Översikt av ståloxidation

Metoden för ståloxidation är en handling som syftar till bildandet av en oxidfilm på en metallyta. Uppgiften med oxidation är att skapa beläggningar som kommer att ha en dekorativ och skyddande funktion. Dessutom bildas dielektriska beläggningar på stålkonstruktioner med användning av oxidation.

innehåll:

• Funktioner för oxidation
• Kemiskt sätt
• Anodisk oxidation
• Funktioner i plasma- och termiska processer
• Självoxidation
• Skydd av titan och dess legeringar
• Ytskydd i silver
• Mässing ytskydd

Funktioner för oxidation

Det finns flera sätt att oxidera:

• kemiska;
• plasma;
• termisk;
• Elektro.

Kemiskt sätt

Kemisk oxidation betyder ytbehandling med speciella smälter, nitrat, kromatlösningar samt andra oxidationsmedel. Som ett resultat är det möjligt att öka korrosionsbeständigheten hos metallen. Sådana händelser utförs med användning av sura eller alkaliska formuleringar.

Alkalisk oxidation utförs vid temperaturer på 30-180 grader. Huvudkomponenten i kompositionerna är alkali, och mycket få oxidanter tillsättes. Efter proceduren tvättas och torkas delarna. Ibland utförs oljning efter oxidation.

Syraoxidation utförs med flera syror (fosforsyra, saltsyra, salpetersyra) och små mängder mangan. Temperaturregimen för processen är 30-100 grader.

Kemisk oxidation av dessa sorter gör det möjligt att erhålla en film av god kvalitet. Även om det bör noteras att den elektrokemiska metoden gör det möjligt att erhålla produkter av högre kvalitet.

Kall oxidation (svärtning) är också en kemisk teknik. Det utförs genom att doppa delen i lösningen med ytterligare tvättning, torkning och oljning. Som ett resultat bildas en kristallin struktur på ytan med närvaro av fosfater och joner. Ett kännetecken för tekniken är den relativt låga driftstemperaturen (15-25 grader Celsius).

Fördelar med svärtning i jämförelse med varm oxidation:

• detaljer ändrar bara sina storlekar något;
• lägre energiförbrukning;
• hög säkerhetsnivå;
• inga ångor;
• produkter har en mer enhetlig färg;
• tekniken gör att även gjutjärn kan oxideras.

Anodisk oxidation

Elektrokemisk oxidation (anodteknik) utförs i ett flytande eller fast elektrolytmedium. Detta tillvägagångssätt gör det möjligt att erhålla filmer med hög styrka av följande typer:

• beläggningar med ett tunt lager (tjocklek - 0,1-0,4 mikron);
• slitstarka elektriska isolatorer (tjocklek - 2-3 mikron);
• skyddande beläggningar (tjocklek 0,3-15 mikron);
• speciella emaljskikt (emaljbeläggningar).

Anodisering av ytan på den oxiderbara delen utförs mot bakgrund av en positiv potential. Sådan bearbetning bör utföras för att skydda delar av mikrokretsar, såväl som för att skapa ett dielektriskt skikt på halvledare, stål, metalllegeringar.

Var uppmärksam! Vid behov kan anodisering utföras oberoende, men det är nödvändigt att följa säkerhetsföreskrifterna strikt, eftersom aggressiva element används i arbetet.

Ett speciellt fall av elektrokemisk oxidation är mikroarkoxidation.Tekniken gör det möjligt att uppnå unika dekorativa egenskaper. Metall får ytterligare motstånd mot värme och motstånd mot korrosionsprocesser.

Mikrokarmetoden kännetecknas av användning av pulserad eller växelström i ett något alkaliskt elektrolytmedium. Således är det möjligt att erhålla en beläggningstjocklek i området 200-250 mikron. Den färdiga produkten efter bearbetning blir liknande utseende som keramik.

Microarc-oxidation kan också utföras oberoende, men lämplig utrustning krävs. En del av processen är dess säkerhet för människors hälsa. Det är detta som gör tekniken mer och mer populär bland hantverkare.

Funktioner i plasma- och termiska processer

Termisk oxidation betyder bildning av en oxidfilm i en vattenånga eller annan atmosfär som innehåller syra. I denna process kännetecknas av hög temperatur.

Det är inte möjligt att självständigt utföra en sådan operation, eftersom en speciell dyr ugn behövs där metallen värms till 350 grader. Men i det här fallet talar vi om låglegerade stål. När det gäller medellegerat och höglegerat stål bör temperaturen vara ännu högre - i området 700 grader. Den totala varaktigheten för oxidation med termiska metoder är cirka en timme.

Det kommer inte heller att vara möjligt att reproducera plasmaprocessen hemma. Sådan oxidation utförs i en syreinnehållande plasma med låg temperatur. Själva plasmamediet uppstår på grund av mikrovågs- ​​och RF-urladdningar. Ibland aktiveras likström. En del av tekniken är den höga kvaliteten på de erhållna produkterna. Därför används plasmaoxidation för att skapa beläggningar av hög kvalitet på kritiska produkter, som inkluderar:

• kiselytor;
• halvledare;
• fotoceller.

Självoxidation

Metoden som beskrivs här för att skapa en skyddande beläggning på stålprodukter är tillgänglig för alla. Först rengörs och poleras delen. Därefter måste oxider avlägsnas från ytan (halshuggning). Häfta delen i en minut med en 5% svavelsyralösning. Efter doppningen måste delen tvättas i varmt vatten och passiveras (5-minuters kokning i en lösning av en liter vanligt vatten med 50 gram tvätt tvål i den). Således förbereds ytan för oxidationsproceduren.

Sekvensen av ytterligare åtgärder:

1. Vi tar en behållare med en emaljbeläggning. Det bör inte repas, det ska inte flisas.
2. Häll en liter vatten i behållaren och tillsätt 50 gram kaustisk soda till den.
3. Vi sätter på behållaren och värmer lösningen till cirka 150 grader.

Efter 1,5 timmar kan delen tas bort - oxidationen är klar.

Skydd av titan och dess legeringar

Som ni vet är titan känd för sin låga slitstyrka. Oxidation av titan och legeringar baserat på det ökar deras antifriktionskvaliteter, förbättrar metallens motstånd mot korrosion.

Som ett resultat av applicering av ett skyddande skikt bildas tjocka oxidfilmer på metallen (i intervallet 20–40 μm), som har förbättrade absorptionsegenskaper.
Strukturer av titanlegeringar behandlas vid en temperatur av 15-25 grader i en lösning innefattande 50 gram svavelsyra. Strömtätheten är 1-1,5 ampere per kvadrat decimeter. Proceduren varar 50-60 minuter. Om strömtätheten överstiger 2 Amper per kvadrat decimeter reduceras processens längd till 30-40 minuter.

Under appliceringen av det skyddande lagret bibehålls den rekommenderade strömtätheten under de första 3-6 minuterna, och spänningen ökar vid denna tidpunkt till 90-110 V. När denna indikator når, minskar strömtätheten till 0,2 Amper per kvadratdimimeter. Oxidationen fortsätter utan gällande regler. Under processen blandas elektrolyten. Bly- eller stålkatoder används.

Ytskydd i silver

Silveroxidation är en metod för bearbetning av silverprodukter, under vilken ytan kemiskt behandlas med silver sulfid. Skikttjockleken är ungefär 1 μm. Förfarandet utförs i lösningar av svavelföreningar. Den vanligaste lösningen är svavel lever.

Som ett resultat av bearbetningen får silver en åldrig look. Färgen är från ljusgrå till svart eller brun. I detta fall påverkar tjockleken på det applicerade skiktet färgintensiteten. Du kan justera färgen under poleringen av metallen - utbuktningarna blir ljusa och hålen förblir mörkare. Kontrast låter dig betona produktens lättnad. Oxiderat silver förväxlas ibland med svärtat, även om ytbehandlingstekniken är annorlunda i dessa fall.

Mässing ytskydd

Oxidationen av mässings- och bronsprodukter indikerar att parametrarna för oxidfilmerna och ytans färg till stor del är beroende av komponenterna i dessa legeringar. Exempelvis med lika stora mängder zink och tenn i bronsmetallen är oxidfilmen svår att bilda, men när bly tillsätts ökar oxidfilmens kvalitet kraftigt. Vid behandling av mässing med ammoniumsulfid är legeringar med hög zinknivå svårare att oxidera än mässing som inte innehåller mer än 10% zink.

Den länge använda beredningen baserad på den så kallade svavelleveren modifieras nu: nu, efter att kristallerna har lösts, tillsätts ammoniumsulfid till den. Baserat på mängden lösning kan du få en annan färg på oxidfilmen: från ljusbrun till mörkbrun eller till och med svart. Dessutom erhålles filmen av utmärkt kvalitet och enhetlig färg.

En 10% tiokarbonatlösning kan också användas för att bearbeta legeringar. Lösningen används emellertid endast för mässing och brons med lågt zinkinnehåll.

Ett annat sätt att skydda bronsytan och göra den ser attraktiv ut är att använda natriumtioantimonat. Som ett resultat erhålls en enhetligt belagd film med en rödaktig färg.

Oxidation är en process som kräver djup kunskap om kemiska-fysiska processer och som regel dyr utrustning. Men den enklaste tekniken för att applicera en skyddande film är tillgänglig för alla, det räcker för att följa de enkla anvisningarna som beskrivs i den här artikeln.