Влияние примесей на цвет алюминиевого сплава при анодировании

Вопрос.

Хотелось бы конкретно узнать, как влияет наличие в сплаве меди, кремния, цинка и др. добавок, а также вторичного алюминия на цвет пленки при анодировании и дальнейшем электроокрашивании алюминиевого сплава 6063.

Ответ.

В ответ на Ваш вопрос сообщаю, что:

- внешний вид, качество и свойства окисных пленок зависят от чистоты алюминия, состава сплава, природы электролита, а также от вида обработки поверхности до оксидирования и дополнительной обработки пленки;

- чистый алюминий лучше поддается анодированию, чем его сплавы. Примеси в сплавах в процессе анодирования могут растворяться, окисляться или оставаться неизменными. Кремний, входящий в ряд сплавов, не окисляется и не растворяется во времени анодирования, а остается в пленке в виде серо-черного порошка. На сплавах с большим количеством кремния не удается получить декоративных пленок. Медь, магний, железо, марганец находятся в алюминиевых сплавах в виде интерметаллических соединений типа CuAl2, FeAl3, Al-Fe-Si и др. Эти соединения при анодных процессах растворяются быстрее, чем алюминий, поэтому на сплавах, содержащих эти соединения, трудно нарастить толстые окисные пленки, и покрытие получается пористым и шероховатым. Значительное влияние на качество пленки оказывает также гетерогенность сплавов.

Самые толстые пленки можно получить на чистом алюминии. Чем больше легирующих добавок в сплаве, особенно тяжелых металлов, тем меньше толщина пленки, которую удается на них образовать. Максимальное содержание легирующих добавок в алюминиевых сплавах, используемых для декоративного анодирования, не должно превышать следующих величин:

Легирующие добавки	Содержание в сплаве, %
Железо	0,5
Кремний	2-3
Медь	1-2
Марганец	0,5-0,8
Магний	7
Цинк	6-8
Хром	0,3
Титан	0,3

Анодирование выявляет многие дефекты металла - нерегламентированный прокат, царапины и т.п. Поэтому материалы с такими дефектами нельзя подвергать декоративному анодированию;

- микротвердость оксидного покрытия на чистом алюминии достигается 1200-1500 кгс/мм2, на алюминиевых сплавах - 200-500 кгс/мм2. Чем выше толщина и твердость пленок, тем больше их хрупкость, при изгибе хрупкие пленки дают трещины, но не отслаиваются от металла.

- окрашивание анодных пленок основано на их адсорбционной способности. Для получения качественной окраски окисная пленка и наполняющий краситель должны соответствовать определенным требованиям. Наилучший эффект окраски получается на окисных пленках, имеющих одинаковую толщину и пористость. Чтобы получить темные тона необходима пленка толщиной не менее 10-15 мкм, а для окраски в черный цвет - 20-25 мкм. Краситель должен быть светостойким и хорошо проникать в пленку, максимальный промежуток времени между анодированием и крашением не должен превышать 8 ч, т.к. уменьшается поглотительная способность пленок. Н а процесс окрашивания большое влияние оказывает время окраски, недостаточное время окрашивания может привести к вымыванию красителя при операции уплотнения. При составлении раствора для окрашивания следует обращать внимание на полное растворение красителя, иначе покрытие может быть пятнистым.

Окисные пленки с недостаточной пористостью перед окрашиванием подвергаются специальной обработке, повышающей сродство окисного покрытия к красящим веществам;

- в электролитах цветного анодирования получат коррозионно и светостойкие цветные покрытия золотых, бронзовых, коричневых, серых и черных тонов в зависимости от состава электролита, времени обработки, режимов обработки и состава сплава. Недостаток цветного анодирования - потребность в использовании мощных источников тока с выходным напряжением до 100 В;

- на вторичном алюминиевом сплаве, как правило, пористость пленок увеличивается до 70%, что увеличивает адсорбцию красителей в пленке;

- алюминиевый сплав 6063 соответствует, в первом приближении, российскому сплаву АД31. Сплав в отношении покрытий не капризный, хорошо паяется в солевых ваннах. Проблем с его окраской не должно быть. Сплав 6063 в основном используется в профилях. Для защиты от коррозии в особо жестких условиях анодную пленку лучше наполнять хромпиком.

С.С. Симунова

20.10.2009