До списку статей

Захист металів у військовій сфері: технологія анодування

Анодування у військовій промисловості – різновид технології обробки металу, яка запобігає розвитку корозії, захищає від іржі, покращує зносостійкість, зовнішній вигляд металу. Це електрохімічний процес, який зміцнює металеву поверхню, формує покриття, стійке до корозії та іржі. 

У військовій промисловості анодування активно використовується для стрілецької зброї, авіаційних деталей, бронетехніки, морської техніки. Важливість анодування у військовій промисловості полягає в тому, що в умовах бойових дій метали часто потрапляють в екстремальне середовище: вода, пісок та інші подразники, що може призвести до руйнування. Процес допомагає покращити експлуатаційні якості техніки, зробити її більш безпечною для використання. 

Переваги анодування військових деталей

Анодування військових металів має безліч переваг, тому активно використовується, особливо в наш час. Основні переваги:

  1. Захист від іржі та корозії. Завдяки окисному покриттю значно підвищується стійкість металевої поверхні до вологи, бруду, піску, агресивних хімічних речовин та інших подразників, що важливо на полі бою. Підвищується міцність матеріалу.
  2. Зниження ризику механічного пошкодження. Анодований метал має більшу міцність, він стійкий до механічних пошкоджень, завдяки чому має довший термін експлуатації. 
  3. Зменшення блиску. У військовій справі додатковий блиск ні до чого. Особливо коли потрібно замаскуватись. Процес анодування маскує поверхню металу, робить її матовою, прибирає зайвий блиск. 
  4. Покращення адгезивних якостей. Завдяки анодуванню поверхня металу краще сприймає будь-яке покриття: фарба, лак, маркування та камуфляжне покриття, яке довго зберігається, не вигоряє на сонці, не тьмяніє. 
  5. Перелік переваг показує, що анодування – основний процес для збереження якісних та експлуатаційних характеристик металу для військових цілей. 

Типи анодування у військовій промисловості

Наша компанія пропонує декілька видів анодування, а саме: хромове, сірчанокислотне, тверде. Процес обирається залежно від типу кислого електроліту, який використовується, а також від товщини оксидного шару.[1] 

Розглянемо більш детально кожен вид анодування металів: які особливості, переваги, нюанси. 

 Хромове анодування (Type I, Chromic Acid Anodizing)

Хромове анодування передбачає використання хромової кислоти, яка допомагає створити тонкий, оксидний шар на поверхні, який має захисні функції. Товщина шару складає від 0,5 до 18 мкм. Попри те, що він тонкий, цей оксидний шар надійно захищає вироби з металу від корозії, іржі та гниття. Такий вид анодування має свої особливості:

  • підходить для деталей, які виготовлені з різноманітних сплавів;
  • гарне рішення для складних конструкцій;
  • не зменшує розмір виробу під час процесу анодування;
  • має гарні адгезійні властивості;
  • можна фарбувати в будь-який камуфляжний колір.

Але метод також має свої недоліки:

  • використовується не так часто, адже має екологічні обмеження;
  • висока вартість, попри доступність методу;
  • в деяких країнах не використовується взагалі через агресивну технологію.

Попри наявність недоліків, на хромове анодування типу І можна звернути увагу, якщо немає змоги скористатися іншими методами. [2]

Сірчанокислотне анодування (Type II, Sulfuric Acid Anodizing)

Сірчаний метод достатньо популярний в військовій промисловості та промисловості взагалі. Анодування сірчаною кислотою – процес створення стійкого до корозії, іржі, міцного покриття на поверхні алюмінію та інших сплавів. Під час процесу використовується сірчана кислота для створення товстого або помірного оксидного шару. Товщина може бути від 1,8 до 25 мкм. Завдяки більшій товщині оксиду матеріал стає більш стійким до корозії та іржі. Розділяється на два класи. Перший клас означає безбарвне покриття, а другий – забарвлене в різноманітні кольори, залежно від потреби. 

Такий метод потребує сертифікації для військових застосувань.

