RU2694859C1 - Method of producing coatings on surfaces of deep through holes with straight and curved axes in articles from valve metal alloys - Google Patents
Method of producing coatings on surfaces of deep through holes with straight and curved axes in articles from valve metal alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2694859C1 RU2694859C1 RU2018135233A RU2018135233A RU2694859C1 RU 2694859 C1 RU2694859 C1 RU 2694859C1 RU 2018135233 A RU2018135233 A RU 2018135233A RU 2018135233 A RU2018135233 A RU 2018135233A RU 2694859 C1 RU2694859 C1 RU 2694859C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- holes
- oxidation
- coatings
- hole
- products
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 88
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 59
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 37
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 35
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 17
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 6
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 claims description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 16
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 abstract description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 abstract 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 abstract 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 abstract 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 31
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 16
- 238000007745 plasma electrolytic oxidation reaction Methods 0.000 description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 9
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 6
- 229940021013 electrolyte solution Drugs 0.000 description 6
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 244000309464 bull Species 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 3
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 3
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 description 2
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 2
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 2
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электрохимической обработки поверхностей изделий из сплавов металлов вентильной группы в растворах электролитов, в частности к электрохимическому оксидированию, наиболее распространенными разновидностями которого являются анодирование и микродуговое оксидирование, и может применяться в машиностроении и других отраслях промышленности. The invention relates to the field of electrochemical surface treatment of products from metal alloys of the valve group in electrolyte solutions, in particular to electrochemical oxidation, the most common varieties of which are anodizing and microarc oxidation, and can be used in mechanical engineering and other industries.
К металлам вентильной группы относят алюминий, титан, магний, цирконий и некоторые другие металлы, на которых образуются естественные оксидные пленки с униполярной (односторонней) проводимостью. The metals of the valve group include aluminum, titanium, magnesium, zirconium and some other metals, on which natural oxide films with unipolar (one-sided) conductivity are formed.
При анодировании и микродуговом оксидировании создаются условия для интенсивного окисления металлов вентильной группы выделяющимся из растворов кислородом. Это способствует многократному увеличению толщины оксидных пленок, которые преобразуются в функциональные покрытия с высокими эксплуатационными свойствами.Anodizing and microarc oxidation creates conditions for intensive oxidation of valve group metals by oxygen released from solutions. This contributes to a multiple increase in the thickness of oxide films, which are converted into functional coatings with high performance properties.
Традиционные технологии анодирования и микродугового оксидирования реализуются в специальных электрохимических ваннах, которые должны отвечать ряду требований. Ванны должны изготавливаться из химически нейтральных по отношению к раствору материалов (например, коррозионностойких сталей), вмещать достаточный объем растворов (на порядки превышающий объем оксидируемых изделий), быть оборудованными системами перемешивания и охлаждения растворов. Ванны имеют высокую стоимость, требуют технического обслуживания, занимают производственную площадь. Вместе с тем, ванны в обязательном порядке должны использоваться в комплексе с системами воздушной вентиляции и электробезопасности для предотвращения попадания вредных и опасных испарений в органы дыхания людей и поражения их электрическим током. Поэтому для производственной практики представляют интерес безопасные способы электрохимического оксидирования изделий из сплавов вентильных металлов без применения электрохимических ванн.Traditional technologies of anodizing and microarc oxidation are implemented in special electrochemical baths, which must meet several requirements. Baths should be made of chemically neutral with respect to the solution of materials (for example, corrosion-resistant steels), contain a sufficient volume of solutions (by orders of magnitude greater than the volume of oxidized products), be equipped with systems for mixing and cooling solutions. Baths have a high cost, require maintenance, occupy the production area. At the same time, baths must be used in conjunction with air ventilation and electrical safety systems in order to prevent harmful and dangerous fumes from entering the respiratory organs of people and causing electric shocks to them. Therefore, for manufacturing practice, safe methods of electrochemical oxidation of products from alloys of valve metals without the use of electrochemical baths are of interest.
Следует отметить, что традиционные технологии анодирования и микродугового оксидирования реализуются при перемешивании растворов механическими или пневматическими мешалками (миксерами). Такое перемешивание обеспечивает хорошее омывание растворами наружных поверхностей изделий, но не может обеспечить приемлемого омывания их внутренних поверхностей. Поэтому вблизи внутренних поверхностей растворы, плохо обновляясь, обедняются и нагреваются. Это одновременно является причиной замедленного окисления вентильных металлов на внутренних поверхностях изделий и ускоренного растворения образующихся оксидов растворами. Вследствие этого, на внутренних поверхностях изделий формируются неравномерные оксидные покрытия с низкими значениями толщины и эксплуатационных свойств.It should be noted that the traditional technologies of anodizing and microarc oxidation are realized with the mixing of solutions with mechanical or pneumatic mixers (mixers). Such mixing ensures good washing with solutions of the outer surfaces of the products, but cannot provide an acceptable washing of their internal surfaces. Therefore, near the internal surfaces of the solutions, poorly updated, depleted and heated. This is at the same time the cause of the delayed oxidation of valve metals on the internal surfaces of products and the accelerated dissolution of the resulting oxides with solutions. As a result, non-uniform oxide coatings with low thicknesses and performance properties are formed on the inner surfaces of the products.
Для обработки изделий с прямыми неглубокими глухими и сквозными отверстиями существует несколько способов анодирования и микродугового оксидирования, обеспечивающих получение на поверхностях отверстий оксидных покрытий, по толщине, равномерности и эксплуатационным свойствам близких, к оксидным покрытиям на наружных поверхностях. Данные способы основаны на использовании жиклеров и распылителей, располагаемых внутри отверстий и одновременно являющихся противоэлектродами по отношению к изделиям. Но для обработки глубоких сквозных отверстий с прямыми и криволинейными осями данные способы никоим образом не подходят. Сведения об иных способах получения равномерных покрытий на поверхностях глубоких сквозных отверстий с прямыми и криволинейными осями в источниках научной и патентной информации отсутствуют. Однако, разработка таких способов необходима для более широкого применения сплавов вентильных металлов в различных энергетических системах, системах подачи топлива, транспортирования агрессивных жидких и газовых сред, суспензий и т.п.For the treatment of products with direct shallow deaf and through holes, there are several methods of anodizing and microarc oxidation, which provide oxide surfaces on the surfaces of holes, thickness, uniformity and operational properties close to oxide coatings on external surfaces. These methods are based on the use of jets and nozzles located inside the holes and at the same time being counter-electrodes with respect to the products. But for processing deep through holes with straight and curvilinear axes, these methods are in no way suitable. Information about other methods of obtaining uniform coatings on the surfaces of deep through holes with straight and curved axes in the sources of scientific and patent information is missing. However, the development of such methods is necessary for wider use of valve metal alloys in various energy systems, fuel supply systems, transportation of aggressive liquid and gas media, suspensions, etc.
В связи с изложенным предлагается изобретение, направленное на получение электрохимическим оксидированием равномерных оксидных покрытий на поверхностях глубоких сквозных отверстий с прямыми и криволинейными осями в изделиях из сплавов вентильных металлов без применения электрохимических ванн.In connection with the above, the invention is proposed, aimed at obtaining by electrochemical oxidation of uniform oxide coatings on the surfaces of deep through holes with straight and curvilinear axes in products from alloys of valve metals without the use of electrochemical baths.
Из источников патентной информации известны способы получения покрытий на деталях из алюминиевых сплавов анодированием в электрохимических ваннах с кислыми растворами электролитов [Патент RU 2354759. Способ получения покрытий / Чуфистов О.Е., Демин С.Б., Чуфистов Е.А., Борисков Д.Е., Холудинцев П.А. – Бюлл. №13 от 10.05.2009] и микродуговым оксидированием в электрохимических ваннах с щелочными растворами электролитов [Патент RU № 2136788. Способ получения покрытий / Атрощенко Э.С., Чуфистов О.Е., Казанцев И.А., Дурнев В.А. – Бюл. № 25 от 10.09.1999]. Однако данные способы реализуются в электрохимических ваннах и не позволяют получать покрытия с высокими значениями толщины и эксплуатационных свойств даже на поверхностях прямых неглубоких отверстий изделий, а также обеспечивать равномерность данных значений по всем поверхностям отверстий. Причем, чем больше размеры отверстий в осевых направлениях и чем меньше их размеры в поперечных сечениях, тем меньше толщина и физико-механические свойства покрытий в средних зонах отверстий. Например, при обработке изделий с прямыми сквозными отверстиями диаметром до 50 мм и длиной более 100 мм толщина покрытий на стенках отверстий в их средних зонах не превышает 5…10 % от толщины покрытий на стенках отверстий вблизи наружных поверхностей изделий. Поэтому для обработки поверхностей глубоких сквозных отверстий с прямыми и криволинейными осями данные способы не подходят.From the sources of patent information known methods for producing coatings on parts made of aluminum alloys by anodizing in electrochemical baths with acidic electrolyte solutions [Patent RU 2354759. Method for producing coatings / O. Chufistov, S. Demin, B. Chufistov, E. D, Boriskov .E., Kholudintsev PA - Bull. No. 13 from 10.05.2009] and microarc oxidation in electrochemical baths with alkaline electrolyte solutions [Patent RU No. 2136788. A method for producing coatings / Atroshchenko ES, Chufistov OE, Kazantsev IA, Durnev VA - Bull. No. 25 of September 10, 1999]. However, these methods are implemented in electrochemical baths and do not allow to obtain coatings with high values of thickness and performance properties even on the surfaces of straight shallow holes of the products, as well as to ensure the uniformity of these values across all surfaces of the holes. Moreover, the larger the dimensions of the holes in the axial directions and the smaller their sizes in cross sections, the smaller the thickness and the physicomechanical properties of the coatings in the middle zones of the holes. For example, when processing products with straight through holes with a diameter of up to 50 mm and a length of more than 100 mm, the thickness of the coatings on the walls of the holes in their middle zones does not exceed 5 ... 10% of the thickness of the coatings on the walls of the holes near the outer surfaces of the products. Therefore, these methods are not suitable for surface treatment of deep through holes with straight and curved axes.
