалы. Алюминий при малом весе обладает хорошей прочностью и поэтому плотно прижился в велосипедном мире. Ну а вслед за алюминием в этот мир пришли и методы его обработки.

Можно выделить три взаимодополняющих назначения анодирования в велотеме.

Любому будет неприятно, если ваша любимая деталь вдруг покроется противными пятнами и со временем просто-напросто сгниет. Анодирование, пока оно цело, отлично защищает детали от этой напасти. Главное не забывайте следить. К тому же, в случае таких важных деталей как ноги вилки и шток амортизатора повреждение анодирования повлечет за собой помимо коррозии, окисления и некрасивого вида массу неприятностей, таких как, например, протекание масла через образовавшуюся щель.

  1. Антифрикционные свойства анодированного покрытия.

Если речь идет не о руле или звездах, а о ногах вилки на первый план выходят именно эти свойства анодирования. Оно служит для уменьшения трения между ногами и направляющими внутри штанов (башингами). Особенно важен параметр называемый страгивание – старт движения ног из состояния покоя. Чем более оптимальным он является, тем более плавно и без рывков работает ваша вилка. Вот здесь раскрывается огромное поле для здоровой конкуренции и разнообразных экспериментов с составами и методами анодирования. Причем иногда даже в рамках одной компании. Так, например, амортизаторы и вилки от Fox имеют две версии, Performance и Factory, одна из которых имеет более простое анодирование, а вторая более сложное, названное Kashima. Надо ли говорить, что цены и характеристики заметно различаются. Вообще с преимуществами покрытия моделей вилок разных производителей можно ознакомиться прямо на их официальных сайтах.

Ну и, разумеется, определенное значение имеет эстетический момент. Анодированные детали отличаются внешне от крашеных. Для тех, кому важны внешний вид и цветовая гамма байка рынок предлагает огромный ассортимент разноцветных анодированных деталей, начиная от выносов и педалей, заканчивая бонками и колпачками на камеры. В эту же категорию можно включить бесцветные покрытия, которые дают интерференционные эффекты при отражении света. Обладая светоотражающим эффектом такое покрытие способствует лучшей заметности велосипедиста в ночное время.

Особенности ухода за анодированным покрытием

Речь пойдет о вилках и амортизаторах. Царапина или потертость на анодированном руле скорее всего ничего кроме проблем с эстетикой не сулит. А вот с подвижными ногами все намного сложнее и драматичнее. Начнем с того, что даже маленькая царапина на ноге может повлечь огромные проблемы, особенно если расположена в наиболее подвижной части ноги. Поэтому, в идеале надо стараться вообще не допускать царапин и потертостей на ногах.

Если злой рок все-таки оказался неизбежен, то постарайтесь аккуратно наждачкой-нулевкой убрать все образовавшиеся заусенцы. Иначе они будут царапать башинг и пыльники, а те в отместку будут развивать объем царапины, и придет все к тому, что образуется цель такого диаметра, что из нее начнет со свистом вытекать масло.

В случае, если царапина или потертость прям масштабная и неумолимая, несите в ремонт. Там применят сильное колдовство, начиная от лака для ногтей и заканчивая восстановлением покрытия. В таком случае вам повезло, но так бывает не всегда. Возможно все очень плохо и ремонту не подлежит вообще. Тут выход один – донорство. Причем в обе стороны.

Старайтесь следить за состоянием пыльников и башингов, потому что, будучи забиты песком, они имеют неприятную особенность начинать обирать ноги. А также следите за тем, чтобы вилка не работала на сухую. Чревато теми же проблемами.

Резюме

Если вы гордый обладатель спортивного горного велосипеда, скорее всего на нем установлена вилка, имеющая ноги с анодированным покрытием. Это хорошо, она легкая, долговечная и отзывчивая в работе. Следите за ней, вовремя меняйте масло, не кладите велосипед на ноги, проверяйте башинги и по возможности делайте регулярное ТО, особенно после эксплуатации велосипеда в жестких условиях с обилием грязи и пыли. И тогда ваш велосипед принесет вам много положительных эмоций.

Для читателей нашего блога действует скидка 10% по промокоду blog-BB30 на все товары , представленные в нашем магазине

Анодирование алюминия

Термины и понятия

Сначала о терминологии

Для краткости будем применять вместо «гостовских» эквивалентных наименований « анодное окисление» и « анодное оксидирование» более короткий, но с тем же смыслом, термин « анодирование», а вместо «гостовского» « анодно-окисное покрытие» – более простое и популярное « анодное покрытие».

Что такое анодирование

Анодирование – это метод повышения коррозионной стойкости металлического изделия путем формирования слоя оксида на его поверхности. Изделие, которое обрабатывается, является в этом электролитическом процессе анодом. Анодирование повышает стойкость поверхности изделия к коррозии и износу, а также обеспечивает более высокую адгезию для красок и клеящих веществ, чем просто «голый» алюминий.

Анодные покрытия могут также применяться как декоративные покрытия или в виде пористого покрытия, которое может впитывать различные красители, или в виде прозрачных покрытий, которые дают интерференционные эффекты при отражении света. Такие интерференционные покрытия применяют, например, на велосипедах или одежде велосипедистов, чтобы их можно было хорошо видеть ночью.

Как происходит анодирование

Процесс создания этого защитного оксидного покрытия происходит электролитически. Металлическое изделие, на котором нужно получить анодное покрытие (обычно алюминий) погружают в ванну с электролитическим раствором. В этой же ванне установлены катоды, обычно вдоль бортов ванны. Когда электрический ток проходит через раствор кислоты на катоде выделяется водород, а на аноде – кислород. Это приводит к тому, что на аноде – алюминиевом изделии – начинает расти оксидная пленка.

В зависимости от назначения анодного покрытия и применяемого процесса анодирования можно получать анодное покрытие с различными характеристиками. Анодное покрытие, которое может вырастать на алюминиевом изделии, способно иметь толщину в 100 раз больше, чем оксидное покрытие, которое образуется на алюминии естественным путем.

Поскольку металлическое изделие является «анодом» в этом электролитическом процессе, то весь этот процесс называют «анодированием».

Анодирование металлов

Хотя на различных металлах, включая титан, гафний, цинк и магний, также могут формироваться анодное покрытие, обычно под анодированием подразумевают анодирование алюминия и его сплавов.

Зачем анодировать алюминий?

Популярность алюминия во многом связана с его хорошей естественной коррозионной стойкостью. Она достигается из-за высокого химического сродства алюминия к кислороду, то есть их большого взаимного стремления вступать друг с другом в реакцию с образованием оксида алюминия. Эта очень тонкая оксидная пленка мгновенно покрывает любую свежую поверхность алюминия сразу после ее контакта с воздухом. Однако в некоторых случаях необходимо иметь более высокую степень защиты (коррозионной или химической), модифицировать внешний вид поверхности (цвет, текстуру и т.п.) или создать заданные физические свойства поверхности (повышенная твердость, износостойкость или адгезия). В таких случаях прибегают к анодированию алюминия и алюминиевых сплавов.

Рисунок 1 – Схема процесса анодирования

Виды анодирования

Организация QUALANOD подразделяет анодирование алюминия на четыре основных типа с различными требованиями к их характеристикам и свойствам:

Анодные покрытия подразделяется на классы по их толщине:

Например, класс АА20 означает, что средняя толщина покрытия должна быть не менее 20 микрометров. Минимальная локальная толщина покрытия обычно должна быть не менее 80 % от минимальной средней толщины. Для класса АА20 это составляет 16 мкм.

Архитектурное анодирование

Это анодирование для производства архитектурной отделки изделий, которые постоянно находятся в наружных условиях и в стационарном состоянии. Самыми важными характеристиками анодированного изделия считается внешний вид и длительный срок службы.

Для анодированного алюминия степень защиты от точечной (питтинговой) коррозии алюминия возрастает с увеличением толщины анодного покрытия. Следовательно, срок службы архитектурного или строительного элементы в значительной степени от толщины анодного покрытия. Однако для получения более толстого анодного покрытия требуется значительно большие затраты электрической энергии. Поэтому так называемое «переанодирование» не рекомендуется.

