Изобретение относится к области обработки поверхности изделий и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности. The invention relates to the field of surface treatment of products and can be used in mechanical engineering and other industries.
Известен способ анодирования изделий из алюминия и его сплавов с последующим электрохимическим окрашиванием [1]
Наиболее близким по технической сущности является способ получения декоративных покрытий на изделиях из алюминия и его сплавов, включающий оксидирование в кислых растворах с органическими красителями [2]
Задачей изобретения является снижение экологической опасности процесса оксидирования и сокращение продолжительности цикла получения покрытий на изделиях.A known method of anodizing products from aluminum and its alloys, followed by electrochemical staining [1]
The closest in technical essence is a method for decorative coatings on products from aluminum and its alloys, including oxidation in acidic solutions with organic dyes [2]
The objective of the invention is to reduce the environmental hazard of the oxidation process and reduce the duration of the cycle of obtaining coatings on products.
Поставленная задача достигается тем, что согласно предполагаемому способу оксидирование изделий проводят в кислых растворах, продолжительностью не более 5 мин с последующим нагревом до температур 150-600oC и выдержкой не более 5 мин.The problem is achieved in that according to the proposed method, the oxidation of products is carried out in acidic solutions, lasting no more than 5 minutes, followed by heating to temperatures of 150-600 o C and holding for no more than 5 minutes.
Способ осуществляется следующим способом. The method is carried out in the following way.
Изделие из алюминия или его сплава помещают в ванну со слабым раствором кислоты и подводят ток на электроды, один из которых закреплен на изделии, другой на внутренней поверхности ванны. При взаимодействии электрического тока, кислой среды и алюминия, происходит окисление последнего с образованием окислов. Толщина оксидного, а соответственно и возможность получения прозрачных, полупрозрачных и матовых декоративных покрытий изменялись при варьировании времени оксидирования (не более 5 мин). Затем изделие помещают в печь, нагревают до температур 150-600oC и выдерживают не более 5 мин. При этом происходит изменение химического состава и структуры покрытия вследствие диффузии атомов кислорода из атмосферы печи, в результате чего окисная пленка окрашивается. Варьируя временем выдержки и температурой нагрева, можно в широких пределах изменять цветовую гамму покрытия (от белого до черного основных цветов разных оттенков).An aluminum or alloy product is placed in a bath with a weak acid solution and current is applied to the electrodes, one of which is attached to the product, and the other on the inside of the bath. In the interaction of an electric current, an acidic medium and aluminum, the latter oxidizes to form oxides. The thickness of the oxide, and, accordingly, the possibility of obtaining transparent, translucent and matte decorative coatings changed with varying oxidation times (not more than 5 minutes). Then the product is placed in an oven, heated to temperatures of 150-600 o C and incubated for no more than 5 minutes In this case, a change in the chemical composition and structure of the coating occurs due to the diffusion of oxygen atoms from the atmosphere of the furnace, as a result of which the oxide film is colored. Varying the exposure time and heating temperature, it is possible to widely change the color gamut of the coating (from white to black primary colors of different shades).
Пример. Изделия из алюминия А99 или его сплавов АК5М2, АМц, АМг6, Д1, Д16, АК12 подвергали микродуговому оксидированию в растворах органических или неорганических кислот (например, 5% растворах щавелевой или серной кислоты) в дистиллированной воде, при плотности тока (10.30 А/дм2) и температуре кислотной среды (293.303 К). Продолжительность оксидирования 3 мин. Затем изделия помещали в печь, нагревали до температур 300oC и выдерживали 3 мин. После получения декоративных покрытий по стандартным методикам определяли основные качества цвета цветовой тон, насыщенность (чистоту) и светлоту. Для применяемых материалов указанные характеристики изменялись в пределах (см. табл.): цветовой тон λ 400 oC 700 нм, чистота P 25 oC 80% светлота p 5 oC 80%
Применение предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволяет снизить экологическую опасность процесса, поскольку в электролите отсутствуют органические красители. Тепловая обработка изделий после оксидирования снижает продолжительность всего цикла получения декоративных покрытий различных оттенков.Example. Products from aluminum A99 or its alloys AK5M2, AMts, AMg6, D1, D16, AK12 were subjected to microarc oxidation in solutions of organic or inorganic acids (for example, 5% solutions of oxalic or sulfuric acid) in distilled water, at a current density (10.30 A / dm 2 ) and the temperature of the acidic medium (293.303 K). Duration of oxidation 3 minutes Then the products were placed in an oven, heated to a temperature of 300 ° C and held for 3 minutes. After obtaining decorative coatings by standard methods, the basic qualities of color were determined: hue, saturation (purity) and lightness. For the materials used, these characteristics varied within (see table): hue λ 400 o C 700 nm, purity P 25 o C 80% lightness p 5 o C 80%
The application of the proposed method in comparison with the prototype can reduce the environmental hazard of the process, since the electrolyte lacks organic dyes. The heat treatment of products after oxidation reduces the duration of the entire cycle of obtaining decorative coatings of various colors.
При температурах тепловой обработки больше 600oC, происходит оплавление границ зерен, что приводит к ухудшению механических свойств изделий.At temperatures of heat treatment of more than 600 o C, the melting of grain boundaries occurs, which leads to a deterioration in the mechanical properties of the products.
Если время выдержки при оксидировании больше 5 мин, происходит разрыхление оксидного слоя и ухудшаются декоративные свойства покрытия. If the exposure time during oxidation is more than 5 minutes, the oxide layer loosens and the decorative properties of the coating deteriorate.
Время выдержки при тепловой обработке не должно превышать 5 мин, поскольку за это время полностью закачивается процесс изменения структуры и химического состава покрытия. Увеличение времени выдержки удлиняет цикл изготовления покрытия, получение декоративных покрытий становится экономически нецелесообразно. The exposure time during heat treatment should not exceed 5 minutes, since during this time the process of changing the structure and chemical composition of the coating is completely pumped. Increasing the exposure time lengthens the cycle of manufacturing the coating, obtaining decorative coatings becomes economically impractical.
