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Autore Argomentoossidazione anodica dellalluminio
glob
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Post ossidazione anodica dellalluminio
il: May 29, 2014, 11:19
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Salve a tutti,
oggi comincio un nuovo argomento che ha a che fare con la finitura superficiale dei nostri modelli: la "ossidazione anodica dell'alluminio".
Per chi volesse approfondire l'argomento (io mi limiterò a dare qualche consiglio per i nostri modelli) può trovare interessante i seguenti indirizzi:
http://www.it.wikipedia.org/wiki/leghe_di_alluminio
http://www.aital/pubblicazioni/schede anodizzazione/Rev07.doc
Quello che noi chiamiamo"alluminio" (tondo, piastra,profilato) è in realtà una lega, che, a seconda dei suoi componenti, prende nomi commerciali e sigle diverse.
Ci sono 9 serie di leghe: si va dalla 1000 alla 9000 che è sperimentale.
Le più note sono: la serie 2000 nota con vari nomi: AVIONAL, DURAL, DURALLUMINIO, i cui componenti sono: Al,Cu, Mg, Si;
la serie 6000 nota come ANTICORODAL (Al, Mg, Si). La Al6060 presenta caratteristiche di media resistenza meccanica, ottima resistenza alla corrosione e, ciò che a noi interessa, ottima attitudine alla anodizzazione e alla finitura superficiale.
Detto ciò vediamo quali sono le operazioni da compiere per fare una buona ossidazione anodica (useremo lo stesso apparato per la galvano-plastica).
In ordine sono le seguenti: sgrassaggio, decappaggio, neutralizzazione acida, anodizzazione all'acido solforico. Per ultimo la colorazione per assorbimento.
Per oggi ci fermiamo qui, il prossimo argomento sarà lo sgrassaggio "casalingo"
Ciao a tutti, Giuseppe.

glob
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Post Re: ossidazione anodica dellalluminio
il: May 30, 2014, 18:24
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Salve a tutti,
Oggi parliamo dello "sgrassaggio" del seguente "decapaggio" e della "neutralizzazione acida", che sono operazioni da farsi in sequenza.
SGRASSAGGIO: lo scopo di questa operazione è quello di eliminare qualsiasi traccia di sostanze organiche che la superficie del pezzo che vogliamo anodizzare può aver trattenuto. Dal punto di vista industriale può comportare l'uso di varie sostanze chimiche, tuttavia una condizione è importante da rispettare anche in uno "srassaggio casalingo": l'acqua non deve contenere sali di calcio e di magnesio, pertanto in tutte le operazioni che faremo useremo acqua deionizzata e guanti di lattice per non ingrassare con le mani il pezzo che stiamo cercando di pulire. Permettetemi una piccola digressione: ho sempre parlato di "acqua deionizzata" e non di "acqua distillata" come comunemente si dice.
Non sono la stessa cosa: quella che si può acquistare in negozio in genere è deionizzata cioè privata degli ioni (Ca, Mg, Be) che conferiscono all'acqua la sua "durezza"; viene ottenuta facendo scorrere lentamente l'acqua naturale attraverso le "resine scambiatrici di ioni" e costa molto poco. L'acqua distillata invece richiede il passaggio per un distillatore: deve essere riscaldata fino all'ebollizione, trasformata in vapore, ricondensata, così in questi passaggi vengono eliminati sia i sali della durezza sia le eventuali sostanza organiche presenti: quindi costa parecchio e non è cosa da grandi magazzini.
Il nostro sgrassaggio lo faremo lavando accuratamente con il "VIM" e strofinando energicamente il pezzo, quindi risciacqueremo bene il tutto sempre con acqua deionizzata. Tutto qui :) .
DECAPPAGGIO: è un trattamento chimico e richiede attenzione perchè è intrinsecamente pericoloso (eventualità di schizzi corrosivi). Quindi useremo guanti in lattice, occhiali protettivi e abiti vecchi che al prossimo lavaggio presenteranno dei buchi prima inesistenti :( .
Il decapaggio richiede una vasca in PVC con pareti spesse (vanno bene quelle che si usavano per la fotografia) e soda caustica (NaOH) nella proporzione di 40 grammi per litro. La soluzione deve essere a circa 50 gradi e pertanto riscalderemo l'acqua in una pentola inox prima di sciogliere la soda.
La temperatura verrà auto-mantenuta perché il decappaggio dell'alluminio è esotermico. L'immersione del pezzo nel bagno durerà almeno 10 minuti.
NEUTRALIZZAZIONE ACIDA: Il bagno di decappaggio è fortemente basico e la superficie del pezzo da ossidare rimane tale anche dopo ripetuti risciacqui: occorrerà quindi un bagno acido per acido solforico (50 grammi di acido concentrato per litro di acqua deionizzata)
La neutralizzazione acida è necessaria per eliminare gli idrossidi di magnesio e di ferro che si formano con il decapaggio alcalino e che non permetterebbero una buona riuscita della successiva ossidazione anodica.
Per oggi ne ho dette troppe... Alla prossima
Giuseppe

glob
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Post Re: ossidazione anodica dellalluminio
il: May 31, 2014, 20:23
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Salve a tutti,
oggi parliamo della operazione che segue quelle appena fatte (sgrassatura, decapaggio basico, neutralizzazione acida): l'ossidazione anodica.
Di per se l'operazione è semplice: occorre un generatore di corrente continua costante, una vasca in PVC da almeno 4 litri, acido solforico, un aereatore per tenere la soluzione in continuo movimento e l'oggetto che si vuole anodizzare, MA... :| , vediamo assieme passo passo di cosa dobbiamo tener conto.
CARATTERISTICHE DELLA VASCA: deve essere in PVC, il suo volume è determinato dalla quantità di corrente che si userà: la relazione empirica volume/corrente è la seguente: 2 litri/ampere, quindi con una vasca di almeno 4 litri potremo usare fino a 2 ampere ci corrente. L'anodo(+) sarà il nostro oggetto, il catodo(-) può essere di piombo, ma anche di alluminio: Pb non altera la soluzione, Al tende a sciogliersi (questo però è un problema industriale).Ricordo, ancora una volta, che nella preparazione della soluzione verseremo l'acido in acqua e NON viceversa, e molto lentamente: la reazione di solubilizzazione dell'acido solforico in acqua è violentemente esotermica e la soluzione può arrivare a bollire: dovremo farla raffreddare fino a 20-25 gradi che è la temperatura ottimale per l'ossidazione: per questo motivo sarebbe opportuno avere un'altra vasca contenitore con dentro acqua fredda (ghiaccioli) ed un termometro con cui tenere sotto controllo la temperatura della soluzione.
CLASSI DI SPESSORE DELL'OSSIDO ANODICO: sono standard, si misura in "micron" (milionesimi di metro o millesimi di millimetro che è lo stesso), sono 5 e anoi possono interessare le prime due 5 oppure 10 micron di spessore.
PARAMETRI DI PROCESSO: sono diversi e si influenzano reciprocamente, sono:
1) concentrazione dell'acido, 2) densità della corrente, 3) durata del trattamento, 4) temperatura, 5) agitazione del bagno, 6) aggiunta di additivi.
1) CONCENTRAZIONE DELL'ACIDO SOLFORICO: usando in partenza acido concentrato (98 Be) potremo variare la concentrazione da 150 a 220 grammi/litro
(14-20% in peso): più è elevata la concentrazione maggiore è la conducibilità della soluzione e occorre minor tempo, d'altra parte si possono creare delle macchie quindi in definitiva occorre l'esperienza che si fa sul campo :? . Con basse concentrazioni di acido e di corrente si possono ottenere superfici brillanti.
2) DENSITA' DI CORRENTE: useremo una densità di corrente pari a 1,4 - 1,8 ampere/decimetro quadro. Secondo la legge di Faraday lo strato di ossido che si forma è funzione solo della quantità di corrente che è passata: per le leghe del gruppo 6000 (6060) si ha la seguente relazione sperimentale:
1 ampere-ora/decimetro quadro produce 18 micron di strato di ossido
3) DURATA DEL TRATTAMENTO: in genere lo spessore di ossido aumenta col tempo, ma dopo un'ora si ferma perché l'ulteriore ossido vine mangiato dall'acido della soluzione .Esiste una relazione empirica che mette in relazione spessore(S), densità di corrente(D). tempo in minuti(T): S= 0,3 x D x T.
Da questa relazione si ricava che occorreranno 10 minuti per avere 0,5 micron di spessore di ossido, 25 minuti per 10 micron, 35 per 15, circa.
4) TEMPERATURA DEL BAGNO: l'anodizzazione è una reazione fortemente esotermica, cioè sviluppa una notevole quantità di calore: come detto precedentemente non è bene che il bagno si riscaldi, quindi dobbiamo raffreddarlo: il secondo contenitore con acqua fredda ed un termometro ad immersione in vetro saranno sufficienti per i nostri scopi. La temperatura NON deve superare i 20- 25 gradi centigradi: 22 gradi sono l'ottimale.
5) AGITAZIONE DEL BAGNO: è importante avere una concentrazione omogenea in tutto il bagno: l'acido solforico è pesante e tende a depositarsi sul fondo della vasca concentrandosi: una agitazione per insufflazione d'aria (ottenuta con un aereatore per acquari) per noi è sufficiente.
6) ADDITIVI : Si può aggiungere acido ossalico(12 grammi/litro di acido) che porta alcuni vantaggi: permette di lavorare a temperature più elevate (fino a 24°C, forma un ossido più compatto e duro. Troppo acido ossalico può dare una colorazione giallastra all'ossido.
Per ora basta: vi ho tediato fin troppo, alla prossima con la colorazione chimica.
Giuseppe

glob
Moderatore
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Post Re: ossidazione anodica dellalluminio
il: June 6, 2014, 22:31
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Salve a tutti,
oggi parliamo della colorazione chimica o per "assorbimento" sull'ossido prima ottenuto.
Abbiamo appena anodizzato il nostro oggetto e vogliamo conferirgli un colore diverso: dirò qualche cosa per il nero, l'oro ed il bronzo.
Queste colorazioni si realizzano per semplice immersione dell'allumino anodizzato in opportune soluzioni di coloranti: non si usa la corrente elettrica.
Le colorazioni possono essere "organiche" oppure "inorganiche", dipende dai reattivi usati. Le colorazioni organiche sono quelle che offrono una vasta gamma di tinte, quelle inorganiche un po' meno.
NERO ORGANICO: la colorazione per il nero richiede uno spessore di ossido di almeno 20 micron, quindi bisognerà allungare i tempi della ossidazione anodica.
Il reattivo maggiormente usato è il "nero MLW" della Sandoz oppure quello della Sanodal.
Parametri operativi: concentrazione per il nero MLW : 10 g/l ; temperatura :40-50°C ; pH tra 4,1 e 4,3 ( l'acidità si ottiene aggiungendo acido acetico diluito 1;10) ; tempo: è necessario osservare visivamente il grado di nero ottenuto: in genere tempi maggiori conferiscono neri intensi e resistenti alla luce (da1 a 10 minuti). Purtroppo per la misura della acidità è necessario un pHmetro che è una apparecchiatura delicata e costosa (si può trovare dai rivenditori di prodotti chimici: a Padova io mi sono sempre fornito dalla Vetrotecnica) .
COLORAZIONI INORGANICHE : ORO: il bagno di colorazione è costituito da una soluzione acquosa di 15-25 g/l di ossalato ferrico di ammonio (sale doppio), l'acqua sarebbe meglio fosse distillata perché la presenza anche minima di impurezze porterebbe a brutte colorazioni. Altri parametri: temperatura tra i 35 e i 45°C ; tempo da 1 a 10 minuti a seconda della tonalità desiderata ; pH da 4,5 a 5,0 (soluzione acida per acido ossalico diluito 1:10)
BRONZO INORGANICO: prima di eseguire questa colorazione occorrerà lavare l'oggetto con una soluzione di bicarbonato di sodio (10 g/l) quindi si immergerà il pezzo in una soluzione di acetato di cobalto(5-10 g/l) a pH 6-7 a temperatura ambiente per 1 o 2 minuti, da ultimo in una soluzione di permanganato di potassio (10g/l) a pH 6-7 per un tempo variabile da 1 a 5 minuti a secoda della tonalità che si vuole ottenere.
La soluzione di permanganato è meglio prepararla in due tempi: sciogliamo la quantità richiesta in un po' di acqua distillata, quindi portiamo al volume richiesto. I tempi di immersione in permanganato devono sempre essere più lunghi di quelli del cobalto.
Anche per questa operazione è importante il pH (grado di acidità) che può essere abbassato con acido acetico o alzato con ammoniaca diluita.
E con questo penso di aver finito :D :| :(
Giuseppe

EM500
Raffinato Tornitore
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Post Re: ossidazione anodica dellalluminio
il: June 8, 2014, 16:41
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Ciao Giuseppe
Sono arrivato al processo di anodizzazione e ho notato l'innalzamento della temperatura del bagno dovuto al passaggio di corrente, ho risolto il problema immergendo un serpentino autocostruito con tubo cristall da 3/8" nel quale ho fatto scorrere dell'acqua di pozzo a 13 gradi, dosandone il flusso la temperatura si è stabilizzata.
Inutile dire che queste cose devono essere fatte all'aria aperta con nessuno attorno facendo massima attenzione alla sicurezza. Per ora i risultati non sono brillanti ma sono dovuti al fatto che la superfice che ho scelto non era perfetta, l'anodizzazione non toglie le magagne superficiali eventualmente presenti sul pezzo che si vuole anodizzare.
Il primo pezzo l'ho buttato ma l'esperienza è rimasta.
Grazie
Federico

glob
Moderatore
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Post Re: ossidazione anodica dellalluminio
il: June 8, 2014, 18:56
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Ciao Fede,
in effetti il raffreddamento del bagno viene ottenuto (industrialmente) con l'utilizzo di serpentine immerse nel bagno stesso. I procedimenti iniziali di sgrassaggio, decappaggio e neutralizzazione acida sono fondamentali; tuttavia se il pezzo ha delle "magagne" ci si ritroverà con le magagne anodizzate... .:)
In ogni caso sicurezza anzi tutto: il che vuol dire guanti di gomma e occhiali para spruzzi!
Saluti,
Giuseppe

gennysdv
Nuovo
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Post Re: ossidazione anodica dellalluminio
il: February 25, 2017, 11:54
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ciao anche io la effettuo da un paio d'anni, e prima di tutto è la sicurezza , aggiungerei alla lista anche delle maschere per gas o meglio un aspiratore centrifugo .

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