Анодирование дюралюминевых сплавов

[R3TGM Дмитрий]

Приветствую всех , кто что то любит делать своими руками .Решил поделится опытом травления и анодирования сплава Д16Т .
Травил недавно дюралевые детали под грунтовку . Процесс как процесс (как на всех заводах ничего нового ) сделать надо было быстрее а на улице температура была 8 градусов . Увязал детали ,погрузил в раствор травления ..... смотрю вообще процесс не идёт - холодно . Взял эмалированные кастрюли две по 5 литров .В одну раствор травления налил ,в другую раствор осветления - нагрел градусов до 50 примерно . Погрузил детали в травление - процесс пошёл - кипение как на вулкане - около минуты подержал - детали чёрные как каменный уголь стали (так и должно быть вытравливаются лигирующие компоненты с поверхности ) потом промыл в воде ,далее в осветление - несколько секунд и цвет чистого алюминия светлый ... промыл .И что то подумал - а что будет если буду кипятить в воде долго ?? Взял одну деталь и поставил в воду на плитку ,вода закипела и держал где то час (за это время успел другие дела сделать ) Вынимаю и не пойму - что такое - деталь по цвету как анодированная стала , хотя краситель(для такого цвета - это бихромат натрия ),как это делается при анодировании не добавлял  в воду . Тем не менее результат виден на фото .
Состав травления :
1- Натрия гидроксид 50гр/л
2- Натрия глюконат  - 5гр/л
3- Обезжириватель КХ - 10гр/л
4 - Вода (из водопровода или чище)
Назначение компонентов - 1 активный компонент , он травит поверхность ,2 нужен для того 3,чтобы на стенках ванны не оседал осадок из грязи 3, обезжиривает поверхность (после не надо промывать бензином БР-2 перед грунтовкой ),а так же гасит брызги щёлочи во время травления ,образую пену на поверхности раствора . Без него задохнёшься рядом с ванной - висит туман из паров воды со щёлочью .
Состав осветления :
1- Азотная кислота (68...69% ХЧ) 450...500гр/л
2- Вода  (из водопровода или чище)

Промывку после травления и осветления - делать в двух раздельных ваннах . Если в одной то на поверхности образуется белый налёт из нитрата натрия .

Теперь немного о том что получилось . Назвать это стандартным способом анодирования нельзя , ибо процесс этот идёт в среде электролита из 20% серной кислоты и 80% воды , катоды - свинец или нержавеющая сталь 12Х18Н10ТМ.С охлаждением ванны до 10 градусов (для твёрдого анодирования -8 ... 10 градусов ) на катоде образуется водород ,на аноде кислород который и окисляет алюминиевый сплав , образуя поры и оксидную плёнку . После промывки деталь погружают в краситель (зелёный  цвет - бихромат натрия,или иной органический краситель для других цветов  ) Далее деталь кипятят в воде ,поры закрываются и удерживают в себе краситель.
В моём же случае получилось так - при травлении в горячем растворе образовались поры, слой оксидной плёнки практически отсутствует, а значит возможно протекание реакции алюминия с водой.
2Al + 3H2O —> Al2O3 + 3H2
с образованием оксидной плёнки и водорода , водород уходит ,а плёночка остаётся !!!!
Буду дальше продолжать эксперименты, но уже  с покраской уже деталей в различные цвета.
Хотел бы добавить ещё - часто очень читал - что проблемы у многих с покраской дюраля или алюминия - так вот протравите и проблем не будет - грунтовка и краска будут сидеть вечно на травлёной поверхности .   

Да - и главное - травить лучше на открытом воздухе или под вытяжкой , ни в коем случае чтобы рядом не было открытого огня - так как в процессе травления выделяется водород , а если площадь деталей большая ,да ещё и в горячем растворе - то водород там прёт значительно

[RA3WDK]

Дмитрий, приветствую !

На 1 фото деталь без уплотнения пор, поры крупные, ток большой был. Под покраску деталь пойдет.
Судя по всему, раствор был не очень химически чистым - неравномерность в травлении по цвету - но пойдет даже для профессиональных целей (сейчас покрытия в стране некому делать, поэтому повидал уже много нового )
Кстати, да - охлаждение при анодировании важная составляющая, температура меньше - меньше пор и более плотное покрытие, если халявить и охлаждать ванну проточной водой - получится рыхлое покрытие ( но под покраску то же сойдет !!!).


Интересная тема, буквально пару лет назад пришлось с этим столкнуться, т.к. "Элхим" в Питере перед Новым годом завис.
Метод стандартный.
Растворитель РП-5 (обезжиривание, кстати сильно вредная штука, но снимает все...)
КОН в 90 град сколько то по времени (записано в тетрадке)
(выход деталей черный по цвету)
Промывка в дистилляте H2O
H2SO4 c свинцовыми электродами (время/ток/площадь деталей, но можно и на глаз, если для себя)
(выход детали ослепительно белый матовый)
Промывка, сушка, грунтовка, окраска.

