7 odpowiedzi w tym temacie

[budo_cassini]

Zapewne wielu z nas czasem potrzebuje pokombinować z aluminium, zatem postanowiłem coś na ten temat skrobnąć, licząc, że przyda się może.
Na początek mała uwaga.
W zabawie tej wykorzystywane są kwasy, przy których wskazana jest odpowiednia ostrożność.
1 - Rozcieńczając kwas ZAWSZE należy wlewać go do wody.
2 – Pracując z kwasami należy stosować okulary, rękawice gumowe i w miarę możliwości ubranie ochronne.
3 – Bawimy się w to albo w wentylowanym pomieszczeniu albo jeszcze lepiej na zewnątrz.
4 – Przy pochlapaniu się kwasem pamiętajmy, że jego działanie neutralizuje zasada.

Prosty sposób anodyzowania i barwienia aluminium:
Potrzebny będzie prostownik dający około 20V lub w przypadku jego braku transformator dający napięcie zmienne między 20 a 30V naczynie odporne na kwas, które zmieści przedmiot aluminiowy i dodatkowe dwie elektrody, tak by nie stykały się ze sobą i kwas siarkowy o stężeniu 15%.
Do naczynia ostrożnie wlewamy 15% roztwór kwasu siarkowego (wskazane jest by jego temperatura wynosiła około 12-15 stopni. Czyścimy element aluminiowy, który zamierzamy poddać obróbce drobnoziarnistym papierem ściernym do połysku, odtłuszczamy i zawieszamy na aluminiowym przewodzie w środku naczynia z roztworem kwasu siarkowego, tak by cały się w nim zanurzył. Drut powinien silnie przylegać do elementu. Przewód podłączamy do dodatniego bieguna prostownika. Po przeciwnych stronach na miedzianych drutach zawieszamy dwie blaszki aluminiowe (powinny być większe od elementu poddawanego obróbce) i podłączamy do bieguna ujemnego prostownika. W przypadku zastosowania prądu zmiennego biegunowość nie gra roli. Należy tylko pamiętać, by do jednego bieguna podłączyć element podawany obróbce, zaś do drugiego dwie blaszki znajdujące się po jego przeciwnych stronach UWAGA nie stosować napięcia 220V z sieci tylko transformator. Przy prawidłowym podłączeniu na elementach zawieszonych w roztworze powinien wydzielać się gaz (tlen i wodór). Proces anodyzowania w przypadku prądu stałego powinien trwać około 10 minut, zaś prądu zmiennego około 20 minut. Po zakończeniu procesu należy elementy wyjąć z naczynia i dobrze spłukać bieżącą wodą. Po procesie tym aluminium pokryje się warstwą trójtlenku aluminium, która nadaje się do barwienia. Barwienie przeprowadzamy zanurzając element aluminiowy w roztworze barwiącym. Może być to np. Wodny roztwór soli nieorganicznych, takich jak nadmanganian potasu czy dwuchromian potasu, można też zastosować barwnik do ubrań (próbowałem z czarnym) lub nawet zwykły atrament. Roztwór ogrzewamy do temperatury około 70-80 stopni i zanurzamy element. Po około 10 minutach powinien zabarwić się on w sposób trwały. Na zakończenie element należy dobrze spłukać.

