Get Adobe Flash player

Анодирование переменным током.

Для анодирования с переменным током может быть использован электролит на основе серной кислоты, однако на практике подобная методика обработки применялась разве что для обработки проволоки. Случай практического применения был описан Дженни в 1937  ,он считал, что получаемые таким образом покрытия обладают большей гибкостью и  чистотой. Это в основном обусловлено тем фактом, что при сравнении прямого и переменного тока при одном и том же среднеквадратическом значении, при использовании переменного тока анодирование длиться  вдвое меньше, так что эффективная плотность тока тоже будет вдвое меньшей, а соответственно получаемое в результате покрытие будет иметь намного меньшую толщину. Сачи и Паолини провели достаточно подробное сравнительное исследование процессов с использованием переменного и постоянного тока при совершенно одинаковых рабочих условиях, т.е. при одном и том же положительном токе. При этом они изучали влияние обоих типов тока на коэффициент покрытия, уплотнение, структуру, толщину барьерного слоя цвет, отражательную способность, способность к поглощению красителя, коррозийные свойства и стойкость к истиранию. В результате они пришили к следующим выводам:

1. Всеобщее мнение о том, что пленки, полученные с переменным током, являются более прозрачными, было отчасти подтверждено, а отчасти опровергнуто: при использовании переменного тока на некоторых сплавов действительно можно получить более чистые пленки, однако это в первую очередь связано с малой толщиной получаемой пленки по сравнению с пленками, получаемыми с помощью постоянного тока при той же (эффективной) плотности тока или том же общем напряжении в электролитической ванне.

2. Так же было частично подтверждено всеобщее мнение о том, что пленки, полученные с помощью переменного тока, позволяют получить более глубокую и равномерную окраску. Однако того же можно добиться и при использовании постоянного тока с более низким напряжением. Надо, правда, заметить, что при обработке литься использование переменного ток все же может оказаться весьма выгодным, благодаря своему обезжиривающему действию

3. Не было подтверждено мнение, о том, что анодирование переменным током является более дешевым: данный процесс требует использования более высокого напряжения и тока, имеющего на 50% больший КПД, чем при анодировании постоянным током, поэтому можно смело заявить, что при работе на протяжении долгого периода времени все преимущества использования более дешевого источника ток будут сведены к нулю.

4. При помощи переменного тока не возможно получить толщину пленки более 12 микрон, поэтому его не стоит использовать в тех случаях, когда требуется высокая стойкость к воздействию точечной коррозии, как, например, в случае с производством архитектурных пленок для использования в суровых климатических условиях.

5. Количество пор в пленках, полученных с помощью переменного тока, является несколько большим, чем у эквивалентных пленок, полученных с помощью постоянного тока, однако первые пленки намного сильнее подвержены гидратации в процессе уплотнения, чем можно было бы предположить исходя из их реальной поверхности.

6.Толщина барьерного слоя пленок переменного тока обычно находится в пределах от 1 до 1.11 мм/В, если в качестве формирующего напряжения принимается максимальное напряжение для переменного тока.

7. При нормальных условиях анодирования эффект выпрямления алюминиевого электрода составляет только порядка 15%; перепад анодного напряжения при плотности тока 1.5 А/дм2 при использовании нормальных условий ванны составляет порядка 6-7 В, что значительно меньше, чем при использовании постоянного тока.

8. Пленки, получаемые с помощью переменного тока, имеют желтоватую естественную окраску; глубина цвета зависит только от толщины пленки, а не от условий анодирования; убрать цвет можно путем уплотнения в кипящей воде, а увеличить интенсивность окраски можно путем добавления в ванну для анодирования ионов Cu или Fe.

9. Абразивная и коррозийная стойкость пленок, полученных с помощью переменного тока намного меньше, чем у эквивалентных пленок, полученных с помощью постоянного тока, особенно если проводить сравнение на пленках, имеющих толщину более 6 микрон, полученных при низкой температуре и высокой плотности тока; результаты сравнения становятся более благоприятными для пленок переменного тока, если в него включить так же и тонкие, мягкие и чистые пленки, получаемые при высоких температурах и низкой плотности тока.

В последнее время анодированию с переменным током стало уделяться все больше и больше внимания и Капе ,в частности, внес в эти работы немалый вклад. Он обращал особое внимание на катодную реакцию с участием серной кислоты, которая происходит при анодировании переменным током с получением сульфида водорода в пленке, при том надо заметить, что получаемые таким образом покрытия после извлечения из электролита для анодирования имеют запах сульфида водорода.  Пленки, получаемые на алюминии коммерческой чистоты с толщиной 15-20 микронов, имеют выраженную зеленовато-желтую окраску, а пленки, получаемые на медьсодержащих сплавах, имеют светло-серую окраску; пленки на кремнийсодержащих сплавах имеют темно-серый цвет.

Эти естественные окраски подвержены значительным изменениям при уплотнении в кипящей воде. При этом наблюдается обесцвечивание пленок на сплавах коммерческой чистоты, а пленки на медьсодержащих сплавах приобретают зеленоваты оттенок, вследствие образования в пленке сульфида меди. При уплотнении сплавов, содержащих магний или никель, пленка приобретает коричневаты оттенок. Образование этих цветов довольно плохо поддается контролю однако здесь можно порекомендовать добавление к сернокислому содержимому пленки тяжелых металлов с получением окрашенных сульфидов. Японские исследователи так же  заостряли внимание на эффекте сульфидного окрашивания.

Хотя сульфид можно использовать для окраски пленок, однако если требуется получение чистой пленки, то его присутствие оказывается крайне нежелательным, поэтому Капе предлагал использование окислителя, типа двойной соли сернокислого железа и сернокислого аммония или перманганата калия для окисления сульфида. При этих условиях, согласно его наблюдениям, можно осуществлять анодирование при высокой плотности тока, в результате чего возможно получение пленок до 90микрон в толщину. В своей заключительной работе на эту тему Капе проводил сравнение сернокислых процессов с использованием постоянного и переменного тока. При этом в процессе анодирования с переменным током он использовал добавки 17.5 г/л железа, которое присутствовало в форме сульфата железа в 167 г/л сернокислого электролита, и выяснил, что получаемые в этом случае пленки имели такие же характеристики  абразивной стойкости, качества уплотнения и коррозийной стойкости, как и пленки, получаемые с использованием постоянного тока. В более толстых пленках наблюдалось некоторое пожелтение покрытия (25 микрон), однако на сплавах AL-LI-Cu 8090 покрытие имело привлекательный флорентийский желтый цвет. Ему так же удалось выяснить, что последний тип сплавов гораздо лучше подходил для анодирования, чем 2014А ли 7075.

Цвета получаемые (перед уплотнение) при погружении в соли сплавов 1100 или 6063, которые подвергались анодированию переменным током (15-25 микрон)

1100(CSIC) или 6063TF(HE9)

Солевой раствор Основной цвет

 

Виннокислый калий сурьмы (Sb3+) Оранжевый

 

Мышьяковокислый натрий (As5+)

 

Желтый
Цитрат аммония висмута (Bi3+)

 

Желто- коричневый
Сульфат меди (Cu2+)

 

Желто- коричневый
Ацетат кобальта (Co2+)

 

Черный
Ацетат кадмия (Cd2+)

 

Желтый
Хлористое золото (Au3+)

 

Фиолетовый (кассиевкий пурпур)
Уксуснокислый свинец (Pb2+)

 

Красное дерево
Двойная соль щавелевокислого железа(3) и щавелевокислого аммония (Fe3+)

 

Черный

 

Молибденовокислый натрий (Mo3+)

 

Оранжевый
Сернокислый аммоний никеля (Ni2+) Бронза

 

Селеновокислый натрий (Se3+)

 

Красновато-коричневый
Нитрат серебра (Ag1+) Серо-коричневый

 

Оловянный хлористый аммоний (Sn4+)

 

Матовый желтый
Оловянный хлористый аммоний (Sn2+)

 

Коричневый
Ацетат уранила

 

Коричневый

 

Айнер и Габе  так же проводили исследования на тему использования окислительных добавок. В своей последней работе Габэ указывал на роль модифицирующих добавок и говорил о том, что с их помощью возможно значительно увеличить толщину получаемой пленки и улучшить ее внешний вид. Наилучший эффект на пленку производило использование оксалата железа с хлоридом железа и цитратом железа.

Кукэ  исследовал процесс анодирования с использованием 15% и 38% сернокислого электролита при температурах 0-40ºС, плотности тока 3.0-12.0 А/дм2 и времени 0.5-30 минут, при этом он произвел измерения свойств получаемого в результате покрытия. Он пришел к выводу, что эффективность анодирования значительно увеличивалась при использовании высокой плотности тока, и что в этом случае возможно получение пленок с весьма хорошими качественными характеристиками. Так же он отметил присутствие сульфида в пленке и указал на то, что 60% от содержания серы в пленке было в форме сульфида, а не сульфата.

Исследователи из Израиля изучали возможность использования интерметаллических частиц при анодировании переменным током, более фундаментальные исследования на эту тему проводились так же ученым Барбоса и его коллегами.

Харрис провел исследования на тему возможности промышленного использования анодирования переменным током, результаты его исследований в настоящее время используются компанией ITT Canon для обработки литья и деформируемых сплавов.

Поделитесь с друзьями!

Опубликовать в своем блоге livejournal.com

Добавить комментарий

Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.