Анодированная сталь против нержавеющей стали: основные различия

Сталь — это материал, на который современное производство в значительной степени полагается для изготовления бесчисленных предметов в различных отраслях. Как и ее обширная применимость, на рынке доступны несколько типов стали с различными составами легирования и свойствами. Нержавеющая сталь — один из предпочтительных сплавов из-за коррозионной стойкости, тепловых характеристик, прочности и эстетической привлекательности, но она дороже других. 

Часто производители используют поверхностно обработанные обычные стали для достижения этих качеств по конкурентоспособной цене. Однако важно понимать разницу между анодированной сталью и нержавеющей сталью, чтобы не выбрать неправильный материал для своего проекта.

В этой статье будет представлен сравнительный обзор нержавеющей стали и анодированная сталь. 

Что такое анодированная сталь?

Анодированная сталь 

Анодированный металл или процесс анодирования Обычно анодирование ассоциируется с алюминием и его сплавами. Тонкий естественный оксидный слой наносится на алюминиевые сплавы электрохимическим методом, что обеспечивает лучшую износостойкость и превосходную защиту от коррозии. Однако анодирование стали включает в себя не только электрохимический процесс; вместо этого для создания покрытия используются кислые ванны с вторичными металлами (такими как цинк или алюминий). анодирование твердого покрытия слой. Иногда металлы покрытия используются в качестве анода для создания поверхности покрытия. 

Анодирование стали не похоже на анодирование алюминия; либо горячие кислотные ванны, либо электрохимическое осаждение вторичного металла создают твердый защитный слой на поверхности стали: оксидное покрытие типа Blak может обеспечить тот же уровень защиты, что и анодированный алюминий.  

Детали из анодированной стали 

Индивидуальное анодирование стали цинком или алюминием обычно подходит для низкоуглеродистых и среднеуглеродистых марок сплавов, таких как SAE 1018, SAE 1020, SAE 1045, AISI 4130 и AISI 4140. Лучше сначала выполнить обработку на станках с ЧПУ, а затем анодировать конечные детали, когда дело дойдет до механической обработки.

Процесс анодирования стали

Использование агрессивных реагентов, таких как анодирование стали и гидроксида натрия (NaOH), является обязательным. Анодирование направлено на то, чтобы на поверхности металла образовалась анодная пленка для повышения коррозионной способности. Что касается наиболее используемых покрытий стали, то можно упомянуть покрытия гидроксидом натрия или гидроксидом калия (KOH).

Критические параметры должны контролироваться на протяжении всего процесса анодирования для получения наилучшего результата. Некоторые из параметров процесса чувствительны и должны эффективно контролироваться для улучшения процесса анодирования и сформированных покрытий, как обсуждается ниже;

●Концентрация и состав кислотного раствора
●Концентрация и состав кислотного раствора
●Время выполнения процесса
●Приложенное напряжение
●Температура раствора
● Предварительная обработка стали

Этапы анодирования стали

●Подготовка: Сначала промойте сталь деионизированной водой, чтобы удалить любые загрязнения с поверхности стали.
●Погружение: Замочите сталь в растворе NaOH или KOH с концентрацией 50%.
●Подготовка: Припаяйте стальную деталь к положительному полюсу (аноду) источника питания. Противоэлектрод, который может быть изготовлен из стали, платины или никеля, является еще одним важным компонентом ячейки.
●Поддержание раствора: Поддерживайте постоянную температуру раствора и регулярно перемешивайте электролит с помощью магнитной мешалки.
●Электролитический процесс: Возьмите проволоку с металлическим сердечником, погрузите ее в электролит, а затем соедините два конца проволоки с батареей. Это создаст пассивную пленку на внешней поверхности стали, повышая ее защиту.

Толщина анодного покрытия зависит от концентрации кислотного раствора, в который погружается сталь, и времени, которое требуется для этого. Как правило, чем больше время погружения, тем толще и устойчивее получается пленка.

При анодировании стали на ее поверхности образуется покрытие из магнетита (Fe3O4). Хотя это покрытие химически похоже на ржавчину, оно обеспечивает хорошую защиту основного металла. Недавно анодированная поверхность имеет разные цвета в зависимости от угла обзора; это одна из характеристик этого процесса. Этот визуальный эффект является причиной того, что анодированная сталь применяется для таких изделий, как посуда, внешний вид которой является критическим аспектом продукта. Более высокие напряжения и температуры могут повысить скорость формирования анодного слоя, но эти факторы необходимо контролировать, чтобы сделать процесс экономически эффективным.

Что такое нержавеющая сталь? 

Листы из нержавеющей стали

Нержавеющая сталь — это сплав железа и хрома с другими дополнительными легирующими элементами в небольших количествах: молибденом, никелем, углеродом и азотом. Часто его называют хромовым сплавом из-за высокого содержания хрома в его составе.

Типичный состав нержавеющей стали следующий: 

Каждый из этих отдельных легирующих элементов вносит свой вклад в конечные свойства нержавеющей стали. Содержание хрома повышает коррозионную стойкость, твердость и термическую прочность. Никель делает ее пластичной, а углерод увеличивает прочность. Следовательно, марганец действует как раскислитель и повышает прочность на разрыв.

Деталь из нержавеющей стали

При сравнении анодированной стали с нержавеющей сталью, нержавеющая сталь устойчива к коррозии, как и анодированная, и даже нет проблем с износом покрытия. Следующий раздел включает прямое сравнение этих двух типов конструкционных сталей.

Анодированная сталь против нержавеющей стали: физические и механические свойства 

Какой материал выбрать для любой производственной детали или продукта, во многом зависит от того, обладает ли конкретный материал достаточными механическими и физическими характеристиками, необходимыми для предполагаемого применения. Итак, давайте рассмотрим различия в физических и механических свойствах анодированной и нержавеющей стали по отдельности;

Вес и сила

Нержавеющая сталь легче анодированной мягкой или низколегированной стали, обеспечивая лучшую механическую прочность и соотношение прочности и веса.

Коррозионная стойкость

Если мы сравним коррозионную стойкость анодированной стали и нержавеющей стали, то и анодированный обычный стальной сплав, и нержавеющий сплав обеспечивают стойкость к коррозии даже в суровых условиях окружающей среды. Однако нержавеющая сталь может сохранять стойкость с течением времени, тогда как анодированное твердое покрытие может изнашиваться в течение более длительных промежутков времени.

Коррозия нержавеющей стали 

Стальные детали, обработанные специальным анодированным покрытием, подвержены гальванической коррозии при контакте с некоторыми металлами, тогда как нержавеющая сталь образует на поверхности пассивный оксидный слой хрома, который самовосстанавливается в случае деградации. 

Твердость поверхности 

Хотя анодированная сталь обеспечивает более высокую твердость поверхности, то, выше ли она, чем у нержавеющей стали или нет, зависит от того, какой тип легированной стали вы анодировали. Кроме того, толщина анодирования также влияет на твердость поверхности.

Эстетическое качество 

Цвета анодированной стали 

Одним из главных преимуществ анодирования является то, что оно позволяет окрашивать в желаемые цвета благодаря своей пористой природе, поры впитывают краситель, а последующий процесс герметизации делает цвет стабильным и долговечным. Вы также можете наносить вторичную покраску на стальные детали, если они анодированы с покрытием или другими металлами.

Теплопроводность 

Нержавеющая сталь имеет более высокую теплопроводность, примерно 15 Вт/К/м. Поэтому ее можно использовать в устройствах, связанных с передачей тепла, таких как радиаторы для кухонной посуды, теплообменники и т. д. 

Анодированная сталь против нержавеющей стали: области применения и применения

Вместо того, чтобы изготавливать детали и изделия из анодированных стальных листов, производители изготавливают детали и анодируют их подходящими материалами. В чувствительных к производительности приложениях нержавеющая сталь может быть более предпочтительным выбором. 

Изготовленная по индивидуальному заказу деталь из анодированной стали

Детали из анодированной стали используются в морском, медицинском оборудовании и промышленных компонентах. Повышенная защита от коррозии и износа, а также устойчивость к соленой воде или мягким химикатам делают его идеальным для этих применений. 

• Корпуса судов и компоненты доков
• Ручки для хирургических инструментов
• Посуда 
• Монтажные кронштейны для солнечных панелей
• Конвейерные ролики
• Промышленное оборудование 

С другой стороны, нержавеющая сталь имеет более разнообразные применения, различные сорта обрабатываются с помощью станков с ЧПУ, обработки металлов давлением, литья и других технологий. Более того, обработка нержавеющей стали один из распространенных методов производства деталей из нержавеющей стали.

Применение из нержавеющей стали 

Нержавеющая сталь популярна для изготовления архитектурных изделий, автозапчасти, системы обработки пищевых продуктов, компоненты химической обработки и многое другое. 

• Кухня и кухонная утварь
• Выпускные коллекторы для транспортных средств
• Хирургические скальпели
• Резервуары и трубы для хранения химической промышленности
• Сантехника
• Крепежные винты и болты
• Поручни на лестнице
• Теплообменники

Анодированная сталь против нержавеющей стали: распространенные марки сплавов 

Во-первых, не существует определенных марок или серий сплавов анодированной стали. Анодируются различные сплавы с цинком или другими металлами (низкоуглеродистые, высокоуглеродистые, инструментальные марки стали). По сути, анодированные стали — это те же обычные марки стали, поверхности которых обработаны анодированием. Таким образом, марка зависит от типа базовой стальной детали.

Такие марки стали, как 1018,1045, 4140, 2, D430, 36 и AXNUMX, можно анодировать подходящим металлом для достижения желаемых свойств поверхности, как функциональных, так и эстетических.

С другой стороны, общее Классы обработки нержавеющей стали это 303, 304, 316, 410, 416, 420, 430, 440C, 17-4PH, 15-5PH и т. д.

Похоже ли анодирование стали на порошковое покрытие?

Нет! Это совершенно разные технологии обработки поверхности сталей. Порошковое покрытие использует сухое порошковое покрытие на стальных поверхностях. Очищенные детали погружаются в электростатически заряженный слой порошка, что вызывает связывание порошка с молекулами стальной поверхности. После этого термическое отверждение стабилизирует связанные молекулы порошка на поверхности, образуя защитное покрытие из порошкового материала.

Стальные детали с порошковым покрытием 

Распространенными порошковыми материалами для стального покрытия являются эпоксидная смола, полиэстер, акрил, нейлон, цинк, силикон, фторполимеры и термопластичные смолы.

Следовательно, слой порошкового покрытия устойчив к коррозии, износу и ударам. Кроме того, для достижения желаемой эстетики можно наносить порошок с индивидуальными цветами. 

В таблице ниже представлены Анодирование против порошкового покрытия различия вкратце;

Анодируйте свои детали в Boda для получения высококачественной отделки 

Вы хотите анодировать металлические детали, такие как алюминий и сталь? В Boda наши услуги анодирования может удовлетворить потребности в отделке для производительности и внешнего вида. Мы можем покрывать детали тонким и твердым анодированием, сохраняя уровень шероховатости на низком уровне 3.2 мкм. Кроме того, вы можете выбрать такие варианты анодированного цвета, как прозрачный, черный, серый, красный, синий и золотой.

Наши комплексные производственные мощности также могут обрабатывать все типы стальных сплавов, включая нержавеющие. Это означает, что вы отправляете нам проект, и мы берем на себя все, от обработки до отделки поверхности. 

Наш более чем десятилетний опыт в производстве и обработке поверхностей может быть полезен для воплощения вашего проекта в функциональные прототипы конечных продуктов. 

Заключение

Анодирование стали не то же самое, что анодирование алюминия; при анодировании стали используются ванны вторичного металла, поскольку естественный слой оксида железа не устойчив к ржавчине и износу. Хотя это повышает твердость поверхности и коррозионную стойкость, долговечность не соответствует долговечности нержавеющей стали. Приложения, критически важные для высокой точности и долговечности, по-прежнему требуют марок нержавеющей стали, тогда как те приложения, где борьба с коррозией и деградацией поверхности является основными проблемами, могут заменить обычные стальные детали анодированными.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Можно ли анодировать стальные сплавы?

Традиционное анодирование, например, алюминия (образуя его оксидный слой на поверхности), невыполнимо для стальных сплавов. Однако вы можете анодировать альтернативными методами, такими как кислотная ванна или покрытие превосходным слоем оксида металла. 

Какой вариант лучше: анодированная сталь или нержавеющая сталь? 

Анодированная сталь и нержавеющая сталь служат разным целям и предлагают различные преимущества, поэтому то, что лучше для ваших деталей, зависит от конкретных требований. Нержавеющая сталь подходит для применений, требующих отличной устойчивости к коррозии, царапинам и пятнам в течение длительного времени, тогда как анодированная сталь обеспечивает коррозионную стойкость, но не прочность, легкость и долговечность, как нержавеющая сталь.

Являются ли детали из анодированной стали такими же долговечными, как детали из нержавеющей стали?

Нет! Защитное покрытие твердого анодирования имеет тенденцию со временем изнашиваться, что приводит к деградации поверхности.