Несоблюдение стандарта преследуется по закону

1. Настоящий стандарт распространяется на опознавательную окраску, предупреждающие знаки и маркировочные щитки трубопроводов (включая соединительные части, арматуру, фасонные части и изоляцию) на проектируемых, вновь строящихся, реконструируемых и существующих примышленных предприятиях внутри зданий, на наружных установках и коммуникациях, находящихся на эстакадах и в подземных каналах с целью быстрого определения содержимого трубопроводов и облегчения управления производственными процессами, а также обеспечения безопасности труда.

Стандарт не распространяется на опознавательную окраску трубопроводов и коробов с электропроводкой.

2. Устанавливаются следующие десять укрупненных групп веществ, транспортируемых по трубопроводам:

1) вода;

2) пар;

3) воздух;

4) газы горючие (включая сжиженные газы);

5) газы негорючие (включая сжиженные газы);

6) кислоты;

7) щелочи;

8) жидкости горючие;

9) жидкости негорючие;

10) прочие вещества.

3. Опознавательная окраска и цифровое обозначение укрупненных групп трубопроводов должны соответствовать указанным в табл. 1.

4. Характеристики цветов опознавательной окраски должны соответствовать указанным в приложении 1.

5. Противопожарные трубопроводы, независимо от их содержимого (вода, пена, пар для тушения пожара и др.), спринклерные и дренчерные системы на участках запорно-регулирующей арматуры и в местах присоединения шлангов и др. устройств для тушения пожара должны окрашиваться в красный цвет (сигнальный).

При необходимости указания содержимого противопожарных трубопроводов допускается дополнительное обозначение их посредством маркировочных щитков, окрашиваемых в соответствующие отличительные цвета.

Таблица 1

6. Опознавательную окраску трубопроводов следует выполнять сплошной по всей поверхности коммуникаций или отдельными участками.

Метод выполнения опознавательной окраски должен выбираться в зависимости от расположения трубопроводов, их длины, диаметра, числа располагаемых совместно линий, требований техники безопасности и производственной санитарии, условий освещенности и видимости трубопроводов для обслуживающего персонала и общего архитектурного решения.

Окраску трубопроводов участками рекомендуется выполнять в цехах с большим числом и большой протяженностью коммуникаций, а также в тех случаях, когда по условиям работы из-за повышенных требований к цветопередаче и характеру архитектурного решения интерьера нежелательна концентрация ярких цветов.

Опознавательную окраску по всей поверхности трубопроводов рекомендуется применять при небольшой длине и относительно небольшом числе коммуникаций, если она не ухудшает условия работы в цехах.

На наружных установках опознавательную окраску по всей поверхности рекомендуется применять только в тех случаях, когда это не вызывает ухудшения условий эксплуатации вследствие воздействия на коммуникации солнечной радиации.

7. При нанесении опознавательной окраски участками на трубопроводы, находящиеся внутри производственных помещений, остальную поверхность коммуникаций рекомендуется окрашивать в цвет стен, перегородок, потолков и, прочих элементов интерьеров, на фоне которых находятся трубопроводы. При этом не допускается окрашивать трубопроводы между участками опознавательной окраской, принятой для обозначения других укрупненных групп веществ.

8. При нанесении опознавательной окраски участками на трубопроводы, находящиеся вне зданий, остальную поверхность коммуникаций рекомендуется окрашивать в цвета, способствующие уменьшению теплового воздействия солнечной радиации на трубопроводы.

9. При прокладке коммуникаций в непроходных каналах и при бесканальной прокладке коммуникаций, участки опознавательной окраски на трубопроводах следует наносить в пределах камер и смотровых колодцев.

10. Участки опознавательной окраски должны наноситься с учетом местных условий в наиболее ответственных пунктах коммуникаций (на ответвлениях, у мест соединений, фланцев, у мест отбора и КИП, в местах прохода трубопроводов через стены, перегородки, перекрытия, на вводах и выводах из производственных зданий и т. п.) не реже чем через 10 м внутри производственных помещений и на наружных установках и через 30-60 м на наружных магистральных трассах.

11. Ширина участков опознавательной окраски должна приниматься в зависимости от наружного диаметра трубопроводов (с учетом изоляции):

для труб диаметром до 300 мм-не менее четырех диаметров;

для труб диаметром свыше 300 мм-не менее двух диаметров.

При большем числе параллельно расположенных коммуникаций участки опознавательной окраски на всех трубопроводах рекомендуется принимать одинаковой ширины и наносить их с одинаковыми интервалами.

При больших диаметрах трубопроводов участки опознавательной окраски допускается наносить в виде полос, высотой не менее 1/4 окружности трубопровода.

Ширина полос должна соответствовать размерам, установленным для трубопроводов данного диаметра.

12. Для обозначения наиболее опасных по свойствам транспортируемых веществ на трубопроводы следует наносить предупреждающие цветные кольца.

Цвета опознавательной окраски для предупреждающих колец должны соответствовать указанным в табл. 2.

13. В случаях, когда вещество одновременно обладает несколькими опасными свойствами, обозначаемыми различными цветами, на трубопроводы одновременно следует наносить кольца нескольких цветов.

На вакуумных трубопроводам, кроме отличительной окраски, необходимо давать надпись «вакуум».

14. По степени опасности для жизни и здоровья людей или эксплуатации предприятия вещества, транспортируемые по трубопроводам, должны подразделяться на три группы, обозначаемые соответствующим количеством предупреждающих колец в соответствии с табл. 3.

15. Характеристики сигнальных цветов должны соответствовать указанным в приложении 2.

16. Ширина предупреждающих колец и расстояние между ними должны приниматься в зависимости от наружного диаметра трубопроводов в соответствии с черт. 1 и табл. 4.

17. При большом числе параллельно расположенных коммуникаций предупреждающие кольца на всех трубопроводах следует принимать одинаковой ширины и наносить их с одинаковыми интервалами.

Таблица 2

Примечания:

1. При нанесении колец желтого цвета по опознавательной окраске трубопроводов газов и кислот кольца должны иметь черные каемки шириной не менее 10 мм.

2. При нанесении колец зеленого цвета по опознавательной окраске трубопроводов воды кольца должны иметь белые каемки шириной не менее 10 мм.

18. Газоотводные линии и отдувка в атмосферу в зависимости от их содержимого должны иметь опознавательную окраску, установленную для условного обозначения укрупненных групп, с извилистыми поперечными кольцами соответствующего сигнального цвета.

19. Для обозначения трубопроводов с особо опасным для здоровья и жизни людей или эксплуатации предприятия содержимым, а также при необходимости конкретизации вида опасности, дополнительно к цветным предупреждающим кольцам должны применяться предупреждающие знаки.

20. Предупреждающими знаками должны обозначаться следующие вещества: ядовитые, огнеопасные, взрывоопасные, радиоактивные, а также прочее опасное содержимое трубопроводов (например, вещества, представляющие опасность при разбрызгивании и др.).

21. Предупреждающие знаки должны иметь форму треугольника. Изображения, должны быть черного цвета на желтом фоне.

Таблица 3

Примечание. Для веществ, опасных по свойствам или сочетанию свойств, не вошедших в данную таблицу, группы опасности должны устанавливаться по согласованию с органами Госгортехнадзора.

23. В тех случаях, когда от воздействия агрессивных протекающих веществ может произойти изменение оттенка отличительных цветов, трубопроводы должны быть обозначены при помощи маркировочных щитков.

24. Маркировочные щитки должны применяться для дополнительного обозначения вида веществ и их параметров (температуры, давления и т. д.), необходимых по условиям эксплуатации. На маркировочные щитки на трубопроводах или на поверхности конструкций, к которым прикреплены трубопроводы, должны наноситься буквенные или цифровые надписи.

25. Надписи на щитках трубопроводов должны выполняться четким, хорошо различимым шрифтом и не должны содержать лишних данных, малоупотребимых терминов и непонятных сокращений. Шрифт для надписей рекомендуется принимать в соответствии с ГОСТ 10807-78.

Допускается обозначение вида вещества посредством цифр в соответствии с приложением 3. Обозначение вида вещества посредством химических формул не допускается.

26. Направление потока веществ, транспортируемых по трубопроводам, должна указываться острым концом маркировочных щитков или стрелками, наносимыми непосредственно на трубопроводы.

Форма и размер стрелок должны соответствовать форме и размеру маркировочных щитков.

27. Маркировочные щитки должны выполняться четырех типов:

1-для указания потока, движущегося в обоих направлениях;

2-то же, в левом направлении;

3-то же, в правом направлении;

4-для указания места отбора транспортируемого вещества.

29. Варианты размеров маркировочных щитков, надписей и предупреждающих знаков следует применять преимущественно:

1-в лабораториях;

2 и 3-в производственных помещениях;

4 и 5-на наружных установках и наружных магистральных трассах.

30. Предупреждающие знаки при креплении их на трубопроводах следует ставить совместно с маркировочными щитками.

31. Высота маркировочных надписей на трубопроводах должна приниматься в зависимости от наружного диаметра трубопровода Цвет маркировочных надписей и стрелок, указывающих направление потока, наносимых на трубопроводы и маркировочные щитки, должен быть белым или черным с учетом обеспечения наибольшего контраста с основной окраской трубопроводов.

Цвет надписей при нанесении их на фоне опознавательной окраски принимают:

белым-на зеленом, красном и коричневом фоне;

черным-на синем, желтом, оранжевом, фиолетовом и сером фоне.

32. Размер маркировочных щитков, надписей и предупреждающих знаков должен выбираться в зависимости от расстояния, с которого они должны восприниматься персоналом, связанным с эксплуатацией

33. Лакокрасочные покрытия для выполнения опознавательной окраски, маркировочных щитков и предупреждающих знаков должны осуществляться в соответствии с действующими стандартами на лакокрасочные материалы и покрытия в зависимости от материала трубопроводов или защищающей их изоляции и условий эксплуатации, а также стоимости лакокрасочных покрытий и технологии их нанесения.

34. Лакокрасочные материалы, применяемые для выполнения опознавательной окраски, маркировочных щитков и предупреждающих знаков, должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов, а также технической документации, утвержденной в установленном порядке.

35. При подготовке поверхностей под окраску, нанесении и сушке лакокрасочных покрытий должны соблюдаться правила по технике безопасности и противопожарные мероприятия, предусмотренные действующими противопожарными нормами и правилами.

36. В отапливаемых и вентилируемых производственных помещениях без агрессивных сред опознавательную окраску трубопроводов, маркировочных щитков и предупреждающих знаков рекомендуется выполнять пентафталевыми эмалями марок ПФ-115 по ГОСТ 6465-76, ПФ-133 по ГОСТ 926-82 и других марок по технической документации, утвержденной в установленном порядке.

Окраску противопожарных трубопроводов и оборудования рекомендуется выполнять красной эмалью по технической документации, утвержденной в установленном порядке.

37. Цвета опознавательной окраски и сигнальные цвета допускается принимать в соответствии со следующими эталонами картотеки цветовых эталонов: зеленый № 343-344; красный № 10-11; синий № 423-424; желтый № 205-206; оранжевый № 101-102; фиолетовый № 505-506; коричневый № 647-648; серый № 894-895. Необходимые оттенки фиолетового и коричневого цветов в соответствии с образцами табл. 1 могут быть получены путем добавления белой краски.

38. Опознавательная окраска трубопроводов и цветовая отделка маркировочных щитков и предупреждающих знаков должны периодически возобновляться с учетом обеспечения ясной видимости цветов, изображений и надписей. Окраска должна быть ровной, без потеков, морщин, пятен и не должна отслаиваться.

39. Маркировочные щитки, надписи и предупреждающие знаки должны располагаться с учетом местных условий в наиболее ответственных пунктах коммуникаций (на ответвлениях, у мест соединений, у мест отбора, у вентилей, задвижек, клапанов, шиберов, контрольных приборов, в местах прохода трубопроводов через стены, перегородки, перекрытия, на вводах и выводах из производственных зданий и т. д.).

Маркировочные щитки, предупреждающие знаки и надписи на трубопроводах следует располагать в хорошо освещенных местах или подсвечивать, чтобы

обеспечить их ясную видимость, при этом источники света не должны закрывать изображений и надписей, а также ослеплять персонал при наблюдении за ними.

Износостойкость гальванического или химического покрытия зачастую является большей, чем у механически обработанных поверхностей. Например, Баталов в результате наблюдений установил, что потеря алюминием отражательной способности в результате 7- дневного воздействия раствора хлорида натрия составляла только 3% по сравнению с 15 % для поверхности, подвергнутой механической обработке.  Это само по себе уже не позволяет сделать вывод, что коррозийная стойкость может быть улучшена путем использования  гальванической обработки. Подобные результаты были получены и Джакетом для латуни, которую погружали как в кислотный, так и в щелочной растворы. Опыт показал, что уменьшение потери блеска может сопровождаться увеличением потери массы. Это говорит о том, что с поверхности, подвергнутой  гальванической обработке, металл удаляется более равномерно. С другой стороны не возникает никаких сомнений в том, что по крайней мере у алюминия прошедшего электро- или химическую обработку коррозийная стойкость, будет выше, чем у металла, обработанного механическим способом. Отчасти это происходит благодаря самой природе оксидной пленки, а так же в результате уменьшения разницы потенциалов между границами зерен и зернами.

Что удивительно, вышеописанное влияние процесса гальванической обработки на коррозийную стойкость алюминия становится еще более выраженным после анодирования (см. таблицу). В данном случае, когда рефлекторы подвергаются гальванической обработке в растворе фосфорной кислоты-бутилового спирта или хлорной кислоты-глицерина так же можно наблюдать общее улучшение механически обработанных поверхностей. В общем и целом, результаты приведенные в таблице, подтверждают полученный практический опыт, который показывает, что алюминиевые отражатели, изготовленные путем гальванической обработки или анодирования, имеют гораздо лучшую износостойкость, чем отражатели, изготовленные из других материалов.

Изменения отражательных свойств в результате:

А. 56-дневного испытания при 40°C, относительной влажности 94-98%;

В. 30-и дневного импульсного распыления соли ( 5 минут через каждые 2 часа), 3% NaCl, 35°C

Технологические процессы химического и электрохимического глянцевания играю значительную роль в металлообрабатывающей промышленности, помимо своего прямого назначения для обработки бижутерии, утвари, шариковых ручек, бритв и т.д. они широко используются для обработки элементов внутренней отделки зданий и автомобилей. Так же они применяются при производстве электронных деталей с высокой добавленной стоимостью, типа деталей для компьютеров и устройств для хранения информации.

В частности,  в автомобильной промышленности алюминий, глянцованный с помощью анодирования, пережил в свое время серьезную конкурентную борьбу. Так в 1960-ых он благодаря своей высокой коррозийной стойкости, низкой стоимости его производства и большими возможностями для контроля производственного процесса, заменил собой уже давно используемый материал, каковым на тот момент являлась хромированная сталь. Из глянцованного путем анодирования алюминия изготавливались вентиляционные решетки, стекла для фар и элементы окон, а в некоторых случаях, в частности в марках автомобилей Триумф Витесс и многих моделях Вольво из него производились даже бампера. Бампер Витесс являлся в первую очередь декоративным элементом и изготавливался из высокочистого экструзионного сплава Al-Mg-Si, а бампера Вольво были более функциональными и изготавливались из высокопрочных экструзионных сплавов Al-Zn-Mg с использованием алюминия высокой степени чистоты.

Следует заметить, что с появлением в 1970-ых пластиков с гальваническим покрытием и развитием тенденции к производству покрытий с меньшими отражательными свойствами, одинаково сильно пострадали как промышленность, занимающаяся  глянцевания посредством анодирования, так и промышленность, занимающаяся производством хромированных покрытий. Ситуация вновь начала изменяться в середине 1970-ых с ростом цен на топливо и необходимостью его экономии, которая осуществлялась за счет веса автотранспортных средств. Во всех случаях от алюминия, глянцованного методом анодирования, требовался высокий уровень коррозийной стойкости, а Бигфорд и Томас постановили, что основными факторами, которые следует учитывать для получения подобного результата, являются чистота алюминия и особенности процесса анодирования, т.е. однородность металла, его чистота, отсутствие дефектов, а так же его тщательная обработка на всех этапах производства и эксплуатации. Процесс анодирования должен выполняться при тщательно контролируемых условиях для получения необходимого внешнего вида, а это в свою очередь можно обеспечить лишь путем использования детали надежного качества. Тщательное наблюдение, проводившееся на протяжении 10-и лет, показало, что алюминиевое покрытие способно сохранять превосходный внешний вид даже при минимальной очистке и обслуживании. До сих пор не было зарегистрировано случаев появления на поверхности пятен или потери цвета или блеска. Даже в случае повреждения  пленки потеря внешнего вида является локальной и не приводит к появлению других повреждений. Это является существенным отличием от крашенных поверхностей или поверхностей с обычным металлическим покрытием, которые наносятся на мягкую сталь, где основание не обладает стойкостью к коррозии по определению, а повреждение покрытия всегда представляет собой серьезную проблему. Особенно хорошо это можно увидеть на примере автомобильного колеса, где подобные повреждения – достаточно частое явление, поэтому применение анодирования алюминия является вполне оправданным

После гальванической обработки и химической обработке на поверхности остается тонкий слой материала из твердых частиц, который называется «сажа». Состав его может варьироваться в зависимости от сплава и используемого для обработки раствора. Обычно он состоит из оксидов металлов, входящих в состав сплава, в частности из оксида алюминия. «Сажу» можно удалить с помощью хроматированных кислотных растворов, однако это не очень хорошо с экологической точки зрения.  Шульц и Аскин разработали раствор без хромата на основе 15-95% азотной кислоты, 1-80% уксусной кислоты, 1-40 % общего количества воды и 35 г/л фторида, или   предпочтительней 135 г/л бифторида аммония. Для удаления более стойких типов сажи рекомендуется добавка 5-20% фосфорной кислоты. Очистка подобного рода выполняется на протяжении 0.5-2 минут при комнатной температуре.

Помимо уменьшения зеркальной отражательной способности, которая происходит из-за наличия включений посторонних металлов в анодное оксидное покрытие, шероховатость поверхности может увеличиваться под действием самого процесса анодирования сплавов алюминия, содержащих тяжелые металлы. Это видно из таблицы

Отражательная способность анодированного алюминия с различной степенью чистоты

Все образцы подверглись анодированию в 7% (объем) серной кислоте при 20-22ºС и 10 амперах/фут² (1 А/дм²). Значения отражательной способности до и после анодирования приведены в столбцах В и А соответственно, а в столбце О приводятся значения отражательной способности после очистки анодного покрытия в растворе на основании хромовой и фосфорной кислоты, которые говорят об уменьшении отражательной способности  в результате самого действия анодирования, которое увеличивает шероховатость поверхности. Очевидно, что для сверхчистого металла и 99.8% алюминия эффект огрубления не играет сколько-нибудь значительной роли, однако для алюминия, имеющего чистоту 99.5% это может привести к определенной потере отражательной способности (разница между В и О). Еще более выраженное отрицательное влияние на отражательную способность оказывает присутствие примесей в самой пленке (разница между А и О).

Существуют свидетельства, что наиболее сильное влияние на зеркальную отражательную способность оказывают частицы примесей, имеющие от 0.3 до 0.5 микрон в диаметре. Более мелкие частицы оказываются слишком маленькими относительно длины световой волны и не оказывают поэтому никакого видимого воздействия, а более крупные частицы встречаются достаточно редко.

Даже сами условия осуществления анодирования могут оказывать значительное влияние на зеркальную отражательную способность поверхности. Влияние плотности тока и температуры ванны для анодирования, а так же концентрации кислоты приведены в следующей таблице.

Отсюда так же видно, что наибольшие значения отражательной способности получаются при повышенной температуре, пониженной плотности тока и высокой концентрации кислоты. К сожалению получаемое при этих условиях покрытие является мягким и обладает малой стойкостью к истиранию. Поэтому в конечном итоге для получения покрытий, обладающих и стойкостью  к истиранию и хорошей отражательной способностью приходится идти на определенные компромиссы. Причины ухудшения качеств глянцевого покрытия в процессе анодирования изучались ученым Куке, который доказал, что это может быть связано с используемым напряжением. Он предположил, что инертные составляющие, типа составов Al-Fe-Si, кремния или MnAl₆, обладают лучшей проводимостью, чем матрица вокруг них, что в свою очередь приводит к локальной концентрации тока. Это выражается в формировании под ними так называемой «конической неровности».

Влияние температуры, концентрации и плотности тока на зеркальную отражательную способность анодированного сплава 99.7%Al-1%Mg

10

Она может вырасти до размера, во много раз превышающего размер оригинальной частицы, т. е. до такого уровня, при котором на стыке алюминия и оксида алюминия возникает шероховатость. Степень шероховатости зависит от используемого напряжения анодирования, причем шероховатость увеличивается по мере увеличения напряжения. Таким образом, для получения улучшенного качества глянцевой поверхности рекомендуется использование большей концентрации кислоты и  более высокой температуры в комбинации с низкой плотностью тока.

Джэксон и Томас так же изучали подобные эффекты, причем особенно подчеркивали практическое значение условий анодирования для отражательной способности, особенно это касается смесей сплавов, присутствующих в загрузке. Они так же рассматривали влияние сплавов, содержащих различное количество магния и рекомендовали максимальную плотность тока анодирования равную 1.1 A/дм² (10 A/фут²). Вследствие того, что для получения данной плотности тока для сплава Al-2%Mg требуется гораздо меньшее напряжение, чем для сплава A1-0.5%Mg (разница - около 2-х вольт), рекомендуется их сегрегация в процессе анодирования. Если использования подобной смеси материалов избежать невозможно, то рекомендуется проводить анодирование всей загрузки при относительной плотности тока, равной скажем 0.75 A/дм²(8 A/фут²).

Для получения оптимальных результатов при проведении анодирования может понадобиться удаление оксида, который образуется в результате некоторых процессов гальванической обработки. Для этой цели используется короткое погружение в очень разбавленный раствор едкого натра или фосфорно-хромовой кислоты. Наилучшие результаты были получены для сульфамовой кислоты

Как уже говорилось, химический состав металла играет важную роль, однако различные технологии обработки по разному действуют на тот или иной состав. В качестве общего правила, можно сказать, что наилучшие результаты получаются при использовании алюминия наивысшего качества или одного из описанных ниже сплавов, изготовленных на высокочистом основании. Некоторые технологические процессы, в особенности Бритал, Алзак фторборат и Эрфтверк вообще не могут эффективно использоваться для обработки материалов низкой чистоты.

Было установлено, что содержание железа в высокочистом алюминии оказывает значительное влияние на зеркальную отражательную способность алюминия, который подвергается химическому глянцеванию с помощью технологического процесса Эрфтверк, особенно если металл обжигается при более низкой температуре. При наличии в металле более 0.032% железа наблюдается резкое ухудшение отражательной способности, эта закономерность была установлена в Германии при производстве болванок Эрфталь и Ремирал из алюминия, содержащего менее 0.035% железа и 0.04% кремния. В результате качество глянцевания металла с этой чистотой в ванне Эрфтверк было ничуть не хуже, чем при использовании сверхчистого материала.

В то же время в сплаве 99.9% Al-0.5% Mg, присутствие даже 0.025-0.035% кремния или железа приводило к значительному ухудшению качества глянцевого покрытия, что, возможно, являлось результатом присутствия Mg Si.Исключение составляли случаи, когда после химической обработки в ванне Эрфтверк и анодирования данный сплав подвергался гомогенизации, при 590-600°C на протяжении 1 часа. Дальнейшее уменьшение чистоты алюминия до 99.85% приводит к значительному ухудшению отражательных качеств, получаемых с помощью процесса химической обработки Эрфтверк.

Содержание меди более 0.06% приводит к существенному ухудшению отражательных свойств, при использовании обработки Эрфтверк, однако присутствие кремния и магния в количестве до 0.3% вообще не оказывают никакого влияния, так же как и присутствие титана до 0.3%, а количество цинка при присутствие в твердом растворе может даже превышать значение 0.3%.

Растворы на основании фосфорной и азотной кислоты позволяют с одной стороны получить хорошие результаты обработки для алюминия коммерческой чистоты и многих кованых металлов при достаточно выраженной потере отражательной способности после анодирования. Американский опыт производства глянцевого анодированного алюминия в автомобильной промышленности так же в основном относится к сплавам этого типа, примеры которых приведены в таблице. С другой стороны практический опыт показывает, что для алюминия с чистотой 99.7-99.85% могут быть получены такие же результаты, как и для сверхчистого алюминия.

Сплавы для глянцевого анодирования(значения приводятся в % от веса).

Отражательная способность алюминия, подвергнутого химической обработке до и после анодирования с различной толщиной покрытия.

Отражательная способность алюминия и его сплавов, подвергнутых электроглянцеванию с помощью технологии Бритал.

Как можно видеть, наибольшую отражательную способность и  толщину покрытия, годящегося для обеспечения хорошей защиты против износа и коррозии, т.е. приблизительно 10 микрон (0.4 мил), можно получить путем анодирования высокочистого металла и высокочистых сплавов алюминия и магния с составом для химической обработки на основе азотной кислоты и бифторида аммония.

На практике чаще всего приходится искать компромисс между качеством блеска и защитными качествами покрытия. Для многих сплавов покрытие 10 микрон является слишком толстым для получения соответствующего качества конечной обработки, необходимого для двигателя автомобиля. По этой причине B.S.1615:1987 дает несоответствующую для данного случая низкую степень, AA5 (5 микрон). С другой стороны, износостойкость более тонких покрытий может оказаться неприемлемой для практического использования. Поэтому в результате исследования, проведенного в США компанией Форд Мотор, была признана необходимость увеличить толщину анодного покрытия производимых компанией двигателей с 0.12 до 0.3 мил (с 3 микрон до 7.5 микрон). Это стало возможным благодаря разработке сплавов  5457 и 5557, в которых можно использовать большую толщину анодного покрытия без потери блеска.

Вообще следует отметить, что приобретенный ранее опыт анодирования различных сплавов говорить о том, что покрытие 10 микрон, производимое на соответствующем материале с помощью серной кислоты умеренно высокой концентрации, умеренной температуре и низким напряжением анодирования обеспечивает хорошую защиту на протяжении некоторого количества лет без потери блеска при условии регулярной очистке покрытия.

Влияние состава сплава на отражательную способность является достаточно выраженным, однако, различным для раствора Алуполь на основе фосфорной и азотной кислоты и раствора Эрфтверк на основе азотной кислоты и бифторида аммония. В первом случае алюминий, имеющий коммерческую чистоту, может быть подвергнут химической обработке до достижения высокой отражательной способности, которая, однако, существенно уменьшается после анодирования. Высокочистый алюминий и его сплавы могут быть подвергнуты  анодированию после обработки Алуполь с минимальной потерей отражательной способности. С помощью процесса Эрфтвер может осуществляться обработка только высокочистого алюминия и его сплавов. В общем и целом, сплав с содержанием магния 0.5% имеет несколько меньшую отражательную способность, чем сплав с содержанием мания 2%, однако последний обладает лучшими механическими качествами. На практике,  в Европе используется некоторое количество сплавов на основе высокочистого алюминия, содержащих до 5% магния.

В Великобритании эти сплавы вошли в использование значительно позднее, однако большинство компаний, занимающихся производством алюминия, изготавливали сплавы на основе высокочистого алюминия и магния в форме листов, при этом для экструдирования использовались высокочистые сплавы алюминия, магния и кремния. Целью добавки магния и магния с кремнием является увеличение прочности, наиболее типичным примером является сплавы Al-1%Mg для глянцевой правки, обладающие механическими свойствами, сходными с 3003 (Al-1¼%Mn).

Проявившийся интерес к высокопрочным материалам для изготовления автомобильных бамперов привел к разработке сплавов на основании алюминия, цинка, магния и меди, особенно в Северной Америке.

Для высокочистого алюминия большую роль играет размер зерен, из-за тенденции к их росту. Размер зерна зависит от деформации перед обжигом и от собственно условий обжига. Таким образом, очень важным моментом является уточнение у поставщика типа мелкозернистого материала и, по возможности, диапазона допустимых размеров зерна. В таблице приведены механические свойства некоторых немецких сплавов высокого качества.

Механические свойства немецкого высокочистого алюминия и сплавов алюминия и магния

¹ – 1 тонна/дюйм² = 15.4443 МН/м²

Нужно стараться по возможности избегать обжига на производственных стадиях, при этом важным моментом является поддержание температуры порядка 250°C-350°C.

Говоря в общем, следует отметить, что как в США, так и в Британии наблюдается тенденция к использованию алюминия, имеющего чистоту 99.7-99.85%, который действительно дает возможность получения прекрасной и дешевой конечной обработки при химической обработке в растворе на основе фосфорной кислоты.

Успех электролитической и химической обработки поверхности во многом зависит от состава и структуры металла основания. В общем, наилучшие результаты могут быть получены при использовании мелкозернистого материала из чистого металла или однофазного сплава.

Влияние примесей, имеющихся в алюминии коммерческой чистоты и составляющих элементов сплава на отражательную способность поверхностей, подвергнутых электрохимической обработке, может быть очень разным, однако при этом все же можно установить некоторые достаточно жесткие правила. В общем, оказалось, что наиболее чувствительными к примесям являются процессы, предполагающие формирование анодных покрытий значительной толщины. Это часто происходит не столько благодаря действию ванны для полировки, сколько из-за влияния, оказываемого примесями и составляющими элементами сплава на прозрачность анодной оксидной пленки.

Несколько иной является ситуация с гетерогенными или многофазными сплавами, например со сплавами, подвергнутыми тепловой обработке раствором или отвердению методом осаждения. В этих случаях качество обработки будет зависеть от характеристик самой ванны. Вероятность получения в результате однородной гладкой поверхности зависит от равномерности воздействия, т.е. от степени, до которой разности потенциалов минимизируется общим сопротивлением всего слоя анолита и типом оксидной пленки, присутствующей в реакции, происходящей в процессе обработки. В общем, факторы, которые способствуют увеличению оксидной пленки, так же улучшают и качество обработки; к ним относятся увеличение плотности тока, уменьшение температуры, а при химической обработке – так же и концентрация окислителей – недиссоциированной азотной кислоты, перекиси водорода и т.д.

Помимо состава, важную роль так же играет структура металла. Некоторые из рабочих сообщали о тонких линиях, наблюдаемых  при появлении субзерен на поверхности алюминия, подвергнутого электро- и химической обработке. Их тип и расположение не всегда зависят от внутренней структуры металла, чаще от используемого электролита и условий обработки. С другой стороны малый размер зерна материала помогает получить гораздо лучшее качество обработки по сравнению с металлами, имеющими более грубую кристаллическую структуру. Последние действуют по принципу снятия шкурки с апельсина. И снова, чем ближе условия к пассивации, тем выше будет конечное качество обработки. С другой стороны сам по себе размер зерна является лишь одним из факторов при определении степени блеска, которая может быть получена с помощью химической обработки. Таким образом, увеличение содержания титана с нуля до 0.2% приводит к уменьшению размера зерна, но так же и ухудшает качество глянца сплавов алюминий-магний или алюминий-магний-медь после химической обработки и анодирования .

В соответствие с данной теорией можно было бы ожидать, что тепловая обработки и холодная обработка окажут значительное влияние на конечное качество обработки, получаемой в результате электролитической обработки. Предпочтение отдается любому типу обработки, в результате которого получается малый размер зерна, или который разрушает кристаллическую решетку без трещин. На практике уже было подтверждено, что холодная обработка действительно способна на подобное улучшение поверхности. Проведенная специалистами Херенгуелем и Сегндом работа показала, что для гальванической обработки особенно хорошо подходят сплавы алюминия и магния, содержащие от 3 до 5% магния и получаемые из алюминия, имеющего чистоту 99.995%. Для получения мелкого зерна их необходимо подвергнуть максимально быстрому охлаждению из расплавленного состояния, что так же помогает осуществить дисперсию Al₂Mg₃. Авторы так же установили, что для глубокой вытяжки деформация должна составлять от 25% до 200% - 300% на каждом этапе. Если это значение меньше 25%, то зерно приобретает тенденцию к загрубению, а превышении этого диапазона значений может привести к появлению строчечной структуры. Повторный нагрев при 325-425°C  должен осуществляться по возможности быстро, т. е. его необходимо производить в солевой ванной или печи с непрерывной конвейерной подачей.

Качество глянца для сплавов алюминия и магния, изготовленных на основе алюминия с чистотой 99.9% в значительной степени зависит от структуры материала литья. Гинсберг и Нойнциг показали, что наилучшие результаты можно получить при использовании однородной глобулярной структуры, которая остается мелкозернистой даже после гомогенизирующей тепловой обработки на протяжении 2-10 часов. В определенных случаях хороший результат обработки можно получить даже с помощью материала, имеющего относительно грубое зерно, в особенности, если металл подвергается интенсивной холодной обработке с целью разрушения  кристаллической решетки поверхностного слоя, однако это относится только к тем случаям, когда количество металла, растворяемого в процессе обработки, является относительно малым. Таким образом, оказалось возможным получить хорошие результаты с помощью галотования и последующей химической обработки со скоростью удаления металла 10 микрон.

Майер и Швал  указывали на важность проведения высокотемпературной гомогенизации алюминия 99.85% на основе магниевых сплавов. Гомогенизация, провидимая при температуре 620°C, воздействует на примеси железа и кремния, и конвертирует многие компоненты в FeAl₃., а не в   Al-Fe-Si.  Гумински, Шизби и Ламбом при проведении исследования влияния ряда общих интерметаллидов на процесс химического глянцевания показали, что FeAl₃ наносит гораздо меньший вред поверхности как при химическом глянцевании, так и при анодировании, так как они с той же интенсивностью реагируют на алюминиевую матрицу. Напротив, составляющие типа Mg₂ Si реагируют намного быстрее матрицы, что приводит к точечной коррозии. Это – случай потускления металла, который часто проявляется на глянцованных сплавах в случае некорректного осаждения Mg2 Si.

В отличие от некоторых процессов гальванической обработки, в которых используется растворы на основе кислотных растворов, содержащих щелочь, фторборат или хромат, процесс химической обработки не предоставляет никакой защиты. И напротив, оказывается, что обработанный химическим способом алюминий может быть в гораздо большей степени свободен от оксида после промывки, что в свою очередь указывает на необходимость защиты поверхности с помощью анодирования или другого метода, причем в самое кратчайшее время. После анодирования или окраски цвет становится более насыщенным, это вероятнее всего происходит в результате увеличения зеркальной отражательной способности поверхности, подвергнутой химической обработке, по сравнению с поверхностью, подвергнутой обработке эластичным кругом. Если в данном случае анодирование невозможно, то вместо него следует использовать соответствующую быструю промывку и сушку с целью предотвращения формирования на полированной поверхности пятен.

Ученый Таджим продемонстрировал, что после химической обработки высокочистого алюминия наблюдается зависимость отражательной способности от времени анодирования. С другой стороны, невозможно одновременно получить максимальную степень стойкости к истиранию и коррозии и максимальную степень блеска поверхности, причем первые характеристики будут лучше при проведении анодирования с низкой концентрацией кислоты и высоким напряжением, а для получения лучших отражательных характеристик необходимо использовать анодирование с высокой концентрацией кислоты и низким напряжением.

Перед началом гальванической обработки или химической обработки компоненты обычно подвергаются щелочной очистке. Сразу после щелочной очистки их необходимо промыть, а затем немедленно переместить в ванну, чтобы на поверхность не успели осесть частицы пыли или что-либо подобное. Если компоненты не были помещены в раствор немедленно, то в этом случае для обеспечения равномерности обработки может потребоваться повторная промывка или даже повторная очистка.

Венн и Бартовски  нашли способы избегать проявления «радужной» окраски,  которая иногда наблюдается в результате химического глянцевания. Компоненты подвергаются очистке в хромате, а затем подвергаются воздействию раствора бисульфита натрия, который восстанавливает Cr(VI) до Cr(III). Обработанные подобным образом элементы могут быть по необходимости окрашены с помощью раствора соли металла и под воздействием переменного тока.

Держатели

В процессе анодирования возможно применение держателей, которые изготавливаются из материала, сходного с обрабатываемым материалом, хотя надо учитывать, что данный тип материалов может растворяться в растворе, и подлежит замене, кроме того, растворение алюминия сокращает срок службы раствора. В таблице 3-14 приведена скорость удаления металла для различных материалов обрабатываемых с помощью ванн химической обработки Бритал и Эрфтверк. Значения для свежеприготовленного нормального раствора Эрфтверк и его модификации с ингибированным декстрином (M.E.W. – модифицированный Эрфтверк) будут ниже на 33% и 55% соответственно.

Благодаря возможности использования маскировочных покрытий появилась тенденция к применению титановых держателей, которые являются весьма дорогими, однако имеют продолжительный срок службы.

Во избежание появления штрихов под действием пузырьков газа рекомендуется применять механическое перемешивание. В зависимости от объема обрабатываемых деталей может понадобиться охлаждение ванны даже в случае применения высоких температур, из-за  значительного выделения тепловой энергии, наблюдающегося в результате реакции. Рекомендуется осуществление термостатического контроля.

Удаление металла со стоек для алюминиевых сплавов при использовании ванн Бритал и Эрфтверк

Процесс

Время (ºС)

58-60

Отвод газов

Для корректного функционирования процесса необходимо так же обеспечить эффективный отвод газов. Майер и Браун рекомендовали использование общего воздушного потока 60-75 м³ в секунду на м² поверхности (200 –250 кубических футов на квадратный фут поверхности). Другим вариантом является использование воздушного потока 0.6 м (2 фута)  в секунду через верхнюю часть раствора.

На практике горячий резервуар для споласкивания и ванна для химической обработки могут располагаться под одним кожухом. Производительность вентилятора вычисляется исходя из размеров резервуара и трубопровода, которые должны изготавливаться из нержавеющей стали или пластика и иметь по возможности малую длину, т.е. 3.5-4.5 метров (12-15 футов). Циркуляция ванны для очистки щетками должна составлять 570 литров (125 галлонов) 2% раствора едкого натра в минуту. Внешний кожух может изготавливаться из кислотостойкого кирпича или стали, причем в этом случае раствора должен все время поддерживаться в щелочном состоянии.  Представленная на рис. 3-27 система имеет 120 см в диаметре (4 фута) и пакуется на глубину 225 см (7футов 5 дюймов) с использованием каменных колец 5 на 5 см (2 на 2 дюйма), установленных на решетке. Раствор едкого натра подается с помощью насоса и распределяется по поверхности ванны с помощью перфорированной распределительной пластины, при этом в линию отвода газов должен быть встроен фильтр против разбрызгивания.  Для решения проблемы аккумулирования избыточной жидкости в случае блокирования системы распределения в верхнюю часть ванны с кожухом должна быть встроены водонапорные трубы 2.5 см (1 дюйм) в диаметре и 30 см в высоту. При необходимости большей длины, т.е. если диаметр ванны составляет более 135 см (4 фута 6 дюймов), то глубина раствора едкого натра над пластиной нагревателя должна составлять не менее 1/6 от диаметра ванны. При использовании данной системы можно добиться эффективности поглощения 97%.

Была так же разработана другая система двухколонной очистки щетками с использование оксифорсфорной кислоты. Данная система предназначена для отвода 90% газов NOx  при обычном потоке газа равном 15.000 футов кубических в минуту. Данная система считается более эффективной, чем обычные варианты.

Практические методы подавления газов были предложены Вайтом, который предлагал способы уменьшения объема образуемого оксида азота, а так же применение систем очистки щетками. Предлагалось так же использование минимального уровня азотной кислоты, температуры и времени обработки, а так же по возможности быстрый перенос детали из состава для химического глянцевания в промывочный состав. В этом случае можно порекомендовать использование вещества для подавления газов (фосфата диамония), а так же удаление органического загрязнения (например, масла или состава для полировки) в растворе для химического глянцевания.

Были сделаны попытки решить проблему отвода газов химическими методами. Так, выделение газов в растворах на основе фосфорной и азотной кислот может быть замедлено путем добавления мочевины или подобных элементов. При использовании технологических процессов с фосфорной, серной и азотной кислотами добавление нитрата меди вместо свободной азотной кислоты приводит к значительному уменьшению количества газов оксида азота, подобно тому, как это происходит при добавлении полсульфата аммония.

Регенерация и контроль над количеством  примесей. Характер процесса химической обработки таков, что срок службы раствора для обработки является ограниченным, т.е. по достижении определенного предельного значения концентрации металла раствор перестает функционировать как положено. Существует широкий диапазон различных растворов для химической обработки, в зависимости от максимально допустимого количества металла, которое обычно составляет от 30 до 300 грамм на литр.

Для экстракции рассоренного металла из раствора не подходит ни один из известных методов химического или электрического осаждения. Во многих типах ванн допустимая концентрация металла поддерживается в результате нормального уноса. Однако, несмотря на преимущество, заключающееся в возможности непрерывного использования ванны, данный вариант является неэкономичным. Зачастую унос не способен достаточно понизить концентрацию алюминия и раствор все равно приходится заменять. Например, в Американской компании использовались резервуары на 2.000 галлонов, где поддерживалась концентрация алюминия 40 г/л путем замены 500 галлонов раствора в неделю, несмотря на то, что для замены уноса добавлялось 2.500 галлонов концентрированной кислоты. Нельсон  описывал метод оценки потребления и стоимости химических веществ на основании скорости растворения.

Некоторого прогресса все же удалось достичь путем использования для этих целей ионита. Ледфорд и Джумер  предлагали использование установки с использованием ионита  полистирола дивинил бензола 8% с перекрестным соединением, который достаточно успешно применялся в США. Иногда возможно для химической обработки с помощью ионита так же использовать обработку концентрированного раствора, потому достаточная нагрузка ионита может быть получена в растворах фосфорной кислоты 40-60% (слабая кислота), при этом предельное верхнее значение для сильных кислот, как правило, составляет менее 1% для азотной и соляной кислот и 1-2% для серной кислоты. Для того чтобы сделать данный технологический процесс более рентабельным необходимо разбавлять ванну в пропорции 6:1-9:1. В результате этого подобная система регенерации является очень дорогой, имеет большие размеры и подходит только для устройств большого размера с химическими ваннами на 2.000 галлонов или более.

Помимо алюминия, который является основной примесью в растворах для химической обработки, существует ряд других опасных примесей, которые попадают в раствор с предыдущих этапов работы или из составляющих сплава обрабатываемого материала. Приблизительные максимальные ограничения для растворов на основе фосфорной кислоты: 5 гм железа на литр; 2 грамма свинца на литр; 1 мл/л соляной кислоты, 3 мл/л плавиковой кислоты. Органические примеси из полировочных составов, как правило, не влияют на качество обработки при концентрациях менее 1 г/л, однако могут увеличить газо- или пенообразование. В случае серьезного загрязнения рекомендуется обработка с помощью активированного угля (3 фунта на 100 галлонов) и фильтрация.

Время уноса и слива. Объем уноса из ванн для полировки на основе фосфорной кислоты в основном зависит от времени дренажа, как показано в таблице.  Скорость дренажа является достаточно медленной, и не только из-за высокой вязкости раствора, но и вследствие того, что образование газов продолжается еще на протяжении некоторого времени после удаления детали из раствора и вызывает движение в направлении, противоположном сливу.Объем уноса на плоской панели из ванны для химической обработки на основе фосфорной и азотной кислоты.

1

Для растворов на основе фосфорной и азотной кислоты  предельное время дренажа  не может быть уменьшено значительно в зависимости от результатов процесса обработки и составляет порядка 10 секунд, что является приемлемым результатом для восстановления раствора с плоских поверхностей. При работе с более сложными формами скорость дренажа может быть значительно меньшей.

Опыт показывает, что даже в идеальных условиях практическое наименьшее значение, которое не может быть уменьшено путем увеличения времени уноса, является эквивалентным удалению пленки раствора, имеющей толщину от 38 до 50 микрон (1.5 и 2.0 мил). Таким образом, в результате уноса наблюдается большая потеря фосфорной кислоты, поэтому для ее восстановления было предложено несколько методов.

Руштон  обсуждал проблему восстановления фосфорной кислоты с помощью установки для вакуумного испарения, которая применяется либо после удаления алюминия с помощью метода ионного обмена, вследствие чего кислота может быть использована повторно, либо без удаления алюминия, в этом случае кислоту с концентрацией 75-85% можно продать производителям удобрений. Нельсон  так же указал на противоточный метод промывки, при котором в промывочном растворе концентрируется до 30% кислоты, и выдвинул предположение, что для многих предприятий наиболее выгодным является продажа кислоты с этой концентрацией, так подобная операция требует минимального вложения средств с максимальной отдачей. Ньютон описывал несколько систем - от сложных устройств для удаления алюминия с помощью ионного обмена с последующим выпариванием для получения концентрированной кислоты, до более простых систем, имеющих только функции хранения и испарения.

Как уже говорилось ранее, непосредственный  ионный обмен в ванне для химического глянцевания вряд ли возможен, однако восстановление фосфорной кислоты из жидкости для промывки является экономически выгодным. ЭкоТек, использующие специальные возвратно-поступательные системы ионного обмена с коротким слоем ионита и коротким временем цикла, рекомендуют использование системы по восстановлению фосфорной кислоты.

Типичная система подобного рода приведена на рисунке . Противоточная система очистки обеспечивает максимально возможный объем восстанавливаемой кислоты, которая проходит через устройство для очистки от катионов (DCU), служащее для удаления алюминия. Устройство для очистки кислоты (APU) перерабатывает серную кислоту, использованную для регенерации DCU, а испаритель служить для увеличения концентрации фосфорной кислоты перед ее возвращением в ванну для обработки. Подобная система может давать серьезную экономию при использовании на установке, имеющей потребление фосфорной кислоты 500  тон в год.

Было предложен целый ряд ванн для химической обработки, однако их использование в промышленности на настоящий момент достаточно ограничено, так как получаемое с их помощью качество обработки не намного лучше того, которое может быть получено с помощью кислотных растворов, а интенсивность воздействия в данном случае достаточно высока. Среди них можно назвать ванну Алуполь I на основе едкого натра и нитрата натрия, содержащую небольшое количество нитрата натрия и фосфата натрия.

В России применяется достаточно специфический процесс обработки экранов для телевизоров, когда после мокрой пескоструйной очистки следует щелочная химическая обработка и анодирование серной кислотой. Щелочные растворы для химической обработки использовались в основном при обработке стальных резервуаров, при этом минимальная рекомендуемая емкость резервуара составляла 50 галлонов (220 литров), чтобы избежать резкого изменения состава в процессе работы.Далее следует резюме  предлагаемых растворов для щелочного химического травления:

1. Дженерал Электрик Ко., Патент США 2,671,717 (1950). Алюминий погружается в горячий водный раствор натрия и гидроксида калия 1-6 унций/галлон (6-40 г/галлон) и нитрата натрия или калия 2-6 унций/галлон (12-40 г/л) при температуре 60-80°C.

2. Бритиш томпсон Хьюстон, Британский патент 718,024 (1951). Идентичен предыдущему  технологическому процессу, наиболее предпочтительные значения концентрации: 1.75 – 3 унций/галлон (11-20 г/л) с нитратом или нитритом натрия 3-3.75 унций/галлон (20-24 г/л).

3. Диверси Корп. Патент США  2,673,143 (1951). Полировочная ванна содержит едкий натр, глюконат натрия и окислитель.

4. Алуминио ломбардо премонтез. Итальянский патент 464,725 (1951). В состав данной ванны входят 20 частей едкого натра, 20 частей нитрата натрия, 3 части силиката натрия и 5 частей воды, используется при температуре 120°C.

5. С.А.Вернал, швейцарский патент. 272,273 (1951). Это – ванна Алуполь I, содержащая следующую смесь и подлежащая использованию при температуре  80-140°C:

В качестве металла можно использовать Ni, Cu, Co, Zn, Sb, Pb или As, которые добавляются в виде сульфата или нитрата.

6. Такаши Дж., Японский патент. JAJ 80113883 (1979). Ванна состоит из 10 частей гидроксида натрия, 2-4 частей нитрата натрия, 4-8 частей фосфата натрия, 0-0.008 частей нитрата меди, 0 – 0.08 частей фторида натрия, 40-60 частей воды, 10-20 частей карбоната натрия.

Для проведения химического глянцевания перед анодированием Кайзер «Алюминиум оф Америка» предложил использование похожих, однако немного более разбавленных растворов. Они предназначались для обработки широкого диапазона различных сплавов, причем надо заметить, что на эти растворы существую многочисленные патенты, принадлежащие Кайзеру и Дженерал Моторз. Ванна в этом случае обычно содержала азотную кислоту и дифторид аммония, тяжелый металл, типа меди, серебра, платины или золота, хромовую кислоту и органический материал, типа сахара или глицерола.

Типичные составы растворов приведены в таблице, они использовались на протяжении 0.5 – 5.0 минут при 90-96°C.

Растворы компаний Кайзер и Дженерал моторз.

2.25% (вес)

Активными ингредиентами в этих случаях являлась азотная кислота  и фтористо-водородная кислота из кислотного фторида, и, как в случае с раствором Эрфтверк, в них во избежание травления необходимо было поддерживать правильное количественное соотношение. Хромовая кислота улучшает результаты сглаживания, сахароза и глицерол поддерживают хром в тривалентном состоянии, а медь способствует формированию полировочной пленки и обеспечивает равномерность воздействия. При работе с ванной необходимо вести аккуратную запись обработанной области и производить регулярные добавки азотной кислоты, бифторида аммония и сахарозы.

Данные растворы не предназначены для получения поверхностей с высокой отражательной способностью, как Эрфтверк или Фосбрит. Глянцевание происходит на первых обработанных 8-10 футов²/галлон (16-20 дм2/л), после чего на следующих 200-300 футов² ванна обеспечивает хорошую подготовительную очистку перед анодированием.

Один из патентов Кайзера предлагает объединение детали с более благородным металлом, типа золота или платины, который погружается в раствор для улучшения качества глянцевания. (К другим предложениям относятся использование графитных электродов в ваннах с фосфорной и азотной кислотой  и в чистой азотной кислоте.)

Был разработан ряд растворов, содержащих гораздо более разбавленную азотную кислоту, с добавлением  фторидов, а иногда и других компонентов. Высокочистый алюминий хорошо растворяется в плавиковой кислоте, а в случае добавления фторида аммония к раствору наблюдается формирование белой соляной пленки, вероятно AlF₃, которое наблюдается вплоть до полного завершения пассивации, это происходит при концентрациях, соответствующих дифториду аммония М (57 г/л NH₄NF₂). Добавление азотной кислоты освобождает из этого раствора плавиковую кислоту и имеет тенденцию к подавлению пассивационной пленки. Химическое глянцевание алюминия так же возможно с помощью растворов HF-NH₄ F-NiCl₂.

Технологические процессы E.W. (Эрфтверк).Одним из наиболее известных технологических фторидных процессов является  E.W. (Эрфтверк), нашедший широкое распространение в Германии. Данный процесс характеризуется высокой скоростью растворения 25 – 50- микрон (1- 2 мил) в минуту и применяется только с высокочистым алюминием, а так же сплавами высокочистого алюминия и магния или алюминия, магния и кремния, которые разрабатывались специально для химической и гальванической обработки. Типичным составом раствора является:

Работа с раствором обычно осуществляется  при 55-75°C на протяжении 15-20 секунд. Наилучшие результаты были получены при обработке высокочистого алюминия и некоторых из его сплавов с магнием, при этом в результате получается достаточно хорошая отражательная способность (приблизительно 90%), которая после анодирования уменьшается незначительно. Раствор E.W. обычно истощается после обработки 0.25-0.35 м²/л (13-18 квадратных футов на галлон), однако может быть сгенерирован путем добавления 12-14 г/л плавиковой кислоты, т.е. приблизительно 39-46 плавиковой кислоты на м² обрабатываемого металла (или приблизительно 3.6 – 4.2 гм на фут квадратный).

Позднее был предложен модифицированный вариант состава, где содержалось приблизительно 1% декстрина. Это позволило уменьшить прежнюю высокую скорость воздействия на   приблизительно 50% - значительное практическое улучшение. Пик и Брейс выяснили, что добавление декстрина так же увеличивает диапазон возможных значений блеска, хотя с другой стороны данный процесс не очень хорошо подходит для обработки обычных материалов, имеющих чистоту 99.85% или менее. Раствор M.E.W. (модифицированный Ерфтверк) с успехом использовался в Германии для сплавов алюминия и магния типа Эрфтал, подвергнутых тепловой обработке на основании 99.9% алюминия с максимальным содержанием 0.04% кремния и 0.035% железа. Например, подобная модификация, содержащая арабский каучук, и используемая для химической обработки алюминия с чистотой 99.8-99.95% и его сплавов содержит:

Данный раствор применяется при 65-85°C на протяжении 40-60 секунд и регенерируется с помощью раствора, содержащего 15 мл плавиковой кислоты и 0.08 г нитрата свинца на литр раствора для химического глянцевания после обработки каждых 1½-2 футов квадратных (14-19 дм²) алюминия.Симонз представил на рассмотрение похожий процесс с использованием 0.05-5.0 мл азотной кислоты, 0.5 – 10 мл плавиковой кислоты со свинцовыми компонентами типа карбоната свинца 0.05 –5 г/л и первичного ароматического амина (анилина, о-толуидина).

В растворе для химической обработки Эрфтверк свободную кислоту можно определить методом титрования с N едким натром, используя бромитимол голубой в качестве индикатора, а аммоний и нитрат могут определяться методом дистилляции из сильнощелочного раствора в избыточную стандартную кислоту, при этом восстановление нитрата происходит под воздействием сплава Деварда. Фторид можно определить по разности.

На практике для получения хороших результатов концентрация аммония должна поддерживаться достаточно точно на заданном уровне, особенно если в алюминии содержится более 0.002% железа. По этой причине для приведения в норму фторида, который постепенно теряется в процессе использования, лучше использовать раствор фтористо-водородной кислоты, а не гидродифторида аммония.

Для данного технологического процесса обычно использовалась следующая последовательность операций:

• Предварительная обработка, если требуется (наждачная бумага 120 –150 )
• Обезжиривание с помощью трихлорэтилена (или щелочи)
• Травление в разбавленном растворе гидроксида натрия на протяжении 15-30 секунд, если требуется (в качестве альтернативы предварительной обработке)
• Промывка
• Химическая обработка
• Пассивационное травление (хромовая кислота 0.06%)
• Промывка
• Анодирование в серной кислоте
• Промывка
• Уплотнение в кипящей воде

Пассивационное травление после технологического процесса Эрфтверк будет особенно эффективным, если перед дать детали некоторое время отстояться анодированием. Помимо хромовой кислоты можно использовать раствор 20 г/л хромата натрия на протяжении порядка 100 минут.

Коке и Спунер  изучили влияние состава металла на его реакцию на обработку технологическим методом Эрфтверк. Для этого они провели ряд экспериментов, где они так же рассматривали поведение растворов для глянцевания типа R5 с или без добавки меди, а так же эффект, производимый последовательным анодированием. Значения зеркальной отражательной способности, приведенные в таблице, являются результатами измерений, сделанными после обработки методом глянцевания Эрфтверк с использованием Фотоэдс глянцемера, модель 660 М, калиброванного по стандартной хромовой пластине, причем в таблице приведены лишь некоторые из полученных результатов. Они подтверждают, что присутствие до 0.20% кремния и до 0.03% титана практически не оказывает влияния, так же как и медь до 0.05%, однако при превышении этих значений оказываемое воздействие увеличивается многократно, касательно железа, то оно начинает оказывать серьезное разрушительное действие при превышении концентрации 0.008%.

Влияние Cu, Fe, Si, Mn и Ti на реакцию алюминия Алкан Х-1086  на обработку с использованием технологического процесса Эрфтверк.

Примесь