Что такое черное анодирование?

Что нужно знать о черном анодировании?

Анодирование в черный цвет относится к процессу анодирования алюминиевой детали, а затем окрашиванию ее в черный цвет с использованием подходящего красителя. Это не следует путать с черным оксидным покрытием, которое не подходит для алюминиевых деталей.

Анодированный алюминий обладает улучшенными характеристиками износа и коррозии, в то время как детали с черным анодированием обладают дополнительными преимуществами, заключающимися в том, что они поглощают свет, а также способны эффективно излучать тепло.

В этой статье будет описано, что такое черное анодирование, как оно работает, а также различные плюсы и минусы.

Что такое черное анодирование?

Анодирование черным цветом относится к процессу чернения алюминиевой детали путем сначала выполнения стандартного анодирования для создания полупористого слоя оксида алюминия.

Затем оксидный слой окрашивают в черный цвет с использованием одного из трех методов окрашивания: органическими красителями, неорганическими красителями или электролитическим окрашиванием с использованием солей металлов.

Какова цель черного анодирования?

Анодирование в черный цвет выполняется для придания алюминиевой детали эстетичного или функционального черного цвета, а также для улучшения коррозионных и износостойких свойств основного алюминиевого компонента.

Какой металл можно анодировать в черный цвет?

Металлы, которые могут быть анодированы в черный цвет, это алюминий, магний и титан. Алюминий, однако, является наиболее распространенным материалом, используемым для черного анодирования.

Следует отметить, что не все марки алюминия могут быть анодированы в черный цвет. Анодированию подлежат только алюминиевые марки 5, 6 и 7.

Где используется черное анодирование?

Черный анодированный алюминий используется в тех случаях, когда выгодно использовать черное покрытие.

Примеры: компоненты спутников, которые полагаются на черное анодное покрытие для более эффективного излучения тепла обратно в космос.

Оптическое оборудование, основанное на способности черных покрытий поглощать любой рассеянный отражающий свет и отделка, в которой глубокий черный цвет эстетически привлекателен, а также обладает отличной стойкостью цвета, а отделка поверхности обеспечивает повышенную стойкость к истиранию.

Черный анодированный алюминий обладает всеми преимуществами стандартного анодированного алюминия с дополнительными преимуществами черного цвета.

Как происходит черное анодирование?

Черное анодирование работает, сначала анодируя деталь с использованием стандартного процесса анодирования с процессом анодирования типа II или типа III.

Для оптимальной стойкости цвета рекомендуется минимальная толщина анодированного покрытия 25 микрон или более. После анодирования деталь будет иметь полупористую структуру поверхности. Эти поры используются для удержания черного красителя. Существует три типа техники окрашивания, описанные ниже:

1. Органические пигменты: эти красители растворяют в теплой воде, а затем помещают в красильную ванну. Деталь помещают в ванну с красителем, и краситель заполняет полупористую поверхность анодного слоя. Как правило, окрашивание в черный цвет требует дополнительного времени окрашивания по сравнению с более светлыми цветами. Детали, окрашенные органическим красителем, не рекомендуется использовать на открытом воздухе.
2. Неорганические пигменты: Эти пигменты не растворяются в воде . Неорганические пигменты создают покрытия с превосходной светостойкостью. Для черного анодирования детали могут быть изготовлены с неорганическими солями сульфида кобальта.
3. Электролитическое окрашивание: после обычного анодирования детали помещают в другую электролизную ванну с раствором, содержащим соли тяжелых металлов. Анодный слой действует как катод, а в ванну помещается электрод из нержавеющей стали. Затем соли металлов осаждаются на дне пор. Никель, кобальт и соли олова используются для получения различных цветов — запатентованного процесса, позволяющего производить детали с исключительной стойкостью цвета.

После окрашивания поры на анодном слое необходимо загерметизировать, чтобы предотвратить вымывание цвета. Герметизация обычно осуществляется путем гидратации покрытия, которое закрывает поры в результате реакции с анодным слоем.

Везде, где есть пора, образуется AI2O3H2O; оно менее устойчиво к истиранию, чем обычное покрытие из оксида алюминия. В качестве альтернативы можно применить химическую герметизацию, например, с использованием ацетата никеля или дихромата никеля.

Каковы преимущества черного анодирования?