Архитектурное анодирование имеет следующие классы:

Выбор толщины анодного покрытия для наружных алюминиевых конструкций зависит от агрессивности атмосферы и обычно устанавливается в национальных нормах. Кроме того, применение некоторых красящих составов требует класса толщины 20 мкм или выше. Это нужно для достижения хорошего заполнения пор красителем и повышенной стойкости окрашенного покрытия к солнечному свету.

Декоративное

Этот тип анодирования алюминия предназначен для производства декоративной отделки изделий. Главным критерием качества является однородный или эстетически привлекательный внешний вид.

Декоративное анодирование имеет следующие стандартные классы толщины:

Промышленное и твердое

Промышленное анодирование алюминия применяют для производства функциональной отделки поверхности изделий, когда внешний вид является второстепенной характеристикой. Целью твердого анодирования является получение покрытие с высокой износостойкостью или высокой микротвердостью.

Очень часто, например, в автомобилестроении или медицинском оборудовании, внешний вид изделия не имеет значения, но наиболее важной характеристикой является стойкость к износу и/или способность подвергаться эффективной чистке и иметь высокие гигиенические требования. В таких случаях именно эти свойства анодированного алюминия являются главными.

Если главным свойством является высокая износостойкость, применяют особый вид анодирования – твердое анодирование. Оно производится при пониженных, часто отрицательных, температурах электролита

Читайте также:  Установка порога межкомнатных дверей своими руками - как установить

Толщина промышленного и твердого анодного покрытия обычно составляет от 15 до 150 мкм. Резьбы и шлицы могут иметь покрытие до 25 мкм. Для получения высокой электрической изоляции часто требуется толщина анодного покрытия от 15 до 80 мкм. Покрытия толщиной 150 мкм применяют для ремонта деталей.

Технология

Электрохимия

Анодирование алюминия относится к электрохимическим процессам формирования стабильных оксидных покрытий (пленок) на поверхности металлов. Анодирование алюминия и алюминиевых сплавов может происходить с участием разнообразных электролитов с применением источников прямого или переменного тока или их комбинаций. При этом алюминиевое изделие (далее для определенности – профиль) всегда является анодом, то есть его подключают к положительному полюсу источника тока, а другой подходящий металл или сплав – катодом и его подключают к отрицательному полюсу (рисунок 1).

Анодные покрытия различают по типам электролитов, которые применяют при их получении. Покрытия бывают пористыми, например, в фосфорном и сернокислом электролитах, а также так называемыми «барьерными» – совсем без пор. Барьерные анодные покрытия обладают высоким электрическим сопротивлением и их применяют, например, при изготовлении электрических конденсаторов.

Сернокислое анодирование

Обычным, наиболее популярным и широко применяемым для алюминиевых профилей в строительных конструкциях является сернокислое анодирование алюминия. Этот вид анодирования отличается высокой технологичностью и позволяет получать покрытия в широком интервале толщин. Сернокислое анодное покрытие применяют как без дополнительного окрашивания – его называют бесцветным, так и с последующим окрашиванием по одному из нескольких известных способов – его называют цветным анодированием. Заключительной операцией обычно всегда является операция наполнения (или уплотнения) пор.

Анодирование или окраска алюминия

Сернокислое анодное покрытие образуется в результате «реакции» алюминия с ионами раствора серной кислоты. Оно занимает больший объем, чем исходный алюминий и поэтому в результате анодирования происходит увеличение толщины изделия. При сернокислом анодировании это увеличение составляет приблизительно одну треть от общей толщины покрытия. В этом заключается коренное отличие анодного покрытия от, например, порошкового (рисунок 2):

Рисунок 2 – Изменение толщины изделия при анодировании и
порошковом окрашивании

Способы анодирования алюминия

Конкретный способ анодирования зависит от вида изделия. Например, небольшие изделия или детали, могут анодировать «насыпью» в барабанах или корзинах. Профили длиной до 7 м, иногда до 10 м, анодируют на специальных навесках. Эти навески обычно представляют собой несколько токопроводящих стержней, рамок или каркасов, к которым прочно и достаточно жестко крепятся профили (см. рисунок 1). Прочное крепление профилей необходимо как для того, чтобы они, не свалились с навесок и прошли все циклы «окунания» и «полоскания» в ваннах, в том числе при интенсивном перемешивании растворов и промывочных вод (барботировании)/ Кроме того, что еще важнее, прочное крепление изделий к навескам должно обеспечивать постоянный и надежный электрический контакт профилей с положительным полюсом источника тока непосредственно в процессе анодирования.

