Обработка алюминия в домашних условиях

Содержание

Анодирование алюминия в домашних условиях (черное): технология – Токарь

Обработка алюминия в домашних условиях

Все работы по анодированию проводятся с использованием защитных средств, респиратор, очки и защитные перчатки, ибо работаем пусть и с разбавленной, но с кислотой и щелочью! В идеале в проветриваемом помещении. Соблюдаем ТБ!

  • Первоначально готовим саму деталь, механическая полировка, чем «чище» поверхность те более глянцевая будет деталь, можно применять и химическую полировку, но этот процесс еще более вредный для здоровья, нежели сама анодировка, поэтому выводим деталь на полировальном круге и другими средствами.
  • Для подвеса детали в рабочей ванне необходимо использовать алюминиевые токоподводы, никаких посторонних металлов, в идеале на детале можно оставлять конструктивный выступ, для подключения, но при его спиливании будет не покрытое место, я воспользовался конструктивными резбовыми отверстиями, на куске алюминиевого провода нарезал резьбу и просто вкрутил в эти отверстия, получается хороший, плотный контакт.
  • Толщину токоподвода надо подбирать с учётом силы тока, необходимого для анодирования, иначе проводник начнёт греться в месте контакта, а как следствие на нём пойдёт бурная реакция и его начнёт растравливать и уменьшать его сечение, и так в геометрической прогрессии, до полного растворения :)) (в одной из попыток так и произошло из-за плохого контакта)

Перед погружением в электролит деталь необходимо обезжирить, способов море, от Пемолюкса и прочих порошков, до средства КРОТ, намой взгляд КРОТ самое близкое к нужному, это слабый раствор щёлочи NaOH с добавлением ПАВ.

Я обезжиривал в чистом растворе NaOH+вода, концентрацию точно не замерял, но чем насыщенее раствор, тем быстрее будет процесс просто.

Посути раствор растворяет тонкий слой оксида алюминия, так сказать «естественное» анодирование, окисление поверхностного слоя на воздухе, так что сильно с травлением не стоит затягивать, иначе начнёт растравливать саму деталь ))

В процессе протравки деталь начнёт темнеть, вплоть до практически чёрного цвета, это не страшно, в электролите деталь снова станет чистой и белой.
  1. В процессе травления идёт бурное выделение газов (кажется водорода) работать только в защитной маске и остерегаться попадания раствора на кожу, ибо ожог не хуже чем от кислоты будет.
  2. После травления к детале уже прикасаться нельзя, иначе от прикосновений остаются жирные следы и как следствие неравномерное покрытие, пятна и прочие радости, после промывки от раствора щелочи под проточной водой клал деталь в чашку с водой, в идеале дистиллированной, что бы на неё ничего не попало, пока готовимся к следующему этапу.

Вот тут видно, синий это токоподвод, а белый это кусок провода в изоляции, используется как опора, чтобы деталь не касалась дня ванны.

Что касатся рабочей ванны можно использовать эмалированную (без сколов) или пластиковую посудину, но тогда дно и стенки придётся «выкладывать» из свинца или иного стойкого к электролиту материала, эти пластины выполняют роль катода.

Так же необходимо позаботиться об охлаждении рабочей ванны, в процессе хим реакции электролит будет нагреваться.Я использовал 2 титановые гофты (квадратная банка) получается вся площадь гофты является катодом, что весьма положительно влияет на равномерность нанесения, ток более равномерный по пповерхности детали, ну и титану кислота не помеха.

Так же была организованная Водяная баня, только в обратную сторону, для охлаждения, вода проточная со скважины.

На стенках рабочей ванны виден красный налёт, об этом чуть позже ;).

В качестве электролита взят Электролит для аккумуляторных батарей, разбавленный в пропорции 1:1 дистиллированной водой. При приготовлении раствора электролита соблюдаем ТБ и льём не разбавленный электролит в дистиллированную воду (Соблюдая правило Кислоту в Воду, дабы избежать закипания)

После смешивания электролит нагреется, остужаем его градусов до 15-20, и впринципи поддерживаем такую температуру, от 10 до 25 градусов, это будет «Тёплое анодирование» которое позволит в дальнейшем окрасить деталь красителем для ткани и им подобными.

Если температура будет ниже, близкая к 0, то мы получим «холодное» анодирование, слой будет плотнее и прочнее, но красителем его уже не окрасиш, поры слишком плотные будут, возможно получиться окрасить Химическим способом, но я пока такой не осваивал, поэтому в домашних условиях проще добиться Теплого анодирования.

Пока деталь плавает в воде, подключаем токоподвод к источнику тока.В качестве источника тока лучше использовать блоки со стабилизацией по току, что бы не бегать и не следить за током, чем больше площадь детали, тем более мощный придётся искать блок.

Площадь данной детали, примерно, составила 490см2, плотность тока должна быть 15-20мА на см2 итого получаем тока 7,3-9,7А при напряжении 12в, хотя в процессе роста оксидной плёнки напряжение может подрости, я брал источник с параметрами 20А и 30в максимальные значения.

