Как сделать титан черным
Технология и способы анодирования титана
Анодирование титана в домашних условиях. Процесс анодного оксидирования поверхностей титановых сплавов. Преимущества и недостатки процедуры. Способы осуществления оксидного анодирования самостоятельно.
Анодированием металла называют электрохимическую обработку, в результате которой на поверхности объекта обработки образуется оксидная пленка. Барьерное покрытие прекрасно предохраняет изделие из титана от окислов и ржавчин, а также имеет декоративный внешний вид. Процедуру анодирования металлических сплавов можно осуществить самостоятельно, используя подручные средства.
Цель анодирования титана
В процессе анодирования изделие из титана покрывается оксидной пленкой, которая образуется из самого металла в результате электрохимической реакции.
Анодирование изделий из титана также называют анодным оксидированием. Если сравнивать анодирование в условиях промышленного производства с применением специального оборудования и самостоятельное покрытие оксидной пленкой, то, конечно, второй способ несколько уступает качеством результата. Но тем не менее металл, обработанный в домашних условиях, приобретает ряд неоспоримых преимуществ:
Анодирование титана в условиях производства позволяет провести более глубокую обработку деталей, однако даже в домашних условиях можно добиться повышения износостойкости металлических изделий.
Способы и методы
Холодный метод
Согласно уравнению оптимальная температура, при которой необходимо осуществлять процессы анодирования по данной технологии, – 0 °C. Однако допустимы колебания от –10 до +10 °C. Именно при таких температурных нормах происходит образование прочной и целостной оксидной пленки на поверхности детали из титанового сплава. Холодный метод позволяет в домашних условиях провести процедуру твердого анодного оксидирования.
При правильной регулировке силы тока можно осуществить напыление с помощью гальваники, используя в качестве материала золото, медь или хром. Такое барьерное покрытие защитит изделия из титана от окислов и ржавчин, что продлевает срок его службы до нескольких десятков лет.
Главный недостаток такой технологии анодирования – невозможность дальнейшей покраски объекта обработки.
Теплый метод
Технология предусматривает использование органических красителей, благодаря которым металлу можно придать удивительно красивый декоративный вид. Подойдут как готовые красящие составы, так и подручные красители из домашней аптечки: йод, зеленка, марганцовка, йодинол и прочее.
К сожалению, такая технология не рассчитана на проведение твердого анодирования. Барьерные свойства оксидной пленки очень слабые, как и защита от механических повреждений. Однако при дальнейшем окрашивании оксидное покрытие проявляет высокие адгезивные способности. Эмалевые краски прекрасно сцепляются с таким покрытием, и в свою очередь обеспечивают изделию из титана надежную защиту от коррозии.
Анодирование титана в домашних условиях
В домашних условиях анодирование осуществляется по следующей схеме:
Если деталей, подключенных к «-», несколько, их необходимо расположить на одинаковом расстоянии от титанового сплава.
Не стоит забывать о предварительной подготовке изделия из титанового сплава к процедуре анодирования. Детали необходимо очистить от загрязнений и элементов ржавчины, после чего отполировать и промыть чистой водой. Титановый сплав должен несколько часов провести в щелочном растворе, после чего поверхность изделия тщательно обезжиривается.
Только после вышеперечисленных подготовительных мер титан можно погружать в электролит и приступать к анодированию.
Если у вас есть опыт проведения процедуры анодирования титана в домашних условиях, вы можете поделиться им в комментариях.
Оксидирование титана. Часть 2.
Анодное оксидирование титана (анодирование).
Анодирование это процесс, в котором непосредственно на поверхности металлов образуется покрытие в виде окислов при нагревании, воздействии химических веществ (см. «Оксидирование титана.Часть 1.») или с помощью электричества.
Наиболее распространенным методом формирования оксидного слоя на поверхности титана является процесс оксидирования титана под воздействием электрического тока, при котором титановая деталь помещается в токопроводящий раствор и подключается к аноду. В качестве катода используют пластины из свинца или нержавеющей стали.
Анодное оксидирование титана проводят с целью:
На производстве оксидирование титана проводится анодной обработкой деталей в растворах серной, щавелевой, фосфорной, хромовой кислот или их смесей, иногда с добавками других компонентов.
Составы растворов для повышения коррозионной стойкости:
Раствор №1:
Серная кислота 50 – 60 г/л
Температура 15 – 25°С, плотность тока 1,0 – 1,5 А/дм2.
Время обработки 50 – 60 мин.
При анодировании титана первые 2 – 6 минут поддерживают заданную плотность тока, напряжение на ванне возрастает до 90 – 110 В, после чего плотность тока падает до 0,2 А/дм2. Дальнейший процесс анодного оксидирования титана проводят без регулировки тока. Процесс ведут при перемешивании электролита. Катоды применяют свинцовые или из стали Х18Н9Т. Пленки получаются бесцветные.
Раствор №2:
Серная кислота 18%-ный раствор
Температура 80ºС, плотность тока 0,5 А/дм2.
Время обработки до 8 часов.
Пленка получается черного цвета. Толщина пленки около 2,5 мкм.
Кроме того, для защиты от коррозии применяют химически стойкие лакокрасочные покрытия, нанесение которых требует применения толстых оксидных пленок (20 – 40 мкм) с повышенными адсорбционными свойствами.
Повышение адсорбционной способности достигается за счет увеличения толщины оксидной пленки до 20 – 40 мкм. Для этого используют электролит из смеси кислот.
Состав электролита для получения толстых пленок, г/л:
Серная кислота H2SO4 350 – 400
Соляная кислота HCl 60 – 65
Электрохимическое оксидирование титана проводят при 40 – 50ºС; плотность тока ступенчато повышают через каждые 2 – 3 мин на 0,5 А/дм2 до напряжения пробоя, после которого устанавливается плотность тока 2 – 4 А/дм2, при которой продолжают электролиз до получения пленки требуемой толщины.
Фрикционные свойства титановых деталей улучшаются, если на их поверхность нанесены оксидные пленки толщиной 0,2 – 0,3 мкм.
Состав электролита для получения тонких пленок:
5%-ый раствор щавелевой кислоты.
Электролиз ведут при 18 – 25°С в течение 60 мин. Анодную плотность тока в начале процесса оксидирования титана устанавливают 1 – 1,5 А/дм2 и поддерживают постоянной в течение 5 – 10 мин, напряжение на ванне за это время повышается до 100 – 120 В. В дальнейшем плотность тока понижается до 0,2 – 0,3 А/дм2. Использование коллоидно-графитовой смазки еще больше повышает износостойкость оксидированной поверхности.
Декоративное анодирование титана и его сплавов позволяет получить различные интерференционно – окрашенные окисные пленки (коричнево-желтые, синие, голубые, различные оттенки желтого цвета, включая розовый, малиновый, а также различны оттенки зеленого цвета). Решающее влияние на цветность пленки оказывает напряжение при анодировании титана и состав сплава (см.«Покрытие титана. Часть 1.»).
Декоративное анодирование титана.
При обработке сплава ВТ-5 в 15%-ном растворе H2SO4 с повышением температуры и напряжения на ванне окраска формируемых пленок изменяется от светло-коричневой до фиолетовой. Увеличение продолжительности электролиза также сказывается на окраске пленок (см. «Пассивация металлов»).
Меньшая зависимость окраски оксидных пленок от температуры наблюдается при введении в состав электролита хромового ангидрида.
Состав электролита для стабильного окрашивания титана, г/л:
Хромовый ангидрид CrO3 140
Цвет пленки в данном случае изменяется только с продолжительностью электролиза при постоянном напряжении или с величиной приложенного напряжения.
Так, при обработке титана ВТ1-0 в течение 15 мин и повышении напряжения от 5 до 50 В цвет пленки сначала бывает бледно-коричневый, затем синевато-фиолетовый и потом золотисто-желтый. При постоянном напряжении 50 В и увеличении продолжительности электролиза от 1 до 15 мин цвет пленки изменяется от светло-голубого до золотисто-желтого.
Анодированные изделия могут служить много лет без изменения своих декоративных свойств. Анодная защита от коррозии настолько эффективна, что может защитить детали от самых агрессивных воздействий.
Чернение титана.
Нашел вот что:
«Титан приобретает «радикально черный цвет» (С) после суточного пребывания в 10% перекиси водорода»
А где ее можно купить и не является ли вообще она запрещенным веществом? А то получится как с тем ученым. Я уже лучше без титана, чем в тюрягу.
10% перекись поспрашивать у знакомых медсестер, в больничках им поставляют, они сами вроде разводят. В свободной продаже есть 3% в любой аптеке, попробуйте ей на 3 суток замочить титан.
10% перекись поспрашивать у знакомых медсестер, в больничках им поставляют, они сами вроде разводят
легче гидроперит купить в любой аптеке и замутить самому.
интересно, правда зачернится или нет
интереснее, на сколько стойким будет покрытие. ) я больше доверяю оксидированию. ) но интересно! отпишитесь, если кто попробует.
Спасибо за рецепт, попробую после НГ.
10% перекись достаточно агрессивная вещь, и достать её очень тяжело, у медсестёр точно нет
а в гидроперите ещё и мочевина интересно что получиться
А если,кто найдет десяти процентную перекись,поделитесь,я так же хочу пэксперементировать.
Перекись водорода абсолютно свободно продается. В канистрах под названием «пергидроль» для обеззараживания бассейнов есть 37%-на и 60-%-ная. Можно и чистую купить, если захотеть.
Поищите знакомых таксидермистов, они используют перикись промышленно и покупают ее неразведенной
А еще разбавитель красок в парикмахерских это 9-12% перекись.
для обеззараживания бассейнов есть 37%-на и 60-%-ная
Завтра на работе попробую. У нас на заводе 50 %-тная перикись вроде бы есть.
Сразу отпишусь.
Послежу, очень интеоесно.
Бросил пруток 16мм в банку,утром посмотрю
Отмечусь чтоб не потерять.
Тоже интересно, что получится
с утра как прочитал закинул кусок в трехпроцентную, завтра расскажу
Черный не достичь анодированием,вот и изыскиваются разные способы. По мне в сочетании с карбоном и травлением клинка (дамаск,ламинат) идеальный вариант. Вопрос стойкости покрытия.
Это сказка про перекись и титан.12 часов,изменений цвета нет
Р-р 30%
montanavlad
10% перекись поспрашивать у знакомых медсестер, в больничках им поставляют, они сами вроде разводят. В свободной продаже есть 3% в любой аптеке, попробуйте ей на 3 суток замочить титан.
PASHIK79
интереснее, на сколько стойким будет покрытие. ) я больше доверяю оксидированию. ) но интересно! отпишитесь, если кто попробует.
а про оксидирование подробней можно?
ОЧЕНЬ удивлен. Думал, знают.
ОЧЕНЬ удивлен. Думал, знают.
Нужно собирать базу блэкабельных сплавов)
Немного про химию, которую я не знаю 😊 Но может кого-то натолкнет на правильные мысли. http://www.chem21.info/article/586603/
cbtray
«Титан приобретает «радикально черный цвет» (С) после суточного пребывания в 10% перекиси водорода»
Свежо предание, но верится с трудом (C)
титан (если с него не удалить оксидную пленку)
не будет реагировать с Н2О2
cbtray
на 24 часа положите, сплав другой попробуйте. даже 3% работают.
в ориджинл теме были отзывы, не у каждого «срослось». Нужно собирать базу блэкабельных сплавов)
в трехпроцентнойт вт-20 пролежал сутки изменений никаких вообще
suhai123
в трехпроцентнойт вт-20 пролежал сутки изменений никаких вообще
Чёрной керамикой покрывал в одном институте.
В зависимости от марки титана покрытие от серого-пятнами до совершенно черного
cbtray
да. у меня лишь за несколько суток вышло
За 360 ч испытания почти полностью разлагаются 30 и 60% растворы, при этом 60% раствор превращается в прозрачный гель.
Занятно! У меня он зеленый вышел. Может, титан весь раствор пожрал, надо снова поместить. Только на титане после мытья по краю затемнения какой-то налет светлый. Не оттирается ногтем.
ЮЗОН
титан (если с него не удалить оксидную пленку)
не будет реагировать с Н2О2
Окраска титановых изделий
В этой заметке я немного расскажу о том, как «красится» титановое изделие.
В мире существует множество технологий, придающий цвет тому или иному материалу.
Цвет можно изменить у чего угодно и как угодно, и в зависимости от химических, физических свойств вещества выбирается та или иная технология.
Самые простые и дешёвые из них — это окрашивание и эмалирование. Эмаль накладывается на дерево, на металлы, да на всё что угодно. Однако если эти технологии и применимы к другим металлам, то с титаном этот номер не прокатит. Ведь, как я рассказывал ранее в статьях, титан в холодном состоянии практически полностью инертен по отношению к любым агрессивным средам, в том числе и к краске, эпоксидке и эмали. Чуть нагреешь — и все труды отваливаются. Распространённым изменением цвета на металлах является также гальваника. Вы когда-нибудь задумывались, как иногда делается белое золото или почему золотые изделия очень хорошо блестят белым цветом, или черным? Это и есть гальваническое родиевое покрытие, и иногда его применяют для удешевления производства белого золота (когда у заказчика нет денег на полноценную технологию) или для того, чтобы закрыть дефекты, или для того, чтобы придать оттенки изделию. Однако с титаном этот номер не прокатит — на любой титан, независимо от марки, гальваническое покрытие как ложится, так и слезает.
Поэтому, чтобы покрасить титан так, чтобы поверхность приобрела относительно устойчивый цвет, приходится изгаляться с другими технологиями. Самая распространённая из них — простое нагревание в муфельной печи или нагревание просто газовой горелкой. Пожалуй, самая доступная технология — что может быть проще: купил газовый туристический баллон для плиток (200 рублей), горелку (500 рублей), и нагревай себе. При этом поверхность будет плыть совершенно разными цветами. Минус такой технологии — процесс неуправляем, и неизвестно какие вы получите цвета. Ведь разные титановые марки по разному реагируют на одну и ту же температуру. Одна может покраситься в цвет, а другая вообще почернеть в графит. В муфельной печи, которая может нагреть титан до определённой температуры, этот процесс более управляем, но полагаю, не у каждого дома есть она, поэтому с ней сложнее. Минусы термообработки в том, что они применимы только к матовым поверхностям. Если отполировать титан до зеркала и затем нагревать, на поверхности появятся разные неприятные артефакты, значительно снижающее качество внешнего вида, и окрашивание не будет равномерным.
То же самое кольцо, вид с другого боку 🙂
Плюсы плюсы термической обработки титана: дёшево, дешевле только бесплатно.
Минусы: покрытие не держится долго в местах трения (что бы не писали о нём), не позволяет сохранить идеальное зеркало и набор заданных цветов плохо управляем.
Следующий тип придания цвета титановой поверхности — это электрохимическое анодирование.
Итак, плюсы технологии электрохимического анодирования
1. Процесс почти полностью управляем.
2. Позволяет получить практически любой цвет.
3. Некоторые цвета позволяют сохранить идеальную зеркальную поверхность.
Минусы — покрытие ещё более неустойчиво, чем термооксидирование и несколько более дорогостоящее, так как требует покупки качественного блока питания с точной тонкой регулировки ампеража и вольтажа.
Ещё один способ, который набирает обороты и обладает также рядом плюсов — это химическое травление титана.
Да, титан инертен по отношению к агрессивным средам в быту, но использования моногидратов различных кислот в комбинации, при помещении титана в колбу с таким очень агрессивным раствором с последующим подогревом — и титан не выстоит и поверхность не только приобретает другой цвет, но ещё и меняет фактуру. Такая технология требует умелого обращения с сильными реактивами — при неосторожном обращении можно получить ожог или сильное отравление, и тогда больница — друг мастера.
Специфика такой обработки в том, что цвета, полученные таким образом, все находятся в диапазоне серого цвета, однако выраженными фактурными и оттеночными отличиями. По устойчивости такое покрытие лучше, чем термообработка и анодирование. Вот, например на видео ниже представлены заготовки колец из титана марки ВТ1-00 с таким химическим травлением.
Плюсы: поверхность получается фактурной, рельефной.
Минусы: технология опасна для здоровья, требует повышенной внимательности и средств защиты при работе.
Следующий тип покрытий и изменения цвета поверхности, который набирает неспешно обороты — это плазменная обработка.
Плазма — это четвертое состояние вещества, где вещество представлено в виде отрицательно заряженных ионов. Была изобретена в Советском Союзе и с тех пор распространилась по всему миру. Эта технология может обойти химическую инертность титана и нанести практически любое вещество на титановое изделие, при этом не испортив качество. Поверхности, обработанные таким образом, просто восхитительно выглядят — равномерный, устойчивый цвет, можно даже с переливами радуги. А цвет будет уже зависеть от того, плазма какого вещества наносится на титановую подложку. Плазменная обработка даёт самый устойчивый из всех технологий цвет, практически не влияет на саму поверхность и выглядит просто великолепно. Ниже фото кремниевой плазмы, по твёрдости приближающейся к алмазу.
Обработка поверхности перед таким занятием особенно трудозатратна, из-за чего стоимость изделий может вырасти порой в разы. Помимо этого, плазменная обработка выполняется на специальных промышленных установках, стоящих как целая квартира, это объясняет сильную ограниченность для мастеров — на такие заводы редко пускают, эти заводы как правило занимаются не ювелиркой и чтобы заинтересовать исполнителя, приходится порой сильно стараться.
Плюсы плазменной обработки — это наилучший внешний вид и исключительная износостойкость поверхности.
Минусы — требуется значительно больше сил на подготовку изделия и — цена.