RU1775507C - Способ микродугового оксидировани алюминиевых сплавов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к микродуговому оксидированию алюминиевых сплавов и может найти применение в машиностроении и приборостроении. Цель изобретени  - уменьшение сквозной пористости покрыти . Оксидирование ведут в микродуговом режиме асимметричным током в электролите на основе силиката и гидрокси- да натри . Уменьшение сквозной пористости покрыти  достигают тем, что оксидирование ведут в пене электролита, дополнительно содержащего моющую жидкость Прогресс, при кратности пены 4-10, температуре 12-70°С, скорости перемещени  пены относительно поверхности 50- 350 см/мин и следующем соотношении компонентов: силикат щелочного металла 5,5-6,5 г/л, гидроксид щелочного металла 0,9-1,1 г/л, моюща  жидкость Прогресс 0.5-5 мл/л 2 табл.

Description

Предлагаемое изобретение относитс  к электролитическому нанесению покрытий на металлы, в частности к оксидированию алюминиевых сплавов, преимущественно высоколегированных литейных.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению  вл етс  способ анодно-ка- тодного микродугового нанесени  износостойких покрытий на алюминий и его сплавы. Формируемые в услови х анодно- катодной пол ризации окисные покрыти  характеризуютс  высокой твердостью и износостойкостью . Вместе с тем фазовый состав упрочненного сло  зависит от химического состава оксидируемого материала . Технологически сложен выход на режим инициировани  искрообразовани  при оксидировании высоколегированных литейных сплавов, например АЛ 10В. В св зи с тем. что D структуре таких сплавов имеютс  свободные агрегаты кремни  и других легирующих компонентов, в начальный период электролиза на поверхности издели  протекают конкурирующие процессы: окисление алюмини  с образованием покрыти  и травление вблизи зерен легирующих добавок. Травление сопровождаетс  разогревом издели  на поверхности выдел етс  шлам. В результате возрастает сквозна  пористость оксидной пленки, что  вл етс  недостатком известного способа.

Целью предполагаемого изобретени   вл етс  уменьшение сквозной пористости получаемых оксидных покрытий на алюминиевых сплавах, преимущественно высоколегированных литейных.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что процесс оксидировани  ведут в пене электролита , дополнительно содержащего моющую жидкость Прогресс ТУ 38-10719-71, при следующем соотношении компонентов:

Силикат щелочного металла, г/л5,5-6,5

Гидроксид щелочного металла, г/л0.9-1,1

VJ VI

СП СЛ О v|

Моюща  жидкость

Прогресс, мл/л0,5-5

при кратности пены 4-10, температуре 12-70°С и скорости перемещени  пены относительно поверхности издели  50- 350 см/мин.

Пены представл ют собой дисперсию газа в жидкости, причем жидкость вырождаетс  до тонких пленок. В св зи с повышенным элекросопротивлением пенообразного электролита и ограниченной площадью контактировани  электролита с поверхностью издели  в процессе оксидировани  алюминиевых сплавов закономерно возрастает формирующее напр х ение и истинное значение плотности тока на обрабатываемой поверхности. При этом интенсифицируетс  процесс окислени  в режиме микродуговых разр дов, но разогрев издели  незначителен . Благодар  организуемому движению пенообразного электролита относительно оксидируемого издели  зоны искрообразо- вани  перемещаютс  по его поверхности и обеспечивают снижение сквозной пористости окисной пленки.

Способ микродугового оксидировани  алюминиевых сплавов, преимущественно высоколегированных литейных, реализован следующим образом .

В исходный электролит, содержащий водный раствор силиката и гидроксида щелочного металла, ввод т жидкость Прогресс 0,5-5 мл/л и вспенивают, Обрабатываемое изделие помещают в пенообразный электролит и организуют перемещение последнего относительно издели . Противоэлектрод из стали 12Х18Н10Т размещают в сплошном (невспе-. ненном) слр,е.электролита либо в его вспененной части. Второй вариант менее предпочтителен, т.к. в этом случае возрастают электрохимические и диффузионные ограничени  на границе противоэлектрод- электролит, что сопровождаетс  тепловыми потер ми. При помощи источника технологического тока обеспечивают электрический режим анодно-катодных микродуговых разр дов на поверхности издели . Использование пенообразного электролита , перемещаемого относительно издели , снижает сквозную пористость покрыти .

Условием достижени  положительного эффекта  вл ютс  параметры процесса и их предельные значени , указанные в формуле изобретени . Снижение концентрации жидкости Прогресс менее меньшего (0,5 мл/л) предельного значени  ухудшает услови  вспенивани  электролита. Реализаци  процесса в присутствии ПАВ с концентрацией более (5 г/л) или при температуре менее

12°С не имеет технических преимуществ. Нагрев пенообразного электролита выше 70°С приводит к существенному снижению его пенообразующей способности. Оксидирование в пене с кратностью (отношение объема пены, Vn к объему жидкой фазы, т.е. объему электролита до его вспенивани  /ж.ф.) менее 4 или при скорости относительного перемещени  пены относительно дета0 ли более 350 см/мин по параметру сквозной пористости покрыти  не отличаетс  от процесса оксидировани  в жидком электролите . С другой стороны, снижение скорости относительного перемещени  менее 50 см/мин

5 либо увеличение кратности пены более 10 приводит к нестабильности процесса искро- инициировани , отрицательно сказывающейс  на производительности и качестве обработки, В таблице 1 приведены приме0 ры, иллюстрирующие Способ....

В качестве образцов использовали литейный алюминиевый сплав АЛ 10В. Размер образцов 1,0 дм2. Состав базового электролита: силикат натри  5,5-6,5 г/л, гидроксид

5 натри -0,9-1,1 г/л.

Продолжительность обработки 10 мин, соотношение анодной и катодной составл ющих технологического тока - 0,95. В процессе оксидировани  использовали т.н.

0 режим падающей мощности, согласно которому устанавливали напр жение холостого хода источника тока и вели обработку без оперативной регулировки режима, что приводит к самопроизвольному изменению ве5 личины тока, напр жени  и температуры в указанных в таблице пределах. При рабочем напр жении ниже указанного в таблице 1 в электролите не обеспечиваютс  услови  устойчивого искроинициировани  микрораз0 р дов.

Превышение указанного интервала напр жений сопровождаетс  возникновением макроразр дов, отслаивающих покрытие. Напр жени  250-280 В при рабо5 те с пенообразным электролитом не  вл ютс  оптимальными - им соответствует мала  величина плотности тока, хот  результаты обработки по сплошности покрытий удовлетворительны .

0 Параметр плотность тока в табл. 1 приведен в пересчете на всю поверхность образца. Толщину покрытий оценивали вих- ретоковым методом, прибором ВТ-19НЦ. Сквозную пористость покрытий определ ли

5 методом планиметрировани . После оксидировани  образцы промывали в холодной проточной воде, затем погружали на 30 с в теплый (35-40°С) раствор едкого натра (20 г/л) и 1 мин в раствор осветлени  (азотна  и плавикова  кислоты 1:1). Приготовленныв таким образом образцы помещали на 5 мин о раствор, содержащий 20 г/л сернокислой меди и 20 мл/л сол ной кислоты (у 1,19), Промытые и просушенные образцы с участками розовых п тен контактно выделившейс  меди исследовали под микроскопом (х5; 10). и сквозную пористость покрытий оценивали в процентах от площади измер емого участка.

В табл. 2 приведены примеры реализации способа, показывающие вли ние кратности пенообразного электролита на контролируемые выходные параметры. Дл  опытов табл. 2 врем  обработки - 10 мин; скорость относительного перемещени  пены - 200 см/мин; температура 40-45°С; концентраци  жидкости Прогресс - 3 мл/л.

Таким образом, испытани  предлагаемого способа оксидировани  алюминиевых сплавов показали повышенное, в сравнении с базовым вариантом, качество получаемых покрытий. Предлагаемый способ целесообразно использовать дл  предварительного формировани  покрытий при нанесении

0

5

0

5

твердых износостойких окисных покрытий на алюминиевых сплавах в режиме микродуговых разр дов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ микродугового оксидировани  алюминиевых сплавов преимущественно высоколегированных литейных, включающий обработку асимметричным током в растворе на основе силиката с гидрооксида щелочного металла, отличающийс  тем. что, с целью уменьшени  сквозной пористости покрыти , оксидирование ведут в пене электролита, дополнительно содержащего моющую жидкость Прогресс, при кратности пены 4-10, температуре 12-70°С. скорости перемещени  пены относительно поверхности 50-350 см/мин и следующем соотношении компонентов:

   Силикат щелочного

   металла, г/л5,5-6,5

   Гидрооксид щелочного

   металла, г/л0,9-1.1

   Моюща  жидкость

   Прогресс, мл/л0,5-5

   Сквозна  пористость покрыти  (дл  плоцак АИ на поверхности обраща) ,t

   Таблиц

   16

   Таблица 2