Обработка алюминия

Алюминий – один из самых популярных металлов, из которых изготавливают множество разнообразных деталей. Он легкий, прочный, не поддается коррозии, к тому же, легко обрабатывается.

Обработка алюминия: виды и особенности

Обработка алюминиевых заготовок возможна несколькими способами, в зависимости от поставленных задач и желаемого результата. Чаще всего применяют:

  • химическую полировку;
  • электрохимическую шлифовку;
  • химическое окисление.

Химическая полировка и ее особенности

Химическая полировка позволяет устранить практически любые видимые дефекты поверхности, при этом не повышая ее отражающие способности. Суть процедуры состоит в том, что алюминиевые детали погружают в емкость со специальным составом, под воздействием которого улучшается контур поверхности, неровности становятся менее заметными. Перед погрузкой в алкалиновый раствор все детали тщательно обезжириваются.

Выдерживают детали в растворе от одной до четырех минут. Температура раствора – 100 градусов по Цельсию. После выемки все детали тщательно промывают сначала в горячей, а потом в холодной воде.

Электрохимическая шлифовка и ее особенности

Чаще всего для электрохимической шлифовки алюминиевых заготовок применяется метод BRYTAL, суть которого заключается в том, что каждая деталь сначала обезжиривается, затем аккуратно промывается, после чего погружается в 80-ти градусный раствор, в составе которого присутствует карбонат натрия (15%) и тринатрий фосфат (5%).

Здесь важно оказать двойное воздействие: сначала в результате погружения заготовок в рабочий раствор на 20-30 секунд должен удалиться естественный слой алюминиевого окисла. После этого между катодом и анодом (в качестве которого и выступает алюминиевая деталь) пропускается 24-вольтный разряд, создавая таким образом некую поляризацию.

Анод при этом остается покрытым окисленным слоем, который, в свою очередь, со временем растворяется электролитом. На это ему требуется ориентировочно столько же времени, как и на создание, при этом толщина слоя не растет.

Обработанная таким образом каждая деталь затем просушивается. В результате получается достаточно тонкий окисленный слой. Сам по себе он выступает недостаточно сильной защитой, и часто требует последующего анодирования. В результате данного процесса поверхность заготовок приобретает светоотражающую поверхность, что ценится, например, при изготовлении параболических фар. Кроме того, такие изделия имеют высокий уровень защиты от износа.

И химическая полировка, и электрохимическая шлифовка отлично справляются с единственной задачей – улучшение эстетических показателей поверхности. При этом обработанная деталь не отличается высоким уровнем защиты. Для этих целей лучше подойдут химическое, а также анодное окисление.

Химическое окисление и его особенности

Воздействие химическим окислителем на любую алюминиевую деталь или сплав данного металла весьма важно с экономической точки зрения. В первую очередь, процесс непременно должен иметь место перед покрытием изделий лаком или краской, в противном случае невозможно достичь нужного уровня сцепления.

Дополнительные преимущества химического окисления:

  • повышает стойкость к коррозии;
  • улучшает износоустойчивость;
  • повышает эстетические качества, включая сохранение металлического блеска.

Самая популярная система химического окисления включает такие этапы:

  • обезжиривание (деталь обрабатывают трихлорэтиленом);
  • промывание каждой запчасти в большом количестве горячей, а потом и холодной воды;
  • погружение заготовок в рабочий раствор: в 10 литрах воды растворяется 500 г карбоната натрия и 150 г хромат натрия.

Время выдержки запчастей в растворе до 15 минут, рабочая температура – 90-95 градусов по Цельсию. После того как алюминий вытащат из раствора, каждую деталь нужно снова тщательно промыть в горячей воде, а затем в холодной.

Во время химического окисления на поверхности заготовок образуется тонкая пленка, состоящая из хрома и алюминий оксидов. Она создает хорошую основу для покрытия краской, лаком, повышает устойчивость к износу и коррозийным процессам.

Анодирование алюминиевых деталей

Анодирование – это процесс, также известный как народное оксидирование, в результате которого на поверхности алюминиевой заготовки появляется оксидное покрытие. Алюминий при этом окисляется, но от окислительных процессов его защищает оксидная пленка.

Такая обработка имеет ряд неоспоримых преимуществ:

  • повышает защитные и декоративные свойства металла;
  • обеспечивает поверхности матовость и однотонность;
  • устраняет механические повреждения, такие как сколы, царапины, трещины;
  • увеличивает толщину защитного слоя.

Обработка алюминиевых заготовок посредством анодирования имеет несколько разновидностей.

  1. Тепловое анодирование отличается достаточно простой технологией, проводится при комнатной температуре и позволяет получить красивое цветное покрытие. При этом используются исключительно органические красители. У умелого специалиста одна и та же деталь может получить несколько цветовых решений. Из недостатков следует отметить тот, что высокой степени защиты от коррозии не достичь.
  2. Холодное анодирование алюминиевых заготовок отличается прочностью и твердостью анодного слоя, отличными показателями износоустойчивости, высоким качеством. Каждая деталь, используемая в рамках данной технологии, должна быть хорошо охлаждена. Такая обработка имеет единственный недостаток – в процессе холодного анодирования невозможно использовать органические красители.
  3. Достаточно прочную и твердую пленку можно получить путем твердого анодирования. Особенность технологии заключается в применении одного из нескольких электролитов: помимо кислоты серной также используется щавелевая, уксусная, винная или борная кислота. Во время процесса плотность тока растет, и, соответственно, пленка повышенной плотности также увеличивается.

Для процесса анодирования применяют несколько разных по диаметру алюминиевых ванн (также можно использовать пластик или полипропилен). Главное условие – соблюдение теплоизоляционных свойств ванны.

Механическая обработка алюминия: с какими проблемами можно столкнуться

Мягкий и пластичный алюминий отлично поддается механообработке, но иногда при этом можно столкнуться и с негативными эффектами. У некоторых сплавов отмечается высокая вязкость. В этом случае при фрезеровке или сверлении может формироваться длинная стружка, которая будет наматываться на рабочий инструмент, приводя его к поломке. Чтобы минимизировать риск такой неприятности, инструменты для механообработки алюминиевых сплавов следует выбирать с большими стружечными канавками – пусть это ограничит максимальное количество зубцов на фрезе, зато облегчит ход стружки, частично решая проблему.