Также известны способы получения покрытий на деталях из алюминиевых сплавов, включающие микродуговое оксидирование в электрохимических ваннах с щелочными растворами электролитов при подаче на оксидируемые поверхности охлажденного кислорода через распылители и жиклеры, являющиеся по отношению к деталям противоэлектродами [Патент RU 2339745. Способ получения покрытий / Чуфистов О.Е., Демин С.Б., Чуфистов Е.А. – Бюл.33 от 27.11.2008; Патент RU 2354758. Способ получения покрытий / Чуфистов О.Е., Борисков Д.Е., Чуфистов Е.А. – Бюл.13 от 10.05.2009]. Подача охлажденного кислорода через противоэлектроды за счет повышения напряженности электрического поля, улучшения перемешивания и охлаждения раствора, обогащения его кислородом обеспечивает повышение производительности оксидирования, а также увеличение толщины, повышение физико-механических свойств и равномерности покрытий на наружных поверхностях деталей их отверстий. Однако данные способы реализуются в электрохимических ваннах, отличаются высокой технологической сложностью, требуют использования дополнительного оборудования и специального инструментария для подачи охлажденного кислорода. Вместе с тем, данные способы пригодны только для обработки изделий с прямыми сквозными неглубокими отверстиями диаметром 20…100 мм и глубиной до 200 мм. При обработке изделий с отверстиями с прямыми осями глубиной более 200 мм или с изделий отверстиями с искривленными осями из-за повышения технологической сложности реализация данных способов становится весьма затруднительной, но, несмотря на это, не дает нужного положительного эффекта. Например, при обработке изделий с прямыми сквозными отверстиями диаметром 30…50 мм и длиной 500…600 мм толщина покрытий на стенках отверстий в их средних зонах не превышает 55…65% от толщины покрытий на стенках отверстий вблизи наружных поверхностей изделий. Поэтому для обработки поверхностей глубоких сквозных отверстий с прямыми и криволинейными осями данные способы также не подходят.Also known are methods for producing coatings on parts made from aluminum alloys, including microarc oxidation in electrochemical baths with alkaline electrolyte solutions when cooled oxygen is supplied to oxidizable surfaces through sprayers and jets, which are counter-electrodes to parts [Patent RU 2339745. Method for producing coatings / Chufistov O .E., Demin, SB, Chufistov, EA - Byul.33 dated 11/27/2008; Patent RU 2354758. Method for producing coatings / O. Chufistov, D.E. Boriskov, E.A. Chufistov - Bul.13 from 10.05.2009]. The supply of cooled oxygen through counter-electrodes by increasing the electric field strength, improving the mixing and cooling of the solution, enriching it with oxygen, improves the oxidation performance, increases the thickness, improves the physicomechanical properties and uniformity of the coatings on the outer surfaces of the parts of their holes. However, these methods are implemented in electrochemical baths, are characterized by high technological complexity, require the use of additional equipment and special tools for supplying cooled oxygen. However, these methods are only suitable for processing products with straight through shallow holes with a diameter of 20 ... 100 mm and a depth of 200 mm. When processing products with holes with straight axes more than 200 mm deep or with products with holes with curved axes due to the increased technological complexity, the implementation of these methods becomes very difficult, but, despite this, does not give the desired positive effect. For example, when processing products with straight through holes with a diameter of 30 ... 50 mm and a length of 500 ... 600 mm, the thickness of the coatings on the walls of the holes in their middle zones does not exceed 55 ... 65% of the thickness of the coatings on the walls of the holes near the outer surfaces of the products. Therefore, for the treatment of surfaces of deep through holes with straight and curved axes, these methods are also not suitable.
Также известен способ получения покрытий на поверхностях глухих отверстий деталей из алюминиевых сплавов, включающий электрохимическое оксидирование в электрохимических ваннах с кислыми или щелочными растворами, которые закачиваются и откачиваются из отверстий через жиклеры, являющиеся по отношению к деталям противоэлектродами [Патент RU 2471895. Способ получения покрытий на поверхностях глухих отверстий деталей из алюминиевых сплавов. Чуфистов О.Е., Артемов И.И., Чуфистов Е.А., Агапова Т.А., Гусенков Е.В. – Бюл. №1 от 10.01.2013]. Откачивание и закачивание способствует обновлению растворов внутри отверстий, обеспечивает повышение производительности оксидирования, а также увеличение толщины, повышение физико-механических свойств и равномерности покрытий на поверхностях отверстий. При обработке деталей с прямыми глухими отверстиями диаметром до 10 мм и глубиной 20…50 мм толщина покрытий на стенках отверстий в их средних зонах может достигать 95 % от толщины покрытий на наружных поверхностях деталей. Однако данный способ реализуется в электрохимических ваннах и эффективен только при обработке глухих отверстий глубиной до 200 мм. Для обработки глубоких сквозных отверстий с прямыми и криволинейными осями данный способ применять не имеет смысла, поскольку он не дает нужного положительного эффекта. Например, при обработке изделий с прямыми сквозными отверстиями диаметром 30…50 мм и длиной более 200 мм толщина покрытий на стенках отверстий в их средних зонах не превышает 15…20 % от толщины покрытий на стенках отверстий вблизи наружных поверхностей изделий. Поэтому для обработки поверхностей глубоких сквозных отверстий с прямыми и криволинейными осями данный способ также не подходит.Also known is a method of producing coatings on surfaces of blind holes of parts made of aluminum alloys, including electrochemical oxidation in electrochemical baths with acidic or alkaline solutions that are pumped and pumped out of the holes through the nozzles that are counter-electrodes to parts [Patent RU 2471895. surfaces of blind holes of aluminum alloy parts. Chufistov OE, Artemov I.I., Chufistov Ye.A., Agapova T.A., Gusenkov E.V. - Bull.
Наиболее близким по технической сущности предлагаемому способу является способ получения покрытий на деталях из сплавов вентильных металлов со сквозными отверстиями, включающий электрохимическое оксидирование в электрохимических ваннах с кислыми или щелочными растворами, которые откачиваются из заглушенных с одной стороны отверстий через жиклеры, являющиеся по отношению к деталям противоэлектродами [Патент RU 2661135. Способ обработки деталей из сплавов металлов вентильной группы со сквозными отверстиями электрохимическим оксидированием. Чуфистов О.Е., Чуфистов Е.А., Вяльмисов В.О.– Бюл. №20 от 20.07.2018]. Откачивание растворов способствует их обновлению внутри отверстий, обеспечивает повышение производительности оксидирования, а также увеличение толщины, повышение физико-механических свойств и равномерности покрытий на поверхностях отверстий. При обработке деталей с прямыми сквозными отверстиями диаметром до 20 мм и глубиной до 50 мм толщина покрытий на стенках отверстий в их средних зонах может достигать 95 % от толщины покрытий на наружных поверхностях деталей. Однако данный способ реализуется в электрохимических ваннах и эффективен только при обработке деталей с прямыми сквозными отверстиями глубиной до 200 мм. Для обработки глубоких сквозных отверстий с прямыми и криволинейными осями данный способ применять не имеет смысла, поскольку он не дает нужного положительного эффекта. Например, при обработке изделий с прямыми сквозными отверстиями диаметром 30…50 мм и длиной более 200 мм толщина покрытий на стенках отверстий в их средних зонах не превышает 18…22 % от толщины покрытий на стенках отверстий вблизи наружных поверхностей изделий. Поэтому для обработки поверхностей глубоких сквозных отверстий с прямыми и криволинейными осями данный способ также не подходит.The closest in technical essence of the proposed method is a method of producing coatings on parts made from valve metal alloys with through holes, including electrochemical oxidation in electrochemical baths with acidic or alkaline solutions, which are pumped out of the holes plugged on one side through jets that are antielectrodes to parts [Patent RU 2661135. The method of processing parts from metal alloys of a valve group with through holes electrochemical oxidation by niem Chufistov OE, Chufistov EA, Vyalmisov VO - Bull. № 20 dated 07/20/2018]. Pumping out of the solutions promotes their renewal inside the holes, improves the oxidation performance, as well as increasing the thickness, increasing the physicomechanical properties and uniformity of the coatings on the surfaces of the holes. When machining parts with straight through holes with a diameter of up to 20 mm and a depth of up to 50 mm, the thickness of the coatings on the walls of the holes in their middle zones can reach 95% of the thickness of the coatings on the outer surfaces of the parts. However, this method is implemented in electrochemical baths and is effective only when processing parts with straight through holes up to 200 mm in depth. For the treatment of deep through holes with straight and curved axes, this method does not make sense to apply, because it does not give the desired positive effect. For example, when processing products with straight through holes with a diameter of 30 ... 50 mm and a length of more than 200 mm, the thickness of the coatings on the walls of the holes in their middle zones does not exceed 18 ... 22% of the thickness of the coatings on the walls of the holes near the outer surfaces of the products. Therefore, this method is also not suitable for surface treatment of deep through holes with straight and curved axes.
