RU2136788C1 - Способ получения покрытий - Google Patents
Способ получения покрытий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2136788C1 RU2136788C1 RU98117645A RU98117645A RU2136788C1 RU 2136788 C1 RU2136788 C1 RU 2136788C1 RU 98117645 A RU98117645 A RU 98117645A RU 98117645 A RU98117645 A RU 98117645A RU 2136788 C1 RU2136788 C1 RU 2136788C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxidation
- aluminum
- boric acid
- products
- time
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к обработке поверхности изделий и может быть использовано в машиностроении и приборостроении и других отраслях промышленности. Предложен способ получения покрытий на изделиях из алюминия и его сплавов, включающий оксидирование в растворах электролита с последующим нагревом изделий до температур не ниже 500oС. При этом оксидирование продолжительностью 45 - 100 мин при плотности электрического тока 25 - 35 А/дм2 осуществляется в комбинированном электролите на основе борной кислоты и едкого кали при содержании едкого кали 3 - 5 г/л и борной кислоты 20 - 40 г/л, а время выдержки при нагреве изделий составляет не менее 100% от времени оксидирования. Техническим результатом изобретения является повышение поверхностной твердости, износостойкости и модуля нормальной упругости изделий, изготовленных из алюминия и его сплавов. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области обработки поверхности изделий и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности.
Известен способ анодирования изделий из алюминия и его сплавов, включающий оксидирование в растворах кислот и щелочей [1].
Наиболее близким по технической сущности является способ получения покрытий на изделиях из алюминия и его сплавов, включающий оксидирование в растворах электролита с последующим нагревом до температур не ниже 500oC [2]. Однако, данный подход применялся для расширения цветовой гаммы тонких декоративных покрытий.
Задачей изобретения является повышение поверхностной твердости, износостойкости и модуля нормальной упругости изделий, изготовленных из алюминия и его сплавов.
Поставленная задача достигается тем, что согласно предлагаемому способу оксидирование изделий продолжительностью 45...100 минут при плотности электрического тока 25. . .35 А/дм2 осуществляется в комбинированных растворах электролита на основе борной кислоты и едкого кали, при содержании едкого кали 3. . .5 г/л и борной кислоты 20...40 г/л, а время выдержки при нагреве изделий составляет не менее 100% от времени оксидирования.
Способ осуществляется следующим образом.
Изделие из алюминия или его сплава помещают в ванну с водным раствором электролита, основными компонентами которого являются борная кислота (20... 40 г/л) и едкое кали (3...5 г/л). Далее подводят ток, плотность которого составляет 25. .. 35 А/дм2, на электроды, один из которых (анод) закреплен на обрабатываемом изделии, другой (катод) на внутренней поверхности ванны. При взаимодействии продолжительностью 45...100 минут электрического тока, электролита и материала обрабатываемой детали происходит окисление алюминия с образованием оксидных покрытий. Затем, изделие промывают водой, высушивают, помещают в печь, нагревают до температур не ниже 500oC выдерживая при этом в атмосфере печи не менее, чем при оксидировании. Варьируя продолжительностью оксидирования, плотностью электрического тока, концентрацией компонентов в комбинированных растворах электролита и параметрами последующей термообработки изделий - температурой нагрева и временем выдержки, можно в широких пределах изменять твердость покрытий, износостойкость и модуль нормальной упругости изделий, что объясняется наличием в составе покрытия фаз оксида алюминия (α- и γ-Al2O3), моногидроокисей алюминия (α- и β-AlO(OH)), тригидроокисей алюминия (α- и β- Al(OH)3), а также фаз оксида бора (B2O3) и боридов алюминия (α- и β-AlB12). Свойства при этом тем выше, чем больше в составе покрытия оксида алюминия и меньше три- и моногидроокисей, устойчивый распад которых происходит при температурах термообработки не ниже 500oC и времени выдержки сопоставимом или большем, чем время оксидирования.
Пример. Изделия, изготовленные из алюминия АД0 и его сплавов АМг1, АМг3, АМг6, Д16, подвергали микродуговому оксидированию в указанном электролите при плотности электрического тока 25...35 А/дм2 и температуре электролита 10oC в течение 75 минут. Затем две трети от общего числа изделий помещали в печь, нагревали до температуры 500oC и выдерживали одну треть 75 минут (100% от времени оксидирования), а вторую - 190 минут (250% от времени оксидирования).
После получения покрытий и термообработки по стандартным методикам определяли поверхностную микротвердость, износостойкость и модуль нормальной упругости. Причем модуль нормальной упругости измеряли при соотношении толщин покрытия и обработанного изделия, равном 3:10. Результаты испытаний представлены в таблице. Важно отметить, что первая партия подвергалась только оксидированию, вторая - оксидированию с последующим нагревом до 500oC и временем выдержки - 75 минут, а третья - оксидированию с последующим нагревом до 500oC и временем выдержки - 190 минут.
Применение предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволяет получать изделия с покрытиями толщиной более 100 мкм с высокими физико-механическими характеристиками.
При времени оксидирования менее 45 минут покрытия, получаемые на изделиях не обеспечивают одновременного сочетания высоких износостойкости и модуля нормальной упругости.
При времени оксидирования более 100 минут толщина оксидного покрытия перестает увеличиваться, а наружные слои покрытий начинают растворяться электролитом, что влечет появление пористости со следами рыхлости и снижение свойств.
Если плотность электрического тока превышает 35 А/дм2, то из-за неравномерного распределения скорости роста наружных и внутренних оксидных слоев покрытия, а также увеличения количества выделяемого тепла возникают тепловые пробои, приводящие к разрушению покрытия и снижению значений физико-механических свойств изделий.
Если плотность электрического тока составляет менее 25 А/дм2 то уменьшаются скорость роста покрытий и производительность процесса оксидирования.
При температурах оксидирования 5...25oC борная кислота полностью растворяется в электролите при концентрации до 40 г/л, поэтому при больших концентрациях часть борной кислоты выпадает в осадок, что увеличивает ее расход.
В том случае, если концентрация борной кислоты менее 20 г/л, ухудшаются условия пассивирования материала, что снижает способность образования искрового разряда и производительность процесса, а также увеличивает скорость растворения наружных оксидных слоев и повышается пористость.
Если концентрация едкого кали в электролите превышает 5 г/л происходит увеличение скорости растворения наружных слоев покрытия, что повышает пористость и ухудшает свойства изделий.
Если концентрация едкого кали в электролите составляет менее 3 г/л, ухудшается его проводимость, что требует использования при оксидировании установок большей мощности и процесс станет энергетически невыгодным.
При времени термообработки, составляющем менее 100% от времени оксидирования, процесс перехода моно- и тригидроокисей в оксид алюминия не успевает завершиться, а содержание фаз оксида алюминия в покрытии сопоставимо с их содержанием непосредственно после оксидирования, в результате чего, микротвердость, износостойкость и модуль нормальной упругости остаются практически неизменными - увеличиваются не более чем на 1...2%.
Если изделие нагревается до температур ниже 500oC, процесс перехода гидроокисей в оксид не происходит вообще, а изменения в фазовом составе, связанные с переходом тригидроокисей в моногидроокиси, не позволяют повысить свойства более чем на 2%.
Верхний предел температуры нагрева должен быть ниже температуры начала оплавления по границам зерен материала оксидируемого изделия.
Свойства изделий после микродугового оксидирования и термообработки.
Список используемых источников информации
1. Щукин Г. Л.. Беланович А.Л, Коледа В. Б. и др. Некоторые особенности электрохимической обработки алюминия и его сплавов: Теория и практика анодного окисления алюминия / Справочник. - Казань. 1990. ч. 1. с. 17.
1. Щукин Г. Л.. Беланович А.Л, Коледа В. Б. и др. Некоторые особенности электрохимической обработки алюминия и его сплавов: Теория и практика анодного окисления алюминия / Справочник. - Казань. 1990. ч. 1. с. 17.
