Анодирование. Изменение условий при сернокислом анодировании. Продолжение 1

Есть работы и других исследователей, которые так же использовали высокую температуру электролита и высокую концентрацию, а Пати, Сачи и Паолини , которые производили детальные исследования влияния рабочих переменных факторов на коррозийную и абразивную стойкость, а так же на другие свойства анодного оксидного покрытия, получаемого в серной кислоте, пришли к заключению, что наилучшие результаты получаются  в сернокислом электролите 15% (вес) при 25ºС, а так же в 25% электролите при 18ºС. Спунер отметил, что при использовании 15% (вес) раствора повышение температуры с 15 до 25ºС приводит к значительному уменьшению количества коррозийных язв, которые появляются в результате воздействия внешней среды. Правда, эти условия не годятся для получения толстых пленок для архитектурных целей.

Израильские ученые проводили исследования влияния примесей в электролите на свойства пленки.  В частности, они изучали влияние ионов нитрата и пришли к выводу, что для повышения эффективности анодирования следует использовать 1000 мг/л нитрата в 20% (вес) электролите серной кислоты.

Одним из наиболее вредных компонентов электролита серной кислоты  является хлорид, при содержании более 200 мг/л его присутствие может привести к появлению точечной коррозии . Существуют сведения, что ионы тяжелых металлов так же могут представлять собой определенную проблему, особенно при анодировании осветленных металлов.

Главой примесью, которая всегда присутствует в электролите, является алюминий, однако считается, что его содержание порядка 5 г/л является скорее благоприятным, чем вредным. Скорость аккумулирования алюминия в электролите зависит от условий обработки, однако чаще всего на метр квадратный  анодируемой поверхности (пленка 20 микрон) растворяется порядка 10 г алюминия. Максимально допустимое содержание алюминия являлось темой многих исследований, наиболее частым результатом которых было максимальное содержание 15-20 г/л. С другой стороны, согласно стандарту DEF STAN 03-25/3  содержание алюминия может варьироваться в зависимости от концентрации серной кислоты. Для архитектурных целей в Спецификациях Кваланод  указывается, что содержание алюминия должно ограничиваться 15 г/л при использовании сернокислого электролита.

В общем и целом надо заметить, что высокое содержание алюминия не всегда приводит к ухудшению качества пленки, однако в этом случае возможно нежелательное проникновение алюминия  в теплообменники и катушки охлаждения, а так же нарушение циркуляции кислоты. На большинстве заводов электролит, в котором содержание алюминия превысило допустимый уровень, сливается и заменяется новым. На других используются системы ионообмена для регенерации использованного сернокислого электролита. В качестве альтернативы можно предложить осаждение алюминия в форме алюминиевого-аммониевых квасцов путем добавления  сульфата алюминия и охлаждения, или сульфата щелочного металла, с целью продления срока службы электролита путем удержания алюминия в растворе

Помимо ионных примесей, внимание следует так же уделять и тому, чтобы в электролите не содержалось примесей масла или смазки. Наиболее частым источником подобных примесей является  воздух, используемый для перемешивания, поэтому на всех воздушных линиях необходимо использовать ловушки для масла, особенно, если на линии установлен компрессор. Если в электролите содержится даже незначительное количество масла, то оно тут же попадет на поверхность покрытия и помешает окраске, а так же приведет к появлению пятен. Наличие на обрабатываемой детали масла или смазки может глобально нарушить процесс образования пленки.

Повсеместно считается, что для эффективного анодирования требуется перемешивание электролита, однако исследований на эту тему существует не так много. Спунер работал с ванной 1250 литров, содержащей 15% (вес) электролита серной кислоты при 21ºС и с приложением напряжения 18 Вольт. При этом он записывал плотность тока, получаемую при различной интенсивности перемешивания. Результаты приводятся в таблице.

Влияние интенсивности перемешивания на плотность тока анодирования (сплав 1050)

Очевидно, что наилучших результатов можно добиться, работая при таких условиях, когда малые изменения воздушного потока не влияют на плотность тока, поэтому рекомендуется, чтобы интенсивность перемешивания соответствовала, по крайней мере, значению «Умеренно». Фактор перемешивания так же играет важную роль для контролирования толщины пленки, так как он влияет на интенсивность повторного растворения  покрытия в процессе анодирования. Это так же было продемонстрировано Спунером в его исследовании, при проведении которого использовалась плотность тока 1.6 А/дм2 (15 А/фут2).

Влияние интенсивности перемешивания на напряжение в ванной и толщину анодной оксидной пленки  (плакированный сплав 1050)

Те же исследования проводились и учеными Прати, Сачи и Паолини, при этом они получили приблизительно те же результаты.