Был вариант с уплотнением пор и с окраской анилиновыми красителями - у нас окраска была неравномерная, что было причиной плохого перемешивания раствора во время окраски. Уплотняли поры меньшим током.
Вроде, электрополировку пробовали, меняли полярность в электролите. Тоже волновод получился неплохо. Но это же не ХимОксЭлектропроводный !

Была попытка запустить ХимОксЭл (электропроводный), но добыча ядовитого компонента с высоким классом опасности поставила мою команду в затруднение, а когда химик с бывшего завода "Аккумулятор" посмотрел на наши эксперименты в лаборатории под вытяжкой - сказал нам, что бы не вздумали дальше этим заниматься, т.к. печень и почки быстро дадут о себе знать. На чем и порешили, так что только анодирование, хотя даже под вытяжкой кислоты по желудку могут дать плохие вещи.

P.S. анодирование или травление под покраску считаю под силу каждому р/л , для корпусов, деталей крепления внутри большего и не надо. Когда мне нужны были стойки под корпус автоматического тюнера, который для улицы был нужен - я анодировал алюминий + забил поры в электролите с добавлением муравьиной кислоты + электроды были медные ! (что нельзя...) Но покрытие получилось стойкое с розоватым оттенком, до сих пор (уже лет 7) ничего не окислилось.
Но если аппаратура предназначена для эксплуатации в домашних условиях или кратковременно на улице - вообще можно покрытие не делать !

[RZ6DD Александр]

В середине 80-х анодировал лицевые панели с вытравливанием надписей. Процесс шел в растворе электролита
для аккумуляторов и переменным током. Напряжение брал от судового передатчика "БРИГ" - накал 8 ламп ГУ-74,
включенных параллельно при напряжении 12 вольт. Электроды включал в разрыв линии токов накала. Электроды -
один - лицевая панель, второй - такой-же по площади алюминиевый лист. Почитал теорию - вроде лучше применять
постоянный ток, но можно и переменный, но слой будет тоньше, но эластичнее.
Надписи делались в растворе медного купороса, после процарапывания чертилкой по трафарету или вручную.
(без тока - просто опустить панель в раствор.) Перед этим проверить поверхность на случайные царапины.
По современным меркам качество надписей не очень, но тогда вариантов не было, особенно в длинном рейсе.
Панель после 30 лет - на картинке.
73-Александр.

[R3TGM Дмитрий]

Иван )) вообще то никакого тока и не было там .... это уж я так назвал анодирование , а так это химическое оксидирование )) прошу ещё раз внимательнее прочитать что я написал ........ хотя понимаю - понедельник , начало рабочей недели ....
Я как раз вместо того чтобы не красить или точнее не грунтовать ... решил сделать оксидирование ........А не обработанный дюраль или другие алюминиевые сплавы в конструкциях ,пусть даже своих .... глаз режет .... по сей причине оно и так ... а на счёт окраски - актуальна для радиаторов - то не вопрос сделаю ....Краситель вот только приедет и начну ......
А на счёт травления - так этот процесс давно уже освоил у меня "линия" из 4 х бочек пластмассовых по 48 литров 1 раствор травления,2 вода для промывки,3 азотная кислота 20% , 4 вода для промывки - подходит и для работы и для радиолюбительских целей - диаметры бочек 450 мм высота полметра где то ... воду после промывок перемешиваю и выливаю на землю - процесс экологически безопасный там образуется натриевая селитра (удобрение) Спросите на сколько хватает растворов ??- Два года назад заправил .. деталей больше тысячи протравил , и всё растворы рабочие .В бочке травления на дне грязь ну может сантиметров 5-10 осела , особо она не мешает - так как на верх не всплывает никогда (благодаря глюконату натрия )

[RA3WDK]

Дмитрий, понял.  По травлению по фото не скажу, но нам нужна была чистая анодированная поверхность без покраски - поэтому пришлось повозиться.
А если для радиаторов и под покраску - так вообще проблем нет - все у Вас получилось супер !

[R3TGM Дмитрий]

Так я и выложил с целью показать и рассказать народу как и что .Да я красить то не буду ) я так для пробы ) так то вообще я стравлю это покрытие ) попробую в чёрный красителем окрасить 
По поводу анодирования - плотность тока я задавал (когда экспериментировал ) 1,5ампера на дециметр ,делал на улице когда было плюс пять градусов  , деталь не большая , в конце процесса температура поднялась до плюс 8 . Окрашивал погружением в горячий 80 где то градусов  раствор бихромата натрия и варил там 5 минут , потом оставил остывать естественым путём .Это твёрдое анодирование было . Потом на корпус этот прямо без изолятора сажал транзистор 2Т827.Плёнка оксида - это изолятор был
По поводу цвета - это зависит от сплава (при окраске бихроматом натрия) красивый зелёный цвет дают сплавы АМГ2,АМГ3,АМГ6,АК4,АК6 .Сплавы Д16,19, В95....светлые получаются

[R3TGM Дмитрий]

Друзья ) эксперимент с окраской дюраля продолжается - цель поробовать окрасить оксидную плёнку на поверхности детали. Для этой цели   купил анилиновый краситель производства ООО "Технохим" цвета - чёрный и хаки (Краситель называется "Джинса " для ХБ тканей ) остался в ночь на работе, (Уж очень хочется увидеть побыстрее результат ). Подготовил ванны .Стравил с радиатора окисную плёнку . Сейчас деталь находится уже 15 минут в кипящем растворе красителя (крашу в чёрный цвет) . При нахождении детали в растворе красителя через минут 10 уже начал образовываться чёрно-серый  устойчивый слой - рукой не стирается . В технологии написано ,но это для тканей, надо держать 10-60 минут в зависимости от желаемого оттенка цвета и в раствор добавлять хлорид натрия . Добавлять не стал так как с алюминием он реагирует ,плёнка из хлорида алюминия на поверхности не нужна . То есть сейчас идёт реакция воды с алюминием в присутствии анилинового (он инертный  в процессе этом ) красителя - образуется оксидная  плёнка и сразу же окрашивается .
Вот что в итоге получилось . На фото видно , что изменение цвета есть , но не такое большое , то есть - оксидная плёнка окрашивается , но поскольку толщина её очень мала (по сравнению с электрохимическим процессом) цвет больше напоминает сиреневый ,чем чёрный . внутри кстати ,цвет получился более темный ,чем с наружной части детали .
Что касается окраса в другие цвета - то можно сказать ,что использую предыдущий результат ,лучше всего подойдёт цвет хаки , так как в первом случае деталь получилась с отливом в зелёный цвет ,а значит хаки  цвет только лучше сделает его , - будет больше похож на анодировку в зелёный цвет .

[R9LR]

Дмитрий- не пробовали подвести к жидкости в ванне (минус) и  к детали (плюс) источник постоянного  ТОКА на 20- 30 мА? Результат приятно удивит при дополнительном подогреве детали.

[R3TGM Дмитрий]

Не к ванне а к катодам , не милиамперы , а 1,5 ампера на дециметр площади детали ,при концентрации сернокислого электролита 20%,не подогреве, а охлаждении электролита до 5 хотя бы градусов  - Это процесс обычного анодирования )) Сегодня сделал деталь по данной технологии с окраской в бихромате натрия , материал АК4 ,концентрация бихромата натрия 50грамм на литр воды . Погружаем деталь в горячий раствор ,держим там до полного охлаждения до комнатной температуры

[R9LR]

- Это процесс обычного анодирования

Это мы проходили. В предложении немного не то, что вы добавили...Внимательно прочитайте то, что я предложил для проверки- нагревать деталь предварительно до 180-200 градусов.Это для  Вашего случая с красителем. По хим процессу, на мой взгляд  реакция должна происходить немного быстрее...

[R3TGM Дмитрий]

Нет в вашем случае с нагревом не выйдет ничего ,так как только вы начнёте нагревать у вас оксидная плёнка вырастет на детали ,а далее при погружении в краситель она уже не окраситься .Я же писал о том , что у меня идёт формирование оксидной плёнки при реакции алюминия с водой ) даже уравнение написал реакции ))

[R9LR]

с нагревом не выйдет ничего ,так как только вы начнёте нагревать у вас оксидная плёнка вырастет на детали

Согласен.

[R3TGM Дмитрий]

Вот что получилось - видны белые точки )) видимо в красителе не додержал ((( больше перекрывать не буду , а то уже посадочные размеры стали уходить

[R3TGM Дмитрий]

Напоследок решил попробовать ещё одни тип красителя - называется ПРИБОЙ производитель ООО Компания Бегал , взял синий цвет  . Парни - это реальная тема - красит вообще супер - если кто нибудь видел китайские светодиодные фонарики синего цвета - так вот получается аналогично. Попробовал окрасить образец материала Д19ЧАТВ . Фотки- окрашенный образец и палитру цветов красителей  прилагаю 

[R3TGM Дмитрий]

Решил всё же переделать покрытие .На этот раз покрывал синим красителем (поскольку чёрный не нашёл в магазинах - надо заказывать через интернет ) краситель тот же ПРИБОЙ (концентрация 1 пакетик ,в котором он продаётся,на 1 литр воды ) ,температура электролита в ванне анодирования +3 в начале в конце + 5,но цвет зависит от материала детали - радиаторы были из Д16Т - они чёрными стали ,прямоугольный образец из АК4 мутно синий , Квадратный образец (с хвостом) из АМГ6 . Проволока из которой делал подвесы для деталей - светлосиняя получилась - она из АД31.Да совсем забыл написать - отверстия и резьбы (на правом радиаторе на фото )делал после покрытия, поэтому они и светлые