Чернение алюминия и химическое окрашивание алюминия и алюминиевых сплавов в широкий спектр цветов проводится разнообразными способами как за одну стадию, так и серией последовательных операций (оксидирование с последующим химическим окрашиванием).
- ХИМИЧЕСКОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЯ В ЧЕРНЫЙ ЦВЕТ
Химическое оксидирование поверхности деталей из алюминия предназначается для создания на поверхности деталей антикоррозионного покрытия и усиления декоративности покрытия. Перед оксидированием деталь шлифуется или полируется, обезжиривается и активируется (декапируется).
| Составы для оксидирования алюминия и его сплавов в чёрный (г/л) | |
|---|---|
| Компоненты | чёрный |
| Молибденовокислый аммоний | 10...20 |
| хлористый аммоний | 5... 15 |
| Температура, °С | 90...100 |
| Время обработки, мин | 2... 10 |
2. ХИМИЧЕСКОЕ ОКРАШИВАНИЕ ОКСИДИРОВАННОГО АЛЮМИНИЯ
Внимание: до окрашивания требуется проведение процесса оксидирования алюминия! О способах оксидирования алюминия читать {здесь}.
Технология химического окрашивания оксидирования алюминия и его сплавов
Процесс оксидирования изделий из алюминия и его сплавов состоит из операций:
1) механической и химической подготовки (для шлифования и полирования выбирают мягкие абразивные материалы, например венскую известь, избегают применения окиси хрома и парафина);
2) химической подготовки:
а) обезжиривают изделия сначала органическим растворителем (если на поверхности имеются следы пасты или минеральных жиров), а затем в слаботравящем растворе с повышенной концентрацией эмульгаторов;
б) для декапирования или осветления изделий из алюминия и деформированных сплавов используют 30- 50 % HNО3 или раствор, содержащий 100 г/л СгО3 и 6 г/л H2SО4.
3) оксидирования
4) обработки оксидной пленки:
а) тщательная промывка оксидированного изделия в холодной проточной воде (не допускается применять горячую воду!);
б) непосредственно перед окрашиванием оксидированное изделие погружают на 30 секунд в 1%-ный раствор аммиака (для нейтрализации кислоты)
Время между оксидированием и окрашиванием изделия не должно превышать 30 мин, в течение которых изделие должно находиться в холодной проточной воде.
СПОСОБ № 1. Технология химического окрашивания алюминия и его сплавов неорганическими соединениями
Окрашивание неорганическими соединениями производится последовательной обработкой изделий в растворах солей, которые, взаимодействуя между собой, образуют нерастворимые соединения. В каждом растворе изделия выдерживают при комнатной температуре 10—15 мин; перед погружением во второй раствор их промывают в воде.
В табл. приведены составы растворов солей для окрашивания оксидированного алюминия и характеристика получаемых окрашенных соединений.
Составы растворов солей для окрашивания оксидированного алюминия
| Цвет окраски | Состав растворов в г/л | Окрашенное соединение | |
 |
Раствор № 1 | Раствор № 2 | |
| Черный | Кобальт уксуснокислый 40-100 | Калий марганцевокислый 15-25 | Окись кобальта |
СПОСОБ №2. Технология химического окрашивания алюминия в растворах солей
Окрашивание оксидированных изделий из алюминия производится после их тщательной промывки в холодной проточной воде. Не допускается применять горячую воду, так как при этом происходит уплотнение пленки и ее адсорбционная способность уменьшается. Перерыв между операциями оксидирования и окрашивания не должен превышать 30 мин, в течение которых оксидированные изделия находятся в холодной проточной воде. Иногда для нейтрализации остатков кислоты в порах пленки изделия перед окрашиванием погружают на 0,2—0,5 мин в 1-процентный раствор аммиака.
Окрашивание неорганическими соединениями производится последовательной обработкой изделий в растворах солей, которые, взаимодействуя между собой, образуют нерастворимые соединения. В каждом растворе изделия выдерживают при комнатной температуре 10—15 мин; перед погружением во второй раствор их промывают в воде.
В табл. приведены составы растворов солей для окрашивания оксидированного алюминия и характеристика получаемых окрашенных соединений.