К преимуществам черного анодирования относятся повышенная коррозионная стойкость и износостойкость, присущие стандартному анодированию. Тем не менее, черное анодирование имеет несколько дополнительных конкретных преимуществ, описанных ниже:

1. Теплоотдача: алюминиевые компоненты часто окрашивают в черный цвет, чтобы увеличить их теплоотдачу; приложения могут включать радиаторы, а также спутниковые компоненты.
2. Отсутствие газовыделения: черные анодированные детали, если они должным образом герметизированы после окрашивания, не подвергаются газовыделению при воздействии вакуума. Это отсутствие дегазации помогает защитить чувствительное оборудование, особенно чувствительное космическое оборудование.
3. Стойкость цвета: Анодированные детали черного цвета, особенно если они окрашены неорганическими солями или солями металлов, обладают превосходной стойкостью цвета, что означает, что они обычно сохраняют свой цвет при воздействии УФ (ультрафиолетового) света.

Каковы недостатки черного анодирования?

Черное анодирование имеет некоторые ограничения, описанные ниже:

1. Поверхностное растрескивание: при воздействии термоциклирования на черных анодированных деталях образуются трещины в анодном покрытии. Эти трещины в основном возникают из-за разницы в скоростях теплового расширения подложки и покрытия.
2. Ограниченные материалы: не все серии алюминия могут быть анодированы в черный цвет. Как правило, наиболее часто анодируемым алюминием являются серии 5, 6 и 7, причем наиболее часто анодируется серия 6.
3. Выцветание: если используются органические красители, черные анодированные детали потеряют свой цвет, так как эти красители не подходят для воздействия УФ-излучения.

Как сделать черный анодированный материал

Анодирование серной кислотой типа II является наиболее распространенным методом, используемым при анодировании деталей в черный цвет. Процесс указан ниже:

1. Очистите деталь сильным обезжиривающим средством, чтобы удалить грязь, смазочно-охлаждающую жидкость или жир.
2. Промойте деталь в деионизированной воде.
3. Химически протравите деталь, чтобы удалить естественный оксидный слой.
4. Промойте деталь в деионизированной воде.
5. Анодируйте деталь, пропуская электрический ток через деталь в присутствии сернокислотного электролита. Этот процесс приводит к образованию анодного слоя. Анодный слой полупористый.
6. После анодирования деталь промывают, а затем помещают в ванну для окрашивания, где поры заполняются органическим или неорганическим красителем для окрашивания в черный цвет. Однако соли металлов являются предпочтительным методом для черного анодирования, поскольку они позволяют получать детали с исключительной стойкостью цвета.

Какие материалы необходимы для черного анодирования?

Материалы, необходимые для черного анодирования алюминия:

1. Сернокислотный электролит.
2. Кислотостойкий бак для хранения электролита.
3. Катод.
4. Источник питания постоянного тока для обеспечения тока.
5. Токопроводящая проволока для подвешивания алюминиевой детали.
6. Обезжириватель для очистки.
7. Окрашивающая ванна с подходящим красителем для окрашивания детали в черный цвет после анодирования.

Как долго сохраниться черное анодирование?

Анодированное покрытие может служить от 10 до 20 лет в зависимости от области применения, толщины покрытия и того, были ли выполнены соответствующие этапы герметизации после анодирования. Когда для окрашивания используются соли металлов, цвет не тускнеет. Однако органические красители со временем выцветают.

Сколько времени требуется для черного анодирования материала?

Время, необходимое для черного анодирования детали, зависит от желаемой толщины анодного слоя, метода окрашивания и техники герметизации после окрашивания.

В общем, на анодирование 2,5 мкм уходит пять минут. Таким образом, для анодирования минимально рекомендуемой толщины черного анодированного покрытия в 25 микрон потребуется около часа.

Процесс окрашивания может занять до 20 минут. Однако эти временные рамки также зависят от процессов очистки и ополаскивания.

Склонны ли черные анодированные материалы к ржавчине?

Нет, анодированный алюминий не подвержен ржавчине. Ржавчина обычно используется для описания образования разрушающего отслаивающегося оксидного слоя на черных металлах.

Когда на алюминии образуется оксидный слой, он прилипает к поверхности и предотвращает дальнейшее окисление основного материала.

В этой статье было представлено черное анодирование, объяснено, что это такое, и обсуждены различные факторы, которые следует учитывать при выборе черного анодирования.