Преимущества оксидирования стали и методы обработки. Оксидирование металла
преимущества и методы обработки металла
Оксидирование стали – это один из наиболее эффективных способов защиты поверхности металла от негативных внешних воздействий. В результате на металле образуется защитное покрытие в виде специфической пленки. Особенности и функции такой пленки напрямую зависят от метода оксидирования. Рассмотрим подробнее каждый из способов такой обработки, но сначала узнаем, какими вообще характеристиками обладает оксидированный металл.
Преимущества оксидирования
Металл считается наиболее популярным строительным материалом, который обладает массой преимуществ: дешевизна, прочность, долговечность и доступность. Но есть и недостатки: часто происходят окисления, коррозия, появляется ржавчина, и внешний вид металла портится в худшую сторону.
Окисление при оксидировании полностью исключается, так как на поверхности формируется стойкая защитная пленка. Именно защита металла от разрушения является основной функцией этой пленки. Оксидировать можно, в принципе, любой метал: сталь, алюминий, драгоценные сплавы. Часто к такой процедуре прибегают в ювелирном деле, но и производственное предприятие требует такой оксидной обработки.
В результате оксидирования или воронения проявляются такие особенности:
- оксидное покрытие однозначно меняет первоначальный цвет изделия;
- при обработке алюминиевых деталей увеличивается их прочность;
- в процессе обработки нержавейки тоже происходит изменение цвета;
- исключается проявление коррозий и ржавчины.
Для покрытий используются только специфические химические составы и особые термические условия. Если периодически обрабатывать такие детали специальными химическими веществами, то их эксплуатация существенно продлится.
Методы обработки металла
Оксидирование металла осуществляется несколькими способами: химическим, плазменным, термическим и электрохимическим. Каждый из них имеет свои преимущества и особенности. Некоторые методы оксидирования стали требуют специальных условий и технологий, растворов с редкими составляющими.
Химический
Химическое оксидирование стали предполагает ее покрытие оксидирующим веществом. Обычно это расплав, нитратный раствор или специальный окислитель. Химический способ обработки материала позволяет сохранить высокую сопротивляемость к коррозии и ржавчине. Такое оксидирование предполагает особенности – работа осуществляется при низких и высоких температурах. В любом случае изделие опускают в раствор из окислителя и щелочи. Потом деталь моют, сушат и маслят.
Химическое оксидирование алюминия придает данному материалу разноцветную окраску. Такие же цветовые переливы получает и сталь.
Электрохимический
Электрохимическое оксидирование по-другому называют анодирование, так как проводится по методу электролизного принципа. По электрохимическому принципу сталь обрабатывается в жидких или твердых оксидных растворах.
Электрохимическим способом можно получить покрытие с тонким слоем, электроизоляторы, защитные покрытия, эмалевидные слои. В результате электрохимического способа покрытие на поверхности детали получается прочным и долговечным.
Существует и электрохимическая процедура – микродуговое оксидирование. Используется для придания металлу декоративных характеристик.
На видео: электрохимическое оксидирование в растворе щёлочи.
Термический
Термическое оксидирование происходит за счет формирования специальной атмосферы с кислотной средой. При термическом воздействии используется специальная печь с высокой температурой. Такую обработку нельзя выполнить самостоятельно, так как для сталей используется высокая температурная черта. В результате создается прочная пленка, которая долго держится. Термический метод считается самым простым и распространенным среди всех остальных.
Плазменный
Плазменному оксидированию нет аналогов. Оно не сравнимо с термическим оксидированием, хотя и присутствуют общие технологии обработки. Термическое оксидирование выполняется при высоких температурных режимах, а плазменное при низких. Однако что термическое оксидирование, что плазменное, производятся благодаря специальному оборудованию, то есть процедуры выполняются в печи. Для нержавеющей стали – это самый подходящий вариант обработки.
Достичь оптимального уровня защиты можно при использовании правильного оксидного вещества. Если технологии отделки будут выполнены в соответствии с инструкциями, то эксплуатационный период металла увеличится в несколько раз.
Оксидирование в домашних условиях
Процедуру можно произвести и в домашних условиях, при этом качество покрытия ничем не будет уступать заводским или фабричным аналогам. Воронением может заняться любой человек, у которого есть в наличии щелочь и окислитель. С помощью таких компонентов производится самое элементарное химическое оксидирование.
Естественно, оксидированный в домашних условиях материал будет уступать своими защитными характеристиками, но значительно повысится его устойчивость в сравнении с первоначальными условиями. Кроме основных особенностей и эстетическая составляющая может значительно пострадать.
Алгоритм домашней обработки:
- Сначала поверхность изделия полируется. Нужно убрать все инородные проявления и налет. Очистка должна быть тщательной и равномерной.
- Производится декопирование с помощью раствора серной кислоты. Лучше использовать 5%-й состав. Изделие помещается в раствор на одну минуту.
- Необходимо вытащить деталь из кислоты и промыть ее в кипяченой, слегка теплой воде. Процедуру при необходимости проделать несколько раз.
- После производится пассирование. Деталь помещается в воду с небольшим количеством хозяйственного мыла. Прокипятить изделие в течение нескольких минут.
- В эмалированную посуду, которая не имеет никаких нарушений поверхности, заливается вода. Сюда добавляется примерно 50 грамм едкого натра.
- Аккуратно уложить изделие в емкость так, чтобы она была полностью покрыта раствором. Нагреть содержимое до 150 градусов. Кипячение производится около двух часов. Может потребоваться и больше времени. Все зависит от температуры нагрева. Только потом завершается процесс обработки.
- Далее нужно выложить изделие на ровную поверхность и дать ему остыть. Желательно ограничить площадь соприкосновения элемента с поверхностью. Если изделие поменяло цвет, то металл поддался воронению.
Оксидированные детали существенно изменяют внешний вид и характеристики. Такое воронение соответствует химическому типу покрытия, которое наносится в заводских условиях.
Где используются обработанные изделия
Иногда способа обработки с помощью щелочных и окислительных средств достаточно. Эстетически привлекательно смотрятся кованные ограды и заборы, которые не окрашены цветной краской, а обработаны химическим, термическим или электрохимическим способом.
Данный способ отделки металлических изделий используется для того, чтобы:
- Защитить поверхность от образования коррозии, когда изделие используется в строительных целях. Даже когда не производится прямое негативное воздействие на металлический предмет, защита такого рода просто необходима.
- Защитить поверхности от агрессивных воздействий внешней среды, например, заборы, решетки на окна, столбы и металлические детали декора зданий.
- Сформировать слой, который образует электроизоляционный щит. Это применимо в технике и постройках, которые должны обезопасить человека от воздействий электрического тока.
- Изменить эстетические или декоративные свойства, если нет желания окрашивать детали, изменяя их уникальный рельеф.