Составы растворов солей для окрашивания оксидированного алюминия
| Цвет окраски | Состав растворов в г/л | Окрашенное соединение | ||
| 1 | 2 | |||
| Синий или голубой |  | Железо хлорное 10-100 | Калий железосинеродистый 10-50 | Берлинская лазурь |
| Коричневый |  | Медь сернокислая 10-100 | Калий железосинеродистый 10-50 | Железосинеродистая медь |
| Черный | | Кобальт уксуснокислый 40-100 | Калий марганцевокислый 15-25 | Окись кобальта |
| Желтый |  | Свинец уксуснокислый 100-200 | Калий двухромовокислый 50-100 | Двухромовокислый свинец |
| Золотисто-желтый |  | Тиосульфат натрия 10-50 | Калий марганцевокислый 10-50 | Окись марганца |
| Оранжевый |  | Калий хромовокислый 5-10 | Серебро азотнокислое 50-100 | Хромовокислое серебро |
ХИМИЧЕСКОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЯ И СПЛАВОВ
Химическое оксидирование поверхности деталей из алюминия предназначается для создания на поверхности деталей антикоррозионного покрытия и усиления декоративности покрытия. Перед оксидированием деталь шлифуется или полируется, обезжиривается и активируется (декапируется).
| Составы для оксидирования алюминия и его сплавов (г/л) | ||||
|---|---|---|---|---|
| Компоненты |  |  | |  |
| серый | зеленый | оранжевый | жёлто-коричневый | |
| Трехокись мышьяка | 70...75 | - | - | - |
| углекислый натрий | 70...75 | - | - | - |
| Ортофосфорная кислота | - | 40...50 | - | - |
| кислый фтористый калий | - | 3...5 | - | - |
| хромовый ангидрид | - | ...7 | 3...5 | - |
| фторсиликат натрия | - | - | 3...5 | - |
| Углекислый натрий | - | - | - | 40...50 |
| хромовокислый натрий | - | - | - | 10... 15 |
| едкий натр | - | - | - | 2...2,5. |
| Температура, °С | кипение | 20...40 | 20...40 | 80...100 |
| Время обработки, мин | 1...2 | 5...7 | 8...10 | 3...20 |
ХИМИЧЕСКОЕ ОКРАШИВАНИЕ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АЛЮМИНИЯ В ЧЕРНЫЙ ЦВЕТ ЗА ОДНУ СТАДИЮ ОБРАБОТКИ
Способ, изложенный в американском патенте, формирует слой черного оксида на поверхности алюминия или алюминиевого сплава во время всего одной стадии обработки.
1. По предлагаемой технологии поверхность, на которой должен быть образован черный слой оксида, сначала очищают, чтобы удалить любые масла и другие компоненты, которые могут помешать формированию слоя оксида.
2. После очистки поверхность ополаскивают водопроводной водой, а затем погружают на 30 минут в нижеуказанный раствор, поддерживаемый при температуре от 80 ° C до 90 ° C. В результате получается приемлемый слой черного оксида, имеющий толщину около 500 А.
3. После обработки поверхность промывают дистиллированной водой, а затем сушат с помощью воздуха комнатной температуры.
Составы растворов для химического оксидирования алюминия и алюминиевых сплавов:
Раствор № 1.
| Толилтриазол | 0,05-0,8 г |
| Себациновая кислота | 0,2-1,5 г |
| Гексановая кислота | 15-50 миллилитров |
| Натрия хлорид | 1,6-3,2 грамма |
| Сульфат натрия | 1,5-3,0 грамм |
| Бикарбонат натрия | 1,4-2,8 грамма |
| Силикат натрия | менее 0,2 грамма |
| Этиленгликоль | 20-80 миллилитров |
| Дистиллированная вода | остаток средств |
| Едкий натр | При необходим. поддерживать pH на уровне 7.5- 8,5 ; Т 80-90 ° С |
Раствор № 2
| Двухосновный фосфат натрия | 5-12 грамм |
| Бензоат натрия | 5-12 грамм |
| Дигидрат молибдата натрия | 0,5-1 грамм |
| Натрия хлорид | 4.G-6.0 грамм |
| Сульфат натрия | 3,5-5,5 грамм |
| Бикарбонат натрия | 3,5-5,5 грамм |
| Дистиллированная вода | остаток средств |
| Едкий натр | При необходимости поддерживать pH на уровне 8,0-9,0 при 80-90 ° С. |
Важно отметить, что оба способа позволяют получить черное покрытие не только на алюминии, но и его разнообразных сплавах, включая алюминиево-марганцевые сплавы (например, AA 3102), алюминиево-кремниевые сплавы (например, AA 4047) и алюминиево-цинковые сплавы (например, AA 7072).