Как сделать оксидную пленку на металле

Обновлено: 07.01.2025

Оксидированием стали создается защитная пленка из сложных окислов, которая препятствует образованию ржавчины. Узнайте о видах обработки, особенностях химического, анодного и термического процессов.

Ни один материал, включая сталь, не может служить вечно. Его необходимо защищать от влаги, солнечных лучей и низких температур. Оксидирование металла создает на его поверхности тонкую защитную пленку, не позволяющую кислороду из воздуха и воде разрушать материал. При этом изменяются технические характеристики сталей, алюминия и его сплавов.

С точки зрения химии оксидирование – это реакция окисления металла и образование на поверхности тонкого слоя кристаллов, связанных кислородом и другими веществами. Технология нанесения защитного покрытия имеет несколько видов различной сложности. Самая простая использовалась несколько веков назад и доступна любому желающему покрыть защитной пленкой деталь в домашних условиях. Сложная технология требует специального оборудования и осуществляется только в условиях производства.

Суть и назначение технологии

В своей основе оксидирование стали имеет окислительно-восстановительную реакцию металла при его взаимодействии с кислородом воздуха, электролитом или специальными кислотно-щелочными растворами. В результате на поверхности детали образуется защитная пленка, повышающая технические характеристики металла:

увеличивает твердость;
снижает образование задиров;
повышает способность деталей к прирабатыванию;
увеличивает срок службы;
создает декоративное покрытие.

Добавление в электролит растворов для окрашивания позволяет создавать изделия из металла с поверхностями разных цветов.

Покрытие оксидной пленкой применяют для различных материалов. В ювелирной промышленности и при создании бижутерии используют оксидирование многих металлов:

серебра;
алюминия;
меди;
титана;
латуни;
бронзы.

Сущность обработки – в увеличении прочности и придании дополнительной декоративности. Изделия из серебра хорошо держат форму. Это позволяет создавать украшения с острыми углами и тонким орнаментом. С помощью оксидов создается патина, имитирующая старину, и другие эффекты.

В зависимости от характеристик и свойств металла используют различные технологии создания сложных окислов на поверхности.

К положительным качествам оксидирования относится его распределение по поверхности тонкой пленкой в несколько микрон – тысячных долей миллиметра. При этом не меняются размеры деталей и посадочных мест сверху и на поверхности.

Виды оксидирования металла

микродуговое;
горячее;
холодное.

К микродуговому относится способ нанесения оксидной пленки с помощью электролизной установки. Деталь помещается в ванну с электролитом. К ней подключается «+» постоянного тока. К ванне – провод с «–». При прохождении тока на поверхности образуются микроочаги с высокой температурой и давлением. В результате происходит окисление. Микродуговое оксидирование применяют для покрытия алюминия, серебра и их сплавов.

Процесс горячего оксидирования стали заключается в нагреве детали или раствора, в котором она находится, для ускорения процесса образования пленки сложных окислов.

К холодным технологиям относятся, в основном, методы химического покрытия и плазменного, когда поверхность насыщается кислородом под воздействием микротоков или в насыщенном растворе солей.

Химическое

Химическое оксидирование проводится погружением деталей в различные растворы. Низкотемпературный процесс покрытия осуществляют при температуре 30–180 °C. Сталь погружают в раствор щелочей или кислот с добавлением марганца. Затем, после извлечения из ванны, промасливают – смазывают маслом или на несколько секунд погружают в него деталь.

Электрохимическое покрытие оксидами проводится при низких температурах – до 100 °C. Электролит представляет собой раствор нескольких нитратов и хроматов. Получают черное покрытие стали.

Пищевая нержавейка содержит много легирующих веществ, включая хром и марганец. Она требует для покрытия сложного оборудования. В домашних условиях ее можно оксидировать в растворе натриевой селитры. Поверхность приобретает яркий синий цвет.

Анодное

Анодное оксидирование небольших деталей доступно делать в домашней мастерской. Для этого надо иметь аккумулятор или выпрямитель тока. Анод подключается к детали и источнику постоянного тока. При погружении стали в раствор слабокислого электролита возникает движение электронов, и вместе с ними частицы солей и кислот проникают в верхний слой металла. В результате образуются кристаллы железа со сложными окислами. Они постепенно покрывают всю поверхность детали слоем в несколько микрон.

Регулировать скорость процесса для образования оксидной пленки нужной толщины можно изменением силы тока и повышением температуры электролита. Анодирование влияет на первоначальные характеристики стали и цветных металлов:

изменяет цвет;
увеличивает прочность;
пленка имеет низкую электропроводность;
не допускает образования простых окислов железа – коррозии.

