Анодирование и оксидирование алюминия и его сплавов

Анодирование—декоративное покрытие алюминия или его сплавов. Процесс прост и не требует громозд­кого и дорогого оборудования. Анодирование алюминия или его сплавов—электрохимический процесс.

Пленка, которая образуется при анодировании на поверхности детали, устойчива и может быть окрашена в любой цвет. Иногда применяют анодирование «под

золото».

Анодирование постоянным током. Деталь полируют до зеркального блеска (царапин и вмятин не должно быть), протирают ацетоном (или дихлорэтаном) и хи­мически обезжиривают в одном из приведенных ниже растворов.

1-й раствор: тринатрийфосфат—50 г/л;

едкий натр — 10 г/л;

жидкое стекло — 30 г/л.

Время обезжиривания 2—3 мин, температура раствора 50—60° С.

2-й раствор: тринатрийфосфат — 60 г/л;

едкий натр — 10 г/л;

углекислый натрий — 50 г/л;

жидкое стекло — 30 г/л.

Время обезжиривания 3—5 мин, температура раство­ра 60—70° С.

3-й раствор: едкий натр —50 г/л.

Время обезжиривания 3—5 мин, температура раство­ра 50° С.

После обезжиривания желательно провести электро­литическое полирование. Полирование производить по­стоянным током в ванне, где электролитом служит сле­дующий раствор:

фосфорная кислота (уд. вес 1,57) —34% (по весу);

серная кислота (уд. вес 1,83) —34%;

хромовый ангидрид — 4%;

вода —28%.

3 Л. А. Ерлыкш 33

Анодная плотность тока 30—35 а/дм², температура электролита 75—90° С. Время полирования 5—6 мин, катод—свинцовая пластина.

Вместо электролитического полирования можно про­извести химическое полирование, для этого деталь необ­ходимо поместить на 5—10 мин в следующий состав:

ортофосфорная кислота —75 ч. по объему;

серная кислота —25 ч. по объему.

Температура состава должна быть 90—100° С. Деталь после полирования промывают и опускают в ванну (подвеска должна быть алюминиевой, ванной может служить стеклянная, керамическая или эмалиро­ванная посуда); электролит—20% раствор серной кис­лоты (или раствор бисульфата натрия—300 г/л). Тем­пература электролита—не более 20° С; катод—свинцо­вая пластина. При сложной конфигурации детали необ­ходимо иметь несколько катодов, расположенных вокруг нее на расстоянии 60—90 мм.

Напряжение на электродах должно быть 10—15 в. Анодная плотность тока для алюминиевых деталей (и деталей из плакированного дюралюминия) 1,5—

2 а/дм², для неплакированного дюралюминия — 2—

3 а/дм². Время анодирования 25—50 мин.

Качество анодирования проверяют следующим обра­зом. Химическим карандашом проводят черту по ано­дированной поверхности детали (не на видном месте), которая расположена под проточной водой. Если черта не смывается, анодирование произведено хорошо. Де­таль после проверки промывают и опускают на 10— 15 мин в.водный раствор анилинового красителя нуж­ного цвета. Температура раствора должна быть 50— 60° С. Краситель предварительно тщательно фильтруют.

Окончательным процессом является процесс уплот­нения пор пленки. Поры уплотняются (закрываются) после кипячения детали в воде в течение 15—20 мин.

В некоторых случаях деталь после просушивания по­крывают бесцветным лаком (можно светлыми сортами клеев АВ-4, БФ-2 и БФ-4).

Для окрашивания анодированных деталей пригодны следующие красители: прямой желтый 2Ж, ализарино­вый желтый, ализариновый красный, кислотный рубино­вый, кислотный синий, прямой синий М, анилиновый

голубой, метиленовый голубой, прямой зеленый ЖЖ, основной фиолетовый, кислотный желтый 3, кислотный оранжевый 2Ж, кислотный черный М и некоторые

другие.

Наиболее эффективной окраской анодированного по­крытия является окраска «под золото». Ниже приве­дены рецепты данной окраски.

Под «желтое» золото: кислотный оранжевый

2Ж-0,1 г/л;

кислотный желтый 3—0,1 г./л;

кислотный черный М—0,1 г/л.

Температура раствора 17—20° С, время окрашивания 7 мин.

Под «красное» золото: кислотный оранжевый

2Ж—0,1 г/л;

кислотный черный М—0,1 г/л.

Температура раствора 60° С, время окрашивания

5 мин.

Золотистый цвет можно также получить, опустив де­таль в 10% раствор хромпика на 10—12 мин (темпера­тура раствора 90° С).

Анодирование переменным током. Если у радиолю­бителя нет источника постоянного тока, анодирование можно выполнить переменным током напряжением 10— 15 в. При этом все операции—предварительная обра­ботка, окрашивание, уплотнение пленки—аналогичны операциям при анодирования постоянным током. Аноди­рование заключается в следующем.

Две детали (предварительно подготовленные) поме­щают в ванну. Если анодируется одна деталь, то она и является Первым электродом, а вторым может быть обработанная алюминиевая болванка (или лист). Кон­такты токоподводов (алюминиевых!) должны быть очень хорошими; лучше соединять деталь с токоподво-дом склепыванием или пайкой.

При анодировании переменным током электролитом служит 20% раствор серной кислоты. Условия анодиро­вания следующие.

1. Для алюминия и плакированного дюралюминия плотность тока 1,5—2 а/дм² при напряжении 10—12 в.

з* 35

Время анодирования 30—35 мин, температура электро-лита — не выше 25° С.

2. Для неплакированного дюралюминия плотность тока 2—3 а/дм² при напряжении 12—15 в. Время ано­дирования 25 мин, температура электролита—около 20° С.

Оксидирование алюминия и его сплавов. При по­мощи оксидирования можно получить пленку мягких тонов (но менее устойчивую, чем при анодировании).

Как и при анодировании, деталь предварительно об­рабатывают (обезжиривают и полируют) и помещают на 10—20 мин в следующий раствор:

углекислый натрий — 50 г/л;

хромовокислый натрий—15 г/л;

едкий натр — 2,5 г/л.

Температура раствора должна быть 80—100° С. Затем деталь промывают в воде и помещают в ки­пяток на 15—20 мин. Вместо кипячения деталь можно опустить в 2% раствор хромового ангидрида на 10— 15 мин (температура раствора 20° С). Высушенную де­таль желательно покрыть бесцветным лаком.

Есть и другой способ оксидирования алюминия. Де­таль крацуют (чистят поверхность детали щеткой с же­лезным ворсом), делая небольшие штрихи в разных на­правлениях (создавая определенный рисунок). Стружку и грязь удаляют с поверхности детали чистой ветошью. Чистую поверхность детали покрывают ровным слоем 10% раствора едкого натра (температура раствора 90— 100° С). После высыхания раствора поверхность детали покрывается красивой пленкой с перламутровым отли­вом. Сверху пленку покрывают бесцветным лаком.

Примечание. Для получения более красивой пленки необхо­димо перед нанесением раствора едкого натра нагреть деталь до температуры 80—90° С.

Осветление алюминия. Окисную пленку (грязного темного цвета) с алюминия легко снять, протерев де­таль следующим раствором:

бура — 50 г/л;

нашатырный спирт — 5 мл/л.

Деталь покрывают раствором и после высыхания протирают ветошью.

Осветление силумина. Детали из силумина (сплав алюминия с кремнием) быстро покрываются окисной пленкой темных тонов. Для того чтобы деталь длитель­ное время оставалась блестящей, ее необходимо освет­лить.

Деталь зачищают и, если надо, полируют, затем

обезжиривают в одном из растворов, применяемых при анодировании. Обезжиренную и промытую деталь по­мещают на 10—20 мин в следующий раствор:

хромовый ангидрид — 100 г/л;

серная кислота (уд. вес 1,84) — 10 г/л.

После этого деталь промывают и сушат.

Химическое никелирование алюминия почти не отли­чается от химического никелирования стали, за исклю­чением того, что декапирование заменяется операцией снятия с алюминия окисной пленки. Для этого предва­рительно обработанную деталь погружают на 2—3 мин в 50% растворазотной кислоты.

Травление алюминия и его сплавов. Для изготовле­ния шкал, шильдиков и просто надписей на алюминии и его сплавах применяют травление.

Чаще всего применяют следующий раствор для

травления:

едкий натр (калий) — 100—200 г/л;

поваренная соль — 13 г/л;

соляная кислота — 50—100 г/л.

II. ПАЙКА.

Пайка в практике радиолюбителей занимает важное место и является хотя и несложным, но довольно тру­доемким процессом. Применяется пайка главным обра­зом при выполнении монтажных работ, а также в неко­торых других случаях. Качество пайки во многом опре­деляет нормальную и надежную работу аппаратуры, ее электрические (переходные сопротивления) и механи­ческие (прочность) свойства. Прочность пайки в первую очередь зависит от того, насколько тщательно подготов­лены спаиваемые детали. Поэтому с поверхности ме­талла необходимо удалить окисные пленки, которые мешают дифундировать (проникать) припою в спаивае­мые металлы. Для этого используются флюсы, которые удаляют окислы и защищают поверхность спаиваемых деталей от дальнейшего окисления.

§ 4. ПРИПОИ

Припоем называется легкоплавкий сплав, темпера­тура плавления которого ниже температуры плавления спаиваемых металлов.

В табл. 12 даны свинцово-оловянистые припои. Цифра в марке припоя указывает процентное содер­жание олова; остальное в припое—свинец.

Таблица 12

Продолжение

Легкоплавкие припои применяют для пайки метал­лов и сплавов с низкой температурой плавления, а так­же приборов, боящихся перегрева (полупроводники);

кроме того, они идут на изготовление плавких предо­хранителей. В табл. 13 приведены данные основных

легкоплавких припоев.

Таблица 13

* Любой из легкоплавких припоев можно приготовить, рас­плавляя указанные компоненты в той последовательности, в ка­кой они приведены в таблице.

Наряду с легкоплавкими применяются твердые при-1ои (<плавл>350° С), которые дают прочные соединения. Повышенные температуры плавления твердых припоев зе позволяют производить пайку обыкновенным паяль­ником, поэтому при пайке твердыми припоями прихо­дится пользоваться паяльной лампой, газовой горелкой, специальным паяльником и другими приборами. Мето­ды пайки и основной инструмент указаны ниже. Основ­ные твердые припои приведены в табл. 15.

Все твердые компоненты следует измельчить до кон­систенции пудры. Олово измельчается следующим обра­зом. Небольшое количество расплавленного металла помещают в холщовую тряпку и сверху прокатывают несколько раз валиком (бутылкой и т. п.). После осты­вания порошок олова отделяется. С остальным оловом эту операцию повторяют несколько раз. Затем все ком­поненты тщательно смешивают и полученную пасту на­носят на зачищенные места спаиваемых деталей. Де­тали прижимают друг к другу и нагревают до темпера­туры 300° С.

§ 5. ФЛЮСЫ

Флюсы применяются для очистки поверхности спаи­ваемых деталей от окислов и предотвращения дальней­шего окисления подготовленных поверхностей.

Правильный выбор флюса обеспечивает прочную и красивую пайку. Необходимо помнить, что некоторые из флюсов довольно агрессивны по отношению к метал­лам, поэтому по окончании пайки остатки флюса надо немедленно удалять. Пары некоторых флюсов вредны для человека, при работе с ними необходима вентиляция.

В табл. 16 указаны основные флюсы, а также их компоненты и особенности.

Т А К........ 1 f

Продолжение

Примечания: 1. Все компоненты флюсов смешивают в той последовательности, в какой они приводятся в таблице.

2. Если особо не оговорено, то применяют вазелин — техниче­ский, спирт—этиловый, хлористый цинк—порошок, канифоль— светлую.

Флюс яз мыла. Флюс высокоактивен, но не вызы­вает коррозии металла. Обладает, высокой смачиваю­щей способностью. Поэтому его можно применять при пайке деталей сложной конфигурации из меди, ее спла­вов, железа, стали, ковара и других металлов.

Кусок хозяйственного мыла (60%) измельчают на терке и разваривают в эмалированной посуде. Воды брать по весу в два раза больше, чем мыла. В неостыв­ший раствор небольшими порциями вливают, помешивая, соляную кислоту с избытком. Избыток кислоты опреде­ляется индикатором — полоской бумаги, смоченной вод­ным раствором пургена (фенолфталеин с сахаром). При избытке кислоты бумажка краснеет.

Всплывающие на поверхность раствора жирные кис­лоты собирают в отдельную посуду, затем тщательно промывают теплой водой при энергичном помешива-нии. В течение 10—15 мин раствор отстаивается, воду сливают, а оставшиеся жирные кислоты разогревают и смешивают с равным количеством светлой канифоли.