Занимательная гальванотехника: Пособие для учащихся - Николай Одноралов

Для анодирования применяется пластмассовая ванна, например из винипласта, свинцовая или железная, прочно покрытая изнутри эмалью. После анодирования изделия вынимают из электролита и, тщательно промыв в холодной воде, окрашивают в заданный цвет.

Окрашивание оксидированных изделий. Качество окрашивания оксидированных изделий во многом зависит от качества красителей и режима окрашивания, температуры, концентрации раствора и цветов красителей.

Окрашивание анодированных — оксидированных изделий происходит за счет адсорбции красителей оксидной пленкой. Оксидная пленка, полученная анодированием, отличается микропористостью, в которую в процессе окрашивания проникает краситель и задерживается в ней. Оксидная пленка лучше всего поглощает красящие вещества непосредственно после оксидирования. Для окрашивания изделий берут растворы красителей, концентрация которых колеблется от 0,5 до 3 %.

Для окраски в желтый, коричневый, а также в светло-зеленый и светло-синий цвета вполне достаточна концентрация красителя 0,5–1 %. Для окраски в черный цвет применяется более концентрированный раствор 2—3-процентный.

Для приготовления красящего раствора рекомендуется смешать краситель с небольшим количеством дистиллированной воды до образования кашицы, растереть в фарфоровой ступке и затем при перемешивании добавить к ней необходимое количество воды. Рекомендуется нагреть в течение короткого времени раствор до кипения, чтобы краситель полностью растворился. В случае образования пены ее следует снять.

Для приготовления красящего раствора можно применять мягкую или умягченную воду, так как содержащиеся в жесткой воде кальциевые и магниевые соли могут образовать с некоторыми красителями нерастворимые в воде соединения. При добавлении в раствор воды с большей жесткостью может произойти выпадение красителя из раствора в осадок. Если в процессе крашения образуется осадок, то красящий раствор необходимо профильтровать через хлопчатобумажную ткань. Изделия погружаются в краситель, нагретый до 50–60 °C.

В зависимости от выдержки изделий в красителе можно получить более светлые или темные тона.

Уплотнение окрашенной оксидной пленки. Для уплотнения оксидной пленки и удержания в ней красителя изделия кладут в горячую воду (80–90 °C) и выдерживают в ней 25–30 мин. В процессе уплотнения поры пленки сжимаются и удерживают краситель.

Общее замечание. В процессе обработки к изделиям при обезжиривании, оксидировании и крашении прикасаться руками без перчаток не следует, так как в местах прикосновения могут образоваться пятна.

В последнее время был разработан новый способ защитно-декоративной отделки алюминия. Этот способ известен под названием «эматалирование». Сущность его заключается в электрохимическом получении непрозрачных оксидных пленок на алюминии и его сплавах в растворе, состоящем из щавелевой, борной и лимонной кислот и оксалата титан-калия.

Эматаль-пленки относятся к непрозрачным, молочно-эмалевидным декоративным покрытиям. Они могут быть блестящими или матовыми, бесцветными или окрашенными. Эматаль-пленки отличаются хорошей износостойкостью и коррозийной устойчивостью в атмосферных условиях.

Повышенная твердость и износостойкость приближают эматаль-пленки по свойствам к хромовым покрытиям. По виду эматалированные изделия напоминают эмалированные или пластмассовые, но имеют перед ними ряд преимуществ: лучшее сцепление, меньшую толщину слоя, они не трескаются и не откалываются при ударе, сжатии и т. п.

Эматалирование, кроме получения пленок с улучшенными свойствами, имеет и другие положительные стороны. Так, предъявляются пониженные требования к чистоте обрабатываемого алюминия, к качеству полировки поверхности. Вместе с тем не надо забывать, что не обязательно применять электрополирование (как, например, при широко распространенном процессе отделки алюминия под цвет золота).

Эматаль-пленки, как и другие анодные пленки, окрашиваются в водных растворах органических красителей. Благодаря светло-серой окраске пленки цвет ее при крашении смягчается и может иметь все нюансы от нежного тона до глубоких сочных тонов.

Эматаль-пленки из вышеуказанных электролитов можно получить различной толщины в пределах 8…13 мм в зависимости от времени выдержки в ванне и других факторов. Пленки указанной толщины получаются обычно в течение 25–30 мин. Важным фактором для получения хороших непрозрачных пленок является правильный выбор алюминиевых сплавов. Литейные сплавы, которые могут дать качественную эматаль-пленку, должны быть следующего состава (%):

Меди… менее 2

Цинка >> 8

Магния >> 8

Никеля… менее 1

Железа >> 1

Марганца >> 1

Из листового алюминия эматалированию подвергаются алюминий марок АД1, АМц, АМгЗ, АВ, АВП и некоторые марки медистого алюминия, если содержание меди в нем не превышает 2 %. В литейных сплавах, применяемых для эматалирования, содержание примесей не должно превышать: меди — 2 %, цинка — 8 %, магния — 8 %, никеля — 1 %, железа — 1 %, марганца — 1 %.

Наиболее пригодным для эматалирования является литейный сплав: алюминий — цинк — магний (цинка 5 %, магния 1,5–2 %).

Оксидные пленки, полученные эматалированием на разных деформируемых сплавах, могут иметь различные оттенки от светло-серого до темно-серого.

Для придания эматалированным изделиям необходимой декоративности рекомендуется их слегка полировать. С этой целью может быть использована паста на основе оксида алюминия и венской извести следующего состава (в процентах по массе):

Оксид алюминия… 36

Венская известь[10]… 36

Стеарин… 28

Пасты на основе оксида хрома не рекомендуются, так как на эматалированной поверхности, даже при тщательном обезжиривании, остаются зеленые пятна.

Для эматалирования рекомендуется хромовоборный электролит. Процесс эматалирования в хромовоборном электролите состоит из следующих операций:

1. Полировка. 2. Обезжиривание в органических растворителях. 3. Протирка ветошью. 4. Монтаж на подвески. 5. Обезжиривание химическое. 6. Промывка в горячей воде. 7. Промывка в холодной проточной воде. 8. Осветление. 9. Промывка в холодной проточной воде. 10. Эматалирование. 11. Промывка в холодной проточной воде. 12. Обработка в растворе азотной кислоты. 13. Промывка в холодной проточной воде. 14. Промывка в дистиллированной воде. 15. Крашение. 16. Промывка в холодной проточной воде. 17. Уплотнение. 18. Демонтаж с подвесок. 19. Сушка. 20. Глянцовка на чистом бязевом круге. 21. Контроль.

Обезжиривание детален проводят в растворе следующего состава (в г/л):

Тринатрийфосфат… 50

Гидроксид натрия… 10

Силикат натрия… 5

Температура раствора 60–70 °C, продолжительность обработки 2–3 мин.

Обезжиренные и промытые детали осветляются погружением в 30-процентный раствор азотной кислоты при 18–20 °C, затем промываются и эматалируются.

Для эматалирования применяется электролит следующего состава (в г/л):

Оксид хрома (VI)… 30

Ортоборная кислота… 2

Электролит готовится на водопроводной воде.

Процесс ведется следующим образом.

Изделия завешиваются на анодную штангу. Затем включается ток. В течение 5 мин напряжение плавно повышают от 0 до 4 В и поддерживают его 30 мин. Плотность тока при этом должна быть равна 0,4–0,5 А/дм2. По истечении 30 мин напряжение повышают до 80 В, при этом плотность тока устанавливается и до конца эматалирования остается постоянной. Общая продолжительность процесса 60 мин. Температура электролита не должна превышать 50 °C, перегрев ведет к ухудшению качества пленки.

Катоды применяются из нержавеющей стали. Соотношение анодной и катодной поверхностей 2: 1, 3: 1. В процессе работы электролит испаряется, количество его необходимо доводить до первоначального уровня добавлением горячей воды.

Корректирование ведется добавлением оксида хрома (VI) из расчета 10 г на 1 м2 обработанной поверхности.

После эматалирования изделия тщательно промывают в холодной проточной воде, обрабатывают в течение 1–2 мин в 30-процентном растворе азотной кислоты, снова тщательно промывают, сначала в проточной, а затем в дистиллированной воде и окрашивают в водных растворах органических красителей с режимом, указанным в таблице 8.