Термическое

Кто наблюдал за сваркой деталей или их нагревом в термопечах, видел на поверхности цвета побежалости: от желтого оттенка до синего тона, переходящего в черный. Они зависят от температуры, до которой нагрелась сталь в конкретной точке. Чем сильнее прогрет металл, тем больше он окислен, имеет более темный цвет.

Достаточно нагреть поверхность до 300 ⁰C, чтобы провести термическое оксидирование. На стали появится тонкая пленка окислов желтого и светло-коричневого цвета. Чем выше содержание легирующих веществ, тем сильнее надо греть сталь.

Часто нагрев используют для более активного протекания химического и анодного оксидирования стали. Помещенный в горячий раствор натриевой селитры или смеси кислот металл быстрее вступает в реакцию.

Плазменное

Метод холодного оксидирования – плазменное покрытие деталей. Окисление происходит при низкой температуре. Деталь помещают в плазму, которую создают токи ВЧ или СВЧ, аналогичные микроволновой печи. В камере высокое содержание кислорода.

Плазменное оксидирование применяют, в основном, для повышения светочувствительности и электропроводности деталей оптических приборов и плат.

Лазерное

Оксидировать деталь с помощью лазера можно только в условиях промышленного предприятия. Деталь устанавливается на столе или зажимается в патроне, набирается программа, и лазер прогревает узкие полоски одна возле другой по всей поверхности. Оптимальный вариант – использование станков ЧПУ.

Недостаток лазерного оксидирования сталей – в покрытии заготовок только снаружи. В отверстия малого диаметра головка лазерной установки не войдет.

Оксидирование своими руками

Делать защитное покрытие в домашних условиях проще всего по старинному рецепту. Для этого стальной предмет следует очистить от всех видов загрязнений, протравить в слабом растворе кислоты. Любое оставшееся пятно будет препятствовать процессу оксидирования стали.

Нагреть конструкционную сталь до 300 ⁰C. Легированные и углеродистые стали требуют более высоких температур. Чем больше легирующих элементов, тем сильнее следует греть.
Опустить горячую заготовку в льняное масло на 8–18 минут.
Для получения плотного слоя, надежно защищающего сталь от ржавчины, и создания изоляционного слоя, процедуру следует повторить 4–6 раз.

Каленые стали при нагреве до температуры выше 300 ⁰C могут отпуститься – стать мягче. Поэтому металл после закалки греют индуктором токами ТВЧ до 250–280 ⁰C. Если нет возможности нагреть только поверхность заготовки, температуру снижают до 220–250 °C, увеличив количество нагревов и погружений.

Льняное масло использовали в прошлые века. Сейчас его можно заменить веретенным, широко применяемым для закалки стали.

Оксидирование стали – интересный процесс. С его помощью можно самостоятельно защитить от коррозии небольшие изделия, крепеж в автомобиле и других устройствах.

Какой метод больше всего понравился нашим читателям и что они готовы применить на практике? Нам интересно ваше мнение.

Оксидирование стали

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.

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).

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).

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.

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.

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.

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.

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!

Оксидирование металла

Что такое? Оксидирование стали – это процесс, в ходе которого поверхность изделия или детали покрывается тонкой защитной пленкой. Она не позволяет кислороду разрушать металл и образовывать ржавчину.

Как используется? Применяется для защиты металлов от неблагоприятных внешних условий: солнца, воды, низкой температуры. Существует несколько методов оксидирования, самый простой из которых можно использовать самостоятельно в домашних условиях. Сложные же технологии требуют специального оборудования и соответствующего опыта.

Преимущества оксидирования металла

Благодаря отличным механическим свойствам, относительно низкой стоимости и долговечности металл широко применяют в качестве материала для изготовления разнообразных строительных конструкций, инструмента и деталей многочисленных механизмов.

Однако у металлических изделий есть ряд существенных недостатков: они подвержены коррозии – контакт материала с кислородом приводит к окислению поверхностных слоев. Появляющаяся ржавчина не только портит внешний вид продуктов, но и отрицательно сказывается на их эксплуатационных качествах.

Оксидирование позволяет сформировать на поверхности металла устойчивую пленку, которая надежно защищает от дальнейшего окисления. Она в первую очередь призвана предотвратить разрушение материала. Окислению подлежат изделия из любого металла или сплава: стали, алюминия, бронзы и многих других. Этим методом пользуются не только в промышленности, оксидирование широко применяют ювелиры, изготовители коллекционного оружия и т. д.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

В результате оксидирования или воронения:

увеличивается прочность;
меняется цвет;
формируется надежная защита от коррозии.

Оксидированное покрытие образуется благодаря применению специальных составов и термической обработке. Для того чтобы продлить эксплуатацию изделий, защитный слой следует периодически обновлять.

Сфера применения оксидированных металлов

Зачастую оксидирование металла заменяет окраску. Например, этот метод широко применяют для обработки кованых деталей оград, каминных решеток, холодного и огнестрельного оружия и т. п.

Оксидирование применяют в целях:

коррозионной защиты элементов строительных конструкций, которая необходима даже деталям, напрямую не подвергающимся воздействию атмосферных факторов;
создания защитной пленки на поверхности декоративных строительных элементов;
формирования на поверхности изделий электрической изоляции;
создания декоративного покрытия, которое улучшает эстетику изделий, не скрывая мелких деталей рельефа и фактуры поверхности.

Повысить срок службы изделия можно путем нанесения дополнительного слоя лака.

Способы оксидирования металлов

Для оксидирования металлических поверхностей могут применяться:

Химическое оксидирование

Эта технология заключается в обработке поверхности металлических деталей раствором или расплавом соответствующих веществ. Оксидирование сопровождается пассивацией поверхностного слоя, который в ходе обработки утрачивает химическую активность. Пассивный металл формирует защитную пленку.

Химическое оксидирование металла производят, опуская подготовленные изделия в щелочной или кислотный раствор определенной концентрации. После выдержки в растворе на протяжении времени, необходимого для завершения окислительно-восстановительной реакции, детали промываются, сушатся и отправляются на финишную обработку.

Кислотную ванну для оксидирования готовят с использованием соляной, азотной и ортофосфорной кислот. Реакцию при необходимости ускоряют, добавляя в раствор марганец, калий или хром в виде соответствующих соединений. Для правильного течения окислительно-восстановительных реакций необходима температура от +30 °С до +100 °С.

Щелочную среду создают специальными соединениями, дополнительно внося в их раствор нитрат натрия и диоксид марганца. Такой процесс требует температуры от +180 °С до +300 °С.

Далее изделия промывают и высушивают. Для закрепления покрытия нередко используют бихромат калия. Применение химического оксидирования и последующего промасливания значительно повышает долговечность защиты и придает поверхности эффектный черный цвет.

Анодное оксидирование

В основе электрохимического оксидирования стали, называемого также анодным оксидированием или анодированием, лежит химический электролиз. Для его осуществления применяют твердые или жидкие электролиты. После подготовки изделия погружают в ванны с раствором электролита и создают разность потенциалов между катодом и анодом.

Отрицательно заряженные ионы активных элементов устремляются к поверхности деталей и оседают на ней, образуя защитный слой.

Использование для анодного оксидирования вредных реагентов и электрического тока является причиной особых требований к безопасности, однако при их соблюдении можно производить анодирование металлических деталей даже в домашних условиях.

С помощью электролиза можно формировать защитное покрытие разной толщины. Для создания толстой пленки обычно применяют в качестве агента серную кислоту.

Борная или ортофосфорная кислоты позволяют получать тонкую защитную пленку. Анодирование также дает возможность создания покрытий с различными оттенками при использовании раствора таких органических кислот, как щавелевая, малеиновая или сульфосалициловая.

Часто анодирование производят методом микродугового оксидирования, которое дает возможность создать защитную пленку высокой прочности. Такое покрытие отличается хорошими защитными, электроизоляционными и декоративными качествами. В ходе такого окисления на изделия воздействуют импульсным или переменным током в особых ваннах, заполненных электролитом (как правило, это слабощелочные растворы).

Такая технология дает возможность сформировать на поверхности детали покрытие, которое отличается:

коррозионной стойкостью;
электроизолирующей способностью;
стойкостью при небольшой толщине поверхностного слоя;
отличными декоративными качествами.

Для анодирования нержавеющих марок стали из-за их химической нейтральности потребовалась разработка особых технологий. Анодирование изделий из нержавеющей стали происходит в два этапа:

Совместное оксидирование с металлами типа никеля, меди и т. д.
Оксидирование самих деталей из нержавеющей стали посредством пассивирующих паст, которые катализируют реакцию.

Термическое оксидирование

Плазменное оксидирование

Этот метод заключается в обработке изделий низкотемпературной плазмой в среде с повышенным содержанием кислорода. Для создания плазмы используют разряды, возникающие при подаче высоко- или сверхвысокочастотного электрического тока.

С помощью этой технологии формируют оксидированные защитные пленки на деталях с относительно маленькой площадью поверхности.

Наибольшее распространение этот метод получил при создании изделий для электроники и микроэлектроники. При помощи плазменного оксидирования, в частности, формируют оксидированный поверхностный слой в полупроводниковых соединениях, которые принято называть электронно-дырочными переходами.

Созданные по такой технологии пленки необходимы для работы транзисторов, диодов, интегральных микросхем. Оксидированная пленка используется также для повышения светочувствительности фотокатодов.

Одной из разновидностей плазменного оксидирования стала технология, использующая высокотемпературную плазму, которая может быть в отдельных случаях заменена дуговым разрядом, что позволяет создавать температуру, превышающую +430 °С. Использование такого метода дает возможность существенно улучшить характеристики получаемых оксидированных пленок.

Лазерное оксидирование

Для оксидирования деталей с помощью этой сложной технологии необходимо специализированное оборудование. Создание защитного поверхностного слоя из окисленного металла возможно с применением:

импульсного лазерного излучения;
непрерывного лазерного излучения.

Как в первом, так и во втором случае лазерная установка работает в инфракрасном диапазоне. Лазерный луч разогревает поверхностные слои металла, благодаря чему полученная при оксидировании защитная пленка приобретает особую стойкость и прочность. С помощью лазерного оксидирования создают покрытие только на участках небольшой площади, что существенно ограничивает сферу применения данной технологии.

Оксидирование металла в домашних условиях

Для повышения прочности и декоративной обработки различных изделий и деталей из металла можно воспользоваться технологией оксидирования и обработать материал собственными силами. Хотя следует сказать, что качество полученной защитной пленки, скорее всего, будет ниже, чем у покрытий, которые создаются промышленными методами.

Подготовка к оксидированию изделий из металла

В ходе подготовки к оксидированию следует выполнить следующие действия:

обустроить рабочее место;
подготовить инструменты;
закупить необходимые химические препараты и другие расходные материалы, включая средства индивидуальной защиты.

В число необходимых мер по созданию безопасных условий для работы входят:

обеспечение приточно-вытяжной вентиляции необходимой мощности (непосредственно над рабочим пространством следует разместить зонт вытяжки);
подготовка рабочей емкости необходимого объема и глубины для полного погружения изделия;
размещение стеклянной, пластиковой или керамической емкости для смешивания компонентов кислотного или щелочного раствора;
приобретение необходимых средств индивидуальной защиты (СИЗ) – резиновых перчаток, респираторов, очков, фартуков и т. д.

СИЗ можно приобрести в специализированных магазинах. Соблюдение правил безопасности при оксидировании является строго необходимым, так как обработка происходит с применением токсичных кислотных и щелочных соединений, которые могут привести к отравлению, химическим ожогам кожных покровов, а при вдыхании паров вызвать поражение дыхательных путей.

Щелочное оксидирование

Это один из самых простых и доступных методов создания защитной оксидированной пленки в условиях домашней мастерской. Рассчитать необходимое количество реагентов несложно. В среднем на 1 000 г массы обрабатываемых изделий понадобится около 100 г гидроксида натрия и 30 г натриевой селитры.

Обработка проходит в четыре этапа:

Готовится раствор из расчета: 1 000 г каустической соды и 300 г натриевой селитры на 1 л воды.
Обрабатываемые изделия погружаются в раствор, разогретый до +140 °С, и оставляются в нем на полчаса.
Изделия извлекаются из раствора и тщательно промываются для удаления остатков рабочего раствора.
Просушенные детали пропитываются маслом, остатки которого удаляются при помощи ветоши.

Щелочное оксидирование металла можно производить с использованием растворов каустической соды или едкого калия. Количество реагента на 1 л воды не должно быть ниже 700 г. Оксидирование обоими реагентами производится по аналогичным схемам.

Для получения равномерного защитного покрытия важно, чтобы обрабатываемые изделия были полностью погружены в рабочую смесь. Для этого необходимо отслеживать уровень жидкости и при необходимости доливать ее в емкость.

Кислотное оксидирование

Этот популярный метод предполагает использование раствора кислоты.

Этапы кислотного оксидирования:

Подготовка металлических деталей к обработке. Для этого их необходимо тщательнейшим образом очистить от загрязнений и налета, а затем обезжирить водкой, чистым спиртом или растворителем.
Погружение металлических изделий в ванну с пятипроцентным раствором серной кислоты. Через минуту – промывка кипяченой водой. Операция повторяется несколько раз.
Кипячение изделий в воде с хозяйственным мылом в течение нескольких минут.
Промывка готовых деталей, сушка и протирание маслом, остатки которого следует удалить с помощью ветоши.

О правильно проведенном оксидировании говорит изменившийся цвет поверхности металлических деталей.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Читайте также: