Оксидирование. Процесс оксидирования. Оксидирование алюминия.

Что такое Оксидирование?! Термическое оксидирование.

Мы уже знаем, что некоторые окисные пленки, образующиеся в результате коррозии, предупреждают дальнейшее разрушение металла. Легко подвергающиеся коррозионному разрушению металлы: алюминий, магний и цинк — стойки в атмосферных условиях, так как вследствие легкой окисляемости на их поверхности образуется прочная окисная пленка. Пользуясь этими свойствами окисных пленок, часто создают искусственные окисные пленки, это называется оксидирование. Оно широко используется для защиты огнестрельного оружия, станков, различных приборов и т.д. При таком покрытии детали приобретают характерный черный или синий окрас. Оксидированию обычно подвергаются изделия из железа, стали, алюминия и его сплавов.

Существует два способа оксидирования стальных деталей:

— Мокрый (химическое оксидирование);

— Сухой (термическое оксидирование).

Химическое оксидирование. Раствор оксидирования.

Наиболее распространен химический способ для получения защитной пленки на изделиях, изготовляемых из железа. Химическое оксидирование производят в растворах щелочей, к которым добавлены азотнокислые и азотистокислые соли щелочных металлов.

Для этой цели используют иногда растворы следующего состава: едкого натра 800 г на 1 л, азотнокислого натрия 50 г на 1 л и азотистокислого натрия 200 г на 1 л. Приготовленный таким образом раствор нагревают до кипения и погружают в него предварительно обработанные (очищенные от загрязнений и жира) изделия из железа и стали. Через 20—30 мин изделие приобретает красивый черный цвет с синеватым оттенком. Наряду с воронением применяют также синение химическим способом. В этом случае изделие погружают на 1—2 мин в смесь расплавленных солей, азотнокислого и азотистокислого калия или азотнокислого и азотисто-кислого натрия, нагретых до температуры 310—350° С.

Иногда в такие растворы добавляют еще едкий натр в количестве 2—3%. После того как изделие вынимают из ванны, его промывают вначале в холодной воде, затем в горячем растворе мыла. После промывания изделие высушивают и смазывают минеральными маслами.

Оксидирование алюминия.

Особенно широко используют оксидирование для защиты от коррозии алюминиевых и магниевых сплавов, что получило широкое распространение в авиационной промышленности. Цель оксидирования алюминия сводится к тому, чтобы усилить имеющуюся на поверхности алюминия пленку. Утолщение оксидной пленки производят химическим или электрохимическим способом. В растворах, содержащих бихромат натрия или калия осуществляют оксидирование алюминия и его сплавов. Это происходит следующим образом, сначала детали из алюминия подвергают химическому обезжириванию в растворе из состава: фосфорнокислого натрия 500 г на 1 л, едкого натра 10 г на 1 л, жидкого стекла 30 г на 1 л. Раствор нагревают до температуры 50—60° С, и в него погружают изделие на 3—5 мин, после чего тщательно промывают сначала в горячей проточной, затем в холодной воде. После промывания изделие погружают в раствор, состоящий из кальцинированной соды (50 г на 1 л), бихромата натрия или калия (15 г на 1 л) и едкой щелочи (2—3 г на 1 л). Раствор этот нагревают до температуры 85—100°С. Оксидирование продолжается 5—30 мин, после чего изделие тщательно промывают и высушивают. Сущность электрохимического оксидирования заключается в том, что изделие из алюминия и его сплавов в качестве анода помещают в раствор электролита, состоящего из раствора 20-процентной серной кислоты, при протекании через электролит постоянного электрического тока плотностью 0,8—1,0 а на 1 дм², напряжением 10—12 в. При этом на аноде идет процесс разряда гидроксильных ионов и выделение кислорода.

В результате химического взаимодействия кислорода с поверхностью алюминия образуется защитная окисная (или оксидная) пленка Аl₂O₃. Полученная оксидная пленка подвергается дополнительно химической обработке раствором бихромата калия при температуре 92—98° С.

Оксидная пленка на алюминии имеет красивый серебристый цвет и обладает высокой коррозионной устойчивостью. Роль образовавшейся на поверхности коррозионной пленки в защите изделия от коррозии легко проверить следующим опытом: погрузим алюминиевую пластинку в раствор щелочи на 1—2 мин для того, чтобы разрушить поверхностный слой окиси алюминия. Затем промоем ее в воде для удаления следов щелочи. Приготовленную таким образом пластинку, на поверхности которой нет окисной пленки, опустим в 1-процентный раствор закисной азотной ртути на 1 мин для того, чтобы создать условия, предупреждающие образование плотной окисной пленки, после чего опять промоем в воде для удаления солей ртути, насухо вытрем пластинку мягкой ветошью или фильтровальной бумагой. Поверхность пластинки быстро покрывается массой в виде рыхлой пленки гидрата окиси алюминия. При этом пластинка быстро разогревается. Этот опыт показывает, что не защищенная окисной пленкой поверхность алюминия неустойчива, в то время как окисная пленка надежно предохраняет ее от разрушающего действия атмосферы.