RU2062824C1 - Способ толстослойного анодирования плоских алюминиевых изделий - Google Patents
Способ толстослойного анодирования плоских алюминиевых изделий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2062824C1 RU2062824C1 RU94017106A RU94017106A RU2062824C1 RU 2062824 C1 RU2062824 C1 RU 2062824C1 RU 94017106 A RU94017106 A RU 94017106A RU 94017106 A RU94017106 A RU 94017106A RU 2062824 C1 RU2062824 C1 RU 2062824C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anodizing
- thick
- layered
- anode
- products
- Prior art date
Links
- 238000007743 anodising Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 13
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title abstract 2
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 16
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 16
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 235000010338 boric acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- PYRZPBDTPRQYKG-UHFFFAOYSA-N cyclopentene-1-carboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CCCC1 PYRZPBDTPRQYKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электрохимической обработки металлов, в частности к способам толстослойного анодирования плоских алюминиевых изделий, и может быть использовано для получения твердых пластин оксида алюминия в качестве подложек при производстве элементов электронной техники. Способ толстослойного анодирования включает обработку при подаче импульсного тока при температуре 8-12<198>C, анодной плотности тока 1-1,5 А/см<M^>2<D> в электролите, содержащем, г/л: щавелевая кислота 20-25, борная кислота 6-8, сульфат магния 5-7 и бура 5-7, причем импульсный ток подают в анодный период, а анодирование изделий осуществляют одновременно с двух сторон. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области анодирования алюминия и может быть использовано для получения пластин оксида алюминия в качестве подложек при производстве элементов электронной техники.
Известен способ толстослойного анодирования алюминия, включающий получение пленки толщиной более 200 мкм при охлаждении и перемешивании раствора ванны, кроме того, одновременное охлаждение самой анодируемой пластинки так называемого внутреннего охлаждения. (Н.Д.Томатов, М.Н. Тюкина, Ф.П.Заливалов. Толстослойное анодирование алюминия и его сплавов. М. Машиностроение, 1968, с. 156).
Недостатком данного способа является сложность аппаратурного оформления системы внутреннего охлаждения анода, низкое качество оксидной пленки и небольшая толщина покрытия не более 0,5 мм, длительность процесса анодирования.
Наиболее близким к заявляемому способу относится способ анодирования алюминиевых сплавов на переменном (импульсном) токе в растворе серной кислоты при плотности тока до 100 А/дм2 в интервале температур 20-40oC, толщине пленки до 60-80 мкм с микротвердостью 200-220 кг/мм2 (Н.М. Фетисова, М.В. Сковыш, Т.М.Овчинникова. Анодное оксидирование алюминиевых сплавов на переменном токе. Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Электрохимическая анодная обработка металлов". 23-25 ноября, г. Иваново, 1988, с. 39).
Недостатками способа является малая толщина оксидной пленки, высокая длительность процесса анодирования и низкое качество оксидной пленки.
Задачей изобретения является получение качественной оксидной пленки при повышенной скорости процесса толстослойного двухстороннего анодирования, а также получение пленки значительной толщины (до 0,8 мм). Технический результат, который может быть получен, выражается в том, что достижение поставленной задачи осуществляется за счет отсутствия импульса в катодный период и, как следствие, отсутствие выделения водорода в этот же период на анодируемом электроде, что приводит к повышению качества оксидной пленки, снижает ее хрупкость и повышает электропроводность электролита.
Этот технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем анодирование алюминия в кислом электролите импульсным током, в качестве кислого электролита используют смесь щавелевой кислоты концентрацией 20-25 г/л, борной кислоты 6-8 г/л, сульфата магния 5-7 г/л, буры 5-7 г/л, и процесс ведут при температуре 8-12oC, плотности тока на аноде 1-1,5 А/см2, при этом анодирование алюминия осуществляют одновременно с двух сторон, а импульсный ток подают только на анод.
Использование предлагаемого способа позволяет проводить анодирование при большой плотности тока, что сокращает время анодирования, а отсутствие катодного смещения напряжения на рабочем электроде улучшает качество пленки из-за отсутствия выделения водорода в катодный период.
Процесс анодирования проводили в водном растворе щавелевой кислоты 20-25 г/л с добавками буры 5-7 г/л и борной кислоты 6-8 г/л и сульфата магния 5-7 г/л, которые в совокупности с плотностью тока на аноде 1-1,5 А/см2 и температуре 8-12oC улучшают качество пленки, делая ее менее хрупкой и повышая электропроводность электролита. При наличии борной кислоты, буры и сульфата магния более высоких концентраций происходит ухудшение рассеивающей способности электролита, а более низких концентраций не оказывает заметного влияния на пластичность оксидной пластины.
Концентрационные интервалы щавелевой кислоты выбраны с учетом того, чтобы обеспечить оптимальное время анодирования при высоком качестве оксидной пленки.
При концентрации щавелевой кислоты менее 20 г/л получали более хрупкую оксидную пленку, а при концентрации более 25 г/л уменьшалась толщина оксидной пленки из-за большой скорости растворения оксида алюминия в электролите.
Способ толстослойного анодирования алюминия реализуется следующим образом. Анодирование проводили в водном растворе щавелевой кислоты 20-25 г/л с добавками буры 5-7 г/л, борной кислоты 6-8 г/л и сульфата магния 5-7 г/л. От источника питания анодное напряжение подавали на рабочий электрод, создавая импульсный ток со следующими характеристиками:
Напряжение в анодный полупериод U=150-200 В
Форма напряжения Прямоугольная
Частота импульса F=20-100 Гц
Скважность Q=10-4000
Температура электролита в процессе анодирования поддерживалась в интервале 10±2oC, плотность тока I=1,1 А/см2.
Напряжение в анодный полупериод U=150-200 В
Форма напряжения Прямоугольная
Частота импульса F=20-100 Гц
Скважность Q=10-4000
Температура электролита в процессе анодирования поддерживалась в интервале 10±2oC, плотность тока I=1,1 А/см2.
Результаты эксперимента сведены в таблицу.
Пример 1. Заготовку алюминия А-99 предварительно отжигали при 400oC в течение 30 мин, прокатывали, обезжиривали и анодировали при плотности тока в анодный полупериод 1,3 А/см2; температура электролита составляла 10oC. Время сквозного анодирования пластинки размером 40x50 мм, толщиной 0,58 мм равно 12 ч. За это время получали пластину оксида алюминия толщиной 0,70 мм. Анодирование проводили в электролите состава, г/л:
Щавелевая кислота 18
Борная кислота 8
Бура 8
Сульфат магния 5
Оксидная пластинка имела твердость 420 кг/мм2. Поверхностное сопротивление 560 мОм•м.
Щавелевая кислота 18
Борная кислота 8
Бура 8
Сульфат магния 5
Оксидная пластинка имела твердость 420 кг/мм2. Поверхностное сопротивление 560 мОм•м.
Пример 2. Пластинку алюминия А-99 предварительно отжигали при 400oC в течение 30 мин, прокатывали, обезжиривали и анодировали при плотности тока 1,3 А/см2 в анодный полупериод; температура электролита равна 10oC. Пластинку алюминия размером 40x50 мм, толщиной 0,58 мм анодировали в электролите состава, г/л:
Щавелевая кислота 20
Борная кислота 8
Бура 6
Сульфат магния 5
За время сквозного анодирования, равного 12 ч, получена пластинка оксида алюминия толщиной 0,78 мм, твердостью 560 кг/мм2, поверхностное сопротивление 600 мОм•м. При использовании данного способа достигается технический результат, направленный на повышение толщины оксидной пленки до 0,8 мм, сокращение времени проведения процесса получения оксидных пленок в 2-3 раза по сравнению с прототипом за счет использования импульсного тока большой плотности.
Щавелевая кислота 20
Борная кислота 8
Бура 6
Сульфат магния 5
За время сквозного анодирования, равного 12 ч, получена пластинка оксида алюминия толщиной 0,78 мм, твердостью 560 кг/мм2, поверхностное сопротивление 600 мОм•м. При использовании данного способа достигается технический результат, направленный на повышение толщины оксидной пленки до 0,8 мм, сокращение времени проведения процесса получения оксидных пленок в 2-3 раза по сравнению с прототипом за счет использования импульсного тока большой плотности.
Анодирование алюминиевой пластины осуществляют одновременно с двух сторон.
За счет того, что импульсный ток подают только на анод, отсутствует катодное смещение напряжения и водород не выделяется, что повышает качество пленки.
Концентрационный состав предложенного кислого электролита также повышает качество пленки за счет снижения ее хрупкости и повышения электропроводности электролита. ТТТ1
Claims (1)
- Способ толстослойного анодирования плоских алюминиевых изделий, включающий обработку в электролите, содержащем щавелевую кислоту и сульфат-ионы, при подаче импульсного тока и повышенной анодной плотности тока, отличающийся тем, что обработку ведут при 8 12°С, плотности тока 1-1,5 А/см2 в электролите, содержащем, г/л:
Щавелевая кислота 20 25
Борная кислота 6 8
Сульфат магния 5 7
Бура 5 7
причем импульсный ток подают в анодный период, а анодирование изделий осуществляют одновременно с двух сторон.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94017106A RU2062824C1 (ru) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | Способ толстослойного анодирования плоских алюминиевых изделий |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94017106A RU2062824C1 (ru) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | Способ толстослойного анодирования плоских алюминиевых изделий |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94017106A RU94017106A (ru) | 1996-01-27 |
| RU2062824C1 true RU2062824C1 (ru) | 1996-06-27 |
Family
ID=20155707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94017106A RU2062824C1 (ru) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | Способ толстослойного анодирования плоских алюминиевых изделий |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2062824C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2448202C1 (ru) * | 2010-12-30 | 2012-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (СКГМИ (ГТУ) | Способ анодирования плоских алюминиевых изделий |
| WO2024218720A1 (en) * | 2023-04-20 | 2024-10-24 | Cirrus Materials Science Limited | A particle mediated anodising process for white anodised surfaces |
-
1994
- 1994-05-10 RU RU94017106A patent/RU2062824C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Томатов Н.Д., Тюкина М..Н., Заливанов Ф.П. Толстослойное аноди- рование алюминия и его сплавов. - М.: Машиностроение, 1950, с. 156. Фетисова Н.М. и др. Анодное оксидирование алюминиевых сплавов на переменном токе. Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Электрохимическая анодная обработка металлов", 23-25 ноября 1988, г. Иваново, с.39. Заявка ЕПВ № 122439, кл. С 25 D 11/04, 1984. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2448202C1 (ru) * | 2010-12-30 | 2012-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (СКГМИ (ГТУ) | Способ анодирования плоских алюминиевых изделий |
| WO2024218720A1 (en) * | 2023-04-20 | 2024-10-24 | Cirrus Materials Science Limited | A particle mediated anodising process for white anodised surfaces |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20100116546A (ko) | 금속의 표면처리 방법 | |
| US3389061A (en) | Anodization of a copper-nickelmanganese alloy | |
| US7396446B2 (en) | Magnesium anodisation methods | |
| RU2062824C1 (ru) | Способ толстослойного анодирования плоских алюминиевых изделий | |
| JPS58177494A (ja) | アルミニウム被覆部品の陽極酸化浴および陽極酸化方法 | |
| KR100695999B1 (ko) | 고주파펄스를 이용한 금속재의 아노다이징 공정 | |
| EP0182479B1 (en) | Nickel sulphate colouring process for anodized aluminium | |
| RU2471020C1 (ru) | Способ нанесения медного гальванического покрытия на детали из алюминия и его сплавов | |
| JPH0472098A (ja) | 印刷版用アルミニウム支持体の製造方法 | |
| SU717157A1 (ru) | Способ электрохимического нанесени металлических покрытий | |
| KR101313014B1 (ko) | Ｌｅｄ 조명기기용 히트싱크의 표면 처리 방법 | |
| JPS6253597B2 (ru) | ||
| JPH0240751B2 (ru) | ||
| JP2953474B2 (ja) | アルミニウムおよびアルミニウム合金の電解処理方法 | |
| JPS6244592A (ja) | 高速度電解銀めつき方法 | |
| SU1583475A1 (ru) | Способ нанесени гальванических покрытий на алюминий и его сплавы | |
| JP6041915B2 (ja) | アルミニウムとアルミニウム合金への表面処理方法及び該表面処理方法に使用する電解液 | |
| JP2764199B2 (ja) | アルミニウムとアルミニウム合金へのメッキ方法及び電解液 | |
| JPH04193998A (ja) | 反復瞬間通電高速陽極酸化法 | |
| JP2540110B2 (ja) | 電気アルミニウムめっき方法 | |
| RU2046155C1 (ru) | Способ нанесения покрытий из железа и его сплавов | |
| Zemanová et al. | A new approach to nickel electrolytic colouring of anodised aluminium | |
| RU2039133C1 (ru) | Способ анодирования алюминия и его сплавов | |
| JPH0472099A (ja) | 印刷版用アルミニウム支持体の製造方法 | |
| JPS58161796A (ja) | アルミニウム又はアルミニウム合金陽極酸化皮膜の着色方法 |