При Холодном анодировании для поддержания заданного тока может потребоваться напряжение гораздо больше чем 12в, ибо чем плотнее слой, тем больше его электрическое сопротивление.

На следующих этапах соблюдаем главное правило: «Погружение в раствор и доставание из раствора детали ТОЛЬКО при включенном источнике тока!»Иначе кислота начнёт разъедать деталь и загрязнять раствор…Погружаем деталь в раствор, при включенном источнике тока, достаточно самого минимального значения, просто что бы между анодом и катодом было напряжение! Опять же не забываем про маску, очки и перчатки!

Деталь необходимо размещать под небольшим углом

Зачем размещать деталь под углом, при строго горизонтальном расположении шайбы было замечено, что торцы покрываются более плотным слоем чем плоскости, плюс если имеются не сквозные отверстия, деталь необходимо размещать так, чтобы а)электролит полностью их заполнил и б)чтобы из них мог выходить газ скапливающийся в процессе, иначе может образоваться газовый пузырь, который вытиснит электролит, и соответсвенно в этом месте деталь не покроется оксидным слоем.Ну и по возможности деталь должна быть равноудалена от катода, тоесть стенок ванны.

Вокруг детали начнётся активное выделение пузырьков газа, кислорода, сам по себе он не особо вреден, а вот аэрозоль кислоты, образующаяся при лопании пузырьков, когда они доходят до поверхности, весьма вредно вдыхать, поэтому накрываем всё это хозяйство.

На крышке возможно сбор конденсата электролита, его скапывание на рядом стоящие предметы.

Как только накрыли крышкой, выставляем на блоке питания необходимый ток и засекаем минут 40-60

Пока ждём начинаем готовить раствор красителя, в качестве красителя можно использовать анилиновы красители разбавленные в воде или краску для заправки картриджей для струйников.

Я использовал вчастности Colouring для устройств Canon/Epson/HP/Lexmark продаётся в ДНС по 200-300р за 100мл, бывает Голубой (Cyan), Пурпурный (даёт цвет от красного до фиолетового) (Magenta), Желтый и Чёрный, так же есть Светло-голубой и Светло-пурпурный.

С голубым у меня получилось, желтый и чёрный не пробовал, а вот Magenta не захотел красить пробник почему-то.

Я разбодяживал 2 пузырька примерно на 3л воды, далее подогреваем этот раствор до 60градусов.Все работы лучше проводить в резиновых перчатках, отмывается эта дрянь с рук очень плохо!

При нагреве кастрюлька хорошо так окрашивается, так что используем не нужную, потом в быту её использовать не комильфо )

Периодически посматриваем как идёт процесс, раствор становится мутным от обилия пузырьков, но больших пузирей не должно быть!

Не отключая напряжение можно приподнимать деталь, чтобы проверить состояние токоподвода и самой детали.

  • При анодировании крупных деталей (ну или большого количества мелких

    Анодирование алюминия в домашних условиях

    Обработка алюминия в домашних условиях
    Сущностью процесса анодирования является наращивание оксидного покрытия, которое на алюминии и его сплавах выполняет защитную функцию от воздействий среды. Другое название – анодное оксидирование. Кроме того, оксидирование применяют для повышения эстетичности внешнего вида изделий.Устраняются поверхностные дефекты– небольшие царапины, мелкие сколы. Можно имитировать покрытие драгоценными металлами или повысить адгезивные свойства. Покрытие можно наносить не только на производстве, но и дома.Анодирование алюминия в домашних условиях пользуется большой популярностью у домашних умельцев. В изделиях, подвергнутых анодному оксидированию, повышается стойкость защитного покрытия.Анодирование алюминия

    Общие сведения о технологии анодирования

    Технология анодирования алюминия схожа с гальванической обработкой. Оседание ионов оксидов раствора на заготовке происходит в жидком электролите при высоких или низких температурах. Использование нагретого раствора возможно в промышленных установках, где есть возможность тщательного контроля и регулирования напряжения и силы тока в автоматическом режиме.В домашних условиях обычно пользуются холодным методом. Данный способ достаточно прост, не требует постоянного контроля, а оборудование и расходные материалы — доступны. Для приготовления раствора можно использовать электролит, применяемый в свинцовых автомобильных аккумуляторах. Он продается в каждом автомагазине.Высокая прочность защитной оксидной пленки зависит от ее толщины, которая в домашних условиях получается при обработке в холодном растворе. Наращивание производится ступенчатым регулированием рабочего тока.Результат анодирования алюминияЧерное анодирование алюминияОксидирование алюминия в черный цвет относится к цветному анодированию. Черный цвет получают в два этапа. Вначале наносится бесцветная пленка электролитическим способом, а затем заготовку помещают солевой раствор кислот. В зависимости от кислоты цвет может быть от бледной латуни до насыщенного черного. Черный алюминий широко используется в строительстве и отделке.

    Подготовительный процесс

    Для получения гладкой поверхности на стадии подготовки необходимо заготовку отполировать. С помощью войлочного или другого полировального круга устраняются царапины, затягиваются большие поры. Отсутствие микронеровностей снижает вероятность появления прогаров. Анодная пленка не способна скрыть внешние дефекты.Перед анодированием алюминия необходимо определиться с размерами обрабатываемых деталей. Получаемый слой имеет толщину 50 микрон, поэтому на обработанную резьбу невозможно будет накрутить гайку. Если же детали соединяются с помощью посадки, то не стоит забывать, что после анодирования детали шлифовке не подлежат.Проведение анодирования в домашних условияхДля проведения процесса необходимы емкости. Емкости для анодирования должны соответствовать размерам деталей, быть чуть больше. В связи с чем обычно пользуются несколькими ваннами. Материал емкостей – алюминий. Но если изделия небольшого размера, то подойдут пластиковые контейнеры. Только на дно и вдоль стенок необходимо уложить алюминиевые листы. Это необходимо, чтобы создать ток равномерной плотности по всему объему.Электролит нуждается в изоляции от внешнего воздействия тепла. При нагревании его придется менять. Для исключения нагрева емкости снаружи покрываются слоем теплоизоляции. Ее можно обклеить пенопластом до 50 мм толщиной или, поместив в короб, заполнить свободное пространство монтажной пеной.Раствор серной кислоты получают путем разбавления электролита для автомобильных аккумуляторов дистиллированной водой в пропорциях один к одному. Купив канистру емкостью 5 литров, раствора можно получить 10 литров.Смешивание, когда в кислоту добавляется вода, сопровождается обильным тепловыделением, и она буквально вскипает разбрызгиваясь. Поэтому в целях безопасности серную кислоту вливают в емкость с водой.Перед началом анодирования алюминия его подвергают химической подготовке. Химическая подготовка – процесс обезжиривания. В промышленных условиях обработку проводят едким натром или калием. Но в домашних условиях лучше пользоваться хозяйственным мылом. Зубной щеткой и мыльным раствором с поверхности хорошо удаляются загрязнения. После чего сначала заготовки промываются теплой водой, а затем — холодной.Альтернативой хозяйственному мылу служит стиральный порошок. Растворив его в закрытом пластиковом контейнере и поместив туда обрабатываемые детали, необходимо интенсивно встряхнуть. Затем детали промываются и просушиваются потоком горячего воздуха. Активный кислород, содержащийся в стиральном порошке, защищает обезжиренные изделия, даже если их взять голыми руками.

    Подготовка электролита

    Растворы кислот считаются небезопасными реактивами, поэтому для проведения анодирования алюминия в домашних условиях прибегают к другому типу раствора. Для его приготовления используют соль и соду, которые всегда есть под рукой.Для приготовления электролита берут две пластмассовые емкости. В них наводят солевой и содовый составы, соблюдая пропорцию: на порцию соли или соды 9 порций дистиллированной воды.Анодирование в домашних условияхПосле растворения компонентов раствор выдерживается с целью оседания не растворившихся частиц на дно. При переливании в емкость для анодирования его необходимо процедить.

    Способы анодирования алюминия

    Разработано несколько способов обработки алюминиевых сплавов, но широкое применение нашел химический способ в среде электролита. Для получения раствора используют кислоты:

    • серную;
    • хромовую;
    • щавелевую;
    • сульфосалициловую.

    Для придания дополнительных свойств в раствор добавляют соли или органические кислоты. В домашних условиях в основном используют серную кислоту, но при обработке деталей сложной конфигурации предпочтительнее использовать хромовую кислоту.

    Процесс происходит при температурах от 0°С до 50°С. При низких температурах на поверхности алюминия образуется твердое покрытие. При повышении температуры процесс протекает значительно быстрее, но покрытие обладает высокой мягкостью и пористостью.

    Технология твердого анодирования алюминия

    Кроме химического метода в некоторых случаях используются следующие методы анодирования алюминия:

    • микродуговое;
    • цветное:
      1. адсорбцией;
      2. опусканием в электролит;
      3. опусканием в красящий раствор;
      4. гальваникой;
    • интерферентное;
    • интегральное.

    Теплое анодирование

    Способ теплого анодирования используется для получения основы под покраску. Покрытие пористое, но за счет этого обладает высокой адгезией. Нанесенная сверху эпоксидная краска надежно защитит алюминий от внешних воздействий.

    Недостатком считается низкая механическая прочность и коррозионная стойкость покрытия. Оно разрушается при контакте с морской водой и активными металлами. Данный способ можно произвести в домашних условиях.

    Процесс протекает при комнатной температуре или выше (не более 50°С). После обезжиривания заготовки устанавливаются на подвесе, который удерживает их в растворе электролита.

    Анодирование продолжается до тех пор, пока на поверхности не появится покрытие молочного цвета. После снятия напряжения заготовки промываются в холодной воде. Затем детали подлежат окрашиванию. Красят их путем помещения в емкость с горячим красителем. После чего полученный результат закрепляют на протяжении 1 часа.

    Методы цветного анодировния алюминия

    Холодная технология

    Для проведения анодирования алюминия необходимы:

    • источник питания 12 В (АКБ, стабилизатор);
    • алюминиевые провода;
    • реостат;
    • амперметр;
    • емкости для растворов.

    Холодная технология отличается тем, что рост анодированного покрытия со стороны металла протекает с большей скоростью, чем его растворение с внешней стороны.

    Вначале проводятся подготовительные работы, описанные выше. Затем детали необходимо закрепить. Не следует забывать, что под крепежным элементом пленка не образуется. А подвешенные заготовки при опускании в емкость не должны касаться стенок и дна.

    К деталям от источника питания подключается анод, соответственно к емкости катод. Плотность тока подбирается в пределах 1,6-4 А/дм2. Рекомендуемые значения 2-2,2 А/дм2. При малых значениях процесс будет протекать медленнее, а при больших может возникнуть пробой цепи и покрытие начнет разрушаться.

    Не рекомендуется, чтобы температура электролита поднималась выше 5°С. При анодировании электролит нагревается не равномерно. В центре он теплее, чем в углах емкости, поэтому необходимо постоянное перемешивание.

    Продолжительность анодирования при холодном способе составляет около получаса для небольших элементов. Для крупных деталей продолжительность может составлять 60-90 минут. На окончание процесса указывает измененный цвет на поверхности алюминиевого изделия. После отсоединения проводов деталь промывается.

    Закрепление результата

    Качество анодирования алюминия зависит от завершающего этапа – закрепления покрытия. Для этого после нанесения покрытия и промывки детали помещают на четверть часа в раствор марганца. После выемки необходимо детали промыть под горячей и холодной водой для удаления из пор остатков раствора.

    Перед окрашиванием необходимо закупорить микроскопические поры на пленке. Для чего изделия кипятят в дистиллированной воде в течение 30-40 минут.

    , пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

    Как обрабатывают алюминий и алиминиевые сплавы?

    Обработка алюминия в домашних условиях

    Алюминий – один из самых популярных металлов, из которых изготавливают множество разнообразных деталей. Он легкий, прочный, не поддается коррозии, к тому же, легко обрабатывается.

    Обработка алюминия: виды и особенности

    Обработка алюминиевых заготовок возможна несколькими способами, в зависимости от поставленных задач и желаемого результата. Чаще всего применяют:

    • химическую полировку;
    • электрохимическую шлифовку;
    • химическое окисление.

    Химическая полировка и ее особенности

    Химическая полировка позволяет устранить практически любые видимые дефекты поверхности, при этом не повышая ее отражающие способности.

    Суть процедуры состоит в том, что алюминиевые детали погружают в емкость со специальным составом, под воздействием которого улучшается контур поверхности, неровности становятся менее заметными.

    Перед погрузкой в алкалиновый раствор все детали тщательно обезжириваются.

    Выдерживают детали в растворе от одной до четырех минут. Температура раствора – 100 градусов по Цельсию. После выемки все детали тщательно промывают сначала в горячей, а потом в холодной воде.

    Электрохимическая шлифовка и ее особенности

    Чаще всего для электрохимической шлифовки алюминиевых заготовок применяется метод BRYTAL, суть которого заключается в том, что каждая деталь сначала обезжиривается, затем аккуратно промывается, после чего погружается в 80-ти градусный раствор, в составе которого присутствует карбонат натрия (15%) и тринатрий фосфат (5%).

    Здесь важно оказать двойное воздействие: сначала в результате погружения заготовок в рабочий раствор на 20-30 секунд должен удалиться естественный слой алюминиевого окисла. После этого между катодом и анодом (в качестве которого и выступает алюминиевая деталь) пропускается 24-вольтный разряд, создавая таким образом некую поляризацию.

    Анод при этом остается покрытым окисленным слоем, который, в свою очередь, со временем растворяется электролитом. На это ему требуется ориентировочно столько же времени, как и на создание, при этом толщина слоя не растет.

    Обработанная таким образом каждая деталь затем просушивается. В результате получается достаточно тонкий окисленный слой. Сам по себе он выступает недостаточно сильной защитой, и часто требует последующего анодирования.

    В результате данного процесса поверхность заготовок приобретает светоотражающую поверхность, что ценится, например, при изготовлении параболических фар. Кроме того, такие изделия имеют высокий уровень защиты от износа.

    И химическая полировка, и электрохимическая шлифовка отлично справляются с единственной задачей – улучшение эстетических показателей поверхности. При этом обработанная деталь не отличается высоким уровнем защиты. Для этих целей лучше подойдут химическое, а также анодное окисление.

    Химическое окисление и его особенности

    Воздействие химическим окислителем на любую алюминиевую деталь или сплав данного металла весьма важно с экономической точки зрения. В первую очередь, процесс непременно должен иметь место перед покрытием изделий лаком или краской, в противном случае невозможно достичь нужного уровня сцепления.

    Дополнительные преимущества химического окисления:

    • повышает стойкость к коррозии;
    • улучшает износоустойчивость;
    • повышает эстетические качества, включая сохранение металлического блеска.

    Самая популярная система химического окисления включает такие этапы:

    • обезжиривание (деталь обрабатывают трихлорэтиленом);
    • промывание каждой запчасти в большом количестве горячей, а потом и холодной воды;
    • погружение заготовок в рабочий раствор: в 10 литрах воды растворяется 500 г карбоната натрия и 150 г хромат натрия.

    Время выдержки запчастей в растворе до 15 минут, рабочая температура – 90-95 градусов по Цельсию. После того как алюминий вытащат из раствора, каждую деталь нужно снова тщательно промыть в горячей воде, а затем в холодной.

    Во время химического окисления на поверхности заготовок образуется тонкая пленка, состоящая из хрома и алюминий оксидов. Она создает хорошую основу для покрытия краской, лаком, повышает устойчивость к износу и коррозийным процессам.

    Анодирование алюминиевых деталей

    Анодирование – это процесс, также известный как народное оксидирование, в результате которого на поверхности алюминиевой заготовки появляется оксидное покрытие. Алюминий при этом окисляется, но от окислительных процессов его защищает оксидная пленка.

    Такая обработка имеет ряд неоспоримых преимуществ:

    • повышает защитные и декоративные свойства металла;
    • обеспечивает поверхности матовость и однотонность;
    • устраняет механические повреждения, такие как сколы, царапины, трещины;
    • увеличивает толщину защитного слоя.

    Обработка алюминиевых заготовок посредством анодирования имеет несколько разновидностей.

    1. Тепловое анодирование отличается достаточно простой технологией, проводится при комнатной температуре и позволяет получить красивое цветное покрытие. При этом используются исключительно органические красители. У умелого специалиста одна и та же деталь может получить несколько цветовых решений. Из недостатков следует отметить тот, что высокой степени защиты от коррозии не достичь.
    2. Холодное анодирование алюминиевых заготовок отличается прочностью и твердостью анодного слоя, отличными показателями износоустойчивости, высоким качеством. Каждая деталь, используемая в рамках данной технологии, должна быть хорошо охлаждена. Такая обработка имеет единственный недостаток – в процессе холодного анодирования невозможно использовать органические красители.
    3. Достаточно прочную и твердую пленку можно получить путем твердого анодирования. Особенность технологии заключается в применении одного из нескольких электролитов: помимо кислоты серной также используется щавелевая, уксусная, винная или борная кислота. Во время процесса плотность тока растет, и, соответственно, пленка повышенной плотности также увеличивается.

    Для процесса анодирования применяют несколько разных по диаметру алюминиевых ванн (также можно использовать пластик или полипропилен). Главное условие – соблюдение теплоизоляционных свойств ванны.

    Механическая обработка алюминия: с какими проблемами можно столкнуться

    Мягкий и пластичный алюминий отлично поддается механообработке, но иногда при этом можно столкнуться и с негативными эффектами. У некоторых сплавов отмечается высокая вязкость.

    В этом случае при фрезеровке или сверлении может формироваться длинная стружка, которая будет наматываться на рабочий инструмент, приводя его к поломке.

    Чтобы минимизировать риск такой неприятности, инструменты для механообработки алюминиевых сплавов следует выбирать с большими стружечными канавками – пусть это ограничит максимальное количество зубцов на фрезе, зато облегчит ход стружки, частично решая проблему.

    Механическая обработка алюминия

    Обработка алюминия в домашних условиях

    По сравнению с другими конструкционными материалами алюминий и его сплавы довольно легко поддаются механической обработке.

    Механическая обрабатываемость

    К механической обработке обычно относят все процессы обработки резанием: токарная обработка, фрезерование, строгание, сверление, пиление и т. д. Поскольку различных алюминиевых сплавов довольно много, то они могут иметь различные характеристики механической обрабатываемости.

    Термин обрабатываемость включает все свойства, которые имеют отношение к процессу механической обработки:

    • износ режущего инструмента;
    • необходимая сила резания;
    • форма стружки;
    • качество поверхности после механической обработки.

    Механическая обрабатываемость не является такими свойством материала, которое можно было бы определить одним характерным параметром. Она является комплексным технологическим термином.

    Обрабатываемость зависит как от физических и химических свойств алюминия или алюминиевого сплава, так и от производственного процесса, который применялся при изготовлении алюминиевого полуфабриката или изделия.

    Параметры механической обработки

    Кинематическое взаимодействие инструмента и детали является решающим критерием процесса механической обработки.

    Строго говоря, термин « обрабатываемость» должен определяться отдельно для каждого отдельного процесса механической обработки (токарной обработки, сверления и т. д.).

    Обычно из-за четко определенного взаимодействия инструментов и деталей термин «обрабатываемость» относят к процессу токарной обработки.

    Каждая технология, которую применяют при механической обработке, зависит от нескольких независимых параметров:

    • параметры резания и геометрия инструмента;
    • применяемое оборудование;
    • материал режущего инструмента.

    См. Режущий инструмент для алюминия

    Алюминиевая стружка

    Форма стружки является важным критерием механической обработке алюминия. Обычно стараются получить короткую цилиндрически свитую стружку, спирально свитую стружку или просто спиральную стружку.

    Различных типов алюминиевой стружки довольно много. При большом разнообразии алюминиевых сплавов они могут давать почти все известные формы стружки. Обычно соблюдается следующая закономерность: чем тверже и прочнее алюминиевый сплав, тем короче его стружка. Из нее вытекают следующие общие правила:

    • Чистый алюминий и мягкие деформируемые алюминиевые дают очень длинную стружку, что вынуждает принимать специальные корректирующие меры, например, специальные приспособления для ломки стружки.
    • Высокопрочные алюминиевые сплавы (например, AlMg5, AlMgSi1,0) не представляют никаких проблем по форме стружки;
    • Доэвтектические литейные алюминиевые сплавы (AlSi8Cu3, AlSi10Mg и т. п.) дают короткую стружку кольцевой и спиральной формы, которая легко удаляется.
    • Эвтектические литейные алюминиевые сплавы (AlSi12) склонны образовывать длинную стружку;
    • Заэвтектические литейные алюминиевые сплавы всегда образуют короткую, фрагментированную стружку, которую часто трудно удалять.

    Алюминиевые сплавы с улучшенной обрабатываемостью резанием содержат низкоплавкие мягкие металлы, которые способствуют образованию короткой стружки. Обычно – это сплавы с добавками свинца или висмута.

    Одним из технологических параметров, которые влияют на форму стружки, является геометрия зуба режущего инструмента. Так, при пониженном переднем угле образуются более короткая стружка в тех сплавах, для которых обычно характерна длинная стружка. Это происходит за счет сжатия стружки (рисунок 1).

    Рисунок 1 – Сжатие стружки при большом и малом переднем угле зуба

    Качество поверхности при механической обработке

    В общем случае качество поверхности, которая образуется при механической обработке алюминия и алюминиевых сплавов, зависит от трех независимых параметров:

    • Кинематическая шероховатость: теоретическая глубина шероховатости (от дна до вершины), которую рассчитывают на основе относительного движения режущего инструмента и детали.
    • Шероховатость механически обработанной поверхности: характерное поведение материала при его механическом разделении, связанное с особенностями его микроструктуры;
    • Внешние воздействия: такие параметры, как устойчивость системы,  состояние режущих кромок и т. п.; эти параметры особенно важны при механической обработке алюминия с большой скоростью резания.

    В общем случае влияние материала на степень шероховатости поверхности детали после ее механической обработки, то есть на качество механически обработанной поверхности, зависит от тех же факторов, что и форма стружки.

    В отношении деформируемых алюминиевых сплавов эта закономерность выглядит так:

    • чем выше прочность и твердость алюминиевого сплава, который подвергают механической обработке, тем более гладкую поверхность можно на нем получить.

    Что касается литейных алюминиевых сплавов, то на их механически обработанную поверхность определенное влияние оказывает их  микроструктура.

    Твердые частицы, которые внедрены в мягкую матрицу, могут вырываться с образованием грубой поверхности.

    Тем не менее, в целом, качество поверхности механически обработанной поверхности литейных сплавов также может считаться хорошей и часто очень хорошей.

    Скорость резания

    Скорость резания является важным параметром механической обработки, который оказывает влияние на качество поверхности. Обычно величина шероховатости является обратно пропорциональной скорости резания.

    При низких скоростях резания шероховатость поверхности очень резко возрастает из-за повышенного налипания на режущей кромке. При механической обработке алюминия области низких скоростей резания, как  правило, избегают. Налипание на режущую кромку – это явление, которое является типичным для алюминия.

    Оно состоит в повторяющемся налипании алюминиевых частиц на режущую кромку инструмента с последующим их срывом с кромки (рисунок 2).

    Рисунок 2 – Налипание алюминия на режущую кромку при низкой скорости резания

    Группы механической обрабатываемости алюминия

    С точки зрения механической обрабатываемости алюминиевые сплавы подразделяют на следующие группы (в порядке повышения трудности механической обработки):

    • Группа 1: Деформируемые алюминиевые сплавы с низкой прочностью;
    • Группа 2.1: Деформируемые алюминиевые сплавы повышенной прочности;
    • Группа 2.2: Алюминиевые сплавы для механической обработки;
    • Группа 3.1: Алюминиево-кремниевые сплавы с содержанием кремния до 10 %;
    • Группа 3.2: Эвтектические алюминиево-кремниевые сплавы;
    • Группа 3.3: Заэвтектические алюминиево-кремниевые сплавы.

    Группа 1: Деформируемые алюминиевые сплавы с низкой прочностью

    1) Термически неупрочняемые сплавы в отожженном состоянии или частично нагартованном состоянии:

    Примеры сплавов:

    2) Термически упрочняемые сплавы в несостаренном состоянии:

    Примеры сплавов:

    Характерные свойства для механической обработки:

    • мягкие,
    • пластичные,
    • низкая прочность,
    • отсутствуют твердые включения,
    • склонность к налипанию на режущей кромке.

    Группа 2.1: Деформируемые сплавы повышенной прочности

    1) Термически неупрочняемые сплавы в нагартованном состоянии:

    Примеры сплавов:

    • AlMn
    • AlMg1, AlMg2, AlMg3, AlMg4, AlMg5
    • AlMgMn
    • AlMg4,5Mn

    2) Термически обрабатываемые сплавы в состаренном и/или нагартованном состоянии:

    Примеры сплавов:

    • AlCuMg1
    • AlZnMg1
    • AlZnMgCu0,5
    • AlZnMgCu1,5

    Характерные свойства для механической обработки:

    • прочность от 300 до 600 Н/мм2 с хорошим удлинением,
    • отсутствуют твердые включения – низкий износ инструмента,
    • снижение склонности к налипанию на режущую кромку с увеличением прочности.

    Группа 2.2: Алюминиевые сплавы для механической обработки

    Термически обрабатываемые деформируемые сплавы с добавками для ломки стружки

    Примеры сплавов:

    • AlMgSiPb
    • AlCuBiPb
    • AlCuMgPb

    Характерные свойства для механической обработки:

    • короткая стружка благодаря присутствию добавок Pb и Bi;
    • прочность от 280 до 380 H/мм2;
    • низкая склонность к налипаниям на режущей кромке.

    Группа 3.1: Литейные сплавы Al-Si с содержанием кремния до 10 %

    1) Сплавы AlSiCu

    Примеры сплавов:

    • AlSi5Cu1
    • AlSi6Cu4
    • AlSi8Cu3

    2) Сплавы AlSiMg

    Примеры сплавов:

    Характерные свойства для механической обработки:

    • прочность от 250 до 360 Н/мм2;
    • повышенный износ режущего инструмента из-за твердых компонентов микроструктуры и включений;
    • хорошая ломкость стружки и гладкая поверхность;
    • склонность к налипанию на режущую кромку при содержании аремния более 5 %.

    Группа 3.2: Литейные сплавы Al-Si с низкой твердостью

    Сплавы Al-Si с содержанием кремния около 12 %

    Пример сплава:

    AlSi12

    Характерные свойства для механической обработки:

    • низкая твердость алюминиевой матрицы;
    • твердые металлические компоненты микроструктуры и включения;
    • высокая склонность к налипанию на режущую кромку.

    Группа 3.3: Литейные сплавы Al-Si с высокой твердостью

    Сплавы Al-Si с содержанием кремния свыше 12 %

    Примеры сплавов:

    • AlSi18CuMgNi
    • AlSi21CuNiMg
    • AlSi25CuMgNi
    • AlSi17Cu4FeMg

    Характерные свойства для механической обработки:

    • средняя прочность;
    • высокая твердость;
    • очень низкая пластичность;
    • высокий износ режущего инструмента из-за очень твердых интерметаллических частиц и первичного кремния;
    • высокая склонность к налипанию на режущую кромку.

    Источник: TALAT 3100

    См. Режущий инструмент для алюминия

    Обработка алюминия в домашних условиях

    Обработка алюминия в домашних условиях

    Каждый из нас сталкивался с таким определением, как анодирование, которое применяется, в частности, к алюминиевым изделиям.

    Этот металл в чистом виде или его сплавы хорошо подходят для изготовления разных поделок, чем пользуются многие домашние умельцы. Металл имеет малый вес, обладает высокой прочностью и легко поддается обработке.

    Но что самое ценное, он стоек к коррозии. Многие умельцы проводят анодирование алюминия в домашних условиях.

    Но для чего это делается, ведь материал сам по себе достаточно прочный и выглядит неплохо? Однако, несмотря на все достоинства, у него есть и слабые стороны.

    И его главный недостаток – это взаимодействие с воздухом, в результате чего происходит реакция окисления. Это приводит к образованию налета, который существенно затрудняет покраску изделий.

    К тому же сам вид алюминия далек от совершенства. Именно по этой причине алюминий подвергается процедуре анодирования.

    Согласно ГОСТам, анодирование именуется анодным оксидированием. Главным итогом электрохимического процесса анодирования алюминия становится образование более прочного оксидного покрытия.

    Дело в том, что в ходе окисления металла на его поверхности образуется защитная пленка, которую легко повредить.

    Вся суть анодирования сводится к укреплению этой пленки, а не в нанесении какого-либо покрытия, что обычно происходит при хромировании или цинковании изделий. Пленка образуется из самого алюминия.

    Процесс очень схож с другой технологией – воронением металлов окислением. Анодированию подвергаются не только изделия из алюминия, магний и титан тоже при необходимости подвергаются такой защитной обработке.

    Что может дать анодирование алюминия в домашних условиях металлу? Прежде всего способность противостоять коррозии существенно повысится. Более прочная оксидная защитная пленка будет держаться очень долгое время и не отслоится.

    Помимо этого есть еще ряд преимуществ, которые дает технология анодного оксидирования:

    • Сглаживает поверхность алюминиевых изделий, то есть скрывает некоторые дефекты (царапины и повреждения точечного характера, сколы, полосы) и придает однородность металлу.
    • Красочные покрытия лучше держатся на таком металле за счет приобретения матовой поверхности.
    • Анодированные алюминиевые профили отличаются улучшенными защитными свойствами.
    • Цветное анодирование алюминияпридает металлу более привлекательные черты.
    • Большая толщина защитной пленки.
    • Возможность для различной имитации – серебро, золото, жемчуг и прочее.

    Что касается анилиновых красителей, то здесь существует много вариантов. К тому же анодирование может выполняться разными способами:

    • холодным;
    • твердым;
    • цветным.

    Рассмотрим их вкратце ниже.

    Холодное анодирование

    В домашних условиях зачастую используется холодная методика анодирования алюминия.

    Многие компании, которые предлагают услуги в этой области, также в основном специализируются на таком способе.

    Диапазон рабочей температуры составляет от -10 до +10 градусов, из-за чего методика и зовется холодной.

    Среди достоинств анодирования алюминия в домашних условиях этим способом можно выделить получение более толстого защитного покрытия, что повышает стойкость к коррозии.

    Только обработанные изделия сложно обрабатываются органическими красочными материалами. Хотя цвет металл приобретет в любом случае, причем оттенок может быть оливковым, сероватым или черным.

    Твердое анодирование

    Результатом твердого анодного оксидирования является получение особенно прочной защитной пленки. Во многом за счет этого данная технология успешно используется в огромных масштабах:

    • промышленность;
    • авиастроение;
    • автомобилестроение;
    • строительство.

    Особенностью твердого анодирования алюминия является применение сразу нескольких электролитов.

    Помимо использования серной кислоты, участвует и ряд прочих аналогов: щавелевая, серная, лимонная, винная и борная.

    И это в ходе одного только процесса, при котором плотность тока постепенно повышается.

    Прочность защитного покрытия увеличивается за счет структурных изменений.

    Цветное анодирование

    Суть этого метода заключается в изменении цвета металла. При этом можно выделить 4 основные методики:

    1. Адсорбция – изделия погружаются в специальную ванну либо в красящий раствор, разогретый до необходимой температуры.
    2. Электролитическая (черное анодирование алюминия) – изначально получается бесцветная пленка, после чего происходит окунание алюминиевых изделий в кислый солевой раствор. В строительстве широко распространен черный цвет, но можно получить и слегка бронзовый оттенок.
    3. Интерференционная – методика схожа с электролитической, но при этом создается особенный светоотражающий слой, за счет чего цветовая палитра гораздо больше.
    4. Интегральная – суть этого метода заключается в смешивании электролита и органических солей.

    Как можно понять, цветное анодное оксидирование позволяет приобрести новый оттенок цвета, в зависимости от предпочтений.

    Домашняя технология

    В промышленности анодирование металлов производится при участи серной кислоты, но проводить анодирование алюминия в домашних условиях с ее использованием крайне нежелательно в силу выделения большого количества газа. Стоит только образоваться малейшей искре, и тогда не избежать печальных последствий. Сама методика остается неизменной, но вместо кислоты используется сода.

    Но прежде стоит подготовить «оборудование»:

    • несколько ванночек;
    • проводку;
    • АКБ или выпрямитель (источник тока);
    • реостат;
    • амперметр.

    Непосредственно для самого процесса нужны именно алюминиевые емкости. Две прочие нужны для приготовления растворов, для чего пригодятся изделия из стекла или пластика.

    Подготовка альтернативного электролита

    Для приготовления растворов для анодирования алюминия своими руками (содового и солевого) нужна только теплая дистиллированная вода. Компоненты для смешивания выдерживают в пропорции 1 к 9 (сода или соль – вода).

    Растворы хорошо перемешиваются, после чего им необходимо настояться.

    А через некоторое время их нужно перелить в другие емкости, причем стараться исключить попадание содового осадка.

    Конечный результат процедуры будет зависеть от чистоты раствора.

    Перед тем как деталь подвергать обработке, ее нужно очистить, при необходимости отшлифовать поверхность и обезжирить. Толщина пленки не более 0,05 миллиметра, поэтому она не может скрыть видимые дефекты.

    Источник: http://ooo-asteko.ru/kak-chernit-alyuminiy-v-domashnih-usloviyah/

    Анодирование алюминия — способы выполнения технологии

    Гуру красок➣Специальные материалы➣Другие покрытия➣

    Анодирование алюминия (анодное оксидирование) – это процесс, в результате которого на поверхности металла образуется оксидное покрытие.

    Основная задача оксидного покрытия – защитить поверхность алюминия от окисления, возникающего из-за взаимодействия этого металла с воздухом.

    Анодирование призвано не уничтожать пленку, образовавшуюся при окислении (она выполняет защитную функцию), а сделать ее более прочной. В этом отношении анодирование похоже на такой метод, как воронение окислением.

    Технология анодного оксидирования используется для укрепления не только алюминия и его сплавов, но и других металлов. К примеру, оксидные покрытия используются для защиты титана и магния.

    Помимо укрепления поверхностного слоя, анодирование преследует следующие цели:

    • сглаживание различных дефектов поверхности (сколов, царапин и т.п.);
    • повышение адгезивных качеств материала (краска значительно лучше сцепляется с оксидной пленкой, чем с голым металлом);
    • улучшение внешнего вида металла;
    • придание металлу различных декоративных эффектов (к примеру, можно создать имитацию золота, серебра, жемчуга).
Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.