Задачей предполагаемого изобретения является разработка простого, надежного, безопасного и экономичного способа получения равномерных оксидных покрытий с высокими эксплуатационными свойствами на поверхностях глубоких сквозных отверстий с прямыми и криволинейными осями диаметром (средним размером поперечного сечения) 10…100 мм и длиной 60…2000 мм в изделиях из сплавов вентильных металлов электрохимическим оксидированием без применения электрохимических ванн.The task of the proposed invention is to develop a simple, reliable, safe and economical method of obtaining uniform oxide coatings with high performance on the surfaces of deep through holes with straight and curvilinear axes with a diameter (average cross-sectional size) of 10 ... 100 mm and a length of 60 ... 2000 mm in products from alloys of valve metals by electrochemical oxidation without the use of electrochemical baths.
Технический результат решения поставленной задачи заключается в получении на поверхностях глубоких сквозных отверстий с прямыми или искривленными осями в изделиях из сплавов вентильных металлов оксидных покрытий, у которых значения толщины и эксплуатационных свойств в средних зонах составляют не менее 75 % от значений толщины и эксплуатационных свойств вблизи наружных поверхностей, причем, без применения электрохимических ванн. The technical result of the solution of the task is to obtain on the surfaces of deep through holes with straight or curved axes in products made of valve metal alloys, oxide coatings in which the thickness and performance properties in the middle zones are at least 75% of the thickness and performance properties near the outer surfaces, and without the use of electrochemical baths.
Поставленная задача решается в способе получения покрытий на поверхностях глубоких сквозных отверстий с прямыми и искривленными осями в изделиях из сплавов вентильных металлов, включающем электрохимическое оксидирование в кислых или щелочных растворах продолжительностью 30…100 минут при подаче растворов в отверстия, причем, оксидирование осуществляют без применения электрохимических ванн – внутри самих отверстий, устанавливая изделия так, чтобы верхние концы отверстий располагались как можно выше нижних, и переустанавливая изделия, спустя половину времени обработки, так, чтобы концы отверстий менялись местами, с расположением внутри отверстий противоэлектродов в виде гибких тросов из коррозионностойких сталей, на которые по центральным сквозным отверстиям напрессованы инертные по отношению к растворам изоляторы (тела обтекаемой формы из электроизоляционных материалов), при этом форма, размеры и расположение этих изоляторов должны быть такими, чтобы сумма их размеров вдоль тросов была как можно меньше, но полностью исключались контакты изделий и тросов, растворы подают в отверстия с тех концов, которые расположены ниже, при норме расхода растворов 0,5…10,0 л на 1 дм2 площади обрабатываемых поверхностей отверстий, тросы с напрессованными изоляторами через каждые 25% времени оксидирования перемещают по осям отверстий на расстояния, в 1,5…2,0 раза превышающие максимальные размеры изоляторов вдоль осей отверстий, а после оксидирования осуществляют наполнение покрытий, полученных оксидированием на поверхностях отверстий, путем кипячения в отверстиях дистиллированной воды в течение 40…50 минут, заполняя отверстия наполовину и однократно переустанавливая изделия так, чтобы каждый участок поверхностей отверстий контактировал с дистиллированной водой примерно 50% времени кипячения. The task is solved in the method of obtaining coatings on the surfaces of deep through holes with straight and curved axes in products made from valve metal alloys, including electrochemical oxidation in acidic or alkaline solutions with a duration of 30 ... 100 minutes when solutions are fed into the holes, and oxidation is carried out without using electrochemical baths - inside the holes themselves, installing the products so that the upper ends of the holes are located as high as possible below the bottom, and reinstalling the products, after half the processing time, so that the ends of the holes are reversed, with the counter electrodes located inside the holes in the form of flexible cables made of corrosion-resistant steels, onto which insulators (streamlined form bodies of insulating materials) are pressed in through the through-holes, the shape, size and location of these insulators must be such that the sum of their dimensions along the cables is as small as possible, but the contacts of products and cables and solutions are completely excluded served in openings from those ends below, at a solution flow rate of 0.5 ... 10.0 l per 1 dm 2 of the surface of the surface of the holes, cables with pressed insulators are moved along the axes of the holes every 25% of the time, in 1.5 ... 2.0 times the maximum dimensions of the insulators along the axes of the holes, and after oxidation, the coatings obtained by oxidation on the surfaces of the holes are filled by boiling distilled water in the holes for 40 ... 50 minutes, filling about Verstov half products and once resetting so that each portion of the surfaces of holes in contact with distilled water to approximately 50% of the time of boiling.
Способ реализуется следующим образом. Сначала для оксидирования отверстий определенного типа-размера изготавливают противоэлектрод из гибкого троса из коррозионностойкой стали и химически инертных по отношению к растворам изоляторов (тел обтекаемой формы со сквозными центральными отверстиями из электроизоляционных материалов – например, из пластмассы, оргстекла, силикона и т.п). Трос и изоляторы должны иметь диаметры соответственно на 6…50 мм и 3…15 мм меньше диаметров (средних размеров сечений) отверстий, а общая длина троса должна превосходить длину отверстий на 50…250 мм. Изоляторы напрессовываются на трос таким образом, чтобы число изоляторов было минимальным, но при этом полностью исключалась возможность контактов изделия и троса. The method is implemented as follows. First, for oxidizing holes of a certain type-size, the counter electrode is made of a flexible cable of stainless steel and chemically inert insulators with respect to solutions (streamlined bodies with through central holes of insulating materials - for example, plastic, plexiglass, silicone, etc.). The cable and insulators should have diameters of 6 ... 50 mm and 3 ... 15 mm, respectively, smaller than the diameters (average sizes of sections) of the holes, and the total length of the cable should exceed the length of the holes by 50 ... 250 mm. Insulators are pressed onto the cable in such a way that the number of insulators is minimal, but the possibility of product and cable contacts is completely excluded.
Затем изделие закрепляют так, чтобы верхний конец обрабатываемого отверстия располагался как можно выше нижнего, и с помощью алюминиевого провода в электроизоляционной оплетке подсоединяют изделие к кабелю одного из полюсов источника питания (если оксидирование проводят при постоянном токе, то изделие присоединяют к кабелю положительного полюса). Then the product is fixed so that the upper end of the hole being machined is located as high as possible and the product is connected to the cable of one of the poles of the power supply using aluminum wire in an electrical insulating sheath (if the product is oxidized at a constant current, then the product is connected to the positive pole).
Потом к нижнему выходу отверстия присоединяют химически стойкий шланг, соединенный с выходом насоса, изготовленного их инертных по отношению к раствору материалов и предназначенного для подачи раствора из резервуара, в котором хранится раствор, в отверстие изделия. К верхнему концу отверстия присоединяют другой химически стойкий шланг, предназначенный для слива раствора в резервуар. С помощью алюминиевого провода в электроизоляционной оплетке, длина которого на 100…500 мм превышает длину шланга, присоединенного к верхнему концу отверстия, противоэлектрод подсоединяют к кабелю свободного полюса источника питания, противоположного по знаку полюсу, к которому ранее подсоединили изделие (если оксидирование проводят при постоянном токе, то противоэлектрод подсоединяют к кабелю отрицательного полюса). Через шланг, присоединенный к верхнему концу отверстия, противоэлектрод с помощью алюминиевого провода в электроизоляционной оплетке вводят (проталкивают) внутрь отверстия в изделии так, чтобы свободный конец противоэлектрода, пройдя отверстие, вышел внутрь шланга, соединяющего отверстие в изделии с выходом насоса. После этого шланг, предназначенный для слива раствора, вместе с выходящим из него проводом в алюминиевой оплетке погружают в резервуар.Then a chemically resistant hose is connected to the lower outlet of the hole, connected to the outlet of the pump, made of materials inert with respect to the solution, and intended to deliver the solution from the reservoir in which the solution is stored to the hole of the product. To the upper end of the hole attach another chemically resistant hose designed to drain the solution into the tank. Using an aluminum wire in an insulating sheath, which is 100 ... 500 mm longer than the hose connected to the upper end of the hole, the counter electrode is connected to the cable of the free pole of the power source opposite to the pole to which the product was previously connected current, the counter electrode is connected to the cable of the negative pole). Through the hose connected to the upper end of the hole, the counter electrode is inserted (pushed) into the hole in the product with the help of aluminum wire, so that the free end of the counter electrode passes the hole and goes inside the hose connecting the hole in the product to the pump outlet. After that, the hose designed to drain the solution, together with the wire coming out of it in an aluminum sheath, is immersed in the tank.
Далее для полного исключения возможности контакта между торсом противоэлектрода и изделием с помощью мультиметра или аналогичного прибора проверяют цепь между выходами источника питания и при наличии этого контакта (которого в принципе быть не должно при правильном выборе и соединении троса и изоляторов) производят переустановку противоэлектрода. При отсутствии контакта включают насос, настроенный на определенный расход, и, тем самым, начинают закачивать из резервуара в отверстие изделия раствор, который, протекая через отверстие изделия, через шланг сливается обратно в резервуар. Практически одновременно с включением насоса включают и источник питания, настроенный на определенные значения тока, проходящего по цепи, и плотности тока на поверхности обрабатываемого отверстия в изделии, тем самым, запуская процесс оксидирования.Further, in order to completely eliminate the possibility of contact between the torso of the counter electrode and the product, a circuit between the power supply outputs is checked with a multimeter or similar device and if there is this contact (which shouldn’t be in principle with proper selection and connection of the cable and insulators), the counter electrode is reinstalled. If there is no contact, the pump is turned on, which is set to a certain flow rate, and thus start pumping a solution from the tank into the product hole, which, flowing through the product hole, drains back into the tank through the hose. Almost simultaneously with turning on the pump, the power source is also tuned, which is tuned to specific values of the current passing through the circuit and the current density on the surface of the hole in the product being processed, thereby starting the oxidation process.
Спустя 7,5…25 минут, составляющих первую четверть (25%) времени оксидирования, отключают источник питания и насос и смещают противоэлектрод вдоль оси отверстия на расстояние, в 1,5…2,0 раза превышающее максимальный размер изолятора вдоль троса. После этого, снова проверяют цепь между выходами источника питания и при отсутствии контакта между тросом и изделием включают насос и источник питания, тем самым снова запуская процесс оксидирования. After 7.5 ... 25 minutes making up the first quarter (25%) of the oxidation time, the power supply and the pump are disconnected and the counter electrode is displaced along the hole axis by a distance 1.5 ... 2.0 times the maximum insulator size along the cable. After that, the circuit between the power supply outputs is checked again and in the absence of contact between the cable and the product, the pump and power supply are turned on, thereby starting the oxidation process again.
Спустя еще 7,5…25 минут, составляющих вторую четверть (25%) времени оксидирования, отключают источник питания и насос, извлекают из отверстия противоэлектрод, освобождают изделие от креплений и сливают раствор из шлангов и отверстия в изделии в резервуар. Затем изделие отсоединяют от шлангов и закрепляют, меняя концы отверстия местами, так, чтобы конец, который ранее располагался выше, оказался ниже, а конец, который ранее располагался ниже, оказался как выше и при этом находился как можно выше другого конца. После этого к концам отверстия присоединяют шланги, к концу, располагающемуся ниже, – шланг, соединенный с выходом насоса, а к концу, располагающемуся выше, – шланг, предназначенный для слива раствора в резервуар. Далее через шланг, предназначенный для слива раствора в резервуар, противоэлектрод с помощью алюминиевого провода в электроизоляционной оплетке вводят (проталкивают) внутрь отверстия в изделии так, чтобы свободный конец противоэлектрода, пройдя отверстие, вышел внутрь шланга, соединяющего отверстие в изделии с выходом насоса. Затем шланг, предназначенный для слива раствора, вместе с выходящим из него проводом в алюминиевой оплетке погружают в резервуар, проверяют цепь между выходами источника питания и при отсутствии контакта между тросом и изделием включают насос и источник питания, тем самым опять запуская процесс оксидирования. After another 7.5 ... 25 minutes, constituting the second quarter (25%) of the oxidation time, turn off the power source and pump, remove the counter electrode from the hole, release the product from the fixings, and drain the solution from the hoses and holes in the product into the tank. Then the product is disconnected from the hoses and fixed, changing the ends of the hole in places, so that the end, which was previously located above, was lower, and the end, which was previously located below, turned out to be higher and at the same time as high as the other end. After that, the hoses are attached to the ends of the hole, to the end located lower is a hose connected to the pump outlet, and to the end located higher is a hose designed to drain the solution into the reservoir. Next, through a hose designed to drain the solution into the tank, the counter electrode is inserted (pushed) into the hole in the product with the help of aluminum wire so that the free end of the counter electrode passes the hole and goes inside the hose connecting the hole in the product to the pump outlet. Then the hose designed to drain the solution, together with the aluminum sheath coming out of it, is immersed in the tank, check the circuit between the power supply outlets and in the absence of contact between the cable and the product turn on the pump and the power supply, thereby starting the oxidation process again.
Спустя еще 7,5…25 минут, составляющих третью четверть (25%) времени оксидирования, отключают источник питания и насос и смещают противоэлектрод вдоль оси отверстия на расстояние, в 1,5…2,0 раза превышающее максимальный размер изолятора вдоль троса. После этого, снова проверяют цепь между выходами источника питания и при отсутствии контакта между тросом и изделием включают насос и источник питания, тем самым последний раз запуская процесс оксидирования. After another 7.5 ... 25 minutes making up the third quarter (25%) of the oxidation time, the power source and pump are disconnected and the counter electrode is displaced along the hole axis by a distance 1.5 ... 2.0 times the maximum insulator size along the cable. After that, the circuit is again checked between the power supply outputs and, in the absence of contact between the cable and the product, the pump and the power supply are turned on, thereby starting the oxidation process for the last time.
Спустя еще 7,5…25 минут, составляющих последнюю четверть (25%) времени оксидирования, отключают источник питания и насос, освобождают изделие от креплений и сливают раствор из шлангов и отверстия в изделии в резервуар. После этого, изделие отсоединяют от шлангов, промывают водой и высушивают. After another 7.5 ... 25 minutes, constituting the last quarter (25%) of the oxidation time, turn off the power source and the pump, release the product from fasteners and drain the solution from the hoses and holes in the product into the tank. After that, the product is disconnected from the hoses, washed with water and dried.
Далее покрытия, полученные оксидированием на поверхности отверстия изделия, подвергают наполнению с помощью кипящей дистиллированной воды. Next, the coating obtained by oxidation on the surface of the hole of the product is subjected to filling with boiling distilled water.
Если отверстие и изделие имеют небольшие размеры, изделие наполовину погружают в сосуд с кипящей дистиллированной водой так, чтобы верхний конец располагался как можно выше нижнего, закрывают верхний конец заглушкой и выдерживают 20…25 минут. Затем изделие извлекают из сосуда, снимают с него заглушку, переворачивают изделие так, чтобы концы поменялись местами, изделие наполовину погружают в сосуд с кипящей дистиллированной водой так, чтобы верхний конец располагался как можно выше нижнего, закрывают верхний конец заглушкой, выдерживают еще 20…25 минут и высушивают. If the hole and the product are small, the product is half immersed in a vessel with boiling distilled water so that the upper end is located as high as the lower end, close the upper end of the cap and stand for 20 ... 25 minutes. Then the product is removed from the vessel, removed from the cap, turn the product so that the ends are reversed, the product is half immersed in a vessel with boiling distilled water so that the upper end is located as high as the bottom, close the upper end of the cap, withstand another 20 ... 25 minutes and dried.
Если отверстие и изделие имеют значительные габариты, изделие закрепляют так, чтобы верхний конец располагался как можно выше нижнего, вставляют с нижнего конца в отверстие водонагревательный элемент, закрывают нижний конец отверстия герметичной заглушкой, наполовину заполняют отверстие дистиллированной водой, закрывают верхний конец отверстия заглушкой, доводят дистиллированную воду до кипения и выдерживают 20…25 минут. Затем освобождают изделие от верхней заглушки и креплений, сливают дистиллированную воду во вспомогательный сосуд, снимают вторую заглушку и извлекают водонагревательный элемент. Потом изделие переворачивают и чтобы концы отверстия поменялись местами и закрепляют так, чтобы верхний конец располагался как можно выше нижнего, вставляют с нижнего конца в отверстие водонагревательный элемент, закрывают нижний конец отверстия герметичной заглушкой, наполовину заполняют отверстие дистиллированной водой, закрывают верхний конец отверстия заглушкой, доводят дистиллированную воду до кипения, выдерживают еще 20…25 минут и высушивают.If the hole and the product have significant dimensions, the product is fixed so that the upper end is located as high as possible below, insert a water heating element from the lower end into the hole, close the lower end of the hole with a sealed plug, half fill the hole with distilled water, close the upper end of the hole with a plug, bring distilled water until boiling and incubated for 20 ... 25 minutes. Then, the product is freed from the upper plug and the fasteners, the distilled water is poured into the auxiliary vessel, the second plug is removed and the water-heating element is removed. Then the product is turned over and the ends of the hole are reversed and secured so that the upper end is located as high as possible, the water heater is inserted from the lower end into the hole, the lower end of the hole is closed with a sealed plug, half the hole is filled with distilled water, bring the distilled water to a boil, incubate for another 20 ... 25 minutes and dry.
Основная идея предлагаемого способа заключается в реализации электрохимического оксидирования поверхностей отверстий без электрохимических ванн внутри самих же отверстий с размещением в них специальных гибких противоэлектродов и пропусканием через них по замкнутому циклу реверсивных потоков растворов электролитов, хранящихся в резервуарах, которые находятся вне производственного помещения (например, в подсобном помещении или на открытом воздухе под навесом). The main idea of the proposed method is to implement electrochemical oxidation of the surfaces of the openings without electrochemical baths inside the openings themselves, placing in them special flexible counter electrodes and passing through them through a closed cycle reversible flows of electrolyte solutions stored in tanks that are outside the production room (for example, utility room or outdoors under a shed).
Подача раствора электролита в отверстие изделия, в котором расположен противоэлектрод, и создание разности потенциалов между изделием и тросом противоэлектрода создают условия для интенсивного взаимодействия вентильного металла поверхностей отверстия изделия и кислорода, выделяющегося из раствора, с образованием оксидного покрытия на поверхностях отверстия. При этом раствор в отверстии быстро нагревается джоулевым теплом и изменяет свой химический состав. Однако за счет подачи в отверстие свежего раствора из резервуара через шланги, соединенные с насосом, отработанный раствор вымывается из отверстия и через сливной шланг поступает обратно в резервуар, где охлаждается и восстанавливает свой химический состав. Благодаря этому, при повторной подаче раствора в отверстие интенсивность образования покрытия на стенках отверстия поддерживается на необходимом уровне.The supply of electrolyte solution into the hole of the product in which the counter electrode is located, and the creation of a potential difference between the product and the cable of the counter electrode creates conditions for intensive interaction of the valve metal surfaces of the product hole and oxygen released from the solution to form an oxide coating on the surfaces of the hole. In this case, the solution in the hole quickly heats up with Joule heat and changes its chemical composition. However, due to the supply of fresh solution from the reservoir through the hoses connected to the pump, the spent solution is washed out of the opening and through the drain hose enters the reservoir, where it cools and restores its chemical composition. Due to this, when re-feeding the solution into the hole, the intensity of formation of the coating on the walls of the hole is maintained at the required level.
Расположение изделия, при котором один конец обрабатываемого отверстия располагается как можно выше другого, облегчает вымывание через верхний конец отверстия пузырьков водорода, наряду с кислородом выделяющегося из раствора электролита при оксидировании. Однако, если кислород вступает в реакцию окисления с ионами вентильного металла, образуя оксид, то водород, не участвует в протекании реакции окисления и, нарушая взаимодействие раствора и оксидируемой поверхности, замедляет образование оксида. The location of the product, in which one end of the hole being machined is located as high as the other, makes it easier for hydrogen bubbles to be washed out through the upper end of the hole, along with oxygen, the electrolyte released from the solution during oxidation. However, if oxygen enters the oxidation reaction with the valve metal ions to form an oxide, then hydrogen does not participate in the oxidation reaction and, disrupting the interaction of the solution and the oxidized surface, slows down the formation of oxide.
Ввиду того, что свежий раствор в отверстие подают с конца, расположенного ниже, по мере продвижения к концу, расположенному выше, раствор нагревается и изменяет свой химический состав, поэтому интенсивность образования покрытия заметно снижается, и около верхнего конца отверстия становится сравнительно низкой. Из-за этого толщина покрытия у верхнего конца отверстия оказывается значительно меньше, чем у нижнего конца отверстия. Для нивелирования неравномерности покрытия по всей глубине отверстия производят переустановку изделия, разворачивая его таким образом, чтобы верхний и нижний концы отверстия поменялись местами. Таким образом, после переустановки изделия свежий раствор закачивают через конец отверстия, где толщина покрытия, сформированного до переустановки, была минимальной, а нагретый и изменивший химический состав раствор выходит из отверстия через конец, где толщина покрытия, сформированного до переустановки, была максимальной.Due to the fact that the fresh solution is fed into the hole from the end located below, as it moves to the end located above, the solution heats up and changes its chemical composition, therefore the intensity of coating formation decreases markedly, and near the upper end of the hole becomes relatively low. Because of this, the thickness of the coating at the upper end of the hole is significantly less than at the lower end of the hole. To level the unevenness of the coating over the entire depth of the hole, the product is reinstalled, turning it so that the upper and lower ends of the hole are swapped. Thus, after reinstalling the product, a fresh solution is pumped through the end of the hole, where the thickness of the coating formed before the reinstallation was minimal, and the heated and changed chemical composition of the solution exits the hole through the end, where the thickness of the coating formed before the reinstallation was maximum.
Важно отметить, что за счет движения раствора вдоль оси отверстия обеспечивается примерно одинаковое омывание всех участков его поверхностей. Это позволяет получать равномерные покрытия на поверхностях отверстий с прямыми и криволинейными осями круглого, прямоугольного, шестигранного и иного сечения. It is important to note that due to the movement of the solution along the axis of the hole, approximately the same washing of all parts of its surfaces is provided. This allows to obtain uniform coatings on the surfaces of the holes with straight and curved axes of circular, rectangular, hexagonal and other sections.
Использование при оксидировании противоэлектрода, расположенного внутри отверстия, позволяет получить в нем необходимую равномерную напряженность электрического поля, которая способствует созданию примерно одинаковых условий электрохимического окисления всех участков поверхностей отверстия. С целью исключения возможности окисления противоэлектрода, его следует изготавливать из инертных по отношению к раствору материалов, к числу которых относится коррозионностойкая сталь. При этом, для того, чтобы противоэлектрод легко проходил отверстие с прямой или криволинейной осью по всей длине, он должен быть податливым, поэтому для изготовления противоэлектрода лучше использовать гибкий трос из нержавеющей стали. Для того, чтобы трос противоэлектрода не контактировал с поверхностью отверстия (такой контакт приводит к короткому замыканию и локальному разрушению контактирующих поверхностей), необходимо использовать изоляторы, которые также следует изготавливать из инертных по отношению к раствору материалов, к числу которых относятся пластмасса, оргстекло, силикон. Для того, чтобы использование изоляторов в меньшей степени нарушало равномерность напряженности электрического поля внутри отверстия и характер омывания его поверхностей раствором, следует использовать изоляторы небольших размеров и обтекаемой формы (шаровидной, тороидальной и т.п.) в минимальном количестве, достаточном для предотвращения контакта троса и поверхностей отверстия. The use of a counter electrode located inside the orifice during the oxidation makes it possible to obtain the necessary uniform electric field strength in it, which contributes to the creation of approximately the same electrochemical oxidation conditions for all portions of the orifice surfaces. In order to exclude the possibility of oxidation of the counter electrode, it should be made from inert with respect to the solution of materials, which include corrosion-resistant steel. At the same time, in order for the counter-electrode to easily pass a hole with a straight or curved axis along the entire length, it must be pliable, therefore, it is better to use a flexible stainless steel cable for the manufacture of the counter-electrode. In order for the cable of the counter-electrode not in contact with the surface of the hole (such contact leads to a short circuit and local destruction of the contacting surfaces), it is necessary to use insulators, which should also be made of materials that are inert to the solution, including plastic, plexiglas, silicone . In order to use insulators to a lesser extent, violate the uniformity of the electric field inside the hole and the nature of washing its surfaces with a solution, you should use insulators of small size and a streamlined shape (spherical, toroidal, etc.) in a minimum amount sufficient to prevent cable contact and hole surfaces.
Какими бы не были форма, размеры и число изоляторов, их использование приводит к снижению равномерности покрытия на поверхности отверстия. На участках поверхности отверстия, рядом с которыми располагаются изоляторы и которые контактируют с изоляторами, покрытие имеет меньшую толщину из-за пониженной напряженности электрического поля и затрудненной циркуляции раствора. Поэтому для нивелирования неравномерности толщины покрытия в процессе оксидирования противоэлектрод необходимо смещать вдоль оси отверстия на расстояние, гарантированно превышающее максимальный размер изолятора вдоль оси отверстия. С учетом того, что минимальное расстояние между изоляторами, как правило, минимум в 3 раза превышает максимальный размер изолятора вдоль оси отверстия, целесообразным представляется смещение противоэдектрода на расстояние, в 1,5…2,0 раза превышающее максимальный размер изолятора вдоль оси отверстия.Whatever the shape, size and number of insulators, their use reduces the uniformity of the coating on the surface of the hole. On the surface areas of the hole, near which the insulators are located and which are in contact with the insulators, the coating has a smaller thickness due to the reduced electric field strength and the difficult circulation of the solution. Therefore, in order to level the unevenness of the coating thickness during the oxidation process, the counter electrode must be displaced along the hole axis by a distance that is guaranteed to exceed the maximum insulator size along the hole axis. Taking into account the fact that the minimum distance between insulators, as a rule, is at least 3 times the maximum insulator size along the hole axis, it seems reasonable to displace the counter-electrode by a distance 1.5… 2.0 times the maximum insulator size along the hole axis.
С учетом того, что, спустя половину времени оксидирования, обязательно производят переустановку изделия и противоэдектрода внутри отверстия, представляется целесообразным дополнительно смещать противоэлектрод вдоль оси отверстия еще два раза – спустя четверть (25%) времени оксидирования, т.е. в середине временного интервала с начала оксидирования до переустановки изделия и спустя три четверти (75%) времени оксидирования, т.е. в середине временного интервала с начала возобновления оксидирования после переустановки до конца оксидирования. Таким образом, обработка со смещением противоэлектрода в отверстии каждые 25% времени оксидирования будет протекать при четырех разных положениях противоэлектрода в отверстии, что позволит получить на его поверхности покрытие с достаточно равномерной толщиной. Увеличение числа смещений противоэлектрода в процессе оксидирования повысит длительность, трудоемкость и себестоимость обработки, а уменьшение числа смещений противоэлектрода – не позволит обеспечить достаточно равномерную толщину покрытия на поверхностях отверстия.Taking into account the fact that after half the oxidation time, the product and the counter electrode inside the orifice must be reinstalled, it is advisable to additionally displace the counter electrode along the orifice two more times - after a quarter (25%) of the oxidation time, i.e. in the middle of the time interval from the beginning of the oxidation to the reinstallation of the product and after three quarters (75%) of the oxidation time, i.e. in the middle of the time interval from the beginning of the resumption of oxidation after reinstallation to the end of oxidation. Thus, a treatment with a displacement of the counter electrode in the hole every 25% of the time of oxidation will occur at four different positions of the counter electrode in the hole, which will make it possible to obtain a coating on its surface with a fairly uniform thickness. An increase in the number of displacements of the counter electrode in the process of oxidation will increase the duration, laboriousness, and cost of processing, and a decrease in the number of displacements of the counter electrode will not allow a sufficiently uniform thickness of the coating on the surfaces of the hole.