Используются такие изделия и детали в быту, строительстве, ювелирном деле. Увеличить стойкость можно с помощью вспомогательного покрытия – лакокрасящего средства.
Часто воронения становится достаточно. Деталь приобретает темные оттенки с характерным отливом. Дополнительные способы отделки позволяют варьировать цветовую гамму.
В любом случае, оксидирование металлических изделий и деталей просто необходимо для того, чтобы сохранить их положительные характеристики. Производится процедура в домашних и заводских условиях, с соблюдением специфических технологий работы. Необходимы и вспомогательные вещества: окислитель и щелочь. Правильный температурный режим и достаточное время выдержки приведут к качественному воронению металла любого сплава.
Мастер-классы по оксидированию на дому (2 видео)
Оксидированный металл (20 фото)
gidpokraske.ru
Оксидирование металлов в домашних условиях
Эта статья уделит свое внимание разбору явления оксидирования металлов. Здесь мы рассмотрим общее представление о данном явлении, ознакомимся с некоторыми разновидностями и изучим их на примере со сталью. Также читатель узнает, как совершить подобный процесс самостоятельно.
Определение оксидирования
Для начала мы остановимся на понятии самого оксидирования. Это процесс, в ходе которого создается оксидная пленка на поверхностной площади изделия, а также на заготовке. Он становится возможным благодаря проведению окислительно-восстановительных реакций. Чаще всего подобные меры используют при оксидировании металлов, элементов декора и с целью сформировать диэлектрический слой. Среди главных разновидностей выделяют следующие: термическую, плазменную, химическую и электрохимическую форму.
Видовое разнообразие
Останавливаясь на описании выше перечисленных видов, про каждый из них можно сказать, что:
- Термическая форма оксидирования может осуществляться в ходе нагревания определенного изделия или инструмента в атмосферах пара воды или кислорода. Если происходит оксидирование металлов, например, железа и низколегированной стали, то процесс называют воронением.
- Химическая форма оксидирования характеризует себя, в качестве процесса обработки, посредством использования расплавов или растворов окислителей. Это могут быть представители хроматов, нитратов и т. п. Чаще всего это делается с целью придания изделию защиты от процессов коррозии.
- Оксидирование электрохимического типа характеризуется тем, что протекает внутри электролитов. Его также называют микродуговым оксидированием.
- Плазменную форму оксидирования реально осуществлять только при наличии плазмы с низкой температурой. Она должна содержать О2. Вторым условием является наличие разряда постоянного тока, а также ВЧ и/или СВЧ.
Общее понятие окисления
Чтобы лучше понять, что это – оксидирование металлов, желательно будет также ознакомиться и с общей, краткой характеристикой окисления.
Окисление – это процесс химической природы, который сопровождается увеличением показателя степени атомного окисления вещества, какое подвергается данному явлению. Это происходит посредством пересылки отрицательно заряженных частичек – электронов, от атома, который является восстановителем. Его также могут называть донором. Передача электронов совершается по отношению к окислительному атому, электронному акцептору.
Иногда в ходе окисления молекулы исходных соединений могут становиться нестабильными и распадаться на более маленькие составные фрагменты. При этом некоторая часть атомов, образовавшихся молекулярных частиц, будет обладать большей степенью окисления, чем те же виды атомов, но пребывающие в исходном, первоначальном состоянии.
На примере оксидирования стали
Что это такое – оксидирование металлов? Ответ на данный вопрос лучше будет рассмотреть на примере, для которого мы будем использовать проведение данного процесса со сталью.
Под химическим оксидированием металла – стали, понимают процесс выполнения работы, в ходе которой металлическую поверхность покроют оксидной пленкой. Эту операцию проводят, чаще всего, для образования защитного покрытия или придания новой черты элементу декора; еще это делают с целью создать диэлектрические слоя на изделиях из стали.
Говоря о химическом оксидировании, важно знать: сначала изделие подвергают обработке каким-либо сплавом или раствором хромата, нитрата или некоторого ряда других окислителей. Это придаст металлу защиту против воздействия коррозии. Процедуру можно также проводить с использованием композиций щелочной или кислотной природы.
Химическая форма оксидирования, выполняемая посредством использования щелочей, должна выполняться при температуре от 30 до 180 °С. Для таких процедур необходимо использовать щелочи с примесью небольшого количества окислителей. После того, как деталь обработали щелочным соединением, ее необходимо обязательно очень тщательно промыть, а далее высушить. Иногда заготовку, уже прошедшую через процедуру оксидирования, могут дополнительно промаслить.
Детальнее о кислотном методе
Для применения метода кислотных операций необходимо использовать несколько кислот, чаще это две-три. Основными веществами такого типа являются соляная, ортофосфорная и азотная кислоты. В них добавляются незначительное количество соединений марганца и др. Варьирование температурных показателей, в которых может происходить оксидирование металла – стали, посредством использования кислотного метода, лежит в пределах от 30 до 100 °С.
Химическое оксидирование, описанное для двух методов, дает человеку возможность получить как в производственной, так и в домашней обстановке, пленку, обуславливающую достаточно сильную защиту изделия. Однако важно будет знать, что предохранение стали и других металлов будет более надежным в случае применения электрохимической процедуры. Именно по причине преимущества электрохим. метода над химическим оксидированием, последнее используют реже по отношению к объектам из стали.
Анодная форма оксидирования
Оксидирование металлов может проходить с применением анодного процесса. Чаще всего электрохимический процесс оксидирования называют именно анодным. Он осуществляется в толще электролитов твердого или жидкого агрегатного состояния. Также применение такого метода позволит нанести на объект пленку высокого качества:
- Толщина тонкослойного покрытия лежит в пределах от 0.1 до 0.4 микрометров.
- Обеспечение электроизоляционных и износостойких свойств возможно в том случае, если толщина будет колебаться от двух-трех до трехсот мкм.
- Защитное покрытие = 0.3 – 15 мкм.
- Могут наноситься слои со свойствами, подобными эмали. Специалисты такую пленку чаще всего называют эматаль-покрытием.
Характеристикой изделия, которое подвергли анодированию, является наличие положительного потенциала. Данная процедура рекомендуется с целью придания защиты элементам микросхем интегрального типа, а также при создании диэлектрического покрытия на поверхности полупроводников, сплавов и сталей.
Процесс оксидирования металлов анодированного типа может, при желании, выполнить любой человек в бытовых условиях, дома. Однако очень важно будет соблюдать все условия техники безопасности, и выполнять это необходимо безоговорочно. Это обуславливается использованием в данном методе очень агрессивных соединений.
Одним из частных случаев анодирования считают способ микродугового оксидирования. Он позволяет человеку получать ряд уникальных покрытий с высокими параметрами декоративного, теплостойкого, защитного, изоляционного и антикоррозийного типа. Микродуговая форма протекания процесса может осуществляться только под воздействием переменного или импульсного тока в толще электролитов, обладающих слабощелочным характером. Рассматриваемый способ позволяет получать толщину покрытия от двухсот до двухсот пятидесяти мкм. После выполнения операции поверхность станет похожа на керамику.
Процесс воронения
Оксидирование черных металлов в профессиональной терминологии называют воронением.
Если говорить о воронении стали, например, об оксидировании, чернении или синении, можно сказать, что это процесс, в ходе которого на чугуне или низколегированной стали образуют слой оксида железа. Как правило, толщина такой пленки лежит в пределах от одного до десяти мкм. Толщина слоя обуславливает и наличие определенного цвета побежалости. В зависимости от возрастания толщины пленочного слоя, цвета могут быть: желтым, бурым, вишневым, фиолетовым, синим и серым.
В настоящее время существует несколько типов воронения:
- Щелочной тип характеризуется использованием соответственных растворов, с добавлением окислителей, в условиях температуры от 135 до 150 градусов по Цельсию.
- Кислотный тип воронения использует кислые растворы и химические или электрохимические способы.
- Термическая форма обработки характеризуется использованием достаточно высоких температур (от 200 до 400 °С). Процесс проходит в толще атмосферы перегретого пара воды. Если используют аммиачно-спиртовую смесь, то требования к температуре возрастают до 880 °С, а в расплавленных солях - от 400 до 600 °С. Использование воздушной атмосферы требует предварительного покрытия поверхности запчасти тоненьким слоем лака, который должен быть асфальтным или масляным.
Ознакомление с термическим оксидированием
Термическое оксидирование металлов – это методика, в ходе которой оксидную пленку наносят на сталь в пространстве атмосферы водяного пара. Также могут использовать и другие кислородосодержащие среды с достаточно высокими температурами. Провести термическую обработку в домашних условиях довольно сложно, а потому, как правило, ее не выполняют. Упоминая о плазменном типе оксидирования, важно знать, что проделать это дома практически невозможно.
Самостоятельное выполнение операции
Оксидирование металла в домашних условиях можно провести самостоятельно. Проще всего подвергать подобной обработке изделия из стали. Для этого сперва необходимо отполировать или зачистить деталь, над которой будет проведена работа оксидирования. Далее следует удалить с поверхности окислы посредством использования растворов пятипроцентной h3SO4 (серной кислоты). Изделие необходимо держать в течение шестидесяти секунд в жидкости.
Дальнейшие действия
После того, как этап помещения детали в ванну с кислотой пройдет, следует ее промыть под теплой водой и провести работу по пассивированию или, другими словами, прокипятить объект в течение пяти минут. Для этого используют раствор воды из водопровода с пятьюдесятью граммами простого хозяйственного мыла. Здесь расчет идет на 1 литр жидкости. Проведя все эти действия, мы подошли к завершению оксидирования. Чтобы реализовать процедуру, необходимо:
- Использовать емкости, подверженные эмалированию и не имеющие сколов или царапин на внутренней поверхности.
- Наполнить емкость водой и развести соответствующим количеством граммов едкого натра (с расчетом на 1 литр = 50 грамм).
- Перенести сосуд с водой на плиту и сверху расположить изделие.
- Нагревать смесь, приблизительно до 135-150 °С.
Спустя 90 минут деталь можно вытягивать и созерцать собственную работу.
Некоторые данные
Читателю будет знать, что в случае потребности проведения подобной операции, но при отсутствии умения или желания, с такой просьбой можно обратиться к различным специалистам. Оксидирование металлов в Москве, например, может выполняться как специалистами в различных сферах услуг, так и на дому, людьми. Некоторые виды такого средства придания защиты детали, могут быть довольно дорогими. В столице РФ анодированный тип оксидирования будет стоить довольно дорого, однако придаст высокий показатель надежности объекту. Чтобы найти специалистов в подобном деле, достаточно набрать в запросе поиска гугла, например: «выполнение химического оксидирования в … (определенном городе или области)», или нечто подобное.
fb.ru
Технология оксидирования стали: химическое, анодное, термическое
Одной из важных задач по сохранению металлических конструкций является борьба с вредным воздействием окружающей среды. Повышенная влажность, наличие в воздухе химически активных элементов, способных разрушать целостность металла, особенно стали, приводит к ухудшению таких показателей как надёжность и прочность.
Для решения этой задачи готовые изделия покрывают различными видами защитных покрытий.
Оксидирование стали
Существуют различные методы повышения поверхностной устойчивости и антикоррозийности.
Одним из таких методов является создание на поверхности стали защитной плёнки, используя специальные способы обработки.
Понимание сущности назначения этого процесса требует ответа на вопрос — что такое оксидирование?
Сущность заключается в использовании свойств окислительно — восстановительной реакции, в результате чего на поверхности стали образуется защитная плёнка. Так же производится оксидирование стали.
Этот процесс позволяет решить следующие задачи:
- Защитить стальные конструкции от образования коррозии (особенно это актуально в современном строительстве, где применяются металлические конструкции).
- Ограничить воздействие агрессивных составляющих внешней среды (растворов кислот, щелочей, химических элементов, разрушающих целостность стали).
- Создать поверхностный слой, обладающий хорошими электроизоляционными характеристиками.
- Придать деталям, отдельным элементам, конструкции в целом оригинальные декоративные и эстетические свойства.
Оксидирование металла производится следующими методами:
- С применением химических реакций (химическое оксидирование стали).
- Использование электрохимических процессов (анодное оксидирование).
- Проведением термической обработки (термический метод).
- Создание низкотемпературной плазмы (плазменный метод).
- Лазерным (применяются специальные лазерные установки).
Анодированная сталь
Рассмотрим каждый метод подробнее.
Химическое оксидирование
Этот процесс предполагает обработку металлов растворами, смесями, расплавами химических элементов (такие окислы как окислы хрома). Данное оксидирование позволяет провести так называемую пассивацию поверхности металла. Он предполагает создание в близком к поверхности слое металла неактивного (пассивного) образования. Создаётся тонкий поверхностный слой, защищающий основную часть конструкции.
Технологически этот процесс реализовывается посредством опускания подготовленной металлической детали в раствор щёлочи или кислоты, заданного процентного соотношения.
Выдерживают его там определённое время, которое позволяет полностью провести окислительно — восстановительную реакцию. Затем деталь тщательно промывают, подвергают естественной сушке, окончательной обработке.
Химическое оксидирование стали
Для создания кислотной ванны применяют три вида химически активных кислот: соляную, азотную, ортофосорную. Ускорение протекания химической реакции стимулируют добавлением в раствор кислоты соединений марганца, калия, хрома. Реакция окисления протекает при температуре раствора в интервале от 30 °С до 100 °С.
Применение растворов на основе щелочных соединений позволяет использовать добавки соединений нитрата натрия и диоксида марганца. В этом случае температура раствора необходимо повышать до 180 °С, а с добавками и до 300 °С.
После проведенной процедуры деталь промывают и просушивают. Иногда для закрепления процесса химической реакции применяют бихромат калия. Для увеличения срока сохранения образованной плёнки проводят химическое оксидирование с промасливанием. Иногда такой процесс называют химоксидирование. При окончательном покрытии маслом получается надёжное покрытие от коррозии, обладающее эффектным высоко декоративным чёрным цветом.
Анодное оксидирование
Такой вид называется – электрохимическое оксидирование стали. Иногда его называют и анодное оксидирование стали. Также применяют термин анодирование. В его основу заложен химический процесс электролиза. Его можно проводить как в твёрдых, так и в жидких электролитах. Подготовленную заготовку помещают в ёмкость с оксидным раствором.
Протекание реакции электролиза возможно при создании разности потенциалов между двумя элементами.
Поверхность окисляемого изделия характеризуется положительным потенциалом. Из раствора выделяют химически активные элементы с отрицательным потенциалом. Взаимодействие разнополярных элементов и называется реакцией электролиза (в нашем случае анодирования).
Анодное оксидирование
Протекание реакции анодирования можно выполнить в домашних условиях. Требуется чётко выполнять условия техники безопасности. В реакции участвуют вредные реактивные жидкости и небезопасное напряжение.
Применение анодного оксидирования позволяет создавать защитные плёнки различной толщины. Создание толстых плёнок возможно благодаря применению раствора серной кислоты.
Тонкие плёнки получают в растворах борной или ортофосфорной кислоты. С помощью анодирования можно придать поверхностному слою металла красивые декоративные оттенки. С этой целью процесс проводят в органических кислотах. В качестве таких растворов применяют щавелевую, малеиновую, сульфосалициловую
Специальным процессом анодирования считается микродуговое оксидирование. Оно позволяет получать покрытия, обладающие высокими физическими и механическими характеристиками. К ним относятся: защитные, изоляционные, декоративные, теплостойкие и антикоррозийные свойства. В этом случае оксидирование производится под действием переменного или импульсного тока в специальных ваннах заполненных электролитом. Такими электролитами являются слабощелочные составы.
Анодное оксидирование в домашних условиях
Анодирование позволяет получить поверхностный слой, обладающий следующими свойствами:
- надёжное антикоррозионное покрытие;
- хорошие электрические изоляторы;
- тонкий, но стойкий поверхностный слой;
- оригинальную цветовую гамму.
К анодированию нержавеющей стали требуется специальный подход. Это связано с тем, что такая сталь считается нейтральным (инертным) сплавом. Поэтому на производстве при анодировании большого количества деталей применяют двух этапную процедуру.
На первом этапе анодирование нержавеющей стали производят совместно с другим, более подходящим для этого процесса металлом. Это может быть никель, медь, другой металл или сплав.
На втором этапе производят оксидирование непосредственно самой нержавеющей стали. Для упрощения процесса оксидирования сегодня ведутся разработки специальных добавок, так называемых пассивирующих паст. Эти составы ускоряют процесс реакции нержавеющей стали.
Термическое оксидирование
Согласно термину оксидирование происходит при относительно высоких температурах. Величина этого показателя зависит от марки стали. Например, процесс термического оксидирование обычной стали происходит в специальных печах. Внутри создаётся температура, близкая к 350 °С. Класс легированных сталей подвергаются термическому оксидированию при более высоких температурах. Необходимо разогреть заготовку до 700 °С. Обработка продолжается в течение одного часа. Этот процесс получил название воронение стали.
Воронение стали 
Стальной пистолет после воронения Плазменное оксидирование
Такое оксидирование проводят в среде с высокой концентрацией кислорода с помощью низкотемпературной плазмы. Плазма создаётся благодаря разрядам, возникающим при подаче токов высокой или сверхвысокой частоты.
Плазменное оксидирование используют для формирования оксидированных плёнок на достаточно небольших поверхностях.
В основном его применяют в электронике и микроэлектронике. С его помощью образуют слои на поверхности полупроводниковых соединений, так называемых p-n переходах. Такие плёнки используют в транзисторах, диодах (в том числе в туннельных диодах), интегральных микросхемах. Кроме этого она используется для повышения светочувствительного эффекта в фотокатодах.
Плазменное оксидирование
Разновидностью плазменного оксидирования является оксидирование с применением высокотемпературной плазмы. Иногда её заменяют на дуговой разряд с повышением температуры до 430 °С и выше. Применение этой технологии позволяет значительно повысить качество образуемых покрытий.
Лазерное оксидирование
Эта технология достаточно сложна и требует специального оборудования. Для проведения оксидирования используют:
- импульсное лазерное излучение;
- непрерывное излучение.
В обоих случаях применяются лазерные установки инфракрасного диапазона. За счёт лазерного прогрева верхнего слоя материала удаётся получить достаточно стойкую защитную плёнку. Однако этот метод применяется только для поверхности небольшой площади.
Лазерное оксидирование
Оксидирование своими руками
Организовать процесс оксидирования небольших металлических изделий можно в домашней лаборатории. При точном соблюдении последовательности технологических операций добиваются качественного оксидирования.
Весь процесс следует разделить на три этапа:
- Подготовительный этап (включает подготовку необходимого оборудования, реактивов, самой детали).
- Этап непосредственного оксидирования.
- Завершающий этап (удаление вредных следов химического процесса).
На подготовительном этапе проводят следующие работы:
- Грубая зачистка поверхности (применяется щётка по металлу, наждачная бумага, полировочная машина с соответствующими дисками).
- Окончательная механическая полировка поверхности.
- Снятие жирового налёта и остатков полировки. Его называют декопирование. Он проводится в пяти процентном растворе серной кислоты. Время пребывания обрабатываемой детали в растворе равно одной минуте.
- Промывание детали. Эту процедуру проводят в тёплой кипячёной воде. Целесообразно её провести несколько раз.
- Завершающей операцией является так называемое пассирование. Вымытую после обработки деталь, помещают чистую кипячёную воду, в которой предварительно растворяют хозяйственное мыло. Этот раствор вместе с деталью подогревают и доводят до состояния кипения. Процедуру кипения продолжают в течение нескольких минут.
Оксидирование в домашних условиях
На этом предварительный этап заканчивается.
Основной этап оксидирования состоит из следующих операций:
- В нейтральную посуду (лучше с эмалированным покрытием), заливается вода. В ней растворяют около едкий натр. Объём вещества зависит от количества воды. Целесообразно получить раствор около 5 процентов.
- В полученный раствор полностью погружают обрабатываемую деталь.
- Раствор с погруженной деталью нагревают до 150 градусов. Практически это процесс кипячения. Он продолжается примерно два часа. Используя инструмент, проверяют качество процесса. Если необходимо время может быть увеличено.
На завершающем этапе с деталью производят следующие операции:
- Деталь извлекают из ванны с реактивом.
- Укладывают на ровную поверхность, дают её остыть естественным образом (без принудительного охлаждения). Желательно создать условия, ограничивающие контакт с окружающим воздухом.
- Визуально проверяют качество полученного оксидирования. Отсутствие непокрытых участков, плотность образованной плёнки, итоговый цвет.
Таким образом, проводить оксидирование можно и в домашних условиях. Главное, соблюдать указанные рекомендации.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
stankiexpert.ru
Оксидирование стали – все способы нанесения защитного покрытия
Под оксидированием стали понимают процедуру создания на металлических поверхностях оксидной пленки. Данная операция проводится для образования декоративных и защитных покрытий, а также специальных диэлектрических слоев на стальных изделиях.
1 Особенности химического оксидирования
Интересующий нас процесс можно выполнить по нескольким технологиям. Оксидирование принято делить на:
- химическое;
- электрохимическое;
- термическое;
- плазменное.
При химическом оксидировании поверхность изделий обрабатывают расплавами либо растворами хроматов, нитратов и других окислителей, что увеличивает антикоррозионную защиту металла. Подобная процедура может выполняться посредством применения щелочных или кислотных композиций.
Рекомендуем ознакомиться
Химическое оксидирование щелочного типа выполняется при температурах от 30 до 180 градусов. Для него используют щелочи и небольшое количество окислителей. После обработки деталей щелочными соединениями их обязательно промывают (весьма тщательно), а затем просушивают. В некоторых случаях заготовки, прошедшие процедуру оксидирования, дополнительно промасливают.
Для кислотной операции обычно применяют композиции, состоящие из 2–3 кислот – соляной, ортофосфорной, азотной, в которые добавляют в незначительных объемах соединения марганца и другие соединения. Температура такого способа оксидирования варьируется в пределах 30–100 градусов. Используется он чаще всего для декорирования и защиты от коррозии ржавления.
Химическое оксидирование любого из двух описанных типов позволяет получать в производственных и в домашних условиях пленки с достаточно высокими защитными характеристиками. При этом электрохимическая процедура предохранения стали от коррозионных явлений считается более эффективной. Именно поэтому химическое оксидирование для стальных изделий используется реже, нежели электрохимическое.
2 Анодное оксидирование – что оно собой представляет?
Анодный процесс (именно так обычно называют оксидирование электрохимического вида) осуществляется в твердых либо жидких электролитах. Он обеспечивает высоконадежные пленки следующих типов:
- тонкослойные покрытия с толщиной от 0,1 до 0,4 микрометров;
- электроизоляционные и износостойкие слои толщиной от 2–3 до 300 микрометров;
- защитные покрытия от 0,3 до 15 микрометров;
- специальные эмалеподобные слои (именуются в среде специалистов эматаль-покрытиями).
При анодировании поверхность окисляемого изделия характеризуется положительным потенциалом. Такая процедура рекомендована для защиты элементов интегральных микросхем, создания на полупроводниковых материалах, сплавах и сталях диэлектрических покрытий. При желании анодирование можно выполнить в домашних условиях, но при четком и безоговорочном соблюдении стандартов техники безопасности, так как для операции используются агрессивные соединения.
Частным случаем анодирования считается методика микродугового оксидирования, которая позволяет получать уникальные покрытия с высокими декоративными, теплостойкими, защитными, изоляционными и антикоррозионными параметрами. Микродуговой процесс осуществляется под действием переменного или импульсного тока в электролитах, имеющих слабощелочной характер.
Рассматриваемый способ нанесения специальных слоев обеспечивает толщину покрытий на уровне 200–250 микрометров. После выполнения операции поверхность изделия внешне похоже на керамику. Микродуговое оксидирование при наличии оборудования нередко производят в домашних условиях. Во время процесса в воздух не выделяется каких-либо опасных для человека веществ. По этой причине микродуговая обработка становится все более популярной среди домашних мастеров.
3 Тонкости термического и плазменного оксидирования
Термический процесс подразумевает, что оксидная пленка формируется на стали в атмосфере водяного пара либо иной кислородсодержащей среде при достаточно высоких температурах. В домашних условиях такую операцию не выполняют, так как она требует использования специальных печей, в которых железо либо низколегированные стали нагревают примерно до 350 градусов.
Если же речь идет об обработке средне- и высоколегированных сталей, температура в печи и вовсе должна равняться 650–700 градусам. Общая длительность термического оксидирования, как правило, составляет около часа.
Практически нереально выполнить в домашних условиях и плазменное оксидирование. Оно производится в низкотемпературной плазме, содержащей кислород. Плазменная среда при этом создается обычно посредством ВЧ- и СВЧ-разрядов, реже применяются разряды постоянного тока. Качество получаемых защитных пленок оксидов при плазменном процессе очень высокое. Поэтому его применяют для нанесения покрытий на ответственные детали:
- кремниевые поверхности;
- полупроводниковые изделия;
- фотокатоды.
4 Как самостоятельно выполнить операцию?
Самый простой способ нанесения защитного покрытия на стальные изделия в домашних условиях не требует особых умений. При желании оксидирование своими руками может выполнить любой. Сначала деталь, которую планируется обработать, полируют либо зачищают. Затем с ее поверхности удаляют окислы (декапируют), используя для этих целей раствор (пятипроцентный) серной кислоты. Изделие помещают в него на 60 секунд.
После ванны с кислотой деталь необходимо промыть в теплой воде и подвергнуть ее пассивированию – пятиминутному кипячению, которое осуществляют в растворе водопроводной воды с 50 граммами обычного хозяйственного мыла (такое количество моющего средства рассчитано на один литр воды). Теперь поверхность полностью готова к оксидированию. Для реализации процедуры следует:
- взять эмалированную емкость, не имеющую царапин и сколов;
- налить в нее воду (один литр) и развести 50 граммов едкого натра;
- поместить емкость на плиту, положить в нее изделие и подогреть смесь до 140–150 градусов.
Через полтора часа деталь можно доставать – оксидирование успешно завершено!
tutmet.ru
Оксидация стали - это... Что такое Оксидация стали?
Оксидирование — создание оксидной плёнки на поверхности изделия или заготовки в результате окислительно-восстановительной реакции. Оксидирование преимущественно используют для получения защитных и декоративных покрытий, а также для формирования диэлектрических слоёв. Различают термические, химические, электрохимические (или анодные) и плазменные методы оксидирования.
Виды оксидирования
Термическое оксидирование обычно осуществляют при нагревании изделий в атмосфере, содержащей О2 или водяной пар. Например, термическое оксидирование железа и низколегированных сталей, называемое воронением, проводят в печах, нагретых до 300-350 °С, или при непосредственном нагревании изделий на воздухе, добиваясь необходимого цвета обрабатываемой поверхности. Легированные стали термически оксидируют при более высокой температуре (400-700 °C в течение 50-60 мин. Магнитные железоникелевые сплавы (пермаллои) оксидируют при 400-800 °С в течение 30-90 мин. Термическое оксидирование — одна из важнейших операций планарной технологии; создаваемые диэлектрические плёнки защищают готовые полупроводниковые структуры от внешних воздействий, изолируют активные области дискретных полупроводниковых приборов и интегральных схем. Наиболее часто термическое оксидирование применяют при изготовлении кремниевых структур. При этом Si окисляется на глубину около 1 мкм при 700-1200 °С. С начала 80-х гг. в производстве кремниевых больших интегральных схем оксидирование проводят при повышенном (до 107 Па) давлении O2 или водяного пара (термокомпрессионное оксидирование).
При химическом оксидировании изделия обрабатывают растворами или расплавами окислителей (нитратов, хроматов и др.). Химическое оксидирование используют для пассивации металлических поверхностей с целью защиты их от коррозии, а также для нанесения декоративных покрытий на чёрные и цветные металлы и сплавы. В производстве электровакуумных приборов его применяют для чернения масок цветных кинескопов и др. деталей с целью получения поверхности с низким коэффициентом отражения света и высоким коэффициентом теплового излучения. Химическое оксидирование чёрных металлов проводят в кислотных или щелочных составах при 30-100 °С. Обычно используют смеси соляной, азотной или ортофосфорной кислот с добавками соединений Mn, Ca(NO3)2 и др. Щелочное оксидирование проводят в растворе щелочи с добавками окислителей при 30-180 °С. Оксидные плёнки на поверхности чёрных металлов получают также в расплавах, состоящих из щелочи, NaNO3 и NaNO2, MnO2 при 250-300 °С. После оксидирования изделия промывают, сушат и иногда подвергают обработке в окислителях (K2Cr2O7) или промасливают. Химическое оксидирование применяют для обработки некоторых цветных металлов. Наиболее широко распространено химическое оксидирование изделий из магния и его сплавов в растворах на основе K2Cr2O7. Медные или меднёные изделия окисляют в составах, содержащих NaOH и K2S2O8. Иногда химическое оксидирование используют для оксидирования алюминия и сплавов на его основе (дуралюминов). В состав раствора входят Н3РО4, CrO3 и фториды. Однако по качеству оксидные плёнки, полученные химическим оксидированием, уступают плёнкам, нанесённым методом анодирования.
Электрохимическое оксидирование, или анодное оксидирование (анодирование), деталей проводят в жидких (жидкостное оксидирование), реже в твёрдых, электролитах. Поверхность окисляемого материала имеет положительный потенциал. Жидкостное оксидирование в водных и неводных растворах электролита применяют для получения защитных, декоративных покрытий и диэлектрических слоёв на поверхности металлов, сплавов и полупроводниковых материалов при изготовлении приборов со структурами металл-диэлектрик-полупроводник и СВЧ интегральных схем, оксидных конденсаторов, коммутационных плат на основе алюминия и других металлов. Наиболее широко анодное оксидирование используют для нанесения оксидных слоев на конструкции из Al и его сплавов. При этом получают защитные (толщиной 0,3-15 мкм), износостойкие и электроизоляционные (2-300 мкм), цветные и эматаль-покрытия (эмалеподобные), а также тонкослойные (0,1-0,4 мкм) оксидные плёнки. Для образования толстых оксидных слоёв применяют в основном растворы h3SO4 и CrO3. Тонкие оксидные плёнки получают в растворах на основе Н3РО4 и Н3ВО3. Цветное анодирование проводят в растворах, содержащих органические кислоты (щавелевую, малеиновую, сульфосалициловую и др.). Эматаль-покрытия получают в электролитах, содержащих, как правило, CrO3. Анодирование магния и его сплавов осуществляют в растворах, содержащих NaOH, фториды, хроматы металлов. Анодное оксидирование стали проводят в растворах щелочи или CrO3. Методы анодного оксидирования получают распространение в полупроводниковой технологии, особенно для получения оксидных слоёв на полупроводниках типа AIIIBV, AIIBVI и т.п.
Плазменное оксидирование проводят в кислородсодержащей низкотемпературной плазме, образуемой с помощью разрядов постоянного тока, ВЧ и СВЧ разрядов. Таким способом получают оксидные слои на поверхности кремния, полупроводниковых соединений типа AIIIBV при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных схем, при создании туннельных переходов на основе плёнок Nb и Pb в криоэлектронных интегральных схемах, а также для повышения светочувствительности серебряно-цезиевых фотокатодов. Разновидность плазменного оксидирования — ионно-плазменное оксидирование, проводимое в высокотемпературной кислородсодержащей плазме СВЧ или дугового разряда в вакууме (около 1 Па) и температуре обрабатываемой поверхности не выше 430 °С. При таком способе оксидирования ионы плазмы достигают поверхности изделия с энергиями, достаточными для их проникновения в поверхностный слой и частичного его распыления. Качество оксидных плёнок, полученных этим методом, сравнимо с качеством плёнок, выращенных при термическом оксидировании, а по некоторым параметрам превосходит их.
См. также
Ссылки
http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3044.html
http://nano-zp.ru/content/view/4/5/
Wikimedia Foundation. 2010.
dic.academic.ru
Оксидирование стали, титана, алюминия, виды оксидирования, технология, таблицы
Содержание статьи
Виды:
В современном мире имеется большое количество методов, которые используются для борьбы с образованием коррозии на поверхности металлов. Метод образования оксидной пленки является одним из самых эффективных.
Оксидирование металла
Оксидирование представляет собой особый вид процедуры покрытия металлического материала оксидной пленкой. В результате данного процесса на металлической поверхности появляется тонкая пленка, которая выполняет барьерную функцию. Она защищает материала от попадания воздуха и влаги.
Оксидирование металла является одним из самых действенных методов для его защиты от образования на поверхности ржавчины. Пленка покрывает его достаточно плотным слоем. После проведения процедуры все процессы окисления металла полностью прекращаются. В итоге изделия, которые обработаны методом оксидирования, служат дольше и сохраняют свои привлекательные внешние качества на долгие годы.
Данная процедура обработки разных видов изделий применяется не только для того, чтобы защитить металлические изделия от коррозии. Данная ее функция известна многим. Однако в некоторых ситуациях она используется для того, чтобы придать металлическому изделию декоративные качества.
Сегодня процедуре оксидирования подвергаются многие виды металлов.
В связи с этим выделяют:
-
Оксидирование алюминия
Данная процедура встречается достаточно частою. Для нее используется:
-
Анодное оксидирование алюминия
-
Химическое оксидирование алюминия
-
Электрохимическое оксидирование алюминия
В результате после обработки металл получает небольшой слой оксидной пленки, которая обладает отличными защитными качествами.
Сама процедура не отнимает много времени. Она проводится после предварительной подготовки металла. Его поверхность должна быть чистой и обезжиренной, чтобы оксидная пленка имела лучшее сцепление с алюминием.
Для алюминия применяется еще технология под название цветное оксидирование алюминия. Благодаря этому на поверхности металла образуется пленка определенного цвета. Этот процесс носит декоративный характер. Эффект от этого метода длится достаточно продолжительный период времени.
-
Оксидирование стали
Сегодня не редко проводится оксидирование стальных изделий. Они являются подверженными образованию коррозийной пленки.
Химическое оксидирование стали
Для обработки стального материала применяется химический вид оксидирования. Он заключается в том, что сталь погружается в специально приготовленный кислый раствор, который способствует образованию на поверхности стали оксидную пленку. Она обладает небольшой толщиной. Однако у нее высокий уровень прочности.
Перед тем, как металл будет обработан оксидирующим веществом, его тщательным образом подготавливают. Для этого используются специальные средства для удаления загрязнений и жирной пленки.
-
Оксидирование титана
Как известно такой металл, как титан и его сплавы обладают низким уровнем износостойкости. Для того чтобы металл приобрел прочность и твердость применяются разные методы. Одним из них является оксидирование. Благодаря нему на поверхности металла появляется защитная пленка, которая увеличивает прочность титана в разы.
Таблица 1. Оксидирование металла - подготовка поверхности.
| Состав, массовая доля, % | |||
| серная кислота (плотность 1,8 г/см3) | - | 90—92 | 20—30 |
| азотная кислота (плотность 1,4 г/см3) | 95-97 | 5-6 | 40—60 |
| фтористоводородная кислота или ее соли | 3-5 | 0,5—1 | 10—12 |
| Рабочая температура, К | 290—300 | 290—300 | 290—300 |
| Выдержка, мин | 0,1—0,2 | 1—2 | 0,2—0,3 |
Технология оксидирования
Технология заключается в том, чтобы создать такие условия, чтобы на металлической поверхности образовалась оксидная пленка, предотвращающая проникновение кислорода и воды. Для этого используются специализированные растворы и подводится электрический ток при необходимости. Процесс может проводиться и холодным методом и горячим. Выбор метода зависит от вида металла.
Перед началом процедуры все металлы проходят подготовку. Это является первым этапом. На нем с поверхности удаляются все загрязнения. Также она обезжиривается.
Затем металл опускают в ту или иную среду и под действием внешних агрессивных условий определенного вида на них образуется плотная оксидная пленка.
Виды оксидирования
Сегодня используется большое количество видов. Они представлены следующими категориями:
-
Анодное оксидирование
Этот вид является достаточно распространенным. Он представляет собой образование на металле оксидной пленки для предотвращения появления коррозии методом их поляризации их анодов в среде, которая создается при помощи подключения электрического тока. Данный метод применяется для таких металлов, как алюминий, магний, титан.
-
Микродуговое оксидирование
Данная процедура заключается в том, что оксиды многих метало, которые были получены методом электрохимического окисления, подвергаются химической модификации с использованием электрического тока. Благодаря периодически возникающим электрическим импульсам на поверхности металлов появляется плотная пленка, которая служит надежной защитой от появления коррозии. Данная процедура носит еще одно название плазменно-электролитическое оксидирование. Оно используется лишь на небольшом количестве предприятий.
-
Холодное оксидирование
Эта процедура применяется только по отношению к стальным материалам разного типа. Ее еще называют чернением.
-
Щелочное оксидирование
Сегодня не редко для обработки металлов используется щелочная среда. Для проведения данного процесса идеально подходят поверхности из стали. Технология проведения щелочного оксидирования предусматривает изготовление щелочной среды для того, чтобы при взаимодействии с металлом на его поверхности в результате взаимодействия образовалась оксидная пленка.
-
Низкотемпературное оксидирование
Данный вид процесса образования оксидной пленки является нейтральным. В процесс используется метод нагревания до невысоких температур, что обеспечивает покрытие металла слабой оксидной пленкой.
-
Электрохимическое оксидирование
Этой процедуре подвергаются разные виды металлов. Металлы погружаются в среду электролита.
Таблица 2. Составы растворов для декапирования.
| Состав 1 : | ||
| Азотная кислота 10-15% раствор (по объему) | 20°С | 5-15 с |
Таблица 3. Составы растворов для окрашивания алюминия в черный цвет.
| Состав 1: | ||
| Молибдат аммония = молибденовокислый аммоний = ammonium molybdate = парамолибдат аммония= (Nh5)6Mo7O24 | 10-20 | 90-100°С / 2-10 мин |
| Хлорид аммония = хлористый аммоний = Nh5Cl | 5- 15 | |
Таблица 4. Составы растворов для окрашивания алюминия в серый цвет.
| Состав 1: | ||
| Оксид мышьяка (III) = триокись мышьяка = трехокись мышьяка = arsenic trioxide As2O3 | 70-75 | Кипение / 1-2 мин |
| Кальцинированная сода = карбонат натрия = натрий углекислый . Химическая формула, Na2CO3 | 70-75 | |
Таблица 5. Составы растворов для окрашивания алюминия в зеленый цвет.
| Состав 1: | ||
| Ортофосфорная кислота | 40-50 | 20-40°С / 5-7 мин |
| Кислый фтористый калий = калий бифторид = калий гидрофорид = kalium bifluoratum = potassium bifluoride = kaliumbifluorid = KHF2 | 3-5 | |
| Хромовый ангидрид = оксид хрома(VI) = трёхокись хрома = CrO3 (весьма химически активное вещество, способен вызвать при соприкосновении с органическими веществами возгорания и взрывы) | 5-7 | |
Таблица 6. Составы растворов для окрашивания алюминия в оранжевый цвет.
| Состав 1: | ||
| Хромовый ангидрид = оксид хрома(VI) = трёхокись хрома = CrO3 (весьма химически активное вещество, способен вызвать при соприкосновении с органическими веществами возгорания и взрывы) | 3-5 | 20-40°С / 8-10 мин |
| Фторсиликат натрия = кремнефтористый натрий = Na2SiF6 | 3-5 | |
Таблица 7. Составы растворов для окрашивания алюминия в желто-коричневый цвет.
| Состав 1: | ||
| Кальцинированная сода = карбонат натрия = натрий углекислый . Химическая формула, Na2CO3 | 40-50 | 80-100°С / 3-20 мин |
| Натрия хромат = хромовокислый натрий = Na2CrO4 | 10-15 | |
| Гидроксид натрия = каустическая сода = каустик = Едкий натр = едкая щёлочь. Химическая формула NaOH | 2-2,5 | |
lkmprom.ru
20 Оксидирование (сталь, цветные металлы)
Оксидирование – это преднамеренное окисление поверхности с целью создания пассивной пленки.
Назначения:
Защита от коррозии
Технологический подслой
Защитно-декоративное
Оксидируют все марки стали, медь, чугун, алюминий, магний, титан. Защитную функцию пленка выполняет только в том случае, если она будет беспориста и прочно сцеплена с основой. FeO, Fe2O3, Fe3O4 (в большей степени)
Оксидная пленка беспориста в том случае, когда ее объем чуть больше массы Ме, на который она наносится. Пленка должна быть под небольшим давлением сжатия.→Способы оксидирования стали
Термический
В кислородосодержащей атмосфере на поверхности стали образуется Fe3O4. Термическая окалина на горячекатаном металле (швеллера, уголки). Применяется очень редко – большие энергозатраты, при оксидировании закаленных сталей происходит отжиг (теряют твердость)
Химический
Окисление происходит за счет использования более сильного окислителя
Состав электролита:
NaOH – 500 г/л
NaNO3 – 50-100 г/л
NaNO2 – 200-250 г/л
t – 130-150°C
Процесс ведется при легком кипении с образованем гипоферритов и ферритов
Fe +O +2NaOH = Na2FeO2 + h3O
2Fe + 3O + 2NaOH = Na2Fe2O4 + h3O
Когда у поверхности накопится много гипоферритов, то происходит
Na2FeO2 + Na2Fe2O4 + 2h3O = Fe3O4 + 4NaOH
Влияние различных факторов
↓ С окисл → ↓количества центров кристаллизации→↑размера кристаллов→↑пористости
↑ Сокисл →↑ количества центров кристаллизации→пленка тонкая
NaNO3 окрашивает пленку в матовый черный цвет, более стойкое
NaNO2 окрашивает в блестящий синий, менее стойкое
Если только NaOH без окислителей и температуры – это раствор для снятия окалины (разрыхление).
Влияние NaOH
↓ С NaOH →↓ t→↓ центров кристаллизации→↑размера кристаллов→↑пористости
↑ С NaOH→↑ t→↑ количества зародышей →пленка тонкая
Также ↑ С NaOH →сдвиг рекции (3) влево растворение окалины
Влияние перемешивания при обработке барабанов приводит к отводу продуктов реакции от поверхности деталей, но скорость меньше
Время оксидирования
Зависит от марки стали, чем больше С, тем меньше время
Высокоулеродистые – 10-30 мин
Среднеуглеродистые – 30-50 мин
Низкоуглеродистые – 60-90 мин
Толщина 5-10 мкм
Процесс оксидирования не совсем безобиден для стали, может привести к коррозионному растрескиванию
Электрохимический способ
NaNO3 и NaNO2 не вводят, деталь делают анодом в горячем растворе щелочи на аноде выделяется кислород. Он и является окислителем
Недостатки: трудность в оксидировнаии деталей сложной конфигурации(ток не проходит во все внутренние полые поверхности)
Бесщелочное оксидирование
Оксидно-фосфатное покрытие
Состав электролита
h4PO4 – 2-10 г/л
Ca(NO3)2 – 60-100 г/л
MnO2 – 10-20 г/л
t° - 98°
Процесс сопровождается выделением водорода
Прекращается выделение водорода указывает на то, что пленка сформирована, для повышения коррозионной стойкости оксидно-фосфатное покрытие хроматируют в растворе бихромата натрия 50-70 г/л и пропитывают маслом
Их намыливают для того чтобы лучше пропиталось маслом. Если маслом нельзя, то обрабатывают гидрофобизирующей жидкостью, растворенной в толуоле или бензине
Пассивирование
Производится с целью некоторого повышения стойкости при хранении и транспортировке.
Пассивируют в концентрированной HNO3, если она не концентрированная, то добавляем Na2Cr3O7.
Углеродистые стали в слабощелочном растворе бихромата. Если газ выделяется, то значит происходит растравливание стали
После пассивации в кислых растворах детали быстро промывают и нейтрализуют в слабом растворе аммиака 2-3%
Для защиты межоперационного хранения применяют раствор NaNO3 – 5-7 г/л, Na2CO3 – 3-5 г/л, t° =60°C, 5-10 мин.
Надежная защита NaNО3 – 300 г/л
21 Нанесение рисунков. Фотометод. Фоторезисты. на основе спирта и сухие пленочные, свойства, фотошаблоны, способы изготовления, экспозиция, проявление, задубливание, шелкография и тампография. Локальное нанесение цветных механических покрытий.
Фоторезисты – полимерный органический материал обладающий фоточувствительностью, под действием у/ф лучей растворимость изменится.
Фоторезисты, бывают позитивные и негативные, жидкие и сухие пленочные, жидкие наносят окунанием или обливом, распылением, это первые на основе поливинилового спирта. Поливиниловый спирт хорошо растворяется в воде, но если добавить бихромат аммония и облучить, то он переходит в нерастворимое соединение. Облучение через фотошаблон. Разрешение макс 50 линий*1мм
Фоторезисты на основе диазо-соединений – позитивные. После облучения растворимые. Более стойкие дорогие и токсичные. Разрешение 350-400мм*1мм
Positiv resist – светочувствительный лак, при облучении становится растворимым, прменяется для изготовления плат, матриц, при гравировании меди и сплавов.
Фотометод применяется наиболее часто.Т примерно 1 сек.
Сетка натяг на рамку, сетку пропитывается фоточувствительным составом .
Затем готовят фотошаблон (в любой граф программе и распеч на прозр пленке на лазерном принтере с мах разрешением). Затем рисунок накл на сетку и облучают кварц лампой (экспозиция). Далее проявление в растворе соды. Травление в FeCl3. Там где пов-ть облучена, там задубливается, а где не облучена там смывается теплой водой (если позитивный фоторизист, то при облучении становится раствор, а без облучение не растворим в воде; негативный – наоборот).
Далее под сетку подставл дет, наливается типогр краска и ракилем прогоняется в другой конец сетки.
Сухой пленочный фоторезист – 3х слойная композиция, в которой верхний и нижний слой полиэтилен, в другой – лавсан.
Тампография
Прим-ся для нанес рисунков небольшого размера. Н: цифры на клавиатуре, в автомобилях на кнопках управления, на значки. Время нанесения составляет доли секунд.
Берут Ме пластину, шлифуют, полируют (механически). На эту заготовку с помощью шелкографии или другим способом (фотохимическим) наносят рисунок. Проводят травление, после рисунок снимают.
studfiles.net