2. Атрощенко Э.С., Розен А.Е., Казанцев И.А. Способ получения покрытий. Патент РФ N 2081947.
Claims (1)
- Способ получения покрытий на изделиях из алюминия и его сплавов, включающий оксидирование в растворах электролита с последующим нагревом изделий до температур не ниже 500oC, отличающийся тем, что оксидирование продолжительностью 45 - 100 мин при плотности электрического тока 25 - 35 А/дм2 осуществляется в комбинированном электролите на основе борной кислоты и едкого кали при содержании едкого кали 3 - 5 г/л и борной кислоты 20 - 40 г/л, а время выдержки при нагреве изделий составляет не менее 100% от времени оксидирования.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98117645A RU2136788C1 (ru) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | Способ получения покрытий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98117645A RU2136788C1 (ru) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | Способ получения покрытий |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2136788C1 true RU2136788C1 (ru) | 1999-09-10 |
Family
ID=20210704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98117645A RU2136788C1 (ru) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | Способ получения покрытий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2136788C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2495161C1 (ru) * | 2012-08-03 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | Способ получения покрытий |
RU2527107C1 (ru) * | 2013-06-20 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет") | Способ получения покрытий |
RU2547983C1 (ru) * | 2014-04-14 | 2015-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Способ получения покрытия на алюминиевых сплавах |
RU2714015C1 (ru) * | 2019-01-11 | 2020-02-11 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" имени И.В. Горынина Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт"-ЦНИИ КМ "Прометей") | Способ получения покрытий |
-
1998
- 1998-09-24 RU RU98117645A patent/RU2136788C1/ru active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2495161C1 (ru) * | 2012-08-03 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | Способ получения покрытий |
RU2527107C1 (ru) * | 2013-06-20 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет") | Способ получения покрытий |
RU2547983C1 (ru) * | 2014-04-14 | 2015-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Способ получения покрытия на алюминиевых сплавах |
RU2714015C1 (ru) * | 2019-01-11 | 2020-02-11 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" имени И.В. Горынина Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт"-ЦНИИ КМ "Прометей") | Способ получения покрытий |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5792335A (en) | Anodization of magnesium and magnesium based alloys | |
US3773555A (en) | Method of making an electrode | |
CN106350853B (zh) | 一种金属钛及钛基合金电化学着色的方法 | |
US4310391A (en) | Electrolytic gold plating | |
RU2136788C1 (ru) | Способ получения покрытий | |
JPH02247393A (ja) | 耐久性電解用電極及びその製造方法 | |
JPH02200790A (ja) | 電解用電極 | |
US3634208A (en) | Coloring method of aluminum anodic oxide coating film | |
JPH11172489A (ja) | チタン酸バリウム被膜の製造方法 | |
RU2012107463A (ru) | Способ изготовления теплового барьера | |
CN106011972A (zh) | 一种磷酸体系钛合金阳极氧化的处理方法 | |
US3578570A (en) | Aluminum capacitor foil | |
KR101840567B1 (ko) | 플라즈마 전해코팅 공정을 통한 군수용 고내식성 산화알루미늄 착색 코팅층 제조방법 | |
US1965683A (en) | Coating aluminum | |
RU2049162C1 (ru) | Способ получения защитных покрытий на вентильных металлах и их сплавах | |
US20050173258A1 (en) | Method for electrolytic polishing of dental instruments made of nickel-titanium alloy | |
RU2238352C1 (ru) | Способ получения покрытий | |
RU2354759C1 (ru) | Способ получения покрытий | |
JP3621148B2 (ja) | 電解用電極及びその製造方法 | |
CN112359385B (zh) | 一种中碳钢表面碳氮共渗改性层及其制备方法 | |
US4589960A (en) | Activated metal anodes and a process for making them | |
RU2537346C1 (ru) | Способ электролитно-плазменной обработки поверхности металлов | |
RU2166570C1 (ru) | Способ получения покрытий | |
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 | |
US4735696A (en) | Method of electrolytically graining aluminum metal sheets suitable for lithographic plate supports |