RU2541246C1 - Способ получения толстослойных износостойких покрытий методом микродугового оксидирования - Google Patents
Способ получения толстослойных износостойких покрытий методом микродугового оксидирования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2541246C1 RU2541246C1 RU2013149233/02A RU2013149233A RU2541246C1 RU 2541246 C1 RU2541246 C1 RU 2541246C1 RU 2013149233/02 A RU2013149233/02 A RU 2013149233/02A RU 2013149233 A RU2013149233 A RU 2013149233A RU 2541246 C1 RU2541246 C1 RU 2541246C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- microarc oxidation
- microarc
- current
- voltage
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к области гальванотехники, а именно к электрохимической обработке поверхностей металлов и сплавов методом микродугового оксидирования (МДО), для создания толстослойных износостойких покрытий и может быть использовано для упрочнения деталей из алюминиевых сплавов объектов машиностроения, например двигателей внутреннего сгорания. Способ получения толстослойных защитных покрытий в режиме микродугового оксидирования включает установку детали в электролите на токопроводящем держателе, покрытом изоляционным материалом, создание рабочего напряжения между деталью и электролитом, повышение напряжения до возникновения микродугового разряда на поверхности детали. В качестве электролита используют водный раствор едкого калия и жидкого стекла при концентрации каждого вещества 2,5 г/л, процесс микродугового оксидирования ведут в течение 2,5-3,5 часов при силе тока I=4,5÷12 A, соотношении анодного и катодного тока 1:1 и напряжении на аноде Ua=200÷415 B. Предложенное изобретение позволяет получить толстослойное износостойкое покрытие методом МДО с повышенными значениями микротвердости, а также снизить трудоемкость и энергоемкость за счет оптимально подобранной концентрации веществ, входящих в состав электролита, и оптимальных параметров процесса МДО.
Description
Изобретение относится к области гальванотехники, а именно к электрохимической обработке поверхностей металлов и сплавов методом микродугового оксидирования (МДО), для создания толстослойных износостойких покрытий и может быть использовано для упрочнения деталей из алюминиевых сплавов объектов машиностроения, например двигателей внутреннего сгорания.
Известен способ получения покрытий, включающий МДО изделий из алюминия, титана, циркония и их сплавов в режиме переменного тока в комбинированном электролите на основе силиката натрия - 80…120 г/л, фосфата натрия - 5…10 г/л и гидроксида натрия - 5…15 г/л, продолжительностью 5…80 минут при плотности тока 5…30 А/дм2 и напряжении 120…220 B (патент РФ №2238351, МПК C25D 11/02, опубл. 20.10.2004).
Известен способ получения декоративных и электроизоляционных покрытий на металлах и их сплавах методом МДО, заключающийся в том, что оксидируемую деталь помещают в ванну-электролизер с перемешиваемым электролитом и подвергают обработке микродуговым оксидированием, перемешивание электролита ведут мешалкой-электродом со скоростью 0,8-1 м/с (патент РФ №2251595, МПК C25D 11/02, опубл. 10.05.2005).
Недостатком известных способов является сложность химического состава электролита, что повышает трудоемкость процесса обработки.
Наиболее близким к заявляемому является способ получения толстослойных защитных покрытий с высокой адгезией на деталях из вентильных металлов или их сплавов в режиме микродугового оксидирования, включающий установку детали в электролите на токопроводящем держателе, покрытом изоляционным материалом, создание рабочего напряжения между деталью и электролитом, повышение напряжения до возникновения микродугового разряда на поверхности детали. Держатель детали снаружи покрыт электроизоляционным материалом на границе воздух - электролит. В одном из вариантов осуществления изобретения используют электролит, содержащий смесь едкого калия и жидкого стекла при концентрации каждого вещества 4 г/л (патент РФ №2228973, МПК C25D 11/02, опубл. 20.05.2004).
Недостатком прототипа являются недостаточные показатели микротвердости и трудоемкость получения покрытия необходимой толщины ввиду следующего. Для получения заданной толщины покрытия нужно добиваться высокого напряжения, вплоть до 700 B, что увеличивает энергопотребление. Слишком высокая концентрация веществ, входящих в состав электролита, ведет к снижению микротвердости и толщины покрытия.
Задачей изобретения является получение толстослойных износостойких покрытий методом МДО для пар трения объектов машиностроения с целью увеличения их ресурса с повышенными значениями микротвердости и толщины, а также снижение трудоемкости и энергоемкости за счет оптимально подобранной концентрации веществ, входящих в состав электролита, и оптимальных параметров процесса МДО.
Технический результат - повышение толщины покрытия и, соответственно, износостойкости с одновременным обеспечением повышенной микротвердости.
Задача решается способом получения толстослойных защитных покрытий в режиме микродугового оксидирования, включающим установку детали в электролите на токопроводящем держателе, покрытом изоляционным материалом, создание рабочего напряжения между деталью и электролитом, повышение напряжения до возникновения микродугового разряда на поверхности детали. В отличие от прототипа, в качестве электролита используют водный раствор едкого калия и жидкого стекла при концентрации каждого вещества 2,5 г/л, процесс микродугового оксидирования ведут в течение 2,5-3,5 часов при силе тока I=4,5÷12 A, соотношении анодного и катодного тока 1:1 и напряжении на аноде Ua=200÷415 B.
Технический результат заявляемого изобретения достигается благодаря следующему.
Концентрация едкого калия и жидкого стекла 2,5 г/л выбрана исходя из результатов проведенных исследований по оптимизации процесса МДО, которые показали, что максимальную толщину и микротвердость МДО-слоя можно получить при указанной концентрации веществ, при длительности процесса 2,5-3,5 часа, при силе тока I=4,5÷12 A, соотношении анодного и катодного тока 1:1 и напряжении на аноде U=200÷415. Кроме того, выбранные параметры процесса МДО и концентрации веществ, входящих в состав электролита, обеспечивают снижение трудоемкости и энергоемкости получения покрытия.
Осуществление изобретения раскрыто в примере конкретной реализации.
Пример конкретной реализации способа
Методом МДО было получено упрочняющее покрытие на опытном образце, изготовленном из алюминиевого сплава АК12Д.
Предлагаемый способ получения толстослойного покрытия реализован с использованием установки МДО, которая состоит из ванны, заполненной электролитом, в которую погружают катод и анод (роль анода выполняет опытный образец), затем через них пропускают электрический ток.
Электролит состоит из дистиллированной воды с добавлением 2,5 г/л KOH и 2,5 г/л Na2SiO3 (жидкое стекло). МДО-обработку ведут в течение 3,5 часов. Процесс оксидирования протекает при силе тока на аноде и катоде I=4,5÷12 A, при этом по мере протекания процесса ток уменьшается с 12 до 4,5 A. При обработке ведется контроль над следующими показателями: t - температура электролита; Ia - сила тока на аноде; Ik - сила тока на катоде; Ua - падение напряжения на аноде; Uk - падение напряжения на катоде, которые в процессе обработки имели значения в следующих диапазонах:
t=25,0÷38,8°C,
Ia=4,5÷12,0 A,
Ik=4,5÷12,0 A,
Ua=200÷415 B,
Uk=60÷95 B.
После упрочнения по заявляемому способу микротвердость поверхности опытного образца составила Нµ=16 ГПа, а толщина слоя - 160 мкм. По сравнению с прототипом (толщина слоя около 150 мкм), по заявляемому способу получено покрытие большей толщины и, соответственно, износостойкости с высокими значениями микротвердости.
Таким образом, предложенное изобретение позволяет получить толстослойное износостойкое покрытие методом МДО с повышенными значениями микротвердости, а также снизить трудоемкость и энергоемкость за счет оптимально подобранной концентрации веществ, входящих в состав электролита, и оптимальных параметров процесса МДО.
Claims (1)
- Способ получения толстослойных защитных покрытий в режиме микродугового оксидирования, включающий установку детали в электролите на токопроводящем держателе, покрытом изоляционным материалом, создание рабочего напряжения между деталью и электролитом, повышение напряжения до возникновения микродугового разряда на поверхности детали, отличающийся тем, что в качестве электролита используют водный раствор едкого калия и жидкого стекла при концентрации каждого вещества 2,5 г/л, процесс микродугового оксидирования ведут в течение 2,5-3,5 часов при силе тока I=4,5÷12 А, соотношении анодного и катодного тока 1:1 и напряжении на аноде Ua=200÷415 В.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013149233/02A RU2541246C1 (ru) | 2013-11-21 | 2013-11-21 | Способ получения толстослойных износостойких покрытий методом микродугового оксидирования |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013149233/02A RU2541246C1 (ru) | 2013-11-21 | 2013-11-21 | Способ получения толстослойных износостойких покрытий методом микродугового оксидирования |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2541246C1 true RU2541246C1 (ru) | 2015-02-10 |
Family
ID=53287111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013149233/02A RU2541246C1 (ru) | 2013-11-21 | 2013-11-21 | Способ получения толстослойных износостойких покрытий методом микродугового оксидирования |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2541246C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2694441C1 (ru) * | 2018-10-04 | 2019-07-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ получения толстослойных теплозащитных покрытий методом микродугового оксидирования на высококремнистом алюминиевом сплаве |
