Анодирование изделий из титана и сплавов на его основе позволяет решить ряд задач как прикладного (повышение износостойкости поверхности изделия), так и декоративного (окрашивание поверхности за счёт создания цветного оксидного слоя) характера. Использование для окрашивания или цветовой маркировки деталей процесса оксидирования постоянным током (током постоянной плотности) позволяет не только придать изделиям нужный цвет без применения красителей, но и защитить их от коррозии.
По сравнению с использованием других механизмов окрашивания и защиты — нанесения красок, лаков, напыления и других — анодирование отличается относительной простотой процесса и более высокими защитными характеристиками.
В результате обработки можно добиться нужного цвета поверхности путём манипуляций с напряжением анодирования, при этом на выходе будет идеальная поверхность, поскольку мелкие потертости и поверхностные царапины исчезнут в ходе обработки. Пример зависимости цвета изделия от напряжения для чистого титана представлен на рисунке ниже. При необходимости окрашивания титановых сплавов рекомендуется обратиться к соответствующей справочной температуре или провести пробное окрашивание на специально выделенной для этого заготовке.
Основными преимуществами использования анодирования постоянным током являются:
- Равномерная окраска всей поверхности изделия при соблюдении технологического процесса.
- Повышение коррозионной стойкости поверхности.
- Улучшение поверхности за счёт устранения мелких царапин и потёртостей.
Не лишён этот метод и известных недостатков:
- Не происходит резкого улучшения прочности поверхности изделия, а также улучшения его антифрикционных свойств.
- Возможен неравномерный окрас при изменениях напряжения и тока в процессе анодирования.
- Для получения максимального эффекта необходимо дополнительное облагораживание изделия.
Промышленный процесс анодного оксидирования постоянным током состоит из следующих этапов:
- Монтаж обрабатываемых деталей на приспособления для анодирования.
- Химическое обезжиривание деталей (в соответствии с производственной инструкцией).
- Промывка в горячей (40-50 градусов) проточной воде многократным окунанием.
- Промывка в холодной проточной воде многократным окунанием.
- Облагораживание в растворе кислот для устранения существующих окисных слоёв для получения ровного и яркого оксидного окра
- Промывка в холодной проточной воде многократным окунанием.
- Непосредственно анодирование.
- Промывка в холодной проточной воде многократным окунанием.
- Сушка.
- Демонтаж изделий с приспособлений для анодирования.
- Контроль результата с помощью визуального осмотра и проверки корректности всех этапов производственного процесса.
Если рассматривать электрохимические процессы более подробно, стоит отметить, что для облагораживания используется раствор азотной (плотность 1,4) кислоты в пропорции 700 мл/л, фтористоводородной (плотность 1,13) кислоты в пропорции 200 мл/л и воды. Изделие окунается в раствор температурой до 28 градусов Цельсия на срок от 30 секунд до 10 минут.
После облагораживания промытую деталь подвергают анодированию в растворе электролита температурой до 25 градусов Цельсия, состоящего из ортофосфорной кислоты (плотность 1,7) в пропорции 200 мл/л и воды. Плотность тока при этом зависит от напряжения — 0,2 А/дм2 при напряжении до 50 В, 0,5 А/дм2 при 50-100 В и 0,8 А/дм2 при напряжении от 100 до 150 В. Важно, что при более низкой температуре электролита зависимость цвета поверхности от напряжения смещается в сторону более высоких значений по сравнению с рисунком выше.
Очевидно, что качество полученного покрытия более всего зависит от стабильности тока и напряжения, выдаваемых источником питания, основным требованием к которому является обеспечение нужных значений тока и напряжения с минимальными отклонениями.
Традиционно для анодирования используются различные тиристорные преобразователи, требующие включения в цепь дополнительного сглаживающего реактора. В настоящее же время существуют более совершенные источники питания, которые за счёт улучшения конструкции не только имеют меньшее энергопотребление, но и обеспечивают лучшее качество генерируемых тока и напряжения за счет практически отсутствующих пульсаций. В результате есть возможность получать более качественный анодный слой с лучшими декоративными характеристиками.
Отличным решением для промышленных предприятий будет использование выпрямителей серии Пульсар ПРО или Пульсар СМАРТ от российской компании «Навиком», которая уже почти двадцать лет поставляет на отечественный и мировой рынок промышленные выпрямительные агрегаты. Основные преимущества выпрямителей от «Навиком»:
- Высокий КПД преобразования, что позволяет добиться существенной экономии энергии.
- Низкий коэффициент пульсации, что в случае работ по анодированию значительно повышает качество оксидного слоя.
- Сервисное обслуживание и поддержка, гарантирующие оперативное и качественное решение любых вопросов, возникающих у клиента в процессе эксплуатации выпрямителя.