Cały proces można przeprowadzić solidniej.
Wtedy stosujemy prąd stały o napięciu około 15-18V i gęstości prądu 1-2 A na decymetr kwadratowy. Przed anodyzowaniem należy odtłuścić aluminium w acetonie i dodatkowo poddać go przez około 1-2 minut wstępnemu wytrawianiu w jednoprocentowym roztworze kwasu azotowego w temperaturze około 18-25 stopni. Po wytrawieniu przedmiot płuczemy w zimnie wodzie i zawieszamy w naczyniu z przygotowanym do anodyzowania elektrolitem z roztworu kwasu siarkowego. Lepsze wyniki powinno dać też zastosowanie po bokach elektrod (katod) ołowianych zamiast aluminiowych.
W związku z tym, że temperatura przy anodyzowaniu nie może przekroczyć 18 stopni, przy zbytnim nagrzewaniu sie roztworu należy go przerwać i poczekać do jego ostygnięcia. W przypadku jeśli zamierzamy barwić aluminium na kolory jasne anodyzujemy go w 10% roztworze kwasu siarkowego przez około 10-15 minut zaś jeśli zamierzamy barwić je na kolory ciemne (szczególnie czarny) robimy to w 20% roztworze kwasu siarkowego przez 30-40 minut (wtedy otrzymujemy grubszą powłokę tlenku). Należy pamiętać, że PRĄD włączamy dopiero po zawieszeniu wszystkich elementów w naczyniu i wyłączamy przed jego wyjęciem. Po przeprowadzeniu barwienia w odpowiedniej kąpieli barwiącej można zanurzyć zabarwiony element w na czas jakiś we wrzącej wodzie, co spowoduje proces hydratyzacji, czyli w uproszczeniu zamykanie się kanalików i porów w warstwie (uszczelnienie powłoki). Przed przeprowadzeniem takiego procesu na czymś co chcemy zabarwić (elemencie noża) dobrze by było doświadczalnie zrobić coś takiego kilka razy z kawałkiem aluminium by nabrać odpowiedniej wprawy i dobrać barwnik do zamierzonego efektu.
Jeśli komuś się przyda mogę spenetrować strych i wrzucić co nieco o jeszcze solidniejszym dwustopniowy barwieniu aluminium i ewentualnie o jego elektrolitycznym polerowaniu.

[budo_age159]

Ciekawy artykuł, pokombinuje w przyszłym tygodniu z kwasem>

Piwo za artykuł dla tego pana

Co do następnych artykułów to zapodawaj, czekam:)

[budo_chichako]

Czy podana przez Ciebie wielkość napięcia /15-18V/ to wartość krytyczna czy można zastosować prostownik do ładowania akumulatora samochodowego?Jak wyszedł Ci czarny?Czekam na dalszy ciąg, bo wiadomości na pewno przydatne.Pozdrowienia.

[budo_cassini]

Niestety 15V to Minimum. Jeśli chodzi o kolor czarny robiłem to dawno temu z elementami do motocykla. Jak najbardziej wyszedł.
Resztę postaram się umieścić w niedzielę, gdyż mudzę skoczyć na strych po teksty źródłowe.
Przypominam o ostrożności przy pracy z kwasami i o tym, że przy procesie anodowania podlegają mu zarówno anodowany przedmiot, jak i drut aluminiowy, na którym wisi. Dlatego drut na elemencie należy mocno ścisnąć kombinerkami by procesu nie spierdzielić.

[budo_cassini]

Zabaw z aluminium część dalsza.

Niestety, jakkolwiek barwienie jednostopniowe zabarwi uzyskaną na aluminium powłokę, przy starannym wykonaniu procesu na kolor zamierzony i trwały mechanicznie, to jednak przy zastosowaniu barwników organicznych (np. barwników do ubrań) szczególnie przy kolorach ciemnych może z upływem czasu blaknąć pod wpływem podwyższonej temperatury lub światła słonecznego (zjawisko takie jakie występuje w materiałach, z których szyje się ubrania). W przypadku przemysłowego barwienia stosuje się barwniki poloksalowe, do których jednak amatorzy mają bardzo trudny dostęp. Lepiej zastosować jest tu barwniki nieorganiczne, takie jak:
szczawian amonowo-żelazowy – kolor złoty. Przy jasnym odcieniu stężenie roztworu to 10g./decymetr sześcienny wody czas kąpieli około 15s. W przypadku koloru intensywnego stężenie 50g./decymetr sześcienny wody czas kąpieli około 5 minut. - proces przebiega w temperaturze 60 stopni, nie jest to jednak wartość krytyczna. W podobny sposób postępujemy z innymi kolorami. Poniżej przedstawiam kilka nieorganicznych substancji barwiących
szczawian amonowo-żelazowy – żółta (złota)
dwuchromian potasu – żółta lub pomarańczowa
nadmanganian potasu – ciemnobrązowa
nadmanganian potasu + azotan miedziowy – czarna
siarczan miedziowy – jasnoniebieska
siarczan niklawy – jasnozielona
siarczan manganowy – jasnoczerwona
Stężenie roztworu, czasy kąpieli i jej temperatura takie same jak w powyżej opisanym procesie.
W przypadku barwienia barwnikami nieorganicznymi w każdym wypadku wytwarzamy grubszą powłokę tlenkową, czyli poddajemy aluminium bardziej intensywnemu anodyzowaniu tak, jakbyśmy zamierzali zabarwić go na kolor czarny.
Przedmiot przed jego zabarwieniem dobrze jest wygrzać w temperaturze 120-130 stopni przez około 10 minut, celem dodatkowego rozwinięcia porów w warstwie tlenkowej

