Анодирование. Процессы анодирования серной кислотой

Первый процесс анодирования серной кислотой был запатентован в 1927 году в Великобритании, однако впервые он начал широко применяться в США. С тех пор анодирование серной кислотой распространилось по всему миру, и были запатентованы различные разновидности данного вида обработки.

На начальном этапе развития данных процессов растворы для анодирования содержали около25% (вес) серной кислоты, а в последующие годы её концентрацию понижали до 10-20% (вес) в зависимости от требований к свойствам получаемой плёнки, и то же время в раствор стали добавлять различные буферные добавки. Во  всех промышленных процессах используется постоянный ток. Условия стандартных процессов обычно предполагают плотность тока 1-2 А/дм² при напряжении 10-22 В, а обработка в ванне происходит при температуре от 15 до 24ºС в течение около 60 мин. После анодирования (и если требуется, покраски) изделие проходит процедуру уплотнения в кипящей воде или паре.

В результате подобного анодирования на большинстве алюминиевых сплавов можно получить бесцветное, прозрачное покрытие, однако если сплавы содержат большое количество марганца или кремния или неоднородны по составу, на них образуется покрытие сероватого или коричневатого оттенков.  Практически во всех случаях с увеличением толщины плёнки покрытие теряет свою прозрачность.

Определённые условия обработки будут зависеть от дальнейшего применения изделия и желаемых свойств плёнки (особенно при анодировании серной кислотой) даже небольшие изменения условий процесса, в особенности температуры электролита, могут сильно повлиять на свойства плёнки, и поэтому их следует тщательно контролировать. Использование разбавленных растворов при пониженной температуре благоприятствует образованию более твёрдых покрытий; в то время как при использовании более концентрированных растворов с увеличением температуры и времени обработки, то есть это те факторы, которые благоприятствуют растворению покрытия в электролите, происходит образование более мягких на поверхности и пористых или порошкообразных внутри покрытий, которые впоследствии можно без труда удалить. По этой же причине покрытия не обладают одинаковой твёрдостью и сопротивлением износу по всей плёнке,  эти показатели снижаются по мере приближения к её внешнему краю. Всегда существует баланс между образованием оксидной плёнки и её повторным растворением в электролите на основе серной кислоты, и таким образом осуществляется как регулирование верхнего предела её толщины, которую можно получить при любых определённых условиях обработки, так и контролирование её свойств. То, как на практике происходит изменение параметров анодирования во  время типичных процессов блестящего, архитектурного и твёрдого анодирования показано в таблице. Различие условий блестящего и защитного анодирования показано в таблице, оно является результатом влияния напряжения при анодировании на шероховатость границы раздела металл/оксид, приложение более высокого напряжения приводит к большей шероховатости раздела металл/оксид, а следовательно происходит снижение коэффициента зеркального отражения.

При рассмотрении условий анодирования не будет сильным преувеличением сказать, что изменение одного параметра  влечёт за собой соответствующие изменения других параметров, а их соотношение варьируется  в зависимости от обрабатываемого сплава. Напряжение, необходимое для получения тока той же плотности при обработке разных сплавов может сильно отличаться. Этот фактор следует учитывать при необходимости соответствия спецификациям,  и именно поэтому не рекомендуется производить одновременную обработку различных сплавов.

Различные условия анодирования серной кислотой в зависимости от дальнейшего применения изделия.