Обзор методов оксидирования стали

Обзор методов оксидирования стали

Обзор методов оксидирования стали

Способ оксидирования стали являет собой действия, которые направлены на появление на металлические поверхности оксидной пленки. Задача оксидирования в разработке покрытий, которые будут нести декоративную и защитную функции. Более того, при помощи оксидирования появляются диэлектрические покрытия на конструкциях из стали.

Специфики оксидирования

Есть несколько вариантов оксидирования:

  • химический;
  • плазменный;
  • термический;
  • электрохимический.

Химический метод

Химическое оксидирование значит отделку поверхностей специализированными расплавами, нитратными, хроматовыми растворами, а еще иными окислителями. В результате, получается увеличить антикоррозийные качества металла. Такие мероприятия проводятся с применением кислотных или щелочных составов.

Щелочное оксидирование выполняется при температуре 30-180 градусов. Главный элемент составов — щелочи, а окислителей добавляется очень мало. После процедуры детали моют и сушат. Порой после оксидирования ведется промасливание.

Кислотное оксидирование ведется с использованием нескольких кислот (ортофосфорная, соляная, азотная) и минимальных количеств марганца. Режим температур процесса — 30-100 градусов.

Химическое оксидирование указанных разновидностей даст вам возможность получить пленку неплохого качества. Хотя необходимо заметить, что электрохимический метод дает возможность получить изделия очень хорошего качества.

Холодное оксидирование (чернение) также относится к химической методике. Выполняется окунанием детали в раствор с последующей промывкой, сушкой и промасливанием. В результате, на поверхности появится кристаллическая структура с наличием фосфатов и ионов. Спецификой технологии являются практически невысокая температура работы (15-25 градусов по шкале Цельсия).

Положительные качества чернения если сравнивать с горячим оксидированием:

  • детали лишь несущественно меняют собственные размеры;
  • более невысокий уровень энергопотребления;
  • высокий параметр безопасности;
  • нет испарений;
  • изделия имеют более одинаковый цвет;
  • методика позволяет оксидировать даже чугун.

Анодное оксидирование

Электрохимическое оксидирование (анодная методика) ведется в жидкой или твёрдой электролитной обстановке. Подобный подход дает возможность получить пленки большой прочности таких видов:

  • покрытия с тоненьким слоем (толщина — 0,1-0,4 мкм);
  • износостойкие электроизоляторы (толщина — 2-3 мкм);
  • покрытия для защиты (толщина 0,3-15 мкм);
  • особенные эмалевидные слои (эматаль-покрытия).

Схема анодирования алюминия

Анодирование поверхности окисляемой детали ведется на фоне позитивного потенциала. Аналогичную отделку необходимо выполнять, чтобы обезопасить части микросхем, а еще создать на полупроводниках, стали, железных сплавах диэлектрический слой.

Необходимо обратить свое внимание! На случай необходимости, анодирование можно проводить своими силами, но нужно четко держаться правил техники безопасности, потому как в работе используются агрессивные детали.

Частный случай электрохимического оксидирования — микродуговое оксидирование. Методика помогает добиться уникальных декоративных параметров. Металл приобретает добавочную стойкость к теплу и устойчивость к процессам коррозии.

Схема микродугового оксидирования от источника питания

Микродуговой способ различается использованием импульсного или электрического тока в слабощелочной электролитной обстановке. Подобным образом, получается получить толщину покрытий в районе 200-250 мкм. Готовое изделие после обработки становится похожим по своему виду с керамикой.

Микродуговое оксидирование можно реализовать и своими силами, однако потребуется специальное оборудование. Характерность процесса находится в его безопасности для человеческого здоровья. Конкретно данный факт обуславливает очень большую популярность методики среди домашних мастеров.

Специфики плазменного и термического процессов

Термическое оксидирование значит появление оксидной пленки в обстановке пара перегретого или остальной содержащей кислоту атмосфере. При этом процесс отличается большой температурой.

Своими силами сделать подобную операцию не возможно, потому как потребуется специализированная дорогая печь, где металл разогревается до 350 градусов. Но в этом случае идет речь о низколегированных сталях. На случай же среднелегированных и высоколегированных сталей, температура обязана быть еще больше — в районе 700 градусов. Общая длительность оксидирования по термической методике — порядка одного часа.

Также не выйдет воссоздать дома и плазменный процесс. Такое оксидирование выполняется в низкотемпературной кислородосодержащей плазме. Сама плазменная среда появляется благодаря СВЧ и ВЧ разрядам. Порой задействуется постоянный ток. Характерность технологии — хорошее качество получаемой продукции. Благодаря этому плазменное оксидирование применяется для создания хороших покрытий на очень ответственных изделиях, к числу которых относятся:

  • поверхности из кремния;
  • полупроводники;
  • фотокатоды.

Самостоятельное оксидирование

Описываемый тут метод создания покрытия с защитным эффектом на изделиях из стали каждый может себе позволить. Вначале деталь зачищается и полируется. Дальше с поверхности необходимо удалить окислы (сделать декапирование). Декапируют деталь на протяжении минуты при помощи 5%-ного раствора серной кислоты. После окунания, деталь необходимо вымыть в тёплой воде и перейти к пассивированию (5-минутное кипячение в растворе литра обыкновенной воды с разведенными в ней 50 граммами простого мыла). Подобным образом, поверхность готова к процедуре оксидирования.

Очередность дальнейших действий:

  1. Берем емкость покрытые эмалью. Она не обязана быть поцарапана, на ней не должно быть сколов.
  2. Льем в емкость литр воды и добавляем в нее 50 граммов едкого натра.
  3. Ставим емкость на огонь и нагреваем раствор ориентировочно до 150 градусов.

Через 1,5 часа деталь можно извлекать — оксидирование завершено.

Защита титана и его сплавов

Как всем известно, титан различается низкой износоустойчивостью. Оксидирование титана и сплавов на его основе увеличивает их антифрикционные качества, делает лучше стойкость металла к ржавчине.

В результате нанесения слоя для защиты, на металле появляются толстые оксидные пленки (в диапазоне 20-40 мкм), обладающие очень высокими поглощательными качествами.
Конструкции из сплавов титана обрабатывают при температуре 15-25 градусов в растворе, включающем 50 граммов серной кислоты. Плотность тока составляет 1-1,5 Ампера на квадратный дециметр. Продолжительность процедуры — 50-60 минут. Если плотность тока превосходит 2 Ампера на квадратный дециметр, длительность процесса уменьшается до 30-40 минут.

Во время нанесения слоя для защиты, первые 3-6 минут поддерживается рекомендованная плотность тока, а напряжение в данное время становится больше до 90-110 В. По достижению этого показателя, плотность тока уменьшается до 0,2 Ампера на квадратный дециметр. Длится оксидирование без регуляции тока. В ходе процесса электролит смешивается. Применяются катоды из свинца или стали.

Защита поверхности из серебра

Оксидирование серебра — это метод обработки изделий из серебра, в ходе которого происходит химическая поверхностная обработка сернистым серебром. Толщина слоя примерно 1 мкм. Процедура выполняется в растворах сернистых составов. Наиболее популярным раствором считается серная печень.

В результате обработки серебро получает состаренный вид. Его цвет — от светло-серого до черного или коричневого. При этом на интенсивность цвета действует толщина нанесённого слоя. Настроить цвет можно в ходе полирования металла — выпуклости становятся яркими, а впадины — остаются более темными. Контрастность позволяет выделить рельеф изделия. Оксидированное серебро порой путают с черненным, хотя методика обработки поверхности в этих обстоятельствах различается.

Защита поверхности из латуни

Оксидирование изделий из латуни и бронзы указывает на то, что параметры оксидных пленок и цветовая палитра поверхностей в большинстве случаев зависят от составляющих данных сплавов. К примеру, при равных количествах в бронзовом металле цинка и олова, оксидная пленка появится с огромным трудом, но при добавлении свинца качестве оксидной пленки резко увеличивается. Во время обработки латуни сульфидом аммония сплавы с высоким уровнем цинка поддаются оксидированию сложнее, чем латунь, содержащая меньше 10% цинка.

Применяемая с давних пор рецептура на основе, так именуемой серной печени, сейчас видоизменена: сейчас после растворения кристаллов в нее добавляют сульфид аммония. Исходя из количества раствора можно получить разнообразный цвет оксидной пленки: от светло-коричневого до темного коричневого либо даже черного. Причем пленка получается отменного качества и одинаковой расцветки.

Также, для обработки сплавов может применяться 10% раствор тиокарбоната. Однако применяется раствор исключительно для латуней и бронз с невысоким содержанием цинка.

Еще 1 метод защиты поверхности бронзы и придания ей привлекательного вида — обработка тиоантимонатом натрия. В результате, получается одинаково покрытая пленка с оттенком красного цвета.

Оксидирование — процесс, требующий глубокого знания химико-физических процессов и, в основном, дорогого оборудования. Однако самая простая методика нанесения пленки для защиты доступна каждому, нужно только выполнить несложную инструкцию, описанную в данной публикации.

admin

Для отправки комментария необходимо авторизоваться.