Импульсное анодирование титана - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Импульсное анодирование титана

Импульсное анодирование титана

Тема создана для обмена опытом,так что не стесняемся,пишем,кидаемся ссылками,сам делал и в интернете многое видел,но всё найти,посмотреть,прочитать я не смогу.

Пришлось вытащить информацию по анодированию из старого компа.Думаю,это будет полезным.Сам начинал пробовать,почитав темы из мастерской,но информации не хватало,приходилось много экспериментировать.

Что нужно для анодирования в домашних условиях:
Источник питания 2-5А постоянного тока с регулировкой от 1 до 150В с шагом 1В.Я использую автотрасформатор 2А с выпрямителем.
Измеритель этого самого напряжения.У меня стрелочный вольтметр на корпусе ЛАТРа,больше используется как индикатор работы ЛАТРа и цифровой тестер для точного контроля.
Ёмкость под электролит для анодирования.В зависимости от электролита из стекла,пластика,металла.У меня колба от термоса из нержавейки,заодно служит катодом.
Электроды,анод обязательно из титана с возможность крепления обрабатываемой детали.Крепёж так же обязательно титановый.Катод может быть из любого металла.
Провода,чтобы всё это соединить.
Сам электролит,т.е. любая токопроводящая жидкость,кола,спрайт,уксус и т.п.Не рекомендую соль и соду,язвочки могут образоваться при напряжении выше 30В.Я последнее время использую лимонную кислоту,она не пахнет.
Этот же набор подходит для анодирования алюминия.

Начнём с того,что не все марки титана подходят для анодирования.Наибольшая цветовая гамма и насыщенные цвета можно получить на сплавах ВТ-20 и ВТ-6.На сплавах,содержащих молибден и хром качество анодных плёнок более низкое.Сплавы,содержащие марганец,типа ОТ-4 не очень подходят для анодирования из-за малой цветовой гаммы и особенно из-за неравномерности покрытия(фото будут ниже).У чистого титана также ограничена цветовая гамма.Это в основном теория,сами знаете,не многие продавцы знают марку титана,а на зуб её не определить ,нужно пробовать анодировать.
Дальше,картинки соответствия цвета и напряжения не соответствуют истине,точнее соответствуют определённым условиям,т.е. используемому электролиту,температуре электролита,плотности тока,марке титана, которые не указаны.

Анодирование титановых сплавов позволяет получить различные интерференционно –
окрашенные окисные пленки (коричнево-желтые, синие, голубые, различные оттенки желтого цвета,
включая розовый, малиновый, а также различны оттенки зеленого цвета).
На титановых сплавах можно получить и различно окрашенные участки поверхности. Это может быть
достигнуто последовательным погружением изделия в электролит с соответствующим уменьшением
подаваемого напряжения. Можно использовать и метод повторного анодирования изделия при
соответствующей изоляции поверхности. Процесс анодирования начинается с более высокого
напряжения. Особенность такого окрашивания в том, что различно окрашенные участки поверхности
могут находится рядом, не влияя друг на друга.

Реально сейчас насыщенный зелёный получил только на проволоке марки ХЗ,розовый не получил ни разу,малиновый получился только при 170В,когда уже должен был получится защитный слой серого или тёмно-серого цвета.Но марка титана ХЗ вообще загадочная

Это ОТ-4,электролит уксус,напряжение 75В,время 5мин.
Реально цвет от половой краски до золота,но пятнами.Поверхность подготовлена,про подготовку поверхности ещё напишу.

Здесь знаменитая марка ХЗ и попытка получить защитное покрытие,а не декоративное.Попытка почти удалась,покрытие заметно твёрже поверхности титана.А почти потому ,что покрытие неоднородно и при одинаковых условиях и одном куске титана сильно отличается.Причину тоже знаю,электролит за время опытов сильно нагрелся,а для качественного покрытия он должен быть холодным.
Пока готовлюсь писать дальше,предлагаю посмотреть видео,правда без звука.Не очень хорошо,но видно как изменяется цвет в зависимости от напряжения.Скоро будет второе видео,получше будет видно.Источник тока автотрансформатор с выпрямителем 2А,электролит лимонная кислота,марка титана не извесна.

В результате получилось переливчатое серо-зелёно-малиновое покрытие,которое второй час пытаюсь сфотографировать.Глаз видит а объектив нет.Придётся ждать до завтра.

Кажется здесь видно лучше,звук тоже убрали,сам лоханулся со звуковой дорожкой,все мои коменты пропали.Кому интересно-спрашивайте,постараюсь оперативно ответить(сп.здел,извиняюсь,рядом с интернетом буду только в пятницу)

Теперь про подготовку поверхности.На каком-то из форумов читал,что подготовка не нужна.Возможно это подходит для маленьких деталей типа винтиков,шпеньков,бонок.Для более крупных по площади деталей подготовка поверхности важна.Покрытие получается более насыщенным по цвету,более равномерным и более стойким.

Как это делается на производстве:
V. Подготовка поверхности изделий к анодированию
Детали и изделия монтируют на титановые подвески и крепят зажимами или болтами из титана,
что обеспечивает хороший контакт элементов конструкций с медными штангами.
Обезжиривание шлифованных и отпескоструенных изделий проводит в 1%-ном растворе
сульфанола НП-3 при 40-50ОС в течении 1-2 мин. или в 1%-ном растворе КМ-1 70-80ОС, 1-2 мин.
Обезжиривание полированных деталей проводят в смеси кислот:
10 – 75 г CrO3 + 100 мл H2SO4 (уд. вес 1,84), при комнатной температуре, продолжительность
обработки до 1мин.
Этот состав может быть также использован для удаления с анодированных полированных изделий
захватов от пальцев и других жировых пятен.
После обезжиривания детали промывают, неоднократно погружая их сначала в горячую
(80-90ОС), затем в холодную воду. Обмен воды – 1 объем в час.
Травление производят в следующих растворах:
1. 10% азотной кислоты (уд. вес 1,34) + 2% плавиковой кислоты (40%);
2. 44% азотной кислоты (уд. вес 1,34) + 10% плавиковой кислоты (40%).
Температура раствора комнатная. Продолжительность травления 1-2 мин.
Примечание: Первый раствор используют лишь для травления титана и малолегированных
титановых сплавов.
Облагораживание проводится с целью удаления окисных слоев и способствует получению ярких и
чистых тонов анодно – окисных пленок. Облагораживание проводится в растворе следующего
состава (мл/л):
Азотная кислота (уд. вес 1,4) 700 + 50;
Фтористоводородная кислота (уд. вес 1,13) 200 + 20;
Вода остальное
Режим: температура раствора не выше 28ОС, время обработки от 30 с до 10 мин.

Про подвеску на титан кстати очень важно,электрод к обрабатываемой детали,если она полностью погружена в электролит,обязательно должен быть из титана,иначе ни чего не выйдет.
Теперь про то как я подготавливаю поверхность “на коленке”:
Травление в щавелевой кислоте,если деталь не полируется,наверное годится любая кислота,пока не пробовал.Облагораживать не в чем,поэтому основная обработка-шлифовка наждачкой 1000грит.Важно хорошо промыть после этого,даже когда деталь не пачкает руки или ,например фильтровальную бумагу сухую,которой я пользуюсь,таже бумага с растворителем заметно чернеет.Лучше промывать рядом с ёмкостью для анодирования и сразу опустить деталь в электролит.

Если марка титана известна,начинаем процесс.Задача-плавно и достаточно быстро поднять напряжение с 0 до напряжения,соответствующего нужному цвету.

Если марка титана ХЗ,то опять же плавно но достаточно медленно поднимаем напряжение до,как нам кажется,нужного цвета.Поэтому и колу не рекомендую использовать-в пузырьках и так плохо видно,а в коле не видно ничего.Достаём деталь,промываем,протираем,сушим,смотрим.Попали в цвет-повезло,ещё не достигли нужного-тоже повезло,опускаем в электролит и повторяем всё по новой,останавливаясь на более высоком напряжении.А вот если цвет проскочили,то всё посложнее.Нужно убрать покрытие и снова подготовить поверхность.И снова в электролит и так до нужного цвета.

Теперь завимость цвета от напряжения и марки шлифованного или стпескоструенного титана.Но это для промышленных предприятий,там другое оборудование,другой электролит и другие возможности.