Тверде анодування (Type III, Hard Anodic Coatings)

Під час твердого анодування, на відміну від інших методів, коли метал покривається оксидом тільки зовні, матеріал покривають захисним товстим шаром не тільки зовні, але і в середині. Покриття проводиться також за допомогою сірчаної кислоти. Оксидний шар має товщу від 13 до 150 мкм. Основні переваги такого методу:

  • при низьких температурах утворюється стійке, міцне покриття;
  • ідеально підходить для критичних військових компонентів;
  • використовується в авіаційних деталях, важкій бронетехніці, стрілецькій зброї. 

Метал, анодований за допомогою твердого методу, має гарні корозійно-стійкі властивості, гарну міцність та хороші експлуатаційні характеристики. 

Технологічний процес анодування

Анодування військового металу – процес, який потребує чіткої послідовності. В основі методу стоїть принцип електрохімічної дисоціації. Процес відбувається в гальванічній ванні за участю сірчаної кислоти, до якої подається електричний струм. 

Щоб поліпшити якість матеріалу, який підлягає анодуванню, його обробляють біхтроматом натрію пів години за температурою 95 градусів по Цельсія. 

Крім сірчаної кислоти в якості електролітів також використовують:

  1. Щавлевокислий електроліт. Цей розчин має жовтий колір, показники еластичності, твердості. При згинанні поверхні плівки чутно невеликий хрускіт, але при цьому властивості не втрачаються. Метал, оброблений цим розчином стає міцнішим, захищеним від корозії, іржі, позбавляється зайвого блиску. Але мінус цього розчину полягає в низьких адгезійних якостях. 
  2. Ортофосфорний електроліт. Такий розчин використовується, як проміжний етап перед процесами нікелювання, обміднення, залежно від металу, який підлягає обробці. Мінус полягає в тому, що метал після обробки цим розчином погано підлягає фарбуванню та будь-якому іншому покриттю, що є мінусом для військових, адже важливо, щоб техніка була непомітною для ворога. 
  3. Хромовий електроліт. Це розчин борної кислоти та хромового ангідриду. обробка таким електролітом більше підходить для легкої військової техніки, наприклад, для стрілецької зброї. 

Основні етапи процесу анодування:

  1. Спочатку проходить підготовка поверхні. Процес проводиться ретельно, адже від підготовки залежить результат. В підготовку входить видалення бруду, іржі, знежирення, очищення. Для очищення поверхні беруть спеціальний лужний розчин температурою від 49 до 71 градуса. Важливо, аби після підготовчого процесу поверхня була рівною та гладенькою. 
  2. Далі іде попередня обробка. Залежно від металу, це може бути освітлення хімічним шляхом, матове травлення. 
  3. Наступний етап – перша стадія анодування. На початку використовується розчин електроліту приблизно 15-20 відсотків на конкретну вагу. Далі передається електричний струм, який накладає на матеріал захисний шар. Процес займає до 20 хвилин. Концентрація кислоти сягає не більше 20 відсотків. 

Далі будь-яка обробка металу можлива вже після анодування. Сам процес не займає багато часу, проводиться до спалахів на поверхні металу. 

Щоб надати металу більшої довговічності, а також щоб зробити його непомітним для ворога, після анодування відбувається нанесення покриття. Зазвичай це фарба захисного кольору. 

У виробництві розрізняють три види анодування:

Тепле анодування. Проводиться декілька разів, доволі проста маніпуляція. Виріб спочатку знежирюють, потім анодують до молочного кольору. Наступним етапом іде фарбування та занурення в гарячі захисні розчини. 
Холодне анодування. Проводиться в умовах температури від +10 до –10 градусів Цельсія. У якості основного електроліту виступає сірчана кислота. Матеріал в такому випадку не покривають різноманітними барвниками, але додатково проварюють в дистильованій воді. 
Тверде анодування. Використовується одразу декілька кислот, а саме: борна, сірчана, щавелева. Ця методика активно використовується в військовій промисловості, адже дає найкращий результат. 

За стандартами безпеки заходи проводять на відкритому повітрі за наявністю захисного одягу, масок, рукавичок. При потраплянні розчину на шкіру промивають содою. 

Застосування анодування у військовій промисловості

У військовій сфері метал майже всюди: важка техніка, легка стрілецька зброя, морська техніка, авіаційні компоненти. 

Легка стрілецька зброя – автомати, приціли, пістолети. Специфіка стрілецької зброї полягає в тому, що вона знаходиться в екстремальних умовах: надмірна вологість, бруд, пил. Для покращення якості зброї, а також для можливості ефективного маскування, для того, аби збільшити стійкість, проводиться анодування. 

Бронетехніка на навчанні та у воєнний час також постійно перебуває в екстремальних умовах. Щоб якісно захистити її від корозії, іржі, покращити якісні та експлуатаційні характеристики, проводиться процес покриття за допомогою кислот і току. 

Авіаційне анодування відрізняється максимальною точністю, деталі мають бути міцними, стійкими до корозії, адже від якісного процесу анодування залежать не тільки характеристики та експлуатація літака, але й безпека пілота. Зазвичай для авіаційних деталей використовується тверде анодування. Воно стійке до агресивного середовища, надійно зміцнює авіаційні деталі. 

Морська техніка зазвичай постійно контактує з солоною водою. Кораблі, підводні човни постійно виконують задачі на морі, тому потребують надійного захисту, а саме анодування. 

Сертифікація та стандартизація у військовій галузі

Анодування у військовій галузі – процес, який потребує сертифікації та стандартизації. Це не просто покриття захистом у промислових умовах. Анодування металу військової промисловості – це перш за все безпека. 

Основні технічні стандарти та сертифікації, які контролюють якість проведення анодування:

  1. MIL-A-8625F – стандарт, який вважається фундаментальним, визначає основні вимоги до анодованих покриттів усіх типів, а саме I, II, III типи. Перший тип – анодування хромом. Другий тип – анодування сірчаною кислотою. Третій тип – тверде анодування. 
  2. ISO 7599 – міжнародний стандарт якості, який використовується не тільки для захисного, але і для декоративного анодування. Застосовується цей сертифікат для будь-якої військової техніки. 
  3. ASTM B580 – методика, яка допомагає визначити якість та товщину захисного шару, який наносять на метал військової техніки. 
  4. ГОСТ 9.301-86 – прийнятий стандарт для країн СНД. Він регулює технологію машинобудівництва, але теж підходить для анодування військового металу. Завдяки цьому стандарту регламентується якість електротехнічного покриття. 
  5. AMS 2471 / AMS 2472 – така специфікація використовується для сірчанокислотного анодування. [4,5]. 

Всі ці стандарти та сертифікації мають бути взяті до уваги під час анодування деталей для військової промисловості. Вони гарантують дотримання всіх умов, якості, а також проведення процесу по сучасним технологіям. Ці стандарти стосуються будь-якої військової техніки, як легкої, так і важкої, включаючи авіацію та морські кораблі, катери та підводні човни. Перш ніж замовити анодування, потрібно перевірити, чи мають компанії потрібні сертифікати та чи проводять тестування на якість. 

Висновки

Анодування металів військової промисловості – важливий процес, який забезпечує захист для техніки на всіх рівнях. Формування оксидного шару надійно захищає метал від корозії, іржі та гниття. До того ж завдяки анодуванню метали отримують здатність нормально функціонувати в будь-яких екстремальних умовах, покращують свої технічні та експлуатаційні характеристики. Анодування надає металам унікальних властивостей. 

Звісно, деякі технології поки що не досконалі, оскільки несуть суттєві екологічні ризики, але в сучасному світі вони майже не використовуються. Але сучасні технології направлені на пошук більш безпечних розчинів для проведення захисного покриття. 

Процес постійно розвивається, розробляються нові технології, наприклад, створення безпечного для екології гібридного покриття, нових стандартів якості, цифровізація системи моніторингу в реальному часі. Нові технології анодування можуть зробити військову техніку менш помітною для ворога та більш безпечною для того, хто її використовує. 

Використані джерела: