Оксидирование
Содержание статьи
Виды:
В современном мире имеется большое количество методов, которые используются для борьбы с образованием коррозии на поверхности металлов. Метод образования оксидной пленки является одним из самых эффективных.
Оксидирование металла
Оксидирование представляет собой особый вид процедуры покрытия металлического материала оксидной пленкой. В результате данного процесса на металлической поверхности появляется тонкая пленка, которая выполняет барьерную функцию. Она защищает материала от попадания воздуха и влаги.
Оксидирование металла является одним из самых действенных методов для его защиты от образования на поверхности ржавчины. Пленка покрывает его достаточно плотным слоем. После проведения процедуры все процессы окисления металла полностью прекращаются. В итоге изделия, которые обработаны методом оксидирования, служат дольше и сохраняют свои привлекательные внешние качества на долгие годы.
Данная процедура обработки разных видов изделий применяется не только для того, чтобы защитить металлические изделия от коррозии. Данная ее функция известна многим. Однако в некоторых ситуациях она используется для того, чтобы придать металлическому изделию декоративные качества.
Сегодня процедуре оксидирования подвергаются многие виды металлов.
В связи с этим выделяют:
Данная процедура встречается достаточно частою. Для нее используется:
-
Анодное оксидирование алюминия
-
Химическое оксидирование алюминия
-
Электрохимическое оксидирование алюминия
В результате после обработки металл получает небольшой слой оксидной пленки, которая обладает отличными защитными качествами.
Сама процедура не отнимает много времени. Она проводится после предварительной подготовки металла. Его поверхность должна быть чистой и обезжиренной, чтобы оксидная пленка имела лучшее сцепление с алюминием.
Для алюминия применяется еще технология под название цветное оксидирование алюминия. Благодаря этому на поверхности металла образуется пленка определенного цвета. Этот процесс носит декоративный характер. Эффект от этого метода длится достаточно продолжительный период времени.
Сегодня не редко проводится оксидирование стальных изделий. Они являются подверженными образованию коррозийной пленки.
Химическое оксидирование стали
Для обработки стального материала применяется химический вид оксидирования. Он заключается в том, что сталь погружается в специально приготовленный кислый раствор, который способствует образованию на поверхности стали оксидную пленку. Она обладает небольшой толщиной. Однако у нее высокий уровень прочности.
Перед тем, как металл будет обработан оксидирующим веществом, его тщательным образом подготавливают. Для этого используются специальные средства для удаления загрязнений и жирной пленки.
Как известно такой металл, как титан и его сплавы обладают низким уровнем износостойкости. Для того чтобы металл приобрел прочность и твердость применяются разные методы. Одним из них является оксидирование. Благодаря нему на поверхности металла появляется защитная пленка, которая увеличивает прочность титана в разы.
Таблица 1. Оксидирование металла - подготовка поверхности.
| Состав и режим | Номер раствора | ||
|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | |
| Состав, массовая доля, % | |||
| серная кислота (плотность 1,8 г/см3) | - | 90—92 | 20—30 |
| азотная кислота (плотность 1,4 г/см3) | 95-97 | 5-6 | 40—60 |
| фтористоводородная кислота или ее соли | 3-5 | 0,5—1 | 10—12 |
| Рабочая температура, К | 290—300 | 290—300 | 290—300 |
| Выдержка, мин | 0,1—0,2 | 1—2 | 0,2—0,3 |
Технология оксидирования
Технология заключается в том, чтобы создать такие условия, чтобы на металлической поверхности образовалась оксидная пленка, предотвращающая проникновение кислорода и воды. Для этого используются специализированные растворы и подводится электрический ток при необходимости. Процесс может проводиться и холодным методом и горячим. Выбор метода зависит от вида металла.
Перед началом процедуры все металлы проходят подготовку. Это является первым этапом. На нем с поверхности удаляются все загрязнения. Также она обезжиривается.
Затем металл опускают в ту или иную среду и под действием внешних агрессивных условий определенного вида на них образуется плотная оксидная пленка.
Виды оксидирования
Сегодня используется большое количество видов. Они представлены следующими категориями:
Этот вид является достаточно распространенным. Он представляет собой образование на металле оксидной пленки для предотвращения появления коррозии методом их поляризации их анодов в среде, которая создается при помощи подключения электрического тока. Данный метод применяется для таких металлов, как алюминий, магний, титан.
Данная процедура заключается в том, что оксиды многих метало, которые были получены методом электрохимического окисления, подвергаются химической модификации с использованием электрического тока. Благодаря периодически возникающим электрическим импульсам на поверхности металлов появляется плотная пленка, которая служит надежной защитой от появления коррозии. Данная процедура носит еще одно название плазменно-электролитическое оксидирование. Оно используется лишь на небольшом количестве предприятий.
Эта процедура применяется только по отношению к стальным материалам разного типа. Ее еще называют чернением.
Сегодня не редко для обработки металлов используется щелочная среда. Для проведения данного процесса идеально подходят поверхности из стали. Технология проведения щелочного оксидирования предусматривает изготовление щелочной среды для того, чтобы при взаимодействии с металлом на его поверхности в результате взаимодействия образовалась оксидная пленка.
Данный вид процесса образования оксидной пленки является нейтральным. В процесс используется метод нагревания до невысоких температур, что обеспечивает покрытие металла слабой оксидной пленкой.
Этой процедуре подвергаются разные виды металлов. Металлы погружаются в среду электролита.
Таблица 2. Составы растворов для декапирования.
| Декапирование алюминия и его сплавов | Температура | Время обработки |
|---|---|---|
| Состав 1 : | ||
| Азотная кислота 10-15% раствор (по объему) | 20°С | 5-15 с |
Таблица 3. Составы растворов для окрашивания алюминия в черный цвет.
| Для окрашивания в черный цвет: | г/л (воды) | Температура и время обработки |
|---|---|---|
| Состав 1: | ||
| Молибдат аммония = молибденовокислый аммоний = ammonium molybdate = парамолибдат аммония= (NH4)6Mo7O24 | 10-20 | 90-100°С / 2-10 мин |
| Хлорид аммония = хлористый аммоний = NH4Cl | 5- 15 | |
Таблица 4. Составы растворов для окрашивания алюминия в серый цвет.
| Для окрашивания в серый цвет: | г/л (воды) | Температура и время обработки |
|---|---|---|
| Состав 1: | ||
| Оксид мышьяка (III) = триокись мышьяка = трехокись мышьяка = arsenic trioxide As2O3 | 70-75 | Кипение / 1-2 мин |
| Кальцинированная сода = карбонат натрия = натрий углекислый . Химическая формула, Na2CO3 | 70-75 | |
Таблица 5. Составы растворов для окрашивания алюминия в зеленый цвет.
| Для окрашивания в зеленый цвет: | г/л (воды) | Температура и время обработки |
|---|---|---|
| Состав 1: | ||
| Ортофосфорная кислота | 40-50 | 20-40°С / 5-7 мин |
| Кислый фтористый калий = калий бифторид = калий гидрофорид = kalium bifluoratum = potassium bifluoride = kaliumbifluorid = KHF2 | 3-5 | |
| Хромовый ангидрид = оксид хрома(VI) = трёхокись хрома = CrO3 (весьма химически активное вещество, способен вызвать при соприкосновении с органическими веществами возгорания и взрывы) | 5-7 | |
Таблица 6. Составы растворов для окрашивания алюминия в оранжевый цвет.
| Для окрашивания в оранжевый цвет: | г/л (воды) | Температура и время обработки |
|---|---|---|
| Состав 1: | ||
| Хромовый ангидрид = оксид хрома(VI) = трёхокись хрома = CrO3 (весьма химически активное вещество, способен вызвать при соприкосновении с органическими веществами возгорания и взрывы) | 3-5 | 20-40°С / 8-10 мин |
| Фторсиликат натрия = кремнефтористый натрий = Na2SiF6 | 3-5 | |
Таблица 7. Составы растворов для окрашивания алюминия в желто-коричневый цвет.
| Для окрашивания в желто-коричневый цвет: | г/л (воды) | Температура и время обработки |
|---|---|---|
| Состав 1: | ||
| Кальцинированная сода = карбонат натрия = натрий углекислый . Химическая формула, Na2CO3 | 40-50 | 80-100°С / 3-20 мин |
| Натрия хромат = хромовокислый натрий = Na2CrO4 | 10-15 | |
| Гидроксид натрия = каустическая сода = каустик = Едкий натр = едкая щёлочь. Химическая формула NaOH | 2-2,5 | |
Статьи по теме
Антикоррозионные средства
Антикоррозионные пигменты классифицируются на: цинковые крона, алюминий три-полифосфаты и слюдянистую окись железа.
Защита трубопроводов от коррозии
Сегодня без разных видов трубопроводов невозможно представить себе жизнью Они находятся практически в каждом населенном пункте и обеспечивают коммуникации. Производств труб для прокладки под землей осуществляется из металлов самых разных типов.
Процесс коррозии
В современном мире из металлов самых разных видов производится большое количество продукции. Металлические материалы присутствуют в разных отраслях промышленности в виде станков и машин, инструментов.
Оксидированная медь
Обращает на себя внимание тот факт, что крыши многих старинных сооружений, изготовленные из меди, хорошо сохранились до сегодняшнего дня. Всё дело в том, что медь естественным образом подвергается окислению.