Jeszcze bardziej trwałą, jakkolwiek bardziej pracochłonną i kosztowną metodą jest barwienie aluminium metodą dwustopniową. Polega ono na tym, że przygotowujemy dwie kąpiele z soli nieorganicznych, w których kolejno zanurzamy świeżo anodyzowany przedmiot. Chodzi o to, że kationy z pierwszej kąpieli wchodzą w reakcję z anionami drugiej, co w efekcie daje trwałe i odporne na czynniki taki jak światło czy temperatura barwy. Po zanurzeniu na odpowiedni czas w pierwszej kąpieli przedmiot płucze się dokładnie w wodzie i przenosi się go do kąpieli drugiej. Stężenia tych kąpieli waha się w zależności od zamierzonego efektu i jest to 10- 50g./decymetr sześcienny wody, zaś czas zanurzenia wynosi od 3-15 minut, zaś temperatura w granicach 40-60 stopni.
W przypadku jeśli chcielibyśmy jeszcze bardziej zwiększyć intensywność wybarwienia można zanurzyć po zakończeniu procesu go w kąpieli redukującej z wodnego roztworu pirogallolu, zaś drugi sposób przy barwieniu na kolor brązowy o jeszcze wyższej odporności na światło polega na napawaniu tlenkowej powłoki roztworem proteiny lub innej substancji białkowej (pierwsza kąpiel) a następnie obróbce w kąpieli z nadmanganianu potasu, w zależności od stężenia i czasu kąpieli otrzymać w taki sposób możemy kolory od żółtozłotych do ciemnobrązowych.
Poniżej podaję kilka przykładowych par soli kąpieli barwiących:
1 - octan ołowiawy 2 - siarczan sodu, barwa biała
1 - octan ołowiawy 2 – chromian potasu, barwa żółto-pomarańczowa
1 – octan kadmowy 2 – siarczek amonu, żółta
1 – azotan srebra 2 - dwuchromian potasu, brązowa
1 – siarczan miedziowy 2 – żelazocyjanek żelazowy, brązowa o odcieniu czerwonym
1 – octan ołowiawy 2 – siarczek amonu, ciemnobrązowa
1 – azotan kobaltowy 2 - nadtlenek wodoru, ciemnobrązowa
1 – siarczan żelazowy 2 – żelazocyjanek żelazowy, niebieska
1 – octan kobaltowy 2 – siarczek sodu, czarna
Po zakończeniu procesu barwienia przedmiot należy uszczelnić przez kąpiel we wrzącej wodzie destylowanej przez około 2 minuty na jeden mikrometr grubości warstwy tlenkowej (przy opisanym w pierwszym poście anodowaniu takim jak do barw ciemnych grubość tej warstwy wynosi około 20 mikrometrów, zaś takim jak do jasnych odpowiednio 8 mikrometrów).
Na koniec jeszcze jedna uwaga. Barwić daje się zarówno samo aluminium jak i jego stopy, jednak w przypadku stopów proces ten wymaga wyższej staranności (szczególnie w przypadku stopu zawierającego miedź lub krzem). W takim przypadku bezwzględnie należy dokładnie odtłuścić przedmiot i podać go wstępnemu wytrawianiu w roztworze podanym przy polerowaniu poniżej.

