Повышение поверхностной твёрдости мягких металлов

Гальванические покрытия наносятся на изделия для повышения антикоррозионной стойкости либо для улучшения физико-механических характеристик поверхностного слоя металла.

Известно, что оксидная плёнка, образующаяся на алюминии, имеет твёрдость больше, чем у стекла или хрома. Именно такая тонкая плёнка (5-15 мкм) получается при обычном анодном оксидировании, целью которого является защита основного металла от коррозии. Но из-за небольшой толщины она продавливается под нагрузкой, вследствие чего мягкий Al или его сплав деформируется. Глубокое твёрдое анодирование, называемое толстослойным, создаёт на поверхности алюминия плёнку толщиной 20-70 мкм, обладающую твёрдостью 7-9 единиц по шкале Мооса. Поверхностная прочность гальванизированных деталей значительно возрастает, что позволяет сочетать малый вес изделий из «серебристого металла» с их высокой износоустойчивостью. В зависимости от состава сплава толщина плёнки глубокого твёрдого анодирования варьируется в широких приделах, но не должна превышать 80-100 мкм. В слишком толстом покрытии образуются разрушающие критические напряжения, ухудшающие прочностные характеристики металла.

Гальваническое покрытие, нанесённое способом толстослойного анодирования, широко используется для улучшения прочностных характеристик лёгких сплавом в аэрокосмической и электронной промышленностях. Оно повышает жаростойкость изделий, используемых в самолётостроении, ракетостроении и при создании космических аппаратов. Его применяют для защиты поверхности спутниковых антенн и устройств радиолокационных станций. В автомобильной промышленности и машиностроении глубокое твёрдое анодирование проводят для деталей, подвергающихся трению и значительным механическим нагрузкам, например, в двигателях внутреннего сгорания. Данный вид обработки позволяет изготавливать из алюминия даже малоинерционные зубчатые колёса для различных механических передач. Так как обычно твёрдому анодированию подлежит не вся поверхность изделия, её остальную её часть изолируют лаком и в дальнейшем защищают обычным способом.

Основой качественного процесса является контроль за параметрами тока и хороший контакт с обрабатываемой поверхностью. При резком падении напряжения при анодировании плёнка повреждается, а металл начинает оплавляться. Обязательным условием является соблюдение температурного режима электролита, для чего используют холодильные установки.