Расход раствора через отверстие должен выбираться с учетом размеров и конфигурации отверстия и противоэлектрода, а также токовых параметров электрохимического оксидирования, но при этом должен находиться в пределах интервала 0,5…10,0 л/мин на 1 дм2 обрабатываемых поверхностей отверстия. При меньшем расходе раствор между поверхностями отверстия и стержня медленно обновляется, нагревается и меняет свой химический состав, что вызывает замедление формирования покрытия. При большем расходе повышается стоимость обработки без ускорения формирования покрытия. Кроме того, при большем расходе возрастает вероятность размывания формируемого покрытия потоком раствора, которое может привести к снижению толщины и равномерности покрытия. The flow rate of the solution through the hole should be selected taking into account the size and configuration of the hole and the counter electrode, as well as the current parameters of electrochemical oxidation, but it should be within the range of 0.5 ... 10.0 l / min per 1 dm 2 of the hole surfaces to be treated. With less consumption, the solution between the surfaces of the hole and the rod is slowly renewed, heats up and changes its chemical composition, which causes a delay in the formation of the coating. With more consumption increases the cost of processing without accelerating the formation of the coating. In addition, with greater consumption increases the likelihood of erosion of the coating formed by the flow of the solution, which can lead to a decrease in the thickness and uniformity of the coating.
Наполнение сформированного покрытия на поверхности отверстия изделия кипящей дистиллированной водой и ее паром приводит к тому, что в покрытии малая часть оксида вентильного металла переходит в гидроксид, увеличиваясь в объеме. Это способствует значительному снижению пористости покрытия, повышению его напряжения пробоя и коррозионной стойкости [7]. The filling of the formed coating on the surface of the orifice of the product with boiling distilled water and its vapor leads to the fact that in the coating a small part of the valve metal oxide goes into hydroxide, increasing in volume. This contributes to a significant decrease in the porosity of the coating, increasing its breakdown voltage and corrosion resistance [7].
Дистиллированная вода практически не содержит элементов, способных вступать с покрытием в химические реакции с образованием веществ, снижающих свойства покрытия. Поэтому для наполнения следует использовать именно дистиллированную, а не водопроводную воду.Distilled water contains almost no elements that can react with the coating in chemical reactions with the formation of substances that reduce the properties of the coating. Therefore, it is necessary to use distilled water for filling, not tap water.
Наполнение покрытия происходит как под действием на него как кипящей водной среды, так и водяного пара. При этом сочетание наполнения покрытий водной средой и водяным паром дает наилучший эффект. Поэтому при наполнении отверстие изделия целесообразно заполнять дистиллированной водой лишь частично, покрытие на остальной части отверстия будет наполняться паром при условии, что он не будет свободно выходить из отверстия, для этого отверстие при наполнении сверху следует закрывать заглушкой. The filling of the coating occurs both under the action of both a boiling aqueous medium and water vapor. In this case, the combination of filling the coating with an aqueous medium and water vapor gives the best effect. Therefore, when filling the product opening, it is advisable to fill it with distilled water only partially, the coating on the rest of the hole will be filled with steam, provided that it does not freely exit from the hole, for this, the hole when filling from above should be closed with a plug.
Наполнение водой и паром протекает по-разному. Но заполнение отверстия дистиллированной водой наполовину обеспечивает равномерную структуру и свойства покрытия на поверхности отверстия изделия, поскольку для всех участков покрытия создаются примерно одинаковые условия – каждый участок одну половину времени наполняется дистиллированной водой, другую половину времени – ее паром. Filling with water and steam proceeds differently. But filling the hole with distilled water by half provides a uniform structure and properties of the coating on the surface of the product hole, since for all sections of the coating approximately the same conditions are created - each section one half of the time is filled with distilled water, the other half of the time is filled with steam.
Для завершения наполнения достаточно 40…50 минут. При меньшем времени оксид вентильного металла не успевает перейти в гидроксид, ввиду чего не происходит заметного снижения пористости покрытия, повышения его напряжения пробоя и коррозионной стойкости. При большем времени повышается длительность, трудоемкость и себестоимость обработки без дополнительного значимого снижения пористости покрытия, повышения его напряжения пробоя и коррозионной стойкости.40 ... 50 minutes is enough to complete the filling. With less time, the valve metal oxide does not have time to convert to hydroxide, which is why there is no noticeable decrease in the porosity of the coating, an increase in its breakdown voltage and corrosion resistance. A longer time increases the duration, complexity and cost of processing without an additional significant reduction in the porosity of the coating, increasing its breakdown voltage and corrosion resistance.
Предлагаемый способ поясняется схемами на фигурах 1-8. The proposed method is illustrated by the diagrams in figures 1-8.
На фигурах 1 и 2 по показана схема оксидирования глубоких сквозных отверстий в изделиях (трубах) соответственно с прямой и искривленной осями. Из резервуара 1 с помощью насоса 2 через шланг 3 раствор подается в отверстие изделия 4, закрепленного на штативе 5 и подсоединенного силовым кабелем 6 к одному выходу источника питания 7, выходя из отверстия изделия, раствор сливается в резервуар через шланг 8, через который в отверстие изделия вставлен противоэлектрод, состоящий из троса 9 и изоляторов 10 и подсоединенный с помощью покрытого изоляционной оплеткой алюминиевого провода 11 и силового кабеля 12 к другому выходу источника питания.In figures 1 and 2, a scheme of oxidation of deep through holes in products (pipes) with straight and curved axes is shown. From
На фигурах 3 и 4 показаны схемы расположения противоэлектродов внутри отверстий в изделиях (трубах) соответственно с прямой и искривленной осями. Внутри шланга 3, отверстия в изделии 4 и шланга 8 находится противоэлектрод, состоящий из троса 9 и изоляторов 10 и находящийся в контакте с покрытым изоляционной оплеткой алюминиевым проводом 11. Направление течения раствора показано стрелками.In figures 3 and 4 shows the layout of the counter-electrodes inside the holes in the products (pipes), respectively, with a straight and curved axes. Inside the
На фигурах 5 и 6 показаны схемы наполнения покрытий на поверхностях отверстий. In figures 5 and 6 shows the schemes of filling coatings on the surfaces of the holes.
На фигуре 5 показано наполнение покрытия на поверхности отверстия с прямой осью в изделии (трубе) с небольшими габаритами. Изделие 4 наполовину погружено в сосуд 13 с кипящей дистиллированной водой, а отверстие в изделии и закрыто сверху заглушкой 14. The figure 5 shows the filling of the coating on the surface of the hole with a straight axis in the product (pipe) with small dimensions. The
На фигуре 6 показано наполнение покрытия на поверхности отверстия с искривленной осью в изделии (трубе) со значительными габаритами. Отверстие в изделии 4 закрыто сверху заглушкой 14, снизу отверстие вставлен водонагревательный элемент 15, а отверстие снизу закрыто герметичной заглушкой 16 с каналом для провода питания водонагревательного элемента, отверстие наполовину заполнено кипящей дистиллированной водой, нагреваемой нагревательным элементом. The figure 6 shows the filling of the coating on the surface of the hole with a curved axis in the product (pipe) with significant dimensions. The hole in the
На фигурах 7 и 8 показана схема расположения шести зон (А, Б, В, Г, Д, Е) измерения толщины и напряжения пробоя покрытий на поверхностях глубоких сквозных отверстий соответственно с прямой и искривленной осями. Данную схему измерений можно использовать для оценки равномерности толщины и эксплуатационных свойств формируемых покрытий.In figures 7 and 8 shows the layout of the six zones (A, B, C, D, D, E) measurement of the thickness and voltage of the breakdown of coatings on the surfaces of deep through holes, respectively, with a straight and curved axes. This measurement scheme can be used to assess the thickness uniformity and performance properties of the formed coatings.
Пример 1. Две круглые прямые трубы из сплава АД31 длиной 600 мм диаметром 20 мм и толщиной стенки 1,5 мм подвергали микродуговому оксидированию согласно схеме, представленной на фигуре 1, в полном соответствии предлагаемому способу. В качестве противоэлектрода использовали кислотостойкий трос из нержавеющей стали длиной 700 мм диаметром 6 мм с напрессованными на него по центральным отверстиям пластмассовыми шариками диаметром 10 мм в количестве 10 штук при расстоянии между ними 55…60 мм. Example 1 Two round straight tubes made of AD31 alloy with a length of 600 mm and a diameter of 20 mm and a wall thickness of 1.5 mm were subjected to microarc oxidation according to the scheme shown in figure 1, in full compliance with the proposed method. An acid-resistant cable made of stainless steel 700 mm in diameter and 6 mm in diameter with 10
Микродуговое оксидирование общей продолжительностью 40 минут осуществляли в анодно-катодном режиме при анодной плотности тока на поверхности отверстия трубы 12,5 А/дм2, ежеминутно равномерно закачивая из резервуара насосом в отверстие 24,5..25,0 л раствора едкого кали (5 г/л) и жидкого стекла (5 г/л), проходящего через отверстие и стекающего обратно в резервуар. Microarc oxidation with a total duration of 40 minutes was carried out in anodic-cathodic mode with anodic current density on the surface of the pipe opening of 12.5 A / dm 2 , every minute evenly pumping from the reservoir with a pump into the opening 24.5..25.0 l of caustic potassium solution (5 g / l) and liquid glass (5 g / l) passing through the hole and flowing back into the tank.
После микродугового оксидирования трубы промывали водопроводной водой, одну трубу высушивали, а вторую трубу подвергали наполнению согласно схеме, приведенной на фигуре 5. При этом трубу наполовину погружали в сосуд с кипящей дистиллированной водой и выдерживали 25 минут. После этого трубу переворачивали, другой стороной наполовину погружали в сосуд с кипящей дистиллированной водой, выдерживали еще 25 минут и высушивали. Затем согласно известной методике определения коррозионной стойкости [8] трубы помещали на 1000 часов в 7-% раствор уксусной кислоты, а затем промывали водой и помещали на 1000 часов в 5-% раствор хлорида натрия (имитирующего морскую воду). После выдержки трубы разрезали вдоль оси на две одинаковые с-образные половины и проводили визуальный осмотр их поверхностей на предмет выявления коррозионных повреждений. В результате осмотра было выявлено, что наружные поверхности труб, не обработанные микродуговым оксидированием, имели значимые коррозионные повреждения. На внутренней поверхности трубы, которую подвергали микродуговому оксидированию, но не подвергали наполнению, были выявлены несущественные следы коррозионных повреждений, а на внутренней поверхности трубы, которую подвергали микродуговому оксидированию и наполнению, не было выявлено каких-либо следов коррозионных повреждений. After microarc oxidation, the pipes were washed with tap water, one pipe was dried, and the second pipe was filled according to the scheme shown in Figure 5. At the same time, the pipe was half immersed in a vessel with boiling distilled water and held for 25 minutes. After that, the tube was turned over, the other side was half immersed in a vessel with boiling distilled water, kept for another 25 minutes and dried. Then, according to the known method of determining corrosion resistance [8], the tubes were placed for 1000 hours in a 7% solution of acetic acid, and then washed with water and placed for 1000 hours in a 5% solution of sodium chloride (simulating seawater). After holding the pipe, the pipe was cut along the axis into two identical c-shaped halves and a visual inspection of their surfaces was carried out to determine corrosion damage. As a result of the inspection, it was revealed that the external surfaces of the pipes, which were not treated with microarc oxidation, had significant corrosion damage. On the inner surface of the pipe, which was subjected to microarc oxidation, but not subjected to filling, insignificant traces of corrosion damage were detected, and on the inner surface of the pipe, which was subjected to microarc oxidation and filling, there were no signs of corrosion damage.
Далее половины труб промывали водой, высушивали и по стандартным методикам [9] измеряли толщину и напряжение пробоя покрытий в шести зонах, показанных на фигуре 7. Результаты измерений приведены в таблице 1. Next, half of the pipes were washed with water, dried and by standard methods [9] measured the thickness and voltage of the breakdown of coatings in the six zones shown in figure 7. The results of the measurements are shown in Table 1.
Таблица 1Table 1
Результаты измерения толщины (в числителе) и напряжения пробоя (в знаменателе) покрытий на поверхностях отверстий труб из АД31The results of measuring the thickness (in the numerator) and the breakdown voltage (in the denominator) of the coatings on the surfaces of the openings of pipes from АД31
трубыNo
pipes
напряжение пробоя, В thickness, micron
breakdown voltage, V
1787,1 129.5
1787.1
1793,9 130.2
1793.9
1497,8 109.3
1497.8
1493,0 108.8
1493.0
1820,4 131.4
1820.4
1815,3 130.9
1815.3
1856,4 130.7
1856.4
1872,3 131.6
1872.3
1558,6 110.6
1558.6
1549,5 109.9
1549.5
1882,3 132.3
1882.3
1869,8 131.5
1869.8
Данные, приведенные в таблице 1, показывают, что предлагаемый способ позволяет получать на поверхностях глубоких сквозных отверстий относительно равномерные оксидные покрытия. В пределах одного изделия минимальные значения толщины и напряжения пробоя данных покрытий в средних зонах составляют не менее 82 % значений толщины и напряжения пробоя вблизи наружных поверхностей. При этом, покрытия, подвергнутые наполнению характеризуются не только более высокими значениями напряжения пробоя, но и электрической прочности. The data in table 1 show that the proposed method allows to obtain relatively uniform oxide coatings on the surfaces of deep through holes. Within the limits of a single product, the minimum values of the thickness and breakdown voltage of these coatings in the middle zones comprise at least 82% of the values of the thickness and breakdown voltage near the external surfaces. At the same time, coatings subjected to filling are characterized not only by higher breakdown voltage values, but also by electrical strength.
Пример 2. Две круглые изогнутые трубы (с искривленными осями), из сплава АМг1 с длиной оси 2 000 мм наружным диаметром 30 мм и толщиной стенки 1,5 мм подвергали анодированию согласно схеме, представленной на фигуре 2, в полном соответствии предлагаемому способу. В качестве противоэлектрода использовали кислотостойкий трос из нержавеющей стали длиной 2 250 мм диаметром 10 мм с напрессованными на него по центральным отверстиям пластмассовыми шариками диаметром 20 мм в количестве 22 штук при расстоянии между ними 60…62 мм. Example 2 Two round curved pipes (with curved axes) of AMg1 alloy with an axis length of 2,000 mm, an outer diameter of 30 mm and a wall thickness of 1.5 mm were anodized according to the scheme shown in figure 2, in full compliance with the proposed method. An acid-resistant stainless steel cable with a length of 2,250 mm and a diameter of 10 mm was used as a counter electrode. Plastic balls 20 mm in diameter in the amount of 22 pieces were pressed onto it through the central holes and the distance between them was 60 ... 62 mm.
Анодирование общей продолжительностью 40 минут осуществляли при постоянной плотности тока на поверхности отверстия трубы 2 А/дм2, ежеминутно равномерно закачивая из резервуара насосом в отверстие 12,0…12,2 л раствора щавелевой кислоты (30 г/л), проходящего через отверстие и стекающего обратно в резервуар. Anodizing with a total duration of 40 minutes was carried out at a constant current density on the surface of the pipe opening 2 A / dm 2 , every minute evenly pumping from the reservoir a pump into the hole 12.0 ... 12.2 l of oxalic acid solution (30 g / l) passing through the hole and flowing back to the tank.
После анодирования трубы промывали водопроводной водой, одну трубу высушивали, а вторую трубу подвергали наполнению согласно схеме, приведенной на фигуре 6. При этом трубу заполняли наполовину дистиллированной водой, доводили ее до кипения и выдерживали 20 минут. После этого трубу переворачивали, заполняли наполовину дистиллированной водой, доводили ее до кипения, выдерживали еще 20 минут и высушивали. Затем согласно известной методике определения коррозионной стойкости [8] трубы помещали на 1000 часов в 7-% раствор уксусной кислоты, а затем промывали водой и помещали на 1000 часов в 5-% раствор хлорида натрия (имитирующего морскую воду). После выдержки трубы разрезали вдоль оси на две одинаковые с-образные половины и проводили визуальный осмотр их поверхностей на предмет выявления коррозионных повреждений. В результате осмотра было выявлено, что наружные поверхности труб, не обработанные анодированием, имели значимые коррозионные повреждения. На внутренней поверхности трубы, которую подвергали анодированию, но не подвергали наполнению, были выявлены несущественные следы коррозионных повреждений, а на внутренней поверхности трубы, которую подвергали наполнению, не было выявлено каких-либо следов коррозионных повреждений. After anodizing, the pipes were washed with tap water, one pipe was dried, and the second pipe was filled according to the scheme shown in Figure 6. At the same time, the pipe was filled half with distilled water, brought to a boil and kept for 20 minutes. After that, the tube was turned over, half filled with distilled water, brought to a boil, kept for another 20 minutes and dried. Then, according to the known method of determining corrosion resistance [8], the tubes were placed for 1000 hours in a 7% solution of acetic acid, and then washed with water and placed for 1000 hours in a 5% solution of sodium chloride (simulating seawater). After holding the pipe, the pipe was cut along the axis into two identical c-shaped halves and a visual inspection of their surfaces was carried out to determine corrosion damage. As a result of the inspection, it was revealed that the external surfaces of the pipes, which were not treated by anodization, had significant corrosion damage. On the inner surface of the pipe, which was subjected to anodizing, but not subjected to filling, insignificant traces of corrosion damage were detected, and on the inner surface of the pipe, which was subjected to filling, there were no signs of corrosion damage.
Далее половины труб промывали водой, высушивали и по стандартным методикам [9] измеряли толщину и напряжение пробоя покрытий в шести зонах, показанных на фигуре 8. Результаты измерений приведены в таблице 2. Next, half of the pipes were washed with water, dried and by standard methods [9] measured the thickness and voltage of the breakdown of the coatings in the six zones shown in figure 8. The results of the measurements are shown in Table 2.
Таблица 2table 2
Результаты измерения толщины (в числителе) и напряжения пробоя (в знаменателе) покрытий на поверхностях отверстий труб из АМг1The results of measuring the thickness (in the numerator) and the breakdown voltage (in the denominator) of the coatings on the surfaces of the openings of AMg1 pipes
трубыNo
pipes
напряжение пробоя, В thickness, micron
breakdown voltage, V
920,7 52.4
920.7
911,2 51.9
911,2
699,5 40.1
699.5
752,4 42,8
752.4
925,8 52.6
925.8
918,6 52.2
918.6
952,1 52.6
952.1
941,5 52.4
941.5
728,3 40.6
728.3
807,2 44.5
807.2
951,6 52.3
951.6
964,8 53.0
964.8
Данные, приведенные в таблице 2, показывают, что предлагаемый способ позволяет получать на поверхностях глубоких сквозных отверстий с искривленными осями относительно равномерные оксидные покрытия. В пределах одного изделия минимальные значения толщины и напряжения пробоя данных покрытий в средних зонах составляют соответственно не менее 75% максимальных значений толщины и напряжения пробоя вблизи наружных поверхностей. При этом, покрытия, подвергнутые наполнению характеризуются не только более высокими значениями напряжения пробоя, но и электрической прочности. The data in table 2 show that the proposed method allows to obtain relatively uniform oxide coatings on the surfaces of deep through holes with curved axes. Within the limits of one product, the minimum values of the thickness and voltage of breakdown of these coatings in the middle zones constitute at least 75% of the maximum values of the thickness and voltage of breakdown near external surfaces, respectively. At the same time, coatings subjected to filling are characterized not only by higher breakdown voltage values, but also by electrical strength.
Таким образом, предлагаемый способ решает поставленные задачи.Thus, the proposed method solves the problem.
Источники информацииInformation sources
1. Патент RU 2354759. Способ получения покрытий / Чуфистов О.Е., Демин С.Б., Чуфистов Е.А., Борисков Д.Е., Холудинцев П.А. – Бюлл. №13 от 10.05.2009.1. Patent RU 2354759. Method for producing coatings / O. Chufistov, S. Demin, B. Chufistov, E. A., Boriskov D. E., Kholudintsev, P. A. - Bull. №13 dated 05/10/2009.
2. Патент RU № 2136788. Способ получения покрытий / Атрощенко Э.С., Чуфистов О.Е., Казанцев И.А., Дурнев В.А. – Бюл. № 25 от 10.09.1999.2. Patent RU No. 2136788. Method for producing coatings / Atroshchenko ES, Chufistov O.E., Kazantsev I.A., Durnev V.A. - Bull. № 25 dated 09/10/1999.
3. Патент RU 2339745. Способ получения покрытий / Чуфистов О.Е., Демин С.Б., Чуфистов Е.А. – Бюл.33 от 27.11.2008.3. Patent RU 2339745. The method of obtaining coatings / O. Chufistov, S. Demin, B., E. Chufistov. - Byul.33 from 11/27/2008.
4. Патент RU 2354758. Способ получения покрытий / Чуфистов О.Е., Борисков Д.Е., Чуфистов Е.А. – Бюл.13 от 10.05.2009.4. Patent RU 2354758. The method of obtaining coatings / O. Chufistov, D.E. Boriskov, E.A. Chufistov - Bul.13 from 10.05.2009.
5. Патент RU 2471895. Способ получения покрытий на поверхностях глухих отверстий деталей из алюминиевых сплавов / Чуфистов О.Е., Артемов И.И., Чуфистов Е.А., Агапова Т.А., Гусенков Е.В. – Бюл. №1 от 10.01.2013.5. Patent RU 2471895. A method of obtaining coatings on the surfaces of blind holes of parts made of aluminum alloys / O. Chufistov, I. Artemov, E. A. Chufistov, T. A. Agapova, E. Gusenkov. - Bull. №1 from 10.01.2013.
6. Патент RU 2661135. Способ обработки деталей из сплавов металлов вентильной группы со сквозными отверстиями электрохимическим оксидированием / Чуфистов О.Е., Чуфистов Е.А., Вяльмисов В.О. – Бюл. №20 от 20.07.2018 (прототип).6. Patent RU 2661135. A method of processing parts from metal alloys of a valve group with through holes by electrochemical oxidation / O. Chufistov, E. A. Chufistov, V. O. Vyalmisov - Bull. № 20 dated 07/20/2018 (prototype).
7. Атрощенко Э.С., Чуфистов О.Е., Казанцев И.А., Камышанский С.И. Формирование структуры и свойств покрытий, получаемых микродуговым оксидированием, на изделиях из алюминиевых сплавов // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2000. – №10. – с. 34-38.7. Atroshchenko E.S., Chufistov O.E., Kazantsev I.A., Kamyshansky S.I. Formation of the structure and properties of coatings obtained by microarc oxidation on products from aluminum alloys. Metallurgy and heat treatment of metals. - 2000. -
8. Томашов Н.Д. Теория коррозии и защита металлов. – М.: Издательство АН СССР, 1959. – 328 с.8. Tomashov N.D. The theory of corrosion and protection of metals. - M .: Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR, 1959. - 328 p.
9. Испытательная техника: Справ. в 2-х т. / Под ред. Клюева В.В. – М.: Машиностроение, 1982. – Т.1. – 528 с.9. Testing technique: Ref. in 2 tons. / Ed. Klyueva V.V. - M .: Mashinostroenie, 1982. - T.1. - 528 s.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018135233A RU2694859C1 (en) | 2018-10-05 | 2018-10-05 | Method of producing coatings on surfaces of deep through holes with straight and curved axes in articles from valve metal alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018135233A RU2694859C1 (en) | 2018-10-05 | 2018-10-05 | Method of producing coatings on surfaces of deep through holes with straight and curved axes in articles from valve metal alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2694859C1 true RU2694859C1 (en) | 2019-07-17 |
Family
ID=67309439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018135233A RU2694859C1 (en) | 2018-10-05 | 2018-10-05 | Method of producing coatings on surfaces of deep through holes with straight and curved axes in articles from valve metal alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2694859C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116516436A (en) * | 2023-07-03 | 2023-08-01 | 深圳市欣茂鑫实业有限公司 | Coating control method and system based on micro-arc oxidation |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62136598A (en) * | 1985-12-10 | 1987-06-19 | Showa Alum Corp | Anodizing method for inside surface of aluminum pipe |
| EP1135547B1 (en) * | 1998-10-22 | 2003-01-22 | Alcan International Limited | Decorative beverage can bodies |
| RU2471895C1 (en) * | 2011-12-01 | 2013-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет") | Method for obtaining coatings on surfaces of blind holes of parts from aluminium alloys |
| RU2661135C1 (en) * | 2017-09-05 | 2018-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВО "Пензенский государственный университет") | Method for treatment of parts from alloys of metals of vent group with through-holes with electrochemical oxidation |
-
2018
- 2018-10-05 RU RU2018135233A patent/RU2694859C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62136598A (en) * | 1985-12-10 | 1987-06-19 | Showa Alum Corp | Anodizing method for inside surface of aluminum pipe |
| EP1135547B1 (en) * | 1998-10-22 | 2003-01-22 | Alcan International Limited | Decorative beverage can bodies |
| RU2471895C1 (en) * | 2011-12-01 | 2013-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет") | Method for obtaining coatings on surfaces of blind holes of parts from aluminium alloys |
| RU2661135C1 (en) * | 2017-09-05 | 2018-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВО "Пензенский государственный университет") | Method for treatment of parts from alloys of metals of vent group with through-holes with electrochemical oxidation |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116516436A (en) * | 2023-07-03 | 2023-08-01 | 深圳市欣茂鑫实业有限公司 | Coating control method and system based on micro-arc oxidation |
| CN116516436B (en) * | 2023-07-03 | 2023-08-29 | 深圳市欣茂鑫实业有限公司 | Coating control method and system based on micro-arc oxidation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5152574B2 (en) | Method for anodizing aluminum member | |
| US20080310578A1 (en) | Pressurizer Heater for the Primary Cooling System of a Pressurized-Water Nuclear Reactor | |
| RU2694859C1 (en) | Method of producing coatings on surfaces of deep through holes with straight and curved axes in articles from valve metal alloys | |
| JP2016145383A (en) | Surface treatment method for aluminum or aluminum alloy, and surface treatment device | |
| US20170022626A1 (en) | Production method for stainless steel containing member | |
| TW200533788A (en) | Electrolytic treatment method and device | |
| RU2471895C1 (en) | Method for obtaining coatings on surfaces of blind holes of parts from aluminium alloys | |
| CN102356185B (en) | Method, apparatus and solution for electropolishing metallic stents | |
| KR100657653B1 (en) | Apparatus and method for electro-plating to parts with center hole | |
| ES2683741T3 (en) | Device intended for the start-up of an anodizing treatment and anodizing treatment | |
| CN1330794C (en) | Preparation for self-supporting ordered through hole alumina film | |
| KR101540648B1 (en) | manufacturing method of high strength aluminum transfomer case using aluminum-scandium alloy | |
| US11542182B2 (en) | Hydrogen-containing water generator | |
| ES2395703T3 (en) | Apparatus producing combustible gases by electrolysis | |
| JP2021050383A (en) | Method for electropolishing inner surface of metal pipe and apparatus for electropolishing inner surface of metal pipe | |
| RU2669952C1 (en) | Method of producing coatings on surfaces of through holes in products from valve metal alloys | |
| CN105877433A (en) | Processing method of aluminum alloy ornaments for funeral and interment | |
| JP6865304B2 (en) | Surface treatment equipment and surface treatment method | |
| JP6557984B2 (en) | Aluminum or aluminum alloy sealing method and sealing device | |
| RU2661135C1 (en) | Method for treatment of parts from alloys of metals of vent group with through-holes with electrochemical oxidation | |
| RU2676380C1 (en) | Method of obtaining coatings for items made of valve metal alloys | |
| KR101690299B1 (en) | manufacturing method of Aluminum electric wire with oxide layer | |
| JP2018126690A (en) | Device for generating nano-bubble by energization system | |
| JP5917909B2 (en) | Method for electrolytic polishing of aluminum members | |
| JP5619591B2 (en) | Magnet wire manufacturing method and magnet wire manufacturing apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201006 |