ВТ20,ВТ6
8В Светло-коричневый
10В Коричневый
12В Лиловый
15В Тёмно-синий
20В Синий
25В Тёмно-голубой
30В Голубой
35В Светло-голубой
40В Слабовыраженный светло-зелёный
45В Светло-жёлтый
50В Жёлтый
55В Жёлто-розовый
60В Светло-розовый
65В Розовый
70В Розово-малиновый
75В Малиново-фиолетовый
80В Бирюзовый
85В Зелёный
87В Жёлто-зелёный

ВТ14,ВТ15,ВТ16,ВТ3-1,4201.
8В Светло-коричневый
10В Коричневый
12В Лиловый
15В Тёмно-синий
20В Синий
25В Тёмно-голубой
30В Голубой
35В Светло-голубой
40В Слабовыраженный светло-зелёный
45В Светло-жёлтый
50В Жёлтый
55В Жёлто-розовый
60В Светло-розовый
65В Розовый
70В Розово-малиновый
75В Тёмно-бирюзовый
80В Зеленовато-жёлтый

ВТ1-0,ВТ5-1.
8В Светло-коричневый
10В Коричневый
12В Лиловый
15В Синий
20В Светло-синий
25В Голубой
30В Бледно-жёлтый
35В Светло-жёлтый
40В Жёлтый

Читайте также:  Литье титана по выплавляемым моделям

ОТ4,ОТ4-1.
8В Светло-коричневый
10В Коричневый
12В Лиловый
15В Тёмно-синий
20В Синий
25В Голубой
30В Светло-голубой

И основные ошибки.
Торопиться не надо.
Почти на всех видео процесс протекает очень быстро.Сам такое снял,только потому,что смотреть 10 мин.на бурление пузырьков никому не интересно.Даже в прозрачном электролите из-за них ничего не видно,нужно выключить ИП,чтобы увидеть,что получается.При быстром увеличении напряжения пузырьков гораздо меньше и заметно изменение цвета,это и показывает видео.
На верхних фото результат анодирования очень не удобного для этого титана ОТ4.Попытка получить голубой цвет.Напряжение 25В,электролит лимонная кислота,время 20мин.Конечно долго,но площадь пластины примерно 300 кв.см.Заметна зависимость качества от подготовки поверхности.На верхнем фото слева наждачка 320грит,справа 1000грит,на нижнем старый оксидный слой не тронут.

Нельзя экономить на электролите,при промышленном анодировании концентрация кислоты в среднем 200 г/л.Желательно перемешивать электролит в процессе анодирования,особенно при небольшом объёме,можно воспользоваться аквариумным компрессором.

Обязательно качественно промыть деталь после электролита и высушить.
Например,не смытая кола за ночь серьёзно портит покрытие.И как эту гадость пьют

О трудностях фотографирования Очередная попытка получить зелёный на титане неизвесной марки,превысил напряжение на несколько вольт,в результате глаз видит золото,на солнце под некоторым углом вылезает полированная медь,а объектив увидел это:

Если долго мучиться. Не ровно,бледно,но всё же зелёный.Так и не понял,как получилось,был малиновый,достал из банки,вернул на место и получил яркий зелёный,поигрался с напряжением,вольт туда-сюда и . бледный с пятнами.Всё таки марку титана очень полезно знать.

Анодное оксидирование сплавов титана с использованием импульсного тока

Анодное оксидирование (анодирование) применяется для улучшения свойств поверхности металла. Импульсное анодирование (с использованием импульсного тока) проводится для придания поверхности изделия большей физической износостойкости и защиты от коррозии, в том числе при взаимодействии с другими материалами, а цветное (с использованием тока постоянной плотности) — в основном для для окраски. Анодированию могут подвергаться многие металлы, но обычно его используют для обработки изделий из алюминия и титана, а также сплавов на их основе.

Цветное анодирование преследует в основном декоративные и маркировочные цели, поскольку тонкий окрашенный слой обеспечивает только минимальную защиту от коррозии.

Для формирования оксидной пленки повышенной толщины на титановых сплавах в промышленности используется импульсное анодирование — защитный слой, получаемый с его помощью, отличается повышенной твёрдостью и способностью удерживать смазку, что позволяет использовать высокодисперсные смазочные составы, а также сохраняет все основные свойства обработанного сплава без потери прочности или предела усталости. Стоит отметить, что полученное таким методом покрытие имеет ряд преимуществ:

  • Низкий коэффициент трения.
  • Повышенная химическая стойкость.
  • Повышенная адсорбционная способность.
  • Высокая термостойкость.
  • Высокое значение пробивного напряжения.

Существуют различные методы импульсного анодирования, позволяющие, например, при высокой плотности тока получить ровное покрытие повышенной твёрдости на титане и его сплавах — для титана это условия искрового разряда при напряжении 80-250 В и плотности тока 10-80 А/дм2.

Сам процесс импульсного оксидирования в промышленных условиях обычно состоит из следующих этапов:

  1. Монтаж обрабатываемых деталей на приспособления для анодирования.
  2. Химическое обезжиривание деталей (в соответствии с производственной инструкцией).
  3. Промывка в горячей (40-50 градусов) проточной воде многократным окунанием.
  4. Промывка в холодной проточной воде многократным окунанием.
  5. Непосредственно анодирование.
  6. Промывка в холодной проточной воде многократным окунанием.
  7. Сушка.
  8. Демонтаж изделий с приспособлений для анодирования.
  9. Контроль результата с помощью осмотра и проверки толщины анодного покрытия (до 5 мкс — оценкой напряжения пробоя, выше — с помощью толщинометра).

Рассмотрим один из вариантов анодирования более подробно. В качестве электролита используется следующий состав: серная кислота (плотность 1,84) — 205 мл/л, ортофосфорная кислота (плотность 1,7) — 15 мл/л, вода — остальное. Температура электролита 5 гр.С. Длительность импульса тока — 0,1-0,3 сек., частота импульсов — 60-120 имп/мин, плотность тока в импульсе — 5-10 А/дм2. При этом в зависимости от соотношения длительности импульса и паузы формируются пленки различной толщины и качества. При плотности тока 1-2 А/дм2 толщина покрытия составит 2-3 мкм, при наличии мощного источника питания можно получить толщину покрытия до 20 мкм. (при плотности тока до 50 А/дм2). Важно, что использование современных выпрямителей позволяет получить покрытия значительно большей толщины — 20 мкм и более за счёт улучшения параметров импульсов. Например, агрегаты выпрямительные Пульсар СМАРТ, производства компании Навиком, на основе силовых модулей МС 32А/300V позволяют проводить процесс анодирования при высоких плотностях тока (до 160 и выше А/дм2) и рабочих напряжениях до 300 В, регулируя частоту (до 200 Гц) и длительность (от 1 мс) импульсов.

Как понятно из описания выше, качество и толщина покрытия будет в первую очередь зависеть от набора качественных показателей импульсов, генерируемых источником питания — выпрямителем, который должен обеспечивать импульсы требуемых параметров. Традиционно, для анодирования использовались тиристорные преобразователи различных типов, требующие для своей работы дополнительных элементов: силового ключа, управляющегося мультивибратором, разделительного трансформатора соответствующей мощности в сети питания источника, дополнительного сглаживающего реактора и прямого вентиля на выходе источника для компенсации противо-ЭДС ванны с электролитом. Все это вынужденные меры исходя из уровня развития технологий того времени.

Вместо морально устаревших схем в настоящее время целесообразно использовать современные инверторные выпрямители. Они не только обеспечивают более высокое качество импульсов за счёт использования актуальных на сегодняшний день технических решений, но и позволяют получить гораздо большую гибкость настроек параметров: тока, напряжения, длительности и частоты, что даёт возможность создания оксидного покрытия практически любой требуемой толщины и качества.

Отличным решением для промышленных предприятий будет использование выпрямителей серии Пульсар СМАРТ от российской компании «Навиком», которая уже почти двадцать лет поставляет на отечественный и мировой рынок промышленные выпрямительные агрегаты. Основные преимущества выпрямителей от «Навиком» для анодного оксидирования:

  1. Фронт/спад импульса 160 мкс.
  2. Минимальная длительность импульса 1. 2 мс.
  3. Отсутствие выбросов и провалов в форме импульса тока.
  4. Частота импульсов до 200 Гц.
  5. Высокий КПД преобразования, что позволяет добиться существенной экономии энергоресурсов.
  6. Низкий коэффициент пульсаций, что в случае работ по анодированию значительно повышает качество оксидного слоя.
  7. Высокая стабильность поддержания параметров технологического тока.
  8. Гибкость регулировок и наглядность управления.
  9. Собственная сервисная служба, обеспечивающая оперативное и качественное решение вопросов, связанных с работой выпрямителей в течение всего срока эксплуатации.

Выпрямители Пульсар СМАРТ производства ООО «Навиком» разработаны в соответствии с требованиями Российских и международных стандартов и предназначены для решения широкого спектра задач промышленности. При этом специалисты Навиком всегда готовы адаптировать возможности выпрямителей к требованиям заказчика для обеспечения его потребностей.

Способ анодирования титана и его сплавов

т е и; и с/,,-. и. ч Р с. ;=. и

Республик (61) Дополнительное к евт. свид-ву (22) Заявлеио18.10.77 (2т) 2531305/22 с присоединением заявки №

СССР ео делам нэооретеннй н открытий (23) ПриоритетОпубликовано 05.03.795юллетеиь №

Дата опубликования описания 07.0 (72) Автор изобрете;ия

Воронежский политехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ АНОДИРОВАНИЯ ТИТАНА

Изобретение относится к цветному аиодированию титана и его сплавов (получению окрашенных окисных пленок непосредственно в процессе анодирования).

Известен способ окрашивания титана путем нагрева, заключающийся в следующем. Металлический материал, такой как титан или нержавеющая сталь, нагревают до определенной температуры в защитной атмосфере. Нагретый металл затем охлаждают в присутствии охлаждающей атмосферы определенного состава, например воздуха. В результате поверхность металла приобретает стабильную декоративную окраску. Тон окраски определяется температурой металла при помещении его в охлаждающую атмосферу. Эту температуру оцределяют косвенно по характеристическому цвету металла. Тон окраски определяется также составом защитной и охлаждающей атмосфер (1).

Читайте также:  Титан вт 20 свойства

Однако известный способ позволяет получать покрытия лишь определенного цвета, обусловленного условиями ведения процесса.

Известен электрохимический способ окрашивания поверхности титана, включающий нанесение пленкообразующего

5 раствора, например сульфата меди и аммония, с помощью кисти или войлочной подушки при разности потенциалов между ними и обрабатываемой поверхностью. При этом на поверхности проис1ц ходит образование пленки, например окисной. Разность потенциалов меншот в интервале 5-80 В при движении кисти или подушки по поверхности для изменения цвета. Перед получением пленки

15. поверхность подвергают механическому травлению, защищая необходимые участки масками, которые наносят с использованием светочувствительных материалов j2).

Этот способ имеет ряд недостатков.

Ивет образующейся пленки зависит от состава пленкообразующего раствора, содержащего соли металлов, способные

651054 окрашивать окисный слой на титане, что усложняет технологию приготовления пленок различной окрашенности. Кроме того, он не позволяет получать пленки равномерной окрашенности, а использование высоких напряжений приводит к получению пористых покрытий, обладающих низкими защитными свойствами в агрессивных средах.

° Наиболее близким к изобретению является способ анодирования титана и его сплавов в растворе, содержащем гидроокись щелочного металла. Раствор содержит также силикат щелочного металла и щелочную соль этипендиаминтетрауксусной кислоты ипн диэтилентриаминпентауксусной кислоты. Анодирование ведут ползи рН 11,0-11,5, температуре 18-38 С и наложении увеличивающегося во времени ностоянного тока.

При достижении силы тока 1,1-5,4 А/см 3. стабилизируют режим и выдерживают аноднруемое изделие в таком состоянии в течение 10-60 мин 33.

Однако этим способом получают только бесцветные окисные пленки, процесс идет длительное время, требует контроля дпя поддержания определенного режима, коррозионная стойкость покрытия во влажной атмосфере составляет 24 ч, Цель изобретения — получение равномерно окрашенной в широком цветовом диапазоне окисной пленки с повьпценной

I коррозионной стойкостью, интенсифи-кация и упрощение процесса.

Дпя этого анодирование ведут в 130%-ном растворе едкого кали при плотности тока 0,004-2,5 A/ñì

Способ осуществляют следующим образом.

Перед анодированием титановое изделие обезжиривают и промывают водой. Затем иэделие подсоединяют к аноду постоянного источника тока н помещают в электролитическую ванну с водным раствором едкого кали. Изменяч плотность тока от 0,004 до 2,5 A/ñì, 2 можно получить покрытия различного цвета в одном и том we растворе. Время анодирования составляет 20-80 сек.

Предлагаемый способ позволяет получить равномерно окрашенные покрытия на изделиях любой формы (прямоугольной, круглой, шарообразной, цилиндрической и т.д.) в одну стадию, анодированием изделия в растворах ед° кого кали.

Светло-желтый О, 004 О, 004 О, 005

Желтый 0,007 0,008 0,009 0 Коричневый 0,230 0 450 0 700

Фиолетовый 0,300 0,625 1,075

Синий 0,480 1,050 1,900

Окисные пленки, получаемые предлагаемым способом, повышают коррозионную устойчивость изделий в arpeccmmsx средах. Например, время устой30 чивости изделия иэ титанового сплава

ОТ4-0, аноднрованного до синего цвета, достигает: в 16%-ном растворе соляной кислоты 184 ч;

М в 60%-ном растворе серной кислоты 320 ч.

Изделия без скрашенной окисной пленки на поверхности начинают разрушаться уже после 30 мин,выдержки их в этих средах, и весовые потери металла достигают за 4 ч: в 16%-ном растворе соляной кислоты — 0,832 г/м;

М, в 60%-ном растворе серной кислоты -325 г/м

Полученные пленки характеризуются также высокой устойчивостью к действию света и атмосферных явлений, не изменяют интенсивности окраски в те0 чение более двух лет, в то время как светостойкость окрашенных покрытий, полученных другими способами, невелика и достигает 2-3-х месяцев, Декоративный вид окисной пленки улучшается, если перед ее нанесением провести предварительное полирование поверхности. В этом случае после анодирования изделия получают блестящие окрашенные пленки.

Н р и м е р,,для получения окисной пленки синего цвета на титановом изделии прямоугольной формы процесс ведут в 20%-ном растворе едкого кали при плотности тока 1,7 А/см в течение

Влияние плотности тока на цвет окисной пленки при анодировании титана представлено в таблице.

Таким обраеоч, предлагаемый способ позволяет значительно снизить продолжительность процесса,.что дает возможность увеличить производительность трупа„ a также позволяет получить окисные 5 пленки различных цветов при прямом анодировании титановых изделий любой формы в одном и том же однокомпонентном растворе беэ использования наполнителей и.- различных органических и неорганических красителей. При этом процесс ведут при значительно меньших значениях плотности тока.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет снизить нористость окисных пленок с 20-80% до 5-15% и повысить их корроэионную стойкость.

Способ анодирования титана и его сплавов в растворе, содержащем гидроокись щелочного металла, о т л и ч а KJшийся тем, что, с целью получения равномерно окрашенной в широком цветовом диапазоне жисной пленки с повышенной корроэионной стойкостью, интенсификации и уппощения процесса, анодирование ведут в 1-30%-ном растворе едкого кали при плотности тока 0,0042,5 А/см .

Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США. % 3664884, кл, 148-6.3, 1972. 2. Патент Великобритании %1319542, кл. С 7 В, 1973.

3. Патент США % 3663379, кл. 204-56, 1972.

Составитель В, Бобок

Редактор Ж, Рожкова Техред С. Мигай Корректор М. Ряшко

Заказ 742/29 Тираж 719 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП “Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Технология и способы анодирования титана

Анодирование титана в домашних условиях. Процесс анодного оксидирования поверхностей титановых сплавов. Преимущества и недостатки процедуры. Способы осуществления оксидного анодирования самостоятельно.

Анодированием металла называют электрохимическую обработку, в результате которой на поверхности объекта обработки образуется оксидная пленка. Барьерное покрытие прекрасно предохраняет изделие из титана от окислов и ржавчин, а также имеет декоративный внешний вид. Процедуру анодирования металлических сплавов можно осуществить самостоятельно, используя подручные средства.

Цель анодирования титана

В процессе анодирования изделие из титана покрывается оксидной пленкой, которая образуется из самого металла в результате электрохимической реакции.

Анодирование изделий из титана также называют анодным оксидированием. Если сравнивать анодирование в условиях промышленного производства с применением специального оборудования и самостоятельное покрытие оксидной пленкой, то, конечно, второй способ несколько уступает качеством результата. Но тем не менее металл, обработанный в домашних условиях, приобретает ряд неоспоримых преимуществ:

  1. Оксидная пленка выполняет защитные функции, не позволяя влаге проникнуть к металлической основе изделия. Барьер предотвращает образование коррозии, что продлевает сроки эксплуатации предметов быта из титанового сплава.
  2. Анодирование титана укрепляет поверхность изделия и делает его более устойчивым к различным видам внешних повреждений.
  3. Металлические изделия после анодного оксидирования частично или полностью теряют способность проводить электрический ток.
  4. Посуда с оксидным покрытием выдерживает длительный нагрев, обладает антипригарными свойствами и не выделяет токсичных веществ во время приготовлении пищи.
  5. Если изделие из титана прошло оксидную обработку, это не является препятствием к другим видам обработки посредством гальванизации.
  6. Регуляция силы тока и составляющих электролитической жидкости позволяют сделать оксидное покрытие не только более прочным, но и красивым. Применение красителей позволит придать изделию привлекательный внешний вид.
Читайте также:  При какой температуре плавится титан

Анодирование титана в условиях производства позволяет провести более глубокую обработку деталей, однако даже в домашних условиях можно добиться повышения износостойкости металлических изделий.

Способы и методы

Холодный метод

Согласно уравнению оптимальная температура, при которой необходимо осуществлять процессы анодирования по данной технологии, – 0 °C. Однако допустимы колебания от –10 до +10 °C. Именно при таких температурных нормах происходит образование прочной и целостной оксидной пленки на поверхности детали из титанового сплава. Холодный метод позволяет в домашних условиях провести процедуру твердого анодного оксидирования.

При правильной регулировке силы тока можно осуществить напыление с помощью гальваники, используя в качестве материала золото, медь или хром. Такое барьерное покрытие защитит изделия из титана от окислов и ржавчин, что продлевает срок его службы до нескольких десятков лет.

Главный недостаток такой технологии анодирования – невозможность дальнейшей покраски объекта обработки.

Теплый метод

Технология предусматривает использование органических красителей, благодаря которым металлу можно придать удивительно красивый декоративный вид. Подойдут как готовые красящие составы, так и подручные красители из домашней аптечки: йод, зеленка, марганцовка, йодинол и прочее.

К сожалению, такая технология не рассчитана на проведение твердого анодирования. Барьерные свойства оксидной пленки очень слабые, как и защита от механических повреждений. Однако при дальнейшем окрашивании оксидное покрытие проявляет высокие адгезивные способности. Эмалевые краски прекрасно сцепляются с таким покрытием, и в свою очередь обеспечивают изделию из титана надежную защиту от коррозии.

Анодирование титана в домашних условиях

В домашних условиях анодирование осуществляется по следующей схеме:

  1. В контейнер, который не обладает электропроводимостью (стекло или пластмасса), помещают электролит.
  2. Собирается электрическая цепь, где источником электрического тока с постоянным напряжением может выступать блок питания (аккумулятор).
  3. Изделие из титана, которое нужно обработать, подключается зажимом к положительному заряду, после чего помещается в резервуар с электролитическим раствором.
  4. К отрицательному заряду крепятся пластины из нержавеющей стали из свинца, после чего также погружаются в электролит.

Если деталей, подключенных к «-», несколько, их необходимо расположить на одинаковом расстоянии от титанового сплава.

  1. Цепь активируется с помощью источника электрического тока, после чего деталь из титана начинает выделять кислород, способствующий образованию оксидного покрытия.

Не стоит забывать о предварительной подготовке изделия из титанового сплава к процедуре анодирования. Детали необходимо очистить от загрязнений и элементов ржавчины, после чего отполировать и промыть чистой водой. Титановый сплав должен несколько часов провести в щелочном растворе, после чего поверхность изделия тщательно обезжиривается.

Только после вышеперечисленных подготовительных мер титан можно погружать в электролит и приступать к анодированию.

Если у вас есть опыт проведения процедуры анодирования титана в домашних условиях, вы можете поделиться им в комментариях.

Импульсное анодирование титана

Титаном в украшениях для пирсинга обычно называют сплав Ti6AL 4VEli Gr23 со спецификацией ASTM F-136. Сплав Ti6AL 4VEli Gr23 является самым распространённым титановым сплавом, применяемым в медицине, а так же в военной, космической и химической промышленности. Из за большого спектра применения сплава для каждого из них были разработаны разные спецификации. Самые распространенные спецификации сплавов разрабатывает американская компания ASTM, по которым работает большинство металлургических фабрик. Кроме этого для пирсинга иногда используется чистый титан Grade1 спецификации ASTM F-67, тоже применяемый в медицине. Спецификации ASTM F-136 и ASTM F-67 – это стандарты, которые описывают химические, механические и металлургические требования для использования изделий из титана в имплантационных целях без изменений химического состава. Недобросовестные производители пирсинга часто заменяют титан Ti6AL 4VEli Gr23 на более «грязный» аналог Ti6AL 4V Gr5, в котором сильно увеличены допуски примесей. В таблице можно посмотреть химический состав титановых сплавов, где Grade1 – чистый титан, Grade2 – его аналог с большим допустимым количеством примесей.

Химический состав

Химический элемент

ASTM Grade

Какого цвета должен быть титан?

Титановый сплав может иметь различные оттенки, от темно-серого до почти серебряного (который на внешний вид не отличить от хирургической стали). Цвет титанового сплава зависит от количества примеси железа в нем (например, у марки Steel and Silver содержание железа 0,042% при допустимом 0,25% в Gr23 и 0,4% в Gr5), что делает сплав очень светлым и идеальным для анодирования ну и, конечно, от качества полировки (чем полировка лучше – тем изделие светлее). При большом содержании железа в сплаве (но еще допустимом, например 0,2%) – украшение для пирсинга будет иметь темный оттенок и очень плохо анодироваться примерно после 65 вольт (украшение станет темно-серо матовым с розовым или фиолетовым оттенком, до бирюзового, а тем более до зеленого такое украшение точно не дотянет).

Что такое анодирование титана?

Как вы поняли выше – титан можно проанодировать, то есть придать украшению из титана нужный вам цвет. С помощью пропускания постоянного тока нужного вольтажа через титановое украшение в дистиллированной воде (со специальным средством от образования накипи) на нем образуется тонкая пленка из оксида титана необходимого цвета. Она делает украшение более гладким на микроуровне, что хорошо сказывается на заживлении. Уже проанодированное украшение, например синего цвета, всегда можно проанодировать повторно с большим вольтажом, например, в золотой. А уже, наоборот, из золотого сделать синий оттенок не получится. Срок службы анодирования зависит от места ношения украшения, например в языке оно начать стираться через несколько месяцев, а в мочке уха анодирование будет хорошо себя чувствовать и в течение нескольких лет.

Зачем нужна зеркальная полировка украшений?

Все мы знаем, что плохо отполированное украшение может царапать канал, а так же в неровностях украшения могут скапливаться выделения, которые являются рассадником бактерий, увеличивающие срок заживления прокола. Но от качества полировки так же сильно зависит появление аллергии на алюминий, ванадий и примеси, содержащиеся в минимальных количествах в титановом сплаве ASTM F-136. При качественной полировке украшения на микроуровне – поверхность украшения становится максимально гладкой, что дает возможность образования оксидной пленки, которая предотвращает диффузию атомов титанового сплава в прокол.

Что такое черный титан?

Анодировать титановое украшение в черный цвет невозможно, но зато есть PVD и IP покрытия. По качеству стойкости и внешнему виду эти покрытия одинаковые и на готовом изделии определить каким способом оно было нанесено невозможно. Отличается только технология нанесения покрытия. PVD(Physical Vapour Deposition) – это способ нанесения прочного и износостойкого слоя в вакууме конденсацией пара из частиц вещества, выбранного для напыления. Это приводит к образованию тонкой и очень прочной молекулярной пленки (PVD покрытия) толщиной от 1 до 3 мкм, благодаря которой украшение становятся гладким и устойчивым к царапанию. IP(Ion plating) – это процесс направления на металл потока ионов вещества, выбранного для покрытия, которые образуют очень прочный тонкий слой толщиной 1–2 мкм, что делает украшение гладким и устойчивым к царапинам. Для покрытия украшений для пирсинга в качестве напыляемого материала используются чистый титан (для напыления черного цвета, а так же всех цветов анодированного титана), чистое золото и цирконий, которые являются полностью гиппоалергенными.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector