Хим окс что это
Нужно оксидирование металла? В этом разделе нашего он-лайн каталога собраны все виды оксидных покрытий, которые производит НПП Электрохимия.
Группа объединяет процессы получения оксидов на стали и алюминии.
• Горячее оксидирование стали (воронение) выполняется в высокотемпературных растворах. Полученные покрытия обладают хорошей износостойкостью, но не всегда глубоко-черным цветом, особенно на легированных сталях. Хорошо подходят под окраску.
• Холодное чернение с точки зрения механизма процесса более сложное. Защитная способность покрытия ниже, но цвет насыщеннее. Под окраску не подходит.
• Химическое оксидирование алюминия применяется как дешевый способ повысить его коррозионную стойкость, а также как грунт под окраску. Группа содержит оксидно-фторидные и оксидно-фосфатные покрытия. Первые тонкие, проводят электрический ток. Вторые являются диэлектриком и толще.
Синонимы: чернение, воронение, холодное оксидирование.
Цена: от 10 руб. за дм 2
Назначение: Химическое оксидирование является защитно-декоративным покрытием для стали. В сочетании с промасливанием в индустриальных маслах, водных эмульсиях или полимерах обладает хорошими эксплуатационными характеристиками. Без пропитки не применяется. Мы используем специальное покрытие деталей перед оксидированием и, в таком двухслойном исполнении, оно отличается повышенной износостойкостью и антикоррозионными свойствами, по сравнению с традиционным чернением стали
Синонимы: оксидирование электропроводное, оксидирование под окраску, желтое химическое оксидное покрытие.
Назначение: Электропроводное химическое оксидирование алюминия обеспечивает защиту от коррозии с сохранением электропроводности (в отличие от других оксидных покрытий). Оксидирование также улучшает внешний вид деталей и значительно увеличивает прочность сцепления лакокрасочных покрытий с основой.
Синонимы: Химическая оксидировка, фосфатирование алюминия электроизоляционное.
Назначение: Химическое оксидирование алюминия обеспечивает защиту от коррозии, умеренные электроизоляционные свойства, улучшение внешнего вида, улучшение сцепления лакокрасочных покрытий с основой. Оксидно-фосфатное покрытие обладает лучшей износостойкостью, чем оксидно-фторидное за счет большей толщины. Дополнительное промасливание увеличивает коррозионную и износостойкость, а также насыщенность цвета.
5 методов оксидирования стали: можно ли применить их в домашних условиях
Оксидирование стали — процесс образования неактивной защитной пленки на поверхности металла. Подробное знакомство с тонкостями проведения процедуры, поможет разобраться какую из них можно выполнить самому.
Промышленные способы
Образование оксидной пленки на металлических поверхностях требует соблюдения определенных условий, применения специальных реагентов и растворов. В промышленных масштабах проведение работ осуществляется согласно существующим технологиям.
Химический способ оксидирования стали
Процесс основан на прохождении окислительно-восстановительной реакции. Защитный слой образуется под действием щелочей и солей кислот, выступающих в роли окислителей. Обработка изделий проводится при высоких и низких температурных режимах.
Горячий метод
Образование пленки осуществляется щелочным или кислым способом. В отсутствие щелочей процесс протекает 30 минут при температуре 98 – 100°C. Реагентом служат смеси, состоящие из фосфорной кислоты и азотнокислых солей кальция или бария. Защитная пленка, образуется из оксида железа и фосфатов.
Холодный метод
После образования защитного слоя изделия хорошо промываются, сушатся и подвергаются промасливанию. Обработка маслом повышает антикоррозионные свойства, износостойкость покрытия и придает ему насыщенный черный цвет. Оксидное покрытие, не пропитанное маслами покрывают краской.
Анодное оксидирование стали
В основе метода лежит электрохимическая реакция. Образование оксидного слоя происходит благодаря анодной поляризации в жидких или твердых электролитах. В отличие от гальванической обработки при анодировании не применяются вспомогательные составы на основе цинка и хрома. Пленка образуется из элементов, входящих в состав обрабатываемой поверхности. Электрохимический способ поддается регулировке. Это позволяет создать прочное покрытие с одинаковой толщиной по всей площади.
Данная технология подходит для поверхностей с высокой адгезией. В результате анодирования получают два вида оксидных слоев. При использовании кислых электролитов образуется пористая пленка. На нее впоследствии наносят лакокрасочное покрытие. В нейтральных растворах получается барьерная защита, не требующая дополнительной обработки.
Способы анодирования
При проведении электрохимического оксидирования учитывается сорт стали и состав сплава. Создание защитного слоя проводится несколькими способами.
Теплый метод. Его можно отнести к подготовительному этапу, за которым последует дополнительная обработка. При температуре в пределах 50°C образуется пористая поверхность. Прочность и антикоррозионную стойкость она приобретает после нанесения слоя краски.
Холодный метод. Для поддержания температурного режима в пределах 5°C по всему объему электролита проводят непрерывную циркуляцию. К достоинствам способа относится высокая скорость образования оксидной пленки. На растворение металла требуется больше времени, что позволяет сохранить размеры обрабатываемых изделий.
Твердое анодирование. Особенность данного метода заключается в использовании нескольких электролитов. Состав повышает прочность пленки, стойкость стали к коррозии и к воздействию агрессивных сред.
Термический способ
Процесс протекает в специальных печах с использованием водяного пара или кислорода. Данный метод исключает использование химикатов. Обработка деталей производится при строгом соблюдении температурных режимов. Они зависят от химического состава металла и марки стали. Толщина образовавшегося защитного слоя не превышает 2 микрона.
Легированные стали оксидируют при температуре 700 °С. в течение 60 минут. Толщина образованной защитной пленки составляет 1 — 1,5 микрона. Способ позволяет сохранить размеры обрабатываемых изделий.
Магнитные сплавы железа и никеля прокаливают в течение полутора часов при температуре от 400 до 800°С. Таким образом происходит образование диэлектрических плёнок полупроводников.
Термическим оксидированием создают защитный слой на изделиях из кремния, используемых в электронике. Процедура проводится при повышенном давлении и температуре от 800 до 1200 °С.
Плазменное электролитическое оксидирование
Процесс заключается в поверхностной обработке металлов и сплавов при низких температурах в кислородной среде. Он основан на традиционном анодировании. Отличием способа является действие микроразрядов высокой и сверхвысокой частоты на обрабатываемую поверхность. Их термическое и плазмохимическое влияние на используемый электролит приводит к формированию оксидного слоя.
Методика позволяет получить слой с многофункциональной защитой поверхностей. В результате обработки образуются оксидные пленки с высокими декоративными показателями, повышенной изоляционной, коррозионной и тепловой стойкостью.
Толщина покрытия составляет 200 – 250 мкм. Детали, обработанные плазменным способом, применяются в полупроводниковых соединениях, диодах, транзисторах и интегральных микросхемах. Их используют для повышения чувствительности в фотокатодах.
Лазерное оксидирование
Образование защитного слоя в данном случае происходит под воздействием лазерного луча. Изделие погружается под заданный слой воды. Плотность потока, продолжительность процесса и величина энергии лазерного излучения подбирается так, чтобы в процессе оксидирования нагрев поверхности металла не превысил температуру перехода воды в пар.
При обработке используют импульсный, непрерывный и точечный режим воздействия лучей на металл. Установки, используемые для оксидации, работают в инфракрасном диапазоне.
Оксидирование стали в домашних условиях
Повысить прочность металлических изделий и улучшить их декоративные качества можно своими руками. Стоит учитывать, что покрытие будет уступать по качеству защитным слоям, полученным при промышленном процессе.
Подготовительные действия
Соблюдение правил техники безопасности поможет провести оксидирование без травм, ожогов и убережет от вредного действия паров кислот и щелочей. Приобрести предметы индивидуальной защиты можно в магазинах рабочей одежды.
Щелочное оксидирование
Использование данного метода – самый простой способ нанесения оксидного слоя в домашних условиях. Для обработки изделия массой до 1 килограмма потребуется 100 г каустической соды и 30 г натриевой селитры.
Для выполнения оксидирования можно использовать растворы едкого калия или натрия. Содержание реагента в 1 литре воды должно быть не меньше 700 граммов. Процедура проводится по аналогии.
Равномерный слой оксидной пленки можно получить, если обрабатываемое изделие полностью находится в растворе. Для этого необходимо поддерживать постоянный уровень жидкости.
Кислотное оксидирование своими руками
Перед началом работ поверхность детали тщательно очищается, с нее удаляются все загрязнения и налет. После очистки проводится обезжиривание с помощью водки, чистого спирта или растворителя.
После правильно выполненного оксидирования металлическая поверхность должна поменять цвет.
При отсутствии серной кислоты можно использовать смесь лимонной и щавелевой кислот. На 1 литр раствора берут по 2 грамма того и другого реагента. Кипячение в нем продолжают 20 минут. Обработанную деталь промывают слабощелочным раствором и пропитывают машинным маслом.
Заключение
Оксидирование – один из самых действенных методов повышения антикоррозионной стойкости стали. За счет образования плотного защитного увеличивается прочность и долговечность изделий, повышаются диэлектрические свойства и декоративные качества.
Существуют доступные способы проведения работы в домашних условиях. Соблюдение правил работы с агрессивными веществами, и выполнение инструкций поможет без проблем провести процедуру самостоятельно.
Химическое оксидирование
Химическое оксидирование изделий из углеродистых сталей и сплавов. Оксидирование с промасливанием и без. Подготовка поверхности деталей. Обработка деталей длиной до 1000 мм.
Для оформления заказа необходимо направить в наш адрес чертежи изделий и количество. Стоимость химического оксидирования рассчитывается исходя из площади поверхности обрабатываемых деталей, марки материала, габаритных размеров и формы изделий. Качество гальваники Вы можете оценить, заказав обработку пробной партии изделий.
Теория и практика оксидирования. Воронение стали.
С целью придания металлам защитных, защитно-декоративных и специальных свойств используются не только процессы нанесения на поверхность изделия металлических покрытий, но и нанесение неметаллических неорганических покрытий. К данным процессам относят оксидирование и фосфатирование черных и цветных металлов.
Процесс оксидирования черных и цветных металлов
Детали после оксидирования
При оксидировании черных металлов – воронении, на поверхности образуется темная пленка, состоящая в основном из магнитного окисла Fe3O4 толщиной примерно 2-3 мкм. Цвет такой пленки зависит от технологии оксидирования, толщины пленки, а также марки материала. При оксидировании черных металлов и сплавов наиболее распространен метод химического оксидирования в щелочных или кислых растворах.
Щелочные растворы состоят в основном из щелочи и окислителей – нитратов и нитритов натрия или калия, а также специальных добавок. Часто используется оксидирование в несколько стадий (в основном в 3 стадии), что значительно повышает защитные и декоративные свойства покрытия (насыщенный черный цвет).
При оксидировании в кислых растворах получают оксидно-фосфатные темно-серые покрытия. Это промежуточный процесс, находящийся на стыке оксидирования и фосфатирования. Растворы для данного процесса содержат первичные фосфаты железа, цинка и ортофосфорную кислоту, а также окислители – нитраты бария, кальция, пироксид марганца. Оксидно-фосфатные покрытия обладают рядом преимуществ перед оксидными, полученными в щелочных растворах: антикоррозионные свойства выше в 2-3 раза, время процесса обработки снижено в 3 раза, механическая прочность пленки значительно увеличена, антифрикционные характеристики увеличены, термостойкость также выше. Недостатками такого процесса является низкая стабильность раствора и низкие декоративные качества пленок.
Цвет получаемых в процессе оксидирования окисных пленок: золотисто-желтый фиолетовый, темно-серый, черный с синим отливом и просто черный цвет.
Состав раствора и режим оксидирования черных металлов:
При приготовлении раствора для оксидирования следует избегать одновременной загрузки крупных порций каустической соды, твердые куски необходимо дробить на малые части и погружать в раствор в сетчатых корзинах. Корректировка раствора в процессе оксидирования необходима из-за того, что часть раствора уносится из ванны на поверхности извлекаемых деталей, часть раствора выкипает. В раствор доливают воду до исходного уровня и контролируют температуру кипения. Снижение температуры кипения раствора указывает на понижение концентрации раствора, повышение – на повышение концентрации.
Перед оксидированием (воронением) поверхность деталей обезжиривают в щелочном растворе и тщательно промывают в теплой воде. Затем детали декапируют в 5-10% растворе серной кислоты в течение 0,5-1 минуты и промывают в проточной холодной воде.
Загружать детали в ванну необходимо медленно и осторожно – возможно разбрызгивание горячего раствора. В процессе раствор должен свободно покрывать всю поверхность деталей и все время кипеть. Каждые полчаса изделия извлекают из ванны и ополаскивают в холодной воде, затем опять погружают в ванну. Мелкие детали и метизы для оксидирования загружают в корзинки, изготовленные из перфорированного металлического листа.
В процессе оксидирования могут возникать следующие отклонения:
Химическое оксидирование с промасливанием. Финишная обработка деталей.
После процесса оксидирования (воронения) детали промывают в холодной воде и помещают в 3-5% раствор хромовой кислоты, затем опять промывают водой и погружают в слабый мыльный раствор, нагретый до 70-80 0 С. После мыльного раствора детали не промывают, сушат и помещают на 5-6 минут в веретенное масло (минеральное масло), нагретое до 105-110 0 С.
Промасливание проводят с целью повышения антикоррозионных свойств оксидных пленок. Для промасливания используют минеральные масла, консистентные ингибированные смазки. Промасливают, окуная мелкие детали в ванну с маслом или, в случаях обработки крупногабаритных изделий наносят масло механически.
Другие способы оксидирования
Способ оксидирования, известный очень давно, это погружение нагретых деталей в льняное масло. Изделия нагревают в печи до 450-470 0 С и погружают на 5-10 минут в льняное масло, процесс повторяют несколько раз. В результате получается плотная оксидная пленка черного цвета.
Оксидирование стали возможно в кислых растворах, которое в отличие от щелочного метода проводится при температуре до 100 0 С. Различают два состава и режима такого оксидирования:
После щелочного оксидирования детали промывают в холодной воде и обрабатывают раствором хромпика 120-150 г/л, нагретом до 60-70 0 С. После обработки и сушки детали промасливают.
Химическое оксидирование стали
Общая информация
Химическое оксидирование позволяет длительное время хранить стальные изделия, не опасаясь за случайное появление коррозии, а также снижать вероятность появления задиров в парах трения.
Область применения покрытия
Чаще всего химическому оксидированию подвергаются различные изделия:
Производители подшипников, в том числе и подшипников для автопрома, обрабатывают корпуса, наружные кольца, обоймы, крышки. Химическое оксидирование не приводит к изменению размеров, зато, когда начинается приработка, наличие покрытия обеспечивает трущимся поверхностям отличные противозадирные свойства.
Процесс является незаменимым при обработке удлиненных деталей, так как низкая температура процесса (до 140 С) не приводит к термической деформации изделий.
Примечательно, что в последнее время наметилась тенденция использования чернения в качестве декоративного покрытия, с последующей обработкой защитным лаком для придания блеска и износостойкости.
Дефекты по покрытию
Основные дефекты, как правило, вызваны наличием в изделиях глухих отверстий, щелей и полостей, которые не поддаются хорошей промывке и продувке. В результате, вокруг данных мест образуются разводы, отсутствие покрытия или другие дефекты. Также причиной отклонения качества покрытия может возникнуть несоблюдение параметров процесса и нарушения в рецептуре электролита.
В качестве дефектов может быть матовость и пятнистость покрытия, неравномерный блеск в результате некачественного изготовления изделия (плохая механическая обработка поверхностей).
Оксидирование стали | Воронение стали | Чернение | Механизм и технология химического процесса
Содержание
1. Общие способы воронения металла. Обозначение и свойства холодного химического оксидирования стали.
Еще один плюс покрытия в том, что процесс практически не изменяет размеров деталей и не влияет на физико-химические свойства металла.
Оксидирование (черное воронение) стали производится термическим, химическим и электрохимическим методом.
Химическое можно разделить еще на два способа:
Сегодня предпочтение часто отдается холодному химическому способу. Составы для него запатентованы, а растворы продаются в виде готовых, обычно двухкомпонентных, композиций.
Мы же рассмотрим подробнее второй вариант, являющийся классическим. Его часто используют при воронении стволов охотничьего ружья в домашних условиях.
2-4 мкм ( не нормируется)
Нет точных данных, з ависит от марки сплава материала-основы
Допустимая рабочая температура
2. Механизм горячего химического оксидирования стали.
Горячее химическое оксидирование делается в щелочных и не щелочных составах. Щелочное воронение производится в смеси щелочи с окислителями. В результатепроцесса на стали образуется пленка магнитной окиси железа Fe3O4.
Главной реакцией процесса воронения стали является ее взаимодействие со щелочью и окислителями. Растворяясь в горячем концентрированном щелочном растворе, железо дает соединение Na2FeO2. Под воздействием окислителей в растворе образуется соединение трехвалентного железа Na2Fe2O4. В итоге при химическом оксидировании на поверхности металла возникает оксидная пленка по реакции:
Формирование оксидной пленки начинается с появления на поверхности металла кристаллических зародышей. По мере того как оксид покрывает металл, изолируя его от взаимодействия с раствором, уменьшается скорость растворения железа и формирования пленки.
Скорость роста покрытия и его толщина зависят от соотношения скоростей образования центров кристаллизации и роста отдельных кристаллов:
При химическом воронении стали процесс образования оксидной пленки определяется в первую очередь составом стали, составом раствора и температурой.
При большой концентрации в растворе окислителя возрастает скорость образования зародышей оксида и, следовательно, уменьшается толщина формирующейся оксидной пленки. Уменьшение концентрации окислителя в растворе способствует росту толщины пленки, но в сильно концентрированных растворах на поверхности стали может выделиться рыхлый осадок гидроксида железа и защитные свойства покрытия уменьшаться.
Воронение без промасливания применяется редко ввиду значительной пористости, малой толщины и, следовательно, низкой коррозионной стойкости покрытия. Промасливание, впитываясь в поры, обеспечивает улучшение антикоррозионных характеристик, повышенную износостойкость и более глубокий черный цвет.
Промасленное покрытие на стали применяется для защиты деталей от коррозии, декоративной отделки, как антибликовое покрытие на инструменте.
Горячее высокотемператрное и низкотемпературное химическое воронение без промасливания может использоваться как грунт под покраску. Заметим, что холодное чернение применять как грунт нежелательно.