Твердое анодирование, также известное как твердое покрытие или анодирование типа III, представляет собой процесс, используемый для создания износостойкого, коррозионностойкого материала. покрытие различных металлов. Анодирование можно разделить на две широкие подкатегории: декоративное и твердое анодирование. Основные различия между ними заключаются в том, насколько толстым и прочным является покрытие, а также в точном процессе, используемом для его создания.
Анодирование металлической детали включает помещение ее в электропроводящую жидкость, обычно в раствор кислоты, называемую электролитом. Цепи имеют положительный электрод (катод), куда входят электроны, и отрицательный (анод) куда они уходят; при анодировании металлическая часть становится отрицательным электродом. Когда через раствор пропускают электрический ток, действие электронов, выходящих из цепи через металлическую часть, вызывает образование прочного коррозионностойкого оксидного покрытия. После такой обработки покрытие можно либо оставить таким, какое оно есть, либо дополнительно улучшить декоративными красителями и другими улучшающими эксплуатационные характеристики добавками.
Процесс изготовления деталей с твердым анодированием отличается от декоративных покрытий по нескольким параметрам. Он использует электрические токи, которые обычно выше, и растворы электролитов, которые немного слабее. Температура раствора электролита также ниже, что обеспечивает меньшую деформацию прецизионных деталей и лучшую адгезию покрытия. Вообще говоря, процесс анодирования также считается относительно безопасным для окружающей среды, а побочные продукты подлежат вторичной переработке.
Твердые анодированные покрытия обычно наносят на износостойкие промышленные детали, предназначенные для использования в агрессивных или высококоррозионных средах. Эти покрытия обычно намного толще и тверже, чем декоративные, и обычно придают деталям долговечность, близкую к долговечности твердосплавной или цементируемой стали. Они также лучше проникают и покрывают дефекты поверхности, такие как трещины.
Как правило, детали с твердым анодированием имеют покрытие толщиной более 10 мкм (0,01 мм или 0,0004 дюйма), а типичное покрытие превышает 25 мкм (0,025 мм или 0,001 дюйма). Декоративное анодирование обычно имеет покрытие менее 10 мкм и, хотя и долговечно, не имеет таких же исключительных характеристик износа, как твердое анодирование. Декоративная или архитектурная обработка обычно встречается на потребительских товарах, таких как домашняя посуда, корпуса электронных устройств и украшения.
Изделия с твердым покрытием обычно имеют темно-серую матовую поверхность, хотя это может варьироваться в зависимости от металла, из которого изготовлен предмет, и состава раствора электролита. Этот метод также позволяет получить черную отделку, а также различные оттенки бронзы. Декоративное анодирование обычно дает более светлый оттенок, его можно сделать матовым или блестящим. Оба типа обычно хорошо окрашиваются.
Одна из основных причин анодирования металла — сделать его более устойчивым к коррозии. Толстый внешний оксидированный слой защищает внутренний материал от воздействия влаги, кислорода и других факторов, которые могут вызвать металл распадаться. Герметичные изделия еще более устойчивы к коррозии и часто могут выдерживать тысячи часов воздействия брызг соленой воды.
Внешнее покрытие также чрезвычайно твердое, обычно намного тверже исходного металла. Во многих случаях толстое твердое анодированное покрытие может быть таким же твердым, как инструментальная сталь. Он также очень износостойкий, а это означает, что он часто используется для поршней и других скользящих деталей, которые часто трутся друг о друга. Поскольку слой окисления является частью самого металла, он не отслаивается; однако металлическая поверхность может быть шероховатой после анодирования, поэтому может потребоваться ее шлифовка, чтобы предотвратить поломку бит.
Твердые анодированные металлы обычно очень хорошо изолируют, а это означает, что они плохо проводят тепло или электричество. Это особенно полезно для приложений, требующих использования детали при высоких температурах. Покрытие также химически стабильно и нетоксично.
Как и в случае с декоративными покрытиями, твердые анодированные поверхности можно красить, хотя в большинстве случаев их оставляют как есть из-за чисто функционального характера большинства задействованных деталей. Однако они часто пропитываются добавками, улучшающими рабочие характеристики, такими как Teflon®, которые улучшают самосмазывание детали. В некоторых случаях их также герметизируют в кипящей дистиллированной воде или растворах бихромата для дальнейшего повышения их коррозионной стойкости.