Подготовка поверхности алюминия

Типичная линия анодирования алюминиевых профилей показана на рисунке 3.

На линию анодирования алюминиевые профили подают или прямо после прессования, или после предварительной механической подготовки поверхности (обработки стальными щетками, обработки дробью, полирования, шлифования и т.п.).


Рисунок 3 – Типичная линия ванн для анодирования алюминиевых профилей [1]

Матовое анодирование

При особых требованиях к анодированной поверхности проводят дополнительную обработку поверхности профилей: матовое травление, а также химическое или электрохимическое осветление. Матовое травление обычно проводят в щелочных ваннах специального химического состава. При этом поверхностный слой алюминия заданной толщины удаляется вместе с различными поверхностными дефектами, а поверхность становится матовой (рисунок 4).


Рисунок 4- Матовая и блестящая поверхность анодированного алюминия [3]

Матовая поверхность максимально рассеивает свет и делает «невидимыми» оставшиеся дефекты поверхности. Если готовая продукция должна иметь блестящую или зеркальную поверхность, то перед анодированием изделия подвергают химическому или электрохимическому осветлению. При этой процедуре с поверхности изделия удаляется алюминий и образуется очень гладкая поверхность с очень большой отражательной способностью.

Наполнение анодного покрытия

После анодирования профили или отправляют дальше по линии на окрашивание, или сразу направляют на наполнение пор, если это бесцветное анодирование. Операцию наполнения (или уплотнения) после бесцветного анодирования или цветного анодирования проводят затем, чтобы «закрыть», «закупорить» поры анодного покрытия. Эта операция является очень важной для обеспечения длительного сохранения внешнего вида анодированного изделия. После операции наполнения изделия при необходимости подвергают сушке, снимают с навесок и отправляют на приемку и упаковку.

Рисунок 5 – Гидротермическое наполнение анодного покрытия [2]

Контроль качества

Контроль толщины анодного покрытия

Обычно для приемо-сдаточного контроля качества анодированных алюминиевых профилей достаточно контроля внешнего вида, толщины анодного покрытия и качества наполнения. Толщина покрытия является одним из самых важных параметров и есть много методов ее измерения. Обычно толщину покрытия измеряют прибором, работающим на принципе вихревых токов. В спорных случаях применяют металлографические исследования поперечного сечения изделия.

Контроль наполнения анодного покрытия

Метод капли

Для быстрого контроля качества наполнения часто применяют один из вариантов так называемого «метода капли». В качестве контрольного или арбитражного испытания применяют методы потери массы образцов изделий.

Сущность неразрушающего «метода капли» заключается в оценке степени поглощения красителей анодированной поверхностью после того, как она была обработана соответствующим химическим реагентом. Различные варианты метода капли с предварительной кислотной обработкой поверхности устанавливают стандарты ISO 2143:2010 (он же – EN ISO 2143:2010 и он же – бывший EN 12373-4) и ГОСТ 9.302-88.

Метод капли по ISO 2143:2010

Стандарт Qualonod [1] считает приемлемым степени (рейтинга) интенсивности пятна не ниже 2 (рисунок 6). Если рейтинг составляет 2, то стандарт требует выполнить испытания на потерю массы или выполнить повторное наполнение.


Рисунок 6 – Критерии качества наполнения по методу капли согласно ISO 2143:2010

Метод капли по ГОСТ 9.031-74

Вариант метода капли без предварительной кислотной обработки c двумя вариантами материала капли – красителя или масла – дает ГОСТ 9.031-74.

Метод потери массы

Испытание на потерю массы основано на установленном факте, что не наполненное или недостаточно наполненное анодное покрытие быстро растворяется в кислотной среде, тогда как хорошо наполненное покрытие выдерживает длительное погружение без заметного воздействия на него. Варианты метода изложены в стандартах ISO 3210:2010 (он же – EN ISO 3210:2010 и он же – бывший EN 12373-7), а также ГОСТ 9.302-88 и ГОСТ 9.031-74.

  1. Стандарт Qualanod (01.01.2018)
  2. TALAT 5203.
  3. Tom Hauge, Hydro Aluminium, IHAA Symposium, 2014, New York.

Монтаж планкена

Содержание

Как известно планкен — это отделочный материал, который изготавливается из сибирской лиственницы. Благодаря тому, что планкен изготавливается из лиственницы, он обладает множеством уникальных свойств, которые присущи этому дереву. Среди всех свойств больше всего выделяется устойчивость к различным влияниям внешней среды, это обеспечивает нам возможность использовать его как на улице, так и внутри помещения.

Главное преимущество, которым обладает планкен, это то, что в отличие от вагонки он не соединяется по типу шип-паз. Но почему же это является его не оспоримым преимуществом? А всё потому, что материалы с соединением шип-паз при использовании на открытом воздухе часто подвергаются воздействию внешней среды, вследствие чего материал расширяется и деформируется в местах стыков. Планкен же укладывают не в шип, а внахлёст, при этом выдерживается расстояние 3-5мм. Такая кладка позволяет фасаду дышать, благодаря чему древесина лучше переносит воздействия внешней среды.

Применение

В основном планкен используется для отделки фасада, сооружении беседок и заборов, а так же в некоторых случаях он используется для облицовки стен и потолков. Его изготавливают с различными типами профиля (прямой и скошенный), что обеспечивает нам возможность более разнообразно использовать его с дизайнерской точки зрения.

Монтаж планкена

После того как мы рассмотрели планкен в общем как строительный материал, предлагаю перейти к тому как именно происходит его монтаж. Монтаж этого изделия в принципе не слишком отличается от монтажа вагонки, единственное различие этих строительных материалов, это то, как именно производиться укладка материала.

Как правило, монтаж планкена производится в три этапа, давайте рассмотрим каждый из этапов ближе.

1. Итак, первый этап представляет собой установку обрешетки.

Обрешетка в нашем случае играет роль основы, на которую в дальнейшем будет крепиться планкен. Она может состоять как из металлического профиля, так и из брусков. Если для обрешетки вы выбираете деревянные бруски, то перед тем как преступить к установке обрешетки данные бруски необходимо обработать антисептиками, которые защитят обрешетку от влияния влаги и появления плесени.

Специалисты утверждают, что бруски обрешетки лучше всего размещать друг от друга на расстоянии от сорока да шестидесяти сантиметров. В зависимости от того в каком направлении будет укладываться планкен, устанавливается обрешетка. К примеру, если он будет укладываться горизонтально, то обрешетку необходимо устанавливать вертикально, и, наоборот, в случае если планкен будет укладываться вертикально, обрешетку следует устанавливать горизонтально.

После установки обрешетки необходимо с помощью строительного уровня определить ровность обрешетки, и в местах неровности исправить её. Как правило, неровности в обрешетке можно исправить двумя способами. Первый способ это при помощи щепок, которые подкладываются в места, которые ниже уровня. Второй способ выравнивания обрешетки при помощи рубанка, его применяют в местах, где обрешетка выше уровня, применив рубанок, мы просто на просто снимаем лишнюю древесину.

2. Вторым этапом является установка утепления и ветрозащитной пленки.

Не смотря на то, будите ли вы устанавливать теплоизоляцию, в любом случае между стеной и планкеном обязательно должен оставаться зазор. А все, потому что там должна быть циркуляция воздуха, в том случае если зазор будет отсутствовать, между стеной и планкеном будет образовываться концентрация водяного пара, вследствие чего появиться грибок и плесень. Если вы приняли решение, что для данного помещения необходимо теплоизоляция, так же нужно не забывать о ветрозащитной пленке. Она, как правило, укладывается даже в том случаи, если присутствует утепление. Данная пленка обеспечит стены здания от продувания.

3. Третий этап это непосредственно укладка самого планкена. Монтаж напрямую связан с профилем досок, как известно планкен имеет 2 профиля, а именно: прямой, и скошенный или как его еще называют косой. Установка может осуществляться как внахлест, так и встык, главное чтоб был технологический зазор.

Как правило, укладку планкена можно осуществить двумя различными способами.

Способ первый

Представляет собой открытый способ монтажа.

Планкен монтируется на обрешетку путем вкручивания саморезов с лицевой стороны.

Данный способ монтажа является менее затратным и более легким. Также в случае повреждения доски ее можно будет легко демонтировать и заменить, чео не сделаешь при скрытом монтаже. Минус, которым обладает данный способ, это то, что крепежный материал будет виден.

Следующий способ — скрытый

Из названия этого способа монтажа можно сделать вывод, что в данном случае крепежного материала видно не будет и, соответственно, внешний вид объекта будет лучше. Для монтажа этим способов вам понадобится крепление типа змейка или дуэт.

Читайте также:  Схемы пола водяного теплого в доме для монтажных работ своими руками, для подключения, для укладки труб и всей системы под плитку с бетонной основой и стяжкой

До того как вы смонтируете планкен, вам необходимо обработать тыльную часть антисептиками для предотвращения грибка. После установки остается обработать сверху маслами на основе воска в два слоя. Необходимость наружной обработки обусловлена двумя причинами. Первая, это то, что лиственница чернеет на солнце, а вторая связана с тем, что лиственница как и любое дерево дышит и частая смена погоды и влажности может вызвать искривление доски.

Если же вам нужно придать доске определенный цвет, то в линейке масел вы сможете найти для себя разные виды оттенков и цветов.

Как правило, каждые 6–7 лет планкен нуждается в обновлении декоративного покрытия.

Как крепить косой планкен: советы от Лесобаза.рф

Фасадная доска – новое направление в обшивке.

ПРОМО Более 10 лет наша компания занимается монтажом фасадов загородных домов.

Отделка фасада планкеном – это идеальное решение для ценителей натуральных материалов из дерева. Огромный выбор цветовых решений и богатый опыт наших специалистов позволит вам обновить внешний вид вашего загородного дома в самом современном стиле.

И работы мы ведём круглый год, не смотря на минусовую температуру зимой или летние осадки в жаркие сезоны.

Строительно-монтажный отдел Лесобаза.рф

Применение данного пиломатериала это один из лучших вариантов отделки зданий натуральным деревом. Изделия представляют собой доски, изготовленные из разных пород. Бывают прямого или скошенного вида. Материал используют в качестве отделочного, также для утепления здания, благодаря созданию вентилируемого фасада. С появлением планкена на строительном рынке монтаж стал значительно проще для непрофессионалов в данной области.
Как крепить косой планкен, который является наиболее доступным, вы узнаете из нашего блога.

Установка изделий.

Фасадную доску со скошенным профилем рекомендуется монтировать скрытым способом. О нем расскажем подробнее. В начале панели кладутся на ровную поверхность лицевой стороной вниз. Параметры выкладки должны подходить высоте участка, намеченный для обшивки. Затем наносятся размеры обрешетки, а на метки устанавливаются металлические планки (змейка). Часть планки, не имеющей отверстия, убирают под нижнюю доску, оставляют зазор и крепят их к обрешетке на саморез.
Для новичков может показаться сложным как крепить косой планкен, но в реальности этот процесс происходит быстро и легко, не вызывая никаких затруднений.

ПРОМО Более 10 лет наша компания занимается монтажом фасадов загородных домов.

Отделка фасада планкеном – это идеальное решение для ценителей натуральных материалов из дерева. Огромный выбор цветовых решений и богатый опыт наших специалистов позволит вам обновить внешний вид вашего загородного дома в самом современном стиле.

И работы мы ведём круглый год, не смотря на минусовую температуру зимой или летние осадки в жаркие сезоны.

Строительно-монтажный отдел Лесобаза.рф

Монтаж “под ключ”.

Лесобаза.рф рада предложить вам свои услуги, которые заключаются в следующих действиях:
– профессиональных консультациях специалистов нашей компании;
– полном контроле за выполнением заказа;
– доставке изделий;
– выполнении качественной установки нашей бригадой.

А как крепить косой планкен самостоятельно Вы уже знаете. В заключение отметим, что облицовка из такого материала, выполненная должным образом, отличается высоким сроком эксплуатации, по сравнению с аналогами. Фасадная доска великолепно предохранит дом от плохих погодных условий, а также улучшит его эстетические свойства. Не сомневайтесь, планкен – это самый лучший выбор на сегодняшний день!

Все о скошенном планкене

  1. Особенности
  2. Для чего используется?
  3. Категории
  4. Размеры
  5. Варианты укладки
    • Вертикальная
    • Горизонтальная
    • Диагональная
  6. Монтаж

Знать все о скошенном планкене очень полезно для толкового оформления дома и других построек. Необходимо четко представлять себе монтаж косого планкена, основные варианты крепления и способы крепежа на фасадные откосы. Отдельная тема — использование скошенного планкена в интерьере по всем правилам.

Особенности

Важнейшей спецификой скошенного планкена является качественная шлифовка таких досок. Благодаря тщательно обработанным краям процесс монтажа крайне упрощен. Это решение также позволяет существенно повысить декоративные качества. Качественный планкен полностью удовлетворяет запросы владельцев частных домов. К тому же данный материал универсален, его можно смело использовать и внутри дома, и на наружных стенах.

У скошенного планкена угол на стыке кромки и пласти составляет приблизительно 45 градусов. Такая конфигурация — параллелограмм — отлично защищена от попадания влаги внутрь щелей. Подобная конфигурация позволяет также гарантировать маскировку вентиляционных каналов и отверстий. Наружная поверхность будет бесшовной и станет смотреться максимально притягательно.

Общий срок эксплуатации скошенного планкена достаточно велик, и практически исключается повреждение материала до окончания этого срока.

Большой востребованностью пользуется дощатый материал из лиственницы. Она весьма прочна и надежна. Чтобы изготовить эту конструкцию, применяют самую твердую часть ствола. Подобная отделка после длительного применения становится лишь крепче. Лиственничный планкен устойчив к плесневым и другим грибковым воздействиям, потому что порода включает много смол и камеди.

Особой потребности в антисептической обработке, даже в довольно сложных условиях, нет. Однако все равно ее проводят, чтобы дополнительно увеличить срок эксплуатации. Лиственница очень стойко переносит воздействие влаги и потому застрахована даже при выпадении большого количества осадков. Это дерево сможет перенести достаточно низкие температуры. Наконец, она не будет повреждаться даже при ярком солнечном свете.

Сосна используется относительно редко. Этот материал ценится разве что за довольно низкую стоимость. По надежности очень хорошую позицию занимает кедр. Он очень хорошо сопротивляется поражению грибком и плесенью.

Кедровый планкен уместен даже для внутренней отделки бань, чему способствует оздоровительный эффект живицы.

Стоимость материала из кедра не так уж и велика по сравнению с обычными хвойными породами. Зато подобная древесина образована укороченными волокнами. Эта особенность строения позволяет минимизировать растрескивание досок на пласти и с торцов. В пользу кедра свидетельствует и отсутствие смолистых кармашков. Такое дерево можно смело использовать даже в горячих зонах или в отделке солнечной стороны.

Производство планкена не ограничивается простым обстругиванием доски. Ее обязательно подвергают обработке в термической камере. Тепловая обработка подразумевает воздействие температуры 160 градусов в сочетании с повышенной влажностью. Такое решение позволяет сократить опасность коробления и растрескивания.

Дополнительно сокращается подверженность впитыванию влаги, и, разумеется, риск гниения.

Для чего используется?

Уже приведенное описание показывает, что скошенный планкен может применяться и как фасадный материал, и в интерьере зданий. Он уместно смотрится не только в жилом доме, но и в достаточно солидном учреждении или организации. Отменные качественные характеристики и устойчивость к неблагоприятным воздействиям позволяют смело применять такой материал на фасаде даже в местах с очень суровым климатом. Наряду с эффективной защитой прикрываемой поверхности современный скошенный планкен обеспечит еще и особо уютную атмосферу в доме.

С помощью этого материала часто отделывают:

Категории

Принято выделять несколько ключевых разрядов косого планкена:

Размеры

Длина планкена может колебаться от 2,5 до 6 м. Толщина досок обычно составляет 15 — 25 мм. При этом их ширина варьируется от 70 до 140 мм. Именно таковы стандартизированные габариты материала, который можно купить у любого поставщика.

Однако всегда можно заказать изделие еще и по индивидуальным габаритам, учитывая все свои потребности.

Варианты укладки

Вертикальная

Использование вертикального планкена для откосов и других конструкций — одна из современных европейских новинок. Подобный подход успешно пережил суровое соперничество с другими способами оформления. Именно по вертикали очень часто кладут фасадную доску. Она будет смотреться крайне эффектно и станет буквально притягивать восторженные взгляды. Этот шаг точно подойдет для людей, которые хотят провести смелый эксперимент, используя при этом проверенный материал.

Вертикальный планкен находит все более широкое применение во внутреннем оформлении помещений. Уложенная таким образом доска смотрится выразительно. Если еще ее и покрасить, можно добиться буквального «расцветания» текстуры. Это решение позволит визуально нарастить высоту стен. Вертикальная укладка планкена поможет обновить обстановку и гармонично впишется даже в современный интерьер.

Такой метод отделки исключительно надежен. Эксплуатация материала вполне практична. Но обязательно применяются повышенные требования к качеству используемых конструкций. Если при их изготовлении были нарушены ключевые нормы технологического процесса, проблемы неизбежны.

Потому покупать изделия необходимо только у проверенных поставщиков с собственным производством.

Горизонтальная

Методика выкладки планкена по горизонтали отличается легкостью и потому широко распространена. Подобное решение реализуемо даже без специального инструментария и больших физических усилий. Если скос угла составляет 45-75 градусов, крепить материал требуется так же, как и черепицу, — снизу наверх. В любом случае планки должны разделяться зазорами определенного размера, чтобы исключить деформирование сборки со временем.

Облицовка из природного дерева будет «дышать», расширяясь при росте влажности и уменьшаясь по мере сушки, а зазоры компенсируют это движение.

Диагональная

Такой подход к установке деревянной планки сложнее двух предыдущих вариантов, и его даже считают своего рода искусством. Многие мастера добиваются формирования не только неповторимых узоров, но и целых картин. Они сочетают для этой цели блоки разного размера и несходного оттенка. Сам монтаж не слишком сложен, главное разравнивать верхние и нижние края досок.

В остальном особых специальных навыков не потребуется.

Монтаж

Наиболее простым способом крепления косого планкена признана фиксация декоративными гвоздями. В этом варианте на 1 доску приходится 2 крепежа — и соединение оказывается максимально надежным. Специалисты иногда советуют применять вертикальные ряды гвоздей, но другие мастера с этим не согласны. Окончательный выбор, как именно крепить, остается за владельцем. Предпочтение того или иного подхода влияет лишь на декоративные параметры, а качество отделки не изменяется.

Гвозди или шурупы (саморезы) могут фиксироваться с видимыми снаружи шляпками. В таком случае говорят про открытый способ монтажа. Несмотря на худшие эстетические качества, данный метод имеет и привлекательное свойство — упрощает ремонт. При закрытой методике крепления нужны специальные крепежи. Их закрепляют на внутреннюю поверхность планкена, а другой край присоединяется к фасаду.

К сведению: для получения самого планкена на производствах часто применяют специальные фрезы. Независимо от этого для его крепления рекомендуют использовать шведские шурупы марки Essve с неповторимым покрытием типа CorrSeal. Специальное антикоррозийное напыление надежно предотвращает образование ржавых потеков. Головка шурупа малозаметна на фоне древесины, а насечки спроектированы таким образом, чтобы не повреждать материал чрезмерно. Исключается появление заусенцев, древесных задиров.

Альтернативное решение — фиксация с помощью «змейки». Отделочную доску профессионалы рекомендуют класть внахлест, как уже говорилось, но только «змейка» позволяет установить скошенные планки скрытым способом. Фасадную или террасную доску на такие пластины ставят только по лагам. Ширина направляющих должна быть как минимум вдвое больше, чем ширина самих крепежных изделий. Доски сначала раскладывают на ровной поверхности оборотной стороной кверху.

Далее внимательно размечают места, где будут ставить крепеж. Его присоединяют к намеченным позициям. Выход концов пластин за контур доски минимум на 10 мм обязателен! Крепежные элементы ставят везде, где есть пересечение с направляющими частями обрешетки. Конец крепления без отверстия для самореза нужно подводить под предшествующую доску в зазор, угловой блок заранее собирают на земле, связывая доски металлическим уголком.

О том, как выполнить монтаж скошенного планкена на фасад дома, вы можете узнать из видео ниже.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *