Механизация процесса анодирования. Анодирование проволоки

В последовательном анодировании с использованием автоматического оборудования следует различать два вида обработки:

а) последовательное анодирование проволоки и полос;

б) автоматическое анодирование готовых изделий.

В обоих случаях для обработки используется главным образом серная кислота, хотя возможна обработка и другими веществами.

Раньше при попытках последовательного анодирования проволоки использовались электролиты, в которых происходило образование барьерного слоя, затем для электрической изоляции алюминиевой проволоки стали использовать щавелевую кислоту, однако полученные результаты не шли ни в какое сравнение с изолированной медной проволокой. Главным препятствием была высокая скорость, которая требовалась при прохождении проволоки через раствор, что требовало применения тока очень высокой плотности для получения покрытий достаточной толщины. Таким образом, в примере, приведённом Пулленом, при прохождении алюминиевой проволоки диаметром 18 н.с.п.  через 20-ти футовый резервуар со скоростью 2000 футов в час для образования анодного покрытия толщиной 0.2 мил за 36 секунд обработки потребовалась бы сила тока 100А ( 100А для анодного покрытия толщиной 5 микрон на алюминиевой проволоке диаметром 18 н.с.п. при прохождении через резервуар длиной 6м со скоростью 600 миль/ч). Подобная сила тока слишком велика для передачи по проволоке с использованием обычных контактов, однако в этом случае ток поступал по жидкостным контактам, посредством которых он подводился к проволоке через электролит в одной ванне (иногда расположенной в специально оборудованной камере), из которой проволока подавалась в основной резервуар. На подобные конструкции было выдано множество патентов, в особенности на электрические контакты и системы охлаждения раствора. Чаще всего в качестве электролита использовалась серная кислота, иногда применялся переменный ток. В одном из таких проектов проволока или узкая полоска проходила через эбонитовую электродную камеру, расположенную в конце резервуара для обработки, причём её край был погружён а раствор, а проволока или полоска проходила через неё по маленькой насадке. Уровень раствора в камере поддерживался с помощью насоса, а избыток переливался в основной резервуар. Третий резервуар являлся частью установки для охлаждения раствора. При использовании постоянного тока на входе в камеру проволока является катодной, а на входе в основной резервуар она становится анодной. При использовании переменного тока требуются две электродных камеры, каждая из которых должна быть подсоединена ко вторичной обмотке трансформатора, а электроды должны состоять из двух или более пар проводов, в равной степени распределённых между обеими камерами. Как уже говорилось ранее, при анодировании проволоки предпочтение чаще отдается переменному току, так как при этом получалось более упругое покрытие.

Пуллен определил следующие размеры подобной установки: длина – 10 футов, ширина – 15 дюймов, глубина основного резервуара – 18 дюймов (3м, 4дм, 4.5дм). Основной резервуар должен быть сделан из обложенной резиной стали, перед ним проволока должна проходить через один или два небольших резервуара для обезжиривания, а после него – через резервуары для ополаскивания. В конце цепи находится намоточный барабан, вращающийся с различной скоростью для компенсирования последовательного изменения окружности наматывания по мере прохождения резервуаров проволокой или полоской. В случае необходимости после установки для анодирования можно установить ванну для окрашивания. При используемой силе тока, которая может соответствовать 20 кВ, могут возникнуть трудности с охлаждением самого резервуара. Как следствие  приходится применять такие насосы, которые прокачивают раствор через себя, например, напорный бак для охлаждения со змеевиками для подачи холодной воды или даже холодильник, когда это необходимо. Производительность установки, описанной выше будет составлять 8000-12000 футов (2400-3600 м) в час, и при переменном напряжении 40В будет потреблять около 300 А.  Практический опыт показывает, что лучше использовать меньшие по размеру установки, где бы проводилась обработка проволоки диаметром до 25-26 н.с.п. К описанным Пулленом установкам также можно присоединять резервуары для дальнейшей обработки, такой как уплотнение, промасливание или покрытие лаком. Уплотнение, например, после покраски, в данном случае будет осуществляться посредством погружения обработанного рулона в горячую воду на 3-4 часа с последующей сушкой при температуре 82ºС в течение такого же периода времени. Органические уплотнители лучше всего наносить во время наматывания проволоки на катушки.

Запатентованная во Франции ванна для анодирования проволоки содержит:

20% (объём) серной кислоты

3.5% (объём) хлорида магния

и используется при плотности постоянного тока 200 А/дм², наложенного на одну пятую плотности переменного тока. Может показаться, что использование электролита, содержащего хлорид магния, противоречит обычной практике, однако он успешно используется во Франции уже в течение многих лет, а Рейнолдс также запатентовал смесь серной (30%) и щавелевой (2.5%) кислот с добавлением 1% хлорида натрия, которую можно использовать при плотности тока 40 А/дм². Русские исследователи также указывают  в своих работах, что для анодирования можно использовать электролиты с содержанием хлора до 0.5 г/л. Альтернативным методом производства упругой плёнки является анодирование проволоки с прохождением её через шкивы различного диаметра, находящиеся в различных плоскостях; в то же время японские исследователи для удаления водорода с катода и увеличения скорости анодирования предлагают использовать вращающийся катод.