| RU2763137C1 (ru) * | 2021-02-11 | 2021-12-27 | Акционерное общество "ЗЕНТОРН" | Каталитически активный термобарьерный керамический модификационный слой на поверхности дна поршня, и/или сферы, и/или выпускных каналов головки двс и способ его формирования |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1767044A1 (ru) * | 1990-06-21 | 1992-10-07 | Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина | Электролит дл микродугового анодировани алюмини и его сплавов |
| RU2110623C1 (ru) * | 1993-12-29 | 1998-05-10 | Научно-исследовательский инженерный центр "Агромет" | Способ получения покрытия на металлах с униполярной проводимостью |
| RU2228973C2 (ru) * | 2002-03-04 | 2004-05-20 | Никифоров Алексей Александрович | Способ получения толстослойных защитных покрытий с высокой адгезией на деталях из вентильных металлов или их сплавов в режиме микродугового оксидирования |
| RU2390587C2 (ru) * | 2008-06-16 | 2010-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет | Способ упрочнения седел клапанов двигателя внутреннего сгорания из алюминиевого сплава |
-
2013
- 2013-11-21 RU RU2013149233/02A patent/RU2541246C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1767044A1 (ru) * | 1990-06-21 | 1992-10-07 | Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина | Электролит дл микродугового анодировани алюмини и его сплавов |
| RU2110623C1 (ru) * | 1993-12-29 | 1998-05-10 | Научно-исследовательский инженерный центр "Агромет" | Способ получения покрытия на металлах с униполярной проводимостью |
| RU2228973C2 (ru) * | 2002-03-04 | 2004-05-20 | Никифоров Алексей Александрович | Способ получения толстослойных защитных покрытий с высокой адгезией на деталях из вентильных металлов или их сплавов в режиме микродугового оксидирования |
| RU2390587C2 (ru) * | 2008-06-16 | 2010-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет | Способ упрочнения седел клапанов двигателя внутреннего сгорания из алюминиевого сплава |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2694441C1 (ru) * | 2018-10-04 | 2019-07-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ получения толстослойных теплозащитных покрытий методом микродугового оксидирования на высококремнистом алюминиевом сплаве |
| RU2763137C1 (ru) * | 2021-02-11 | 2021-12-27 | Акционерное общество "ЗЕНТОРН" | Каталитически активный термобарьерный керамический модификационный слой на поверхности дна поршня, и/или сферы, и/или выпускных каналов головки двс и способ его формирования |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jiang et al. | Micro-arc oxidation (MAO) to improve the corrosion resistance of magnesium (Mg) alloys | |
| US10458034B2 (en) | Anodizing treatment method and structure of internal combustion engine | |
| Guo et al. | Corrosion behavior of micro-arc oxidation coating on AZ91D magnesium alloy in NaCl solutions with different concentrations | |
| Nikolić et al. | Effect of parameters of square-wave pulsating current on copper electrodeposition in the hydrogen co-deposition range | |
| KR101214400B1 (ko) | 알루미늄계 금속의 플라즈마 전해 산화 표면처리방법 및 이로 인해 제조되는 알루미늄 금속 산화막 | |
| CN111074321B (zh) | 一种铝合金模板表面氧化膜的制备方法 | |
| CN109267136A (zh) | 基于原位生长的钛螺栓表面陶瓷化的方法 | |
| Nominé et al. | High-Frequency-induced cathodic breakdown during plasma electrolytic oxidation | |
| RU2541246C1 (ru) | Способ получения толстослойных износостойких покрытий методом микродугового оксидирования | |
| CN104532320A (zh) | 一种铝、钛合金微弧陶瓷膜的制备方法 | |
| Wang et al. | The technology of preparing green coating by conducting micro-arc oxidation on AZ91D magnesium alloy | |
| Fang et al. | Effects of sodium tungstate on properties of micro-arc coatings on magnesium alloys | |
| CN101333673A (zh) | 用于微弧氧化制备纳米陶瓷涂层的电解液及处理方法 | |
| RU2694441C1 (ru) | Способ получения толстослойных теплозащитных покрытий методом микродугового оксидирования на высококремнистом алюминиевом сплаве | |
| RU2390587C2 (ru) | Способ упрочнения седел клапанов двигателя внутреннего сгорания из алюминиевого сплава | |
| CN104947166A (zh) | 一种基于固溶时效预处理铝合金微弧氧化工艺方法 | |
| CN203007452U (zh) | 一种表面具有军绿色微弧氧化陶瓷膜的铝合金 | |
| CN108441912B (zh) | 铝合金表面Al3C4-Al2O3-ZrO2耐磨复合涂层的制备方法 | |
| RU2484185C1 (ru) | Способ получения износостойких покрытий | |
| US11578420B2 (en) | Surface hardening method using post heat treatment of aluminum alloy oxide layer | |
| CN101445950B (zh) | 一种铝及铝合金材料表面恒电流阳极氧化处理方法 | |
| RU2713763C1 (ru) | Способ получения беспористого композиционного покрытия | |
| CN106435683A (zh) | 铝合金微弧氧化制备耐磨陶瓷膜层的电解液及处理方法 | |
| Ponomarev et al. | Features of the influence of electric modes on micro-arc oxidation process | |
| RU2586370C1 (ru) | Способ электроосаждения медных покрытий |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |