RU2764535C1 - Method for obtaining wear-resistant coatings on aluminum alloys - Google Patents
Method for obtaining wear-resistant coatings on aluminum alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2764535C1 RU2764535C1 RU2021106412A RU2021106412A RU2764535C1 RU 2764535 C1 RU2764535 C1 RU 2764535C1 RU 2021106412 A RU2021106412 A RU 2021106412A RU 2021106412 A RU2021106412 A RU 2021106412A RU 2764535 C1 RU2764535 C1 RU 2764535C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anode
- mode
- minute
- galvanostatic
- oxidation
- Prior art date
Links
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
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/06—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
Abstract
Description
Изобретение относится к электрохимической обработке металлов, конкретно к нанесению износостойких покрытий на сплавы алюминия методом плазменно-электролитического оксидирования, и может быть использовано для создания обладающих высокой износостойкостью защитных антифрикционных покрытий на трущихся поверхностях подшипников и опор скольжения, направляющих и других деталей машин из алюминиевых сплавов, применяемых в машиностроительной, металлообрабатывающей, станкостроительной и других областях промышленности.The invention relates to the electrochemical processing of metals, specifically to the application of wear-resistant coatings on aluminum alloys by plasma-electrolytic oxidation, and can be used to create highly wear-resistant protective anti-friction coatings on the rubbing surfaces of bearings and sliding supports, guides and other machine parts made of aluminum alloys, used in machine-building, metal-working, machine-tool and other industries.
Известен способ получения покрытий, обладающих повышенной твердостью и износостойкостью на изделиях из алюминия и его сплавов (пат. РФ №2136788, опубл. 1999.09.10), включающий плазменно-электролитическое оксидирование изделий продолжительностью 45-100 мин при плотности тока 25-35 А/дм2 в электролите, содержащем 20-40 г/л борной кислоты и 3-5 г/л гидроксида калия, с последующим нагревом изделий до температуры не ниже 500°С в течение времени, составляющем не менее 100% от времени оксидирования. Недостатком известного способа является его сложность, обусловленная необходимостью нагрева оксидированной поверхности до температуры не менее 500°C в течение 45-100 мин, а также значительные затраты времени и электроэнергии на его осуществление.A known method for producing coatings with increased hardness and wear resistance on products made of aluminum and its alloys (US Pat. RF No. 2136788, publ. 1999.09.10), including plasma-electrolytic oxidation of products with a duration of 45-100 min at a current density of 25-35 A/ dm 2 in an electrolyte containing 20-40 g/l of boric acid and 3-5 g/l of potassium hydroxide, followed by heating the products to a temperature of at least 500°C for a time of at least 100% of the oxidation time. The disadvantage of the known method is its complexity, due to the need to heat the oxidized surface to a temperature of at least 500°C for 45-100 min, as well as significant time and energy costs for its implementation.
Известен способ получения износостойкого покрытия на алюминии и его сплавах (RU 2424381, опубл. 2005.10.27), предусматривающий анодирование в две стадии на переменном токе плотностью 5-150 А/дм2: на первой стадии в растворе, содержащем 20-150 г/л силиката или алюмината щелочного металла и 2-20 г/л кремнефтористого натрия, в течение 20-40 мин, а на второй стадии в растворе, содержащем 2-10 г/л силиката или алюмината и 0,5-4,0 г/л щелочи в течение 1,5-2,0 ч, при этом после анодирования покрытие обрабатывают 50-65% раствором плавиковой кислоты при температуре 30-60°С в течение 5-30 минут с последующим его промыванием в воде и механической обработкой. Анодирование в две стадии со сменой электролита и дополнительная обработка подогретой кислотой усложняют известный способ. Кроме того, использование экологически небезопасной и вредной для здоровья концентрированной плавиковой кислоты требует соблюдения специальных мер безопасности.A known method of obtaining a wear-resistant coating on aluminum and its alloys (RU 2424381, publ. 2005.10.27), involving anodizing in two stages on alternating current with a density of 5-150 A/dm 2 : in the first stage in a solution containing 20-150 g/dm 2 l silicate or alkali metal aluminate and 2-20 g/l sodium fluorosilicon, for 20-40 minutes, and in the second stage in a solution containing 2-10 g/l silicate or aluminate and 0.5-4.0 g/ l of alkali for 1.5-2.0 hours, while after anodizing the coating is treated with a 50-65% solution of hydrofluoric acid at a temperature of 30-60°C for 5-30 minutes, followed by washing in water and mechanical processing. Anodizing in two stages with the change of electrolyte and additional treatment with heated acid complicate the known method. In addition, the use of environmentally unsafe and unhealthy concentrated hydrofluoric acid requires special safety precautions.
Наиболее близким к предлагаемому является способ нанесения защитных износостойких покрытий на алюминий и его сплавы (RU 2263164, опубл. 2011.07.20), предусматривающий обработку поверхности изделия путем плазменно-электролитического оксидирования (ПЭО) в анодно-катодном режиме на импульсном токе с продолжительностью импульсов от 0,0033 до 0,4 с либо на переменном электрическом токе промышленной частоты при эффективной плотности тока 5-100 А/дм2 и соотношении эффективных значений плотности анодного и катодного токов 4:1÷0,4:1, соотношении продолжительности анодного и катодного импульсов 5:1÷0,5:1 в течение 20-120 мин в боратном электролите, содержащем, г/л:Closest to the proposed method is a method of applying protective wear-resistant coatings on aluminum and its alloys (RU 2263164, publ. 2011.07.20), which provides surface treatment of the product by plasma-electrolytic oxidation (PEO) in the anode-cathode mode on a pulsed current with a pulse duration of 0.0033 to 0.4 s or on alternating electric current of industrial frequency at an effective current density of 5-100 A / dm 2 and the ratio of the effective values of the density of the anode and cathode currents 4:1 ÷ 0.4: 1, the ratio of the duration of the anode and cathode pulses 5:1÷0.5:1 for 20-120 min in borate electrolyte containing, g/l:
гидроксид калия КОН 1-4 и борную кислоту Н3ВО3 5-12;potassium hydroxide KOH 1-4 and boric acid H 3 IN 3 5-12;
либо тетраборат калия К2 В4О7⋅4Н2О 5-50 или натрия Na2B4O7⋅10H2 10-60or potassium tetraborate K 2 B4 O 7 ⋅4H 2 O 5-50 or sodium Na 2 B 4 O 7 ⋅10H 2 10-60
либо тетраборат калия K2 В4О7⋅4Н2О 5-50 и гидроксид калия КОН 1-15;or potassium tetraborate K 2 B4 O 7 ⋅4H 2 O 5-50 and potassium hydroxide KOH 1-15;
либо тетраборат натрия Na2B4O7⋅10H2O 10-60 и гидроксид калия КОН 1-15, при этом электролит дополнительно может содержать, г/л: полифосфат натрия 0,5-10 и/или алюминат натрия NaAlO2 0,5-10. Однако износостойкость покрытий, полученных известным способом, оказывается недостаточно высокой в случае жесткой эксплуатации в условиях повышенного механического износа вследствие присутствия в сформированном покрытии низкотемпературных фаз оксида алюминия, не обладающих достаточно высокими противоизносными свойствами.or sodium tetraborate Na 2 B 4 O 7 ⋅10H 2 O 10-60 and potassium hydroxide KOH 1-15, while the electrolyte may additionally contain, g / l: sodium polyphosphate 0.5-10 and / or sodium aluminate NaAlO 2 0 ,5-10. However, the wear resistance of coatings obtained by a known method is not high enough in the case of severe operation under conditions of increased mechanical wear due to the presence in the formed coating of low-temperature phases of aluminum oxide, which do not have sufficiently high anti-wear properties.
Задачей изобретения является создание способа получения на изделиях и сооружениях из сплавов алюминия защитных износостойких покрытий с высокими антифрикционными свойствами, пригодных для эксплуатации в условиях повышенного механического износа.The objective of the invention is to create a method for obtaining protective wear-resistant coatings with high anti-friction properties on products and structures made of aluminum alloys, suitable for operation under conditions of increased mechanical wear.
Технический результат способа заключается в повышении износостойкости получаемых с его помощью защитных покрытий за счет преобладающего формирования в составе покрытия высокотемпературной фазы оксида алюминия: α-Al2O3, обладающего высокой износостойкостью и антифрикционными свойствами.The technical result of the method is to increase the wear resistance of protective coatings obtained with its help due to the predominant formation in the composition of the coating of the high-temperature phase of aluminum oxide: α-Al 2 O 3 , which has high wear resistance and anti-friction properties.
Указанный технический результат достигают способом получения защитных износостойких антифрикционных покрытий на изделиях из сплавов алюминия, предусматривающим обработку поверхности изделий путем плазменно-электролитического оксидирования в боратном электролите в течение 90-120 мин с использованием анодно-катодного режима на импульсном токе с продолжительностью импульсов от 0,0033 до 0,4 с, в котором, в отличие от известного, анодно-катодный режим сочетают с гальваностатическим, при этом чередуют пятиминутное оксидирование в анодно-катодном режиме и пятиминутное в гальваностатическом либо пятиминутное оксидирование в анодно-катодном режиме и десятиминутное в гальваностатическом, либо десятиминутное оксидирование в анодно-катодном режиме и пятиминутное в гальваностатическом при эффективной плотности импульсного тока 15-18 А/дм2, а в качестве боратного электролита используют водный раствор, содержащий 15-25 г/л тетрабората калия К2В4O7⋅4H2O.The specified technical result is achieved by a method for obtaining protective wear-resistant anti-friction coatings on products made of aluminum alloys, providing for surface treatment of products by plasma-electrolytic oxidation in borate electrolyte for 90-120 minutes using an anode-cathode mode on a pulsed current with a pulse duration of 0.0033 up to 0.4 s, in which, unlike the known one, the anode-cathode mode is combined with the galvanostatic mode, while five-minute oxidation in the anode-cathode mode and five minutes in the galvanostatic mode or five-minute oxidation in the anode-cathode mode and ten minutes in the galvanostatic mode alternate, or ten-minute oxidation in the anode-cathode mode and five-minute in galvanostatic at an effective pulse current density of 15-18 A / dm 2 , and an aqueous solution containing 15-25 g / l of potassium tetraborate K 2 B4O 7 ⋅ 4H 2 O is used as a borate electrolyte .
Способ осуществляют следующим образом.The method is carried out as follows.
Процесс плазменно-электролитического оксидирования проводят в электрохимической ячейке, представляющей собой стальную ванну с рубашкой водяного охлаждения, через которую прокачивают холодную водопроводную воду. Электролит и изделие, на котором формируют покрытие, помещают в ванну, при этом ее корпус с внутренней стороны соединяют с катодом источника тока, а изделие с анодом.The process of plasma-electrolytic oxidation is carried out in an electrochemical cell, which is a steel bath with a water cooling jacket, through which cold tap water is pumped. The electrolyte and the product on which the coating is formed are placed in the bath, while its body is connected from the inside to the cathode of the current source, and the product to the anode.
Общее время плазменно-электролитической обработки составляет 90-120 минут, при этом в ходе процесса оксидирования электролит перемешивают с помощью электрической мешалки, что способствует формированию более равномерного покрытия.The total time of plasma-electrolytic treatment is 90-120 minutes, while during the oxidation process, the electrolyte is stirred with an electric stirrer, which contributes to the formation of a more uniform coating.
Продолжительность обработки поверхности изделия в каждом режиме и порядок их чередования, которое осуществляется следующим образом: 5 мин в анодно-катодном режиме и 5 мин в гальваностатическом либо 5 мин в анодно-катодном режиме и 10 мин в гальваностатическом, либо 10 мин в анодно-катодном режиме и 5 мин в гальваностатическом, а также заданную плотность тока контролируют и поддерживают с помощью автоматизированной системы управления и контроля (АСУиК), управляемой компьютером в соответствии с заложенной в него специально разработанной для этой цели программой.The duration of the surface treatment of the product in each mode and the order of their alternation, which is carried out as follows: 5 minutes in the anode-cathode mode and 5 minutes in the galvanostatic mode, or 5 minutes in the anode-cathode mode and 10 minutes in the galvanostatic mode, or 10 minutes in the anode-cathode mode mode and 5 minutes in galvanostatic, as well as the specified current density, are controlled and maintained using an automated control and monitoring system (ACS) controlled by a computer in accordance with a program specially developed for this purpose.
Схема установки для плазменно-электролитического оксидирования (ПЭО-обработки) образцов из сплава алюминия в программно-задаваемом смешанном режиме, чередующем анодно-катодный и гальваностатический режимы, показана на фиг. 1, где 1 - тиристорный агрегат ТЕР4-63/460Н-2-2-УХЛ4; 2 - датчик тока; 3 - автоматизированная система управления и контроля (АСУиК); 4 - ПЭВМ (персональный компьютер); 5 - ячейка для ПЭО-обработки; 6 - обрабатываемый образец; 7 - мешалка.The layout of the installation for plasma-electrolytic oxidation (PEO-treatment) of aluminum alloy samples in a program-defined mixed mode, alternating anode-cathode and galvanostatic modes, is shown in Fig. 1, where 1 - thyristor unit TER4-63/460N-2-2-UHL4; 2 - current sensor; 3 - automated control and monitoring system (ACS&C); 4 - PC (personal computer); 5 - cell for PEO processing; 6 - processed sample; 7 - stirrer.
В ходе плазменно-электролитического оксидирования сплавов алюминия в смешанном режиме при переходе из одного режима в другой на поверхности формирующейся пленки (покрытия) возникают дискретные короткоживущие искровые микроразряды, которые вызывают разогрев прилегающих к каналам разрядов локальных участков поверхности, ускоряя протекание в них реакции электрохимического оксидирования. Высокая температура, локальный разогрев электролита и увеличение давления в окрестностях упомянутых искровых разрядов способствуют фазовым превращениям оксида алюминия с преимущественным образованием его высокотемпературной фазы α-Al2O3. Таким образом, под воздействием и искровых микроразрядов формируются участки покрытия с преимущественным содержанием высокотемпературной фазы α-Al2O3., обладающей самой высокой износостойкостью из всех его фаз, промежутки между которыми выполняют роль дефектов, принимающих на себя мигрирующие по оксидируемой поверхности искровые микроразряды.In the course of plasma-electrolytic oxidation of aluminum alloys in a mixed mode, during the transition from one mode to another, discrete short-lived spark microdischarges arise on the surface of the film (coating) being formed, which cause heating of the local surface areas adjacent to the discharge channels, accelerating the electrochemical oxidation reaction in them. High temperature, local heating of the electrolyte and increase in pressure in the vicinity of the mentioned spark discharges contribute to the phase transformations of aluminum oxide with the predominant formation of its high-temperature phase α-Al 2 O 3 . Thus, under the influence of and spark microdischarges, coating areas are formed with a predominant content of the high-temperature α-Al 2 O 3 phase, which has the highest wear resistance of all its phases, the gaps between which act as defects that take on spark microdischarges migrating over the oxidized surface.
Установлено, что при оксидировании в анодно-катодном режиме в анодный период преобладает ионный ток, приводящий к нарастанию толщины покрытия, в катодный - электронный, при этом электрические искровые и дуговые разряды отсутствуют, а электронный ток, протекающий через растущий оксидный слой, разогревает его внутреннюю часть, способствуя переходу низкотемпературных оксидных фаз в высокотемпературные За счет высокого тепловыделения во время катодных разрядов в формирующемся покрытии осуществляются фазовые переходы оксидов алюминия Al2O3, приводящие к образованию его высокотемпературных фаз. Дополнительно формирование этих высокотемпературных фаз инициируют образующиеся в составе электролита соединения бора, которые интенсифицируют протекание твердофазных реакций при более низких температурах.It has been established that during oxidation in the anode-cathode mode, the ion current predominates in the anodic period, leading to an increase in the coating thickness, in the cathode period, the electron current prevails, while there are no electric sparks and arc discharges, and the electron current flowing through the growing oxide layer heats up its internal layer. part, contributing to the transition of low-temperature oxide phases to high-temperature ones Due to the high heat release during cathode discharges, phase transitions of aluminum oxides Al 2 O 3 occur in the coating being formed, leading to the formation of its high-temperature phases. Additionally, the formation of these high-temperature phases is initiated by boron compounds formed in the composition of the electrolyte, which intensify the occurrence of solid-phase reactions at lower temperatures.
По мере формирования покрытия упомянутые разряды перемещаются в промежутки между сформированными участками покрытия, которые теперь начинают выступать в качестве дефектов.As the coating is formed, the mentioned discharges move into the gaps between the formed sections of the coating, which now begin to act as defects.
Этот процесс продолжается в течение заданного времени, необходимого для получения покрытия заданной толщины.This process continues for a predetermined time required to obtain a coating of a predetermined thickness.
При ПЭО обработке сплавов алюминия в водных растворах борной кислоты и ее солей возникающие при переходе от одного режима к другому электрические пробои сформированных покрытий вызывают протекание процессов, также приводящих к образованию высокотемпературной фазы оксида алюминия, основы износостойких покрытий. Экспериментально установлено, что при пробойных явлениях вследствие термолиза компонентов электролита наблюдается образование оксида бора, который благодаря низкой температуре плавления (около 450°С) выступает в качестве флюса, способствующего фазовым переходам оксида алюминия, ведущим к преимущественному образованию его высокотемпературной износостойкой фазы α-Al2O3. Антифрикционные свойства формированных покрытий усиливаются за счет твердой смазки, образующейся при истирании их внешнего слоя.During PEO treatment of aluminum alloys in aqueous solutions of boric acid and its salts, the electrical breakdowns of the formed coatings that occur during the transition from one mode to another cause the occurrence of processes that also lead to the formation of a high-temperature phase of aluminum oxide, the basis of wear-resistant coatings. It has been experimentally established that during breakdown phenomena due to thermolysis of the electrolyte components, the formation of boron oxide is observed, which, due to the low melting point (about 450 ° C), acts as a flux that promotes phase transitions of aluminum oxide, leading to the predominant formation of its high-temperature wear-resistant phase α-Al 2 O 3 . The antifriction properties of the formed coatings are enhanced by the solid lubricant formed upon abrasion of their outer layer.
Примеры конкретного осуществления способаExamples of specific implementation of the method
В качестве источника тока был использован реверсивный тиристорный преобразователь ТЕР-100/460Н-2-2УХЛ4, обеспечивающий подачу на оксидируемый образец регулируемых по амплитуде и длительности анодно-катодных импульсов. Для управления работой источника тока в заданном режиме была разработана специальная программа для компьютера.A reversible thyristor converter TER-100/460N-2-2UHL4 was used as a current source, which ensures the supply of anode-cathode pulses with adjustable amplitude and duration to the oxidized sample. To control the operation of the current source in a given mode, a special program for a computer was developed.
Таким образом, величину разности потенциалов на электродах и ток, протекающий через электрохимическую ячейку, задавали и контролировали с помощью персонального компьютера и разработанных для этой цели программных средств.Thus, the magnitude of the potential difference across the electrodes and the current flowing through the electrochemical cell were set and controlled using a personal computer and software developed for this purpose.
Электролит готовили, используя дистиллированную воду и коммерческий реактив К2В4O7⋅4Н2О квалификации «хч».The electrolyte was prepared using distilled water and a commercial reagent K 2 V 4 O 7 ⋅ 4H 2 O, chemically pure grade.
Покрытия формировали на образцах размером 40×10×1 мм из сплавов алюминия АМг5 или Д16. Подготовка образов перед ПЭО-обработкой включала обязательное обезжиривание в течение 5 мин в 40% водном растворе щелочи и промывание проточной водой. Затем промытый образец осветляли в 15% азотной кислоте, после чего снова промывали проточной водой.Coatings were formed on
Данные по износостойкости покрытий получали с помощью установки, моделирующей торцевое трение, блок-схема которой показана на чертеже (фиг. 2), где 6 - образец из сплава алюминия; 8 - нанесенное покрытие; 9 - цилидрический индентор; 10 - вольтметр, работающий в режиме измерения сопротивления, 11 - самописец, Р - нагрузка на торец.The data on the wear resistance of the coatings were obtained using an installation that simulates end friction, the block diagram of which is shown in the drawing (Fig. 2), where 6 is a sample of an aluminum alloy; 8 - applied coating; 9 - cylindrical indenter; 10 - voltmeter operating in the resistance measurement mode, 11 - recorder, P - end load.
На образец с покрытием опускали индентор, представляющий собой цилиндр диаметром 2,3 мм из быстрорежущей стали Р6М5. Под действием электромотора образец совершал возвратно-поступательное движение 30,7 раз/мин с шагом 1 см при нагрузке на индентор 6,3 МРа/м2.An indenter, which is a cylinder with a diameter of 2.3 mm made of R6M5 high-speed steel, was lowered onto the coated sample. Under the action of an electric motor, the sample reciprocated 30.7 times/min in increments of 1 cm at an indenter load of 6.3 MPa/m 2 .
В результате трения покрытие истончалось, и в момент его полного протирания резко уменьшалось электрическое сопротивление цепи индентор/ диэлектрическое покрытие /металл образца (сплав алюминия), при этом износостойкость покрытий оценивали временем, прошедшим от начала процесса испытаний до момента падения электросопротивления и скачка тока в упомянутой цепи.As a result of friction, the coating became thinner, and at the moment of its complete wiping, the electrical resistance of the indenter/dielectric coating/sample metal (aluminum alloy) circuit sharply decreased, while the wear resistance of the coatings was estimated by the time elapsed from the beginning of the testing process to the moment of the drop in electrical resistance and the current surge in the mentioned chains.
В том случае, если в результате двухчасового эксперимента протирания покрытия не происходило и скачка тока в указанной цепи не наблюдалось, испытание прекращали и покрытие по условию относили к износостойким.In the event that, as a result of a two-hour experiment, no rubbing of the coating occurred and no current jump was observed in the specified circuit, the test was stopped and the coating was classified as wear-resistant according to the condition.
Фазовый состав образцов и покрытий определяли на рентгеновском дифрактометре D8 ADVANCE (Германия) с использованием CuKα-излучения. Для анализа рентгенограмм использовали поисковую программу EVA с банком данных PDF-2. На фиг. 3 (а, б) приведена рентгенограмма, отражающая фазовый состав покрытий, полученных на сплавах алюминия АМг5 (а) и Д16 (б).The phase composition of the samples and coatings was determined on a D8 ADVANCE X-ray diffractometer (Germany) using CuK α radiation. The X-ray patterns were analyzed using the EVA search program with the PDF-2 database. In FIG. Figure 3 (a, b) shows an X-ray diffraction pattern reflecting the phase composition of coatings obtained on aluminum alloys AMg5 (a) and D16 (b).
Пример 1Example 1
Подготовленный образец из сплава алюминия АМг5 (%, Mg 4,8-5,8; Mn 0,5-0,8; Ti 0,02-0,1, остальное А1) при плотности тока 15 А/дм2 в течение 90 минут обрабатывали в водном растворе, содержащем 15 г/л тетрабората калия К2B4O7⋅4H2O, в смешанном режиме, чередуя 5 минут оксидирования в анодно-катодном режиме и 5 минут в гальваностатическом. Получено шершавое покрытие светло-серого цвета, толщиной около 55 мкм, по данным рентгенофазового анализа (РФА), содержащее практически только α-Al2O3. Время протирания полученного покрытия до скачка, точнее, до появления, тока в цепи превысило 2 часа, что свидетельствует о его высокой износостойкости.A prepared sample of aluminum alloy AMg5 (%, Mg 4.8-5.8; Mn 0.5-0.8; Ti 0.02-0.1, the rest A1) at a current density of 15 A / dm 2 for 90 minutes was treated in an aqueous solution containing 15 g/l of potassium tetraborate K 2 B 4 O 7 ⋅4H 2 O, in mixed mode, alternating 5 minutes of oxidation in the anode-cathode mode and 5 minutes in galvanostatic mode. A rough coating of light gray color with a thickness of about 55 μm was obtained, according to X-ray phase analysis (XRD), containing practically only α-Al 2 O 3 . The time of wiping the resulting coating before the jump, more precisely, before the appearance of the current in the circuit, exceeded 2 hours, which indicates its high wear resistance.
Пример 2Example 2
Подготовленный образец из сплава алюминия Д16 (%, Fe до 0,5, Si до 0,5, Cu 3,8-4,9, Mn 0,3-0,9, Ni до 0,1, Ti до 0,1, Mg 1,2-1,8, Zn до 0,3, прочие 0,05-0,1, остальное Al) при плотности тока 18 А/дм2 в течение 90 минут обрабатывали в водном растворе, содержащем 25 г/л тетрабората калия К2В4O7⋅4H2O, в смешанном режиме, чередуя 5 минут оксидирования в анодно-катодном режиме и 10 минут в гальваностатическом). По данным РФА, в полученном покрытии в основном содержится корунд α-Al2O3 и небольшое количество γ-Al2O3. Время истирания полученного покрытия до скачка тока в цепи превысило 120 мин.Prepared sample from aluminum alloy D16 (%, Fe up to 0.5, Si up to 0.5, Cu 3.8-4.9, Mn 0.3-0.9, Ni up to 0.1, Ti up to 0.1 , Mg 1.2-1.8, Zn up to 0.3, others 0.05-0.1, the rest Al) at a current density of 18 A / dm 2 for 90 minutes was treated in an aqueous solution containing 25 g / l potassium tetraborate K 2 B 4 O 7 ⋅4H 2 O, in mixed mode, alternating 5 minutes of oxidation in the anode-cathode mode and 10 minutes in galvanostatic mode). According to XRD data, the resulting coating mainly contains corundum α-Al 2 O 3 and a small amount of γ-Al 2 O 3 . The wear time of the resulting coating before the current jump in the circuit exceeded 120 min.
Пример 3Example 3
Подготовленный образец из сплава алюминия АМг5 обрабатывали в водном растворе, содержащем 25 г/л тетрабората калия К2 B4O7⋅4H2O, в течение 120 мин при плотности тока 18 А/дм2 в смешанном режиме, чередуя в течение 120 мин 10 минут оксидирования в анодно-катодном режиме и 5 минут в гальваностатическом.. По данным РФА, состав покрытия аналогичен полученному в примере 2. Время истирания полученного покрытия до скачка тока в цепи превысило 120 минут.The prepared sample of aluminum alloy AMg5 was treated in an aqueous solution containing 25 g/l of potassium tetraborate K 2 B4 O 7 ⋅4H 2 O for 120 min at a current density of 18 A/dm 2 in mixed mode, alternating for 120
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021106412A RU2764535C1 (en) | 2021-03-11 | 2021-03-11 | Method for obtaining wear-resistant coatings on aluminum alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021106412A RU2764535C1 (en) | 2021-03-11 | 2021-03-11 | Method for obtaining wear-resistant coatings on aluminum alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2764535C1 true RU2764535C1 (en) | 2022-01-18 |
Family
ID=80040590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021106412A RU2764535C1 (en) | 2021-03-11 | 2021-03-11 | Method for obtaining wear-resistant coatings on aluminum alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2764535C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4437945A (en) * | 1983-08-31 | 1984-03-20 | Sprague Electric Company | Process for anodizing aluminum foil |
| RU2049162C1 (en) * | 1992-01-29 | 1995-11-27 | Институт химии Дальневосточного отделения РАН | Method for obtaining protective coating on valve metals and their alloys |
| RU2263164C1 (en) * | 2004-08-10 | 2005-10-27 | Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) (Институт химии ДВО РАН) | Method of application of protective coatings based on aluminum and its alloys |
| RU2547983C1 (en) * | 2014-04-14 | 2015-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Method of coating application on aluminium alloys |
-
2021
- 2021-03-11 RU RU2021106412A patent/RU2764535C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4437945A (en) * | 1983-08-31 | 1984-03-20 | Sprague Electric Company | Process for anodizing aluminum foil |
| RU2049162C1 (en) * | 1992-01-29 | 1995-11-27 | Институт химии Дальневосточного отделения РАН | Method for obtaining protective coating on valve metals and their alloys |
| RU2263164C1 (en) * | 2004-08-10 | 2005-10-27 | Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) (Институт химии ДВО РАН) | Method of application of protective coatings based on aluminum and its alloys |
| RU2547983C1 (en) * | 2014-04-14 | 2015-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Method of coating application on aluminium alloys |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Matykina et al. | Recent advances in energy efficient PEO processing of aluminium alloys | |
| Xie et al. | Wear and corrosion resistant coatings on surface of cast A356 aluminum alloy by plasma electrolytic oxidation in moderately concentrated aluminate electrolytes | |
| Zhang et al. | Preparation of wear and corrosion resistant micro-arc oxidation coating on 7N01 aluminum alloy | |
| RU2124588C1 (en) | Process of microplasma oxidation of valve metals and their alloys and gear for its implementation | |
| Wang et al. | Effect of cerium additive on aluminum-based chemical conversion coating on AZ91D magnesium alloy | |
| CN105780081A (en) | Electrolyte for preparing micro-arc oxidation ceramic composite coating | |
| Sobolev et al. | Comparison of plasma electrolytic oxidation coatings on Al alloy created in aqueous solution and molten salt electrolytes | |
| Fares et al. | Coupled effects of substrate microstructure and sulphuric acid anodizing on fatigue life of a 2017A aluminum alloy | |
| Belozerov et al. | The influence of the conditions of microplasma processing (microarc oxidation in anode-cathode regime) of aluminum alloys on their phase composition | |
| Mohedano et al. | Energy consumption, wear and corrosion of PEO coatings on preanodized Al alloy: The influence of current and frequency | |
| RU2764535C1 (en) | Method for obtaining wear-resistant coatings on aluminum alloys | |
| Belozerov et al. | Effect of electrolysis regimes on the structure and properties of coatings on aluminum alloys formed by anode-cathode micro arc oxidation | |
| Belozerov et al. | Investigation of the influence of technological conditions of microarc oxidation of magnesium alloys on their structural state and mechanical properties | |
| Fan et al. | Investigation on the effect and growth mechanism of two-stage MAO coating | |
| RU2671311C2 (en) | Electrolyte for coating valve metals and alloys thereof, method of coating and coating obtained by this method | |
| Karakurkchi et al. | Determining features of application of functional electrochemical coatings in technologies of surface treatment | |
| Ding et al. | High concentration of organic solvents in aluminum MAO: a study of structural and tribological property | |
| Yu et al. | Corrosion resistance, composition and structure of RE chemical conversion coating on magnesium alloy | |
| RU2263164C1 (en) | Method of application of protective coatings based on aluminum and its alloys | |
| Heydarian et al. | Effect of electrochemical parameters on wear and tribocorrosion capabilities of the PEO coatings generated through pulsed waveforms on AZ91 magnesium alloy | |
| RU2694441C1 (en) | Method of producing thick-layer heat-shielding coatings by microarc oxidation on high-silicon aluminum alloy | |
| JP5374232B2 (en) | Steel for plastic working, method for producing the same, and plastic processed product | |
| RU2374332C1 (en) | Strengthening method of working surface of steel parts | |
| Długosz et al. | Plasma coatings on aluminium-silicon alloy surfaces | |
| Smith | Surface modification of iron and aluminum by electrolytic plasma processing |