|
Описание процесса.
Анодирование – это электролитический процесс, в результате которого на поверхности металла образуется трудно растворимая оксидная пленка. Теоретически
анодировать можно много различных металлов, включая цинк, магний, титан, но единственным промышленным применением анодирования в настоящее время остается алюминий.
Оба эти процесса обычно предшествуют сернокислому
анодированию. При электролитическом полировании, как и в ряде других процессов, применяется также фосфорная кислота.
Все большее распространение приобретает также матовая химическая полировка. Она выполняется в ванне, содержащей следующие компоненты (пропорции указаны приблизительно):
В установках для электролитического полирования используются растворы сходного состава.
Завершающая стадия почти всех процессов
анодирования – это закрепление, которому (в случае применения для разнообразных декоративных целей) предшествует окрашивание. В качестве красящих веществ используются сложные органические соединения, как правило, с низкой концентрацией (примерно 2 г/л, для окраски в черный цвет 6 г/л).
Закрепление обычно производится при помощи кипящей воды, но его эффективность повышается, если проводить обработку уксуснокислым никелем.
Концентрация уксуснокислого никеля варьирует в широких пределах, но чаще всего составляет 5-15 г/л.
На этапе очистки применяются щелочные соединения. Иногда бывает достаточно отрегулировать величину pH. Если в ходе процесса изделие обрабатывается кислотой, контроль величины pH может быть почти «автоматическим». Если кислота используется для травления, в ней могут содержаться тяжелые металлы, и поэтому, прежде чем ее сливать, может потребоваться осаждение отработанного реактива, включая отстаивание или фильтрацию. Такая же обработка необходима, если имеет место освобождение заметного количества металла во время очистки подслоя в ходе процесса.
Необходимая обработка отходов жидкостей, используемых для промывания в процессе
фосфотирования, зависит от требований природоохранных органов, и может включать одну из следующих операций:
При
хроматном процессе промывка обычно не требуется, и нет необходимости в обработке отходов. При
фосфотировании отходы могут создать проблему уже в ходе самого процесса. Они часто оседают на дне рабочей емкости, покрывают спирали, нагреватели и т.д. Раствор приходится периодически откачивать, а полужидкие отходы удалять (необходимо сдавать в организации, занимающиеся переработкой такого рода отходов).
Отходы анодирования.
Основные вещества, выделяющиеся как отходы в процессе
анодирования, - это сульфат натрия и алюминий. Другие металлы выделяются в очень небольших количествах в очень низкой концентрации. Помимо этого, происходит выброс в атмосферу некоторого количества оксидов азота (нитраты и фосфаты от блескообразующих добавок растворяются в воде в процессе промывки).
Далее приводятся данные о количестве отходов и выбросов (по отраслям промышленности, в которых используется процесс анодирования). Количество потребляемой
фосфорной кислоты, уходящей в промышленные сливы, составляет 1500- 2000 тонн в год. Азотная кислота удаляется из выделяемых газов путем так называемой мокрой очистки и уходит в стоки в количестве около 500 тонн в год. За один год выделяется примерно 100 тонн окислов азота. Из этого количества 25% удаляется путем мокрой очистки и сбрасывается в воду, остальная часть выбрасывается в атмосферу. В настоящее время не существует методик, которые позволяли бы в ощутимых количествах повторно использовать фосфорную кислоту.
Механическое нанесение покрытия.
Механически осаждаемые покрытия из кадмия, олова, олова/цинка и цинка могут наноситься методом холодной сварки на черные металлы, по отдельности или в различных сочетаниях.
Покрытия наносятся методом ударного воздействия, холодной сварки и прессования металлического порошка или гранул на очищенные и соответствующим образом активированные поверхности черных металлов. Типичным для структуры слоя является присутствие агломерированных частиц и пустот. Защитные и функциональные свойства аналогичны свойствам покрытий полученных методом электроосаждения.
Основное преимущество данного процесса по сравнению с методом электроосаждения состоит в том, что можно получать покрытия с минимальной степенью наводораживания.
Этот процесс подходит в тех случаях, когда необходимо нанести покрытие на детали, подвергшиеся сильной деформации или интенсивной обработке в холодном или горячем состоянии, поверхностно упрочненные компоненты и детали, изготовленные из высокопрочных сталей.
Как и при электроосаждении в барабане, существуют ограничения по размеру, весу и форме обрабатываемой детали.
После очистки и обезжиривания детали помещаются в барабан с достаточным количеством стеклянной дроби, воды и специальных химикатов для придания необходимых свойств поверхности изделий. Затем в виде порошка добавляется осаждаемый металл, количество которого зависит от площади поверхности деталей и требуемой толщины покрытия. Вращение барабана с определенной скоростью вызывает ударное воздействие со стороны стеклянной дроби или самих деталей с последующим холодным привариванием металлических частиц к подслою. По прошествии определенного времени детали отделяются от стеклянной дроби и высушиваются.
Существует особая запатентованная методика нанесения покрытия механическим способом. Этот процесс можно сравнить с науглероживанием, при котором происходит нагрев детали в углеродосодержащей среде, и поглощение углерода поверхностью металла. Существует схожий процесс, с той разницей, что поверхностью поглощается цинк. Поэтому данная методика известна также как оцинковывание диффузным способом.
После очистки и предварительной обработки изделия загружаются в контейнер с определенным количеством цинковой пыли, зависящим от требуемой толщины покрытия, и инертным наполнителем, который предотвращает механические повреждения и обеспечивает равномерное распределение цинковой пыли. Плотно закрытий контейнер затем помещают в печь и повышают температуру до требуемого значения (как правило, 350-450°C), которое выбирается таким образом, чтобы физические свойства обрабатываемого материала оставались неизменными. По завершении данной операции закрытий контейнер извлекается из печи и охлаждается. Обрабатываемые детали отделяются от инертного наполнителя, который после скрининга может использоваться повторно. Оставшаяся цинковая пыль вывозится в места захоронения отходов.
После нанесения такого покрытия изделия часто подвергаются дополнительной обработке, повышающей коррозионную устойчивость и срок службы (этот такие виды обработки, как пассивирование, фосфотирование или воронение). Как и гальванизация, данный процесс обеспечивает очень хорошую равномерность и однородность покрытия на поверхности изделий сложной формы. |