Polerowanie elektrolityczne

Aluminium można polerować na trzy sposoby. Mechanicznie, chemicznie i elektrolitycznie. Ostatnia metoda daje najlepsze rezultaty i stosowana jest do uzyskiwania prawdziwie zwierciadlanych powierzchni, jednak ze względu na dość wysokie napięcia, gęstość prądu i temperatury kąpieli jest procesem dość trudnym, choć jak najbardziej do wykonania w warunkach domowych.
Przygotowanie powierzchni w zależności od zamierzonego efektu:
1 – chcemy uzyskać zwierciadło, wtedy drogą szlifowania i mechanicznego polerowania usuwamy nierówności
2 – chcemy uzyskać jedwabisty mat, wtedy szczotkujemy przedmiot miękką szczotką mosiężną
3 – chcemy uzyskać mat (raczej tyczy się to poprzedniego tekstu o barwieniu) poddajemy przedmiot piaskowaniu (w zależności od granulacji efekt będzie różny).
Po przeprowadzeniu powyższych procesów usuwamy powierzchnię tlenku i tłuszcz.
1 – W przypadku czystego aluminium woda destylowana 50% kwas azotowy czterdziesto procentowy 50% trawimy przez około 10-30 sekund
2 – W przypadku przedmiotów mało skorodowanych i stopów aluminium wytrawiamy przez 1-2 minuty w roztworze woda destylowana 100 centymetrów sześciennych wodorotlenek sodu 10 gramów
Temperatura jednaj i drugiej kąpieli to 50 stopni. W przypadku metody drugiej przed polerowaniem przedmiot celem rozjaśnienia przedmiot na parę sekund zanurzamy w 5% roztworze kwasu azotowego.
Do wstępnego odtłuszczania po polerowaniu mechanicznym wykorzystujemy rozpuszczalnik organiczny (aceton) szczotkując nim przedmiot. Po zakończeniu tej czynności poddajemy go kąpieli w roztworze o składzie:
1 - woda destylowana – 60 centymetrów sześciennych
2 - dwuchromian potasu - 20 gramów
3 - kwas fosforowy stężony – 110 centymetrów sześciennych
4 - kwas siarkowy stężony - 40 centymetrów sześciennych
Należy zachować taką kolejność dodawania poszczególnych czynników jak w numeracji składu powyżej.
Skład chemiczny drugiego roztworu, którym można zastąpić powyższy:
1 – woda destylowana - 91 centymetrów sześciennych
2 – fosforan trójsodowy - 4,5 grama
3 – wodorotlenek sodu – 0,7 grama
4 – szkło wodne – 3,0 centymetra sześciennego
Należy zachować taką kolejność dodawania i mieszania z wodą składników ja powyżej.
Kąpiel w podanych roztworach ma mieć temperaturę 60 stopni.
W przypadku polerowania elektrolitycznego, czynności te należy przeprowadzić bezwzględnie, natomiast w przypadku samego anodowania takie przygotowanie powierzchni skutkuje znacznie większym prawdopodobieństwem uzyskania efektu takiego jak przy profesjonalnej obróbce.
Odtłuszczony przedmiot nie dotykając go palcami natychmiast płuczemy w zimnej wodzie i przenosimy do kąpieli, w której polerujemy go lub anodyzujemy.

Poniżej przedstawiam dwie metody polerowania elektrolitycznego:
Skład kąpieli pierwszej:
1 – woda – 80 centymetrów sześciennych
2 – węglan sodu – 15 centymetrów sześciennych
3 – fosforan trójsodowy - 5 centymetrów sześciennych
Aby proces polerowania przebiegał właściwie, roztwór musi być ogrzany do 70 stopni. Cas polerowania wynosi 10 minut, napięcia ma mieć wartość od 12 do 14V, zaś gęstość prądu 3-4A na decymetr kwadratowy. Katodą jest blacha stalowa.
Skład kąpieli drugiej:
1 – woda destylowana – 14 centymetrów sześciennych
2 – kwas fosforowy stężony 10 centymetrów sześciennych
3 – kwas siarkowy stężony 2 centymetry sześcienne
4 – bezwodnik kwasu chromowego – 6 gramów
Polerownie w tej kąpieli należy przeprowadzić w temperaturze 80-85 stopni stosując napięcia 7-15V i gęstość prądu 10-15A na decymetr kwadratowy polerownej powierzchni.
UWAGA podczas tej kąpieli katodą musi być blacha ze stali kwasoodpornej.
Jeszcze lepszym roztworem do polerowania aluminium, a zwłaszcza jego stopów jest kwas fluoroborowy. By taki roztwór przygotować należy wlać do szklanego lub parcelowanego naczynia 25 centymetrów sześciennych wrzącej wody destylowanej i rozpuścić w niej 5 gramów kwasu borowego (do nabycia w aptece). Po rozpuszczeniu ciągle mieszając dodajemy do roztworu 30 centymetrów sześciennych kwasu fluorowodorowego (UWAGA TEN OSTATNI TO KUREWSKO ŻRĄCE I TRUJĄCE ŚWIŃSTWO, WIĘC OSTROŻNIE Z NIM). Tak otrzymana kąpiel pracuje w temperaturze 25-35 stopni, napięciu 30-35 V i gęstości prądu 6-8A na decymetr kwadratowy polerowanego przedmiotu, zaś do polerowania w tym roztworze należy stosować katody miedziane.

Jeszcze kilka słów o samym procesie:
Przeprowadzamy go w naczyniu szklanym lub kamionkowym (nie biorą ich kwasy i są odporne na temperaturę). W poprzek naczynia równolegle do siebie kładziemy dwie listewki drewniane, w poprzek listewek kładziemy podłączone do odpowiednich biegunów prostownika trzy szyny galwaniczne (pręty mosiężne lub miedziane) w odległości 10 cm od siebie. Na środkowej szynie zawieszamy polerowany przedmiot i podłączamy ja do bieguna dodatniego, zaś na dwóch bocznych odpowiednie dla konkretnego procesu katody i łączymy ja z biegunem ujemnym prostownika. Odpowiednio przygotowana przedmioty powinny być zawieszone na środkowej szynie za pomocą drutu aluminiowego. Przedmiot do polerowania wkładamy i wyjmujemy przy wyłączonym prądzie.
Należy podkreślić, że proces polerowania jest czymś odwrotnym niż pokrywanie galwaniczne metali, dlatego biegunowość jest w nim ty·ż odwrotna.
Po zakończeniu procesu w dowolnej kąpieli, natychmiast wyciągamy polerowany przedmiot i starannie płuczemy go w wodzie.
Wypolerowany przedmiot można poddać omówionemu wcześniej procesowi anodyzowania, co utworzy na nim przeźroczystą warstwę tlenków zapobiegających jego korozji. Można go też barwić w sposób omówiony wcześniej (mamy wtedy kolorowe lusterko) a na koniec koniecznie uszczelnić w sposób opisany wyżej we wrzącej wodzie, gdyż samo anodyzowanie bez uszczelnienia nie zapobiega w stopniu wystarczającym korozji.
Niektóre (może wszystkie odczynniki) opisane tutaj można nabyć w POCHu za wyjątkiem może kwasu siarkowego (słyszałem, że są jakieś utrudnienia, które wprowadził pijany ustawodawca w związku z tym, że stosuje się go przy produkcji prochów). Pamiętajmy, że kwas ten znajduje się w elektrolicie do akumulatorów kwasowych, które można bez większych kłopotów nabyć. Kwas taki można zatężyć, jednak metody tej nie podam nawet na PRIV, gdyż nie chcę bezpośrednio odpowiadać za czyjeś wypalone oczy, zniszczone meble itp. Ktoś, kto łapie co nieco chemię będzie wiedział o co chodzi i bez tej informacji, ktoś inny może dowiedzieć się tego bez mojego udziału.
Życzę powodzenia przy eksperymentach.

[budo_chichako]

Dzięki. Mam parę rzeczy do "pomalowania" na czarno więc biorę się za robotę.

[budo_age159]

dzięki Cassini, jak byś miał jeszcze jakieś materiały odnośnie tematu to daj znać
Jutro pierwsza moja próba "malowania", nie mogę się doczekać jak wyjdzie

[budo_cassini]

Poszukam coś jeszcze o alodynowaniu, czyli takim przygotowaniu aluminium, by mozna było malować je tradycyjnymi lakierami (wiadomo, że takowe raczej dobrze aluminium i jego stopów bez odpowiedniego przygotowania powierzchni się nie trzymają).