SK121099A3

SK121099A3 - Process and apparatus for coating metals

Info

Publication number: SK121099A3
Application number: SK1210-99A
Authority: SK
Inventors: Misha Hiterer; Victor Samsonov
Original assignee: Almag Al
Priority date: 1997-03-11
Filing date: 1997-03-11
Publication date: 2000-06-12
Also published as: EE9900396A; WO1998040541A1; AU2104197A; CA2283467A1; JP2000510530A; TR199902214T2

Description

Oblasť techniky

Tento vynález sa týka spôsobu vytvárania keramického povlaku na kovoch pre ventily, predmetov takto potiahnutých a zariadenia na realizáciu tohto spôsobu.

Doterajší stav techniky

Kovy na výrobu ventilov poskytujú jav elektrolytického usmerňovania a tento vynález sa preto týka poťahovania hliníka, zirkónia, titanu, hafnia a zliatin týchto kovov a zariadenia na vykonávanie tohto spôsobu.

I

Tento vynález sa obzvlášť týka elektrolytického procesu, ktorý využíva striedavý elektrický prúd s tvarovanou vlnou s vysokým napätím na dosiahnutie potiahnutia dokonca aj silnou vrstvou v priebehu procesu topenia, pričom uvedená vrstva sa dosiahne v krátkom čase menením elektrolytického zloženia v priebehu prebiehajúceho procesu.

Hliník, titán a ich zliatiny majú výhodné pomery mechanickej pevnosti/hmotnosti, ktoré predurčujú tieto kovy na mnohé využitia, napríklad v letectve alebo v rýchlo sa pohybujúcich súčiastkach v spaľovacích motoroch. Bohužiaľ tieto kovy nemajú nijak zvlášť dobrú rezistenciu proti opotrebovaniu, a tak na zlepšenie vlastnosti voči opotrebovaniu a odolnosti proti korózii sa často poťahujú vrstvou povlaku. Aplikované povlaky sú sľubné na dosiahnutie ďalších plánovaných požiadaviek akými sú odolnosť voči chemikáliám (zvlášť voči kyselinám a zásadám), možnosť vystavenia vyšším teplotám, zníženie trenia a zabezpečenie dielektrických vlastností. Zatiaľ čo lacným, široko používaným anodickým postupom sa dosahujú niektoré z týchto cieľov pre bežnú prácu, keramické povlaky sa požadujú pre prevádzku s vysokým namáhaním.

Je známe množstvo elektrolytických poťahovacích postupov týchto kovov s použitím jednosmerného prúdu alebo napätia nižším ako 600 V. Tieto postupy sú opísané napríklad v U.S. patentoch 3 956 080; 4 082 626 a 4 659 440. Tieto dokumenty a väčšina nedávnych objavov opisuje procesy, pri ktorých sa vytvára keramický film s použitím techniky anódového iskrového výboja, pričom tieto techniky dosahujú dobrých výsledkov pokiaľ ide o odolnosť voči korózii a priľnavosť vrstvy povlaku, ale majú dva dôležité nedostatky: malú tvrdosť vrstvy povlaku a pomalé utváranie tejto vrstvy.

U.S. patent č. 5 147 515, Haganata a ďalší, uvádzajú použitie disperzie v elektrolytickom kúpeli, ktorý obsahuje vodný roztok vodorozspustného alebo koloidného silikátu alebo solí oxokyselín v ktorých sú keramické čiastočky rozptýlené. V priebehu vytvárania vrstvy vzrastá napätie z 50-200 V a môže finálne prekročiť až 1000 V. S ohľadom na tvar vlnenia, uvedený patent tvrdí, že výstupom zo zdroja môže byť jednosmerný prúd s akýmkoľvek tvarom vlny, ale uprednostňované sú tvary, s pulzným (pravouhlým tvarom vlny), s tvarom vlny pílovitého priebehu, alebo tvarom DC polvlny. Takéto tvrdenie v sebe nezahrnuje poznanie, že tvar ostro špicatých vín z veľkej časti prispieva na vytvorenie hustej, tvrdej vrstvy.

Rýchlosť tvorby vrstvy uvedená v ôsmich príkladoch tohto patentu môže byť vypočítaná nasledovne:

Príklad číslo	Hrúbka vrstvy (v mikrometroch)	v Cas poťahovania (v minútach)	Rýchlosť tvorby vrstvy (mikrometer/minúta)
1	35	20	1,75
2	31	20	1,55
3	28	30	0,93
4	27	20	1,35
5	36	30	1,20
6	14	30	0,47
7	15	30	0,50
8	28	30	0,93

Táto pomalá rýchlosť tvorby vrstvy sa nedá dosť dobre porovnávať s rýchlosťou tvorby vrstiev, ktoré uvádza tento vynález.

Taktiež v U.S. patente 5 147 515 nebol uvedený žiadny údaj, ako by bolo možné, podľa spôsobu tohto patentu vyrábať silné poťahovacie vrstvy, t.j. v rozsahu 300-700 mikrometrov.

V poslednom čase bol vyvinutý poťahovací spôsob, známy ako Kepla-Coat Process, ktorý je založený na plazmachemickej anodickej oxidácii. Katódou je povrchová vrstva z organického elektrolytu nad ktorou je zavesená časť, ktorá má byť potiahnutá tvoriaca anódu. Je vytvorená plazma, ktorá spôsobuje keramické potiahnutie anódy a zahrievanie obrobku. Vďaka vytváraniu tenkej oxidačnej vrstvy na anóde, nevytvára sa týmto spôsobom vrstva silnejšia než 10 mikrometrov s ukončeným nárastom za 8-10 minút. Tým, že obrobok nie je pri zahrievaní ponorený v kvapaline spôsobí, že nepravidelné alebo tenké telesá sa väčšinou zdeformujú. Ďalšou nevýhodou Kepla-Coat Procesu v budúcnosti bude vysoká miera výparov z elektrolytu spôsobujúca problémy pre životné prostredie.

Podstata vynálezu

Je teda jedným z cieľov tohto vynálezu odstrániť nevýhody predošlých spôsobov týkajúcich sa keramického povlaku a poskytnúť taký spôsob, ktorý zaistí tvrdý povlak s dobrou priľnavosťou a minimálnou pórovitosťou.

Ďalším cieľom tohto vynálezu je poskytnúť spôsob, ktorý zaistí povlak s hrúbkou 300 a viacej mikrometrov v priebehu primeraného časového úseku.

Pomocou tohto vynálezu sa dosiahnu vyššie spomínané a ostatné ciele, pričom sa poskytuje spôsob na tvorbu keramického povlaku na kovoch pre ventily, kde kovy sú vybrané zo skupiny pozostávajúcej z hliníka, zirkónia, titánu, hafnia a zliatin týchto kovov, uvedený spôsob zahrnuje ponorenie vyššie spomínaného kovu ako elektródy do elektrolytického kúpeľa, ktorá obsahuje vodný roztok hydroxidu alkalického kovu, ktorý tvorí opačnú elektródu ponorenú do tekutiny alebo obsahujúcu elektrolytickú tekutinu, pričom povrchom uvedeného kovu, ktorý má byť potiahnutý keramickým povlakom a uvedenou opačnou elektródou prechádza tvarovo pozmenená vlna striedavého elektrického prúdu zo zdroja vysokého napätia o hodnote najmenej 700 V, vyznačujúca sa tým, že uvedená tvarovo pozmenená vlna elektrického prúdu stúpa od nuly do svojho maxima výšky v priebehu času, ktorý je kratší než štvrtina celého striedavého cyklu, čím sa spôsobí prerazenie dielektrika, zahriatie, tavenia a tepelné zhutnenie tenkej hydroxidovej vrstvy vytváranej na povrchu uvedeného kovu a vytvára a zvára tak keramický povlak na uvedenom kove, pričom sa mení zloženie uvedeného elektrolytu, zatiaľ čo sa vytvára uvedený keramický povlak, sú uvedené zmeny ovplyvnené pridaním soli oxykyseliny s alkalickým kovom.

Ešte ďalším cieľom tohto vynálezu je poskytnúť zariadenie na uskutočnenie vyššie opísaného procesu za prijateľnú cenu. Vynález teda poskytuje zariadenie na poťahovanie predmetov keramickým povlakom v jednom kroku, vyrobených z kovu pre ventily vybraného zo skupiny pozostávajúcej z hliníka, zirkónia, titanu, hafnia a zliatin týchto kovov. Uvedené zariadenie obsahuje elektrolytickú vaňu, ktorá obsahuje vodný roztok hydroxidu alkalického kovu, ponorenú elektródu alebo obsahuje tekutinu elektrolytu, ďalšiu elektródu tvorenú najmenej jedným z predmetov, ktorý má byť potiahnutý, a prostriedok na upevnenie uvedeného výrobku v elektrolyte, zdroj striedavého elektrického prúdu zo zdroja vysokého napätia najmenej 700 V, prostriedok na ovplyvňovanie tvaru vlny striedavého prúdu, pomocou ktorého tvarovaná vlna elektrického prúdu stúpa od nuly až do svojho maxima výšky a klesá späť pod 40 % svojho maxima v priebehu menej ako štvrtiny celého striedavého cyklu, obsahuje spojovacie elementy na uzavretie elektrochemického obvodu, prostriedky na pridávanie látok do uvedeného kúpeľa, keď je prístroj v prevádzke a regulovaný prísun soli oxokyseliny s alkalickým kovom.

Odlišujúcim znakom postupu podľa tohto vynálezu je jeho použiteľnosť na výrobu tvrdých povlakov hrúbky až 300 mikrometrov v prijateľnom časovom úseku asi 90 minút. Táto vysoká rýchlosť poťahovania je docielená zmenou zloženia elektrolytu v priebehu poťahovacieho postupu. Kvalita povlaku nie je ohroz5 ená rýchlou tvorbou silnej vrstvy ako aj upraveným prúdom s tvarovanou vlnou, ktorá dosiahne chvíľkové roztavenie vrstvy blízko kovového obrobku, dokonca aj po vytvorení stanovenej hrúbky povlakovej vrstvy.

Vynález bude teraz opísaný v spojení s dôrazom na určité výhodné uskutočnenia s odkazmi na nasledujúce obrázky, aby bol viacej zrozumiteľný.

Ak sa pozrieme na vlastné obrázky podrobne, je treba zdôrazniť, že uvedené podrobnosti sú len príkladom a ich cieľom je len ilustrovať diskusiu o výhodných uskutočneniach predkladaného vynálezu a uvádzajú sa z dôvodu, aby sa poskytol čo najužitočnejší a ľahko pochopiteľný opis princípov a pojmových aspektov vynálezu. So zreteľom na toto, nejde tu o žiadny pokus ukázať konštrukčné detaily vynálezu vo viacerých konkrétnych pohľadoch než je nevyhnutné na základné porozumenie vynálezu, pričom opis obrázkov je zjavný odborníkom v odbore, aká môže byť konkrétna forma rôznych častí vynálezu v praxi.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Obr. 1 ukazuje výhodný typ pulzu tvarovanej vlny

Obr. 2 zobrazuje vzťah medzi hrúbkou povlaku a časom elektrolýzy

Obr. 3 je schematickým pohľadom na zariadenie na poťahovanie predmetov v jednom kroku

Obr. 4 je schematickým pohľadom na zariadenie na poťahovanie predmetov vo viacerých po sebe nasledujúcich krokoch.

Teraz bude objasnený postup podľa vynálezu. Postup sa použije na vytvorenie keramického povlaku na hliníku, zirkóniu, titanu a hafniu. Použitie postupu je tiež vhodné pre zliatiny týchto kovov, za predpokladu, že suma všetkých týchto zliatinových prvkov netvorí viacej ako približne 20 % z celku. Parametre postupu je možné optimalizovať, vzhľadom na konkrétne kovy, ktoré majú byť potiahnuté a na špecifické vlastnosti uvažovaného povlaku, ktoré sú dôležité na špecifické upotrebenie.

Kovový obrobok, ktorý má byť potiahnutý je zapojený ako elektróda v elektrolytickom kúpeli a je tam aj ponorený.

Na poťahovanie hliníka obsahuje kúpeľ vodu a roztok hydroxidu alkalického kovu. V uskutočnení s kúpeľom kde sa požaduje optimalizovať povlak na zaistenie maximálnej priľnavosti medzi kovom a jeho povlakom, sa elektrolyt skladá v podstate z vodnej zlúčeniny obsahujúcej medzi 0,5 až 2 g/liter hydroxidu sodného alebo hydroxidu draselného. Keď je potreba dosiahnuť zlepšené špeciálne vlastnosti povlaku napríklad nízke trenie, pridávajú sa jemné častice rôznych látok. V uskutočneniach s pridávaním častíc, je elektrolyt premiešavaný, aby sa častice udržali v suspenzii. Podobne sa pridaním jemných častíc pigmentov vytvárajú farebné povlaky.

I

Výhodnou opačnou elektródou pre tento postup je vaňa z nerezovej oceli obsahujúca tekutý elektrolyt. Tam kde je uprednostňovaná nevodivá nádoba s elektrolytom, napr. z bezpečnostných dôvodov, je elektróda zo železa, niklu alebo nehrdzavejúcej ocele vložená do kúpeľa obvyklým spôsobom.

Tvarovaná vlna striedavého elektrického prúdu zo zdroja vysokého napätia o hodnote najmenej 700 V, typicky 800 V pre hliníkové obrobky, potom prechádza medzi kovovým obrobkom a druhou elektródou. Výsledkom je elektrický prieraz, zahrievanie, roztavenie a tepelné zhutnenie tenkej vrstvy hydroxidu formovanej na povrchu kovu, ktorá vytvára a navaruje keramický povlak. Oblúkové mikrozvarovanie je viditeľné v priebehu tvorby povlaku. Vhodným a primerane drahým spôsobom, ako dosiahnuť požadovaný elektrický pulz s tvarovanou vlnou je použitie kondenzátorovej banky napojenej v sérii medzi zdrojom vysokého napätia s napätím od 800 V do 1000 V a uvedený kovový obrobok, ktorý bude potiahnutý.

Obr. 1 uvádza pohľad na preferovaný tvar vlny prúdu. Efekt použitia striedavého prúdu je kombinovaný s vysokým napätím na predĺženie životnosti mikrooblúka, ktorý spôsobuje intenzívne, miestne, dočasné zahrievanie, a ako výsledok zvarenia a natavenia povlaku vytváraného na ponorenom kovovom obrobku. Anodizácia je efektívna v priebehu prvého pozitívneho polovičného cyklu, v priebehu ktorého je obrobok pozitívnou elektródou. Potom už vytvorený dielektrický povlak dielektrický ochabuje, čím sa začínajú generovať mikrooblúw ky. Životnosť mikrooblúkov sa predlžuje skoro do konca prvého polovičného cyklu, kedy sa obrobok stáva negatívnou elektródou.

Obr. 2 znázorňuje vzťah času a hrúbky povlaku, kde zloženie elektrolytu sa drží na konštantnej hodnote, ako zobrazujú krivky 1 až 5. Krivka 1 sa vzťahuje na postup, kde elektrolytom je čistý hydroxid draselný. Krivky 2 až 5 sa vzťahujú na postup kde bola použitá stúpajúca koncentrácia tetrasilikátu sodného.

Krivka 6 sa vzťahuje na postup podľa tohto vynálezu. Objavilo sa, že omnoho rýchlejšie poťahovanie je umožnené zmenou zloženia elektrolytu v priebehu t

času, kedy sa vytvára keramický povlak. Účinná zmena zloženia zahrnuje pridanie solí obsahujúcich katión alkalického kovu a anión oxokyseliny s amorfným prvkom do elektrolytu. Uvedený amorfný prvok je vybraný zo skupiny pozostávajúcej z B, Al, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se, Te, P, Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn a Fe, pričom uvedená soľ sa pridáva v koncentrácii medzi 2 a 200g/liter roztoku. Preferovaným amorfným prvkom je kremík a preferovanou pridávanou soľou je tetrasilikát sodný.

Ako ukazuje graf, zmena zloženia elektrolytu počas operácie dovoľuje vytvoriť povlak s hrúbkou 200 mikrometrov za približne 50 minút, s rýchlosťou tvorby tenkej vrstvy 4 mikrometre za minútu. Testy ukázali, že sa táto rýchla tvorba vrstvy dosiahne bez zníženia kvality priľnavosti vrstvy ku kovovému obrobku.

Je zrejmé, že ako náhle sa za miešania pridá do elektrolytu soľ, je pre poťahovanie ďalších kovových predmetov pomocou jedného kroku účelné opäť znížiť koncentráciu soli pridaním značného množstva nového elektrolytu. Tento problém je však vyriešený pomocou zariadenia opísaného ďalej s odkazom na Obr. 3.

δ

Bolo tiež zistené, že je možné vytvárať povlaky bez pórov postupnou redukciou prietoku prúdu, keď vrstva dosiahne takmer požadovanú hrúbku. V praxi je to ovplyvnené postupným obmedzovaním kapacitancie používanej na utváranie tvaru vlny teda zoslabovaním prúdu až do konca postupu.

Ako je zrejmé z opisu vyššie, termín „pozmenená“, ako je tu použitý, poukazuje na fakt že forma vlny je iná než štandardná sinusoidná forma normálne spojovaná s vlnou striedavého prúdu a je miesto toho pozmenená napríklad, ako ilustruje Obr. 1 na optimalizáciu poťahovacieho efektu.

Odkazujeme sa teraz na Tabuľku 1, ktorá uvádza rôzne typy poťahovania pri rozdielnych požiadavkách. Príklady sú uvedené pre hliníkové zliatiny, ktoré majú byť keramický potiahnuté, aby sa dosiahli rôzne štruktúrne požiadavky. Techniky opísané vyššie boli využité v príkladoch 3 a 4.

Poznámky	Zámerne vysoká pórovitosť Silná priľnavosť					Podrobí sa obrábaniu pred použitím
Pórovitosť póry/cm²	50 - 300	<5	v	v	nepoužiteľné	5- 10
Tvrdosť (podľa Vickersa) kgf/mm²	O o 00 1 O O oo	1 000 - 2 400	1 000 - 2 300	1 000’- 2 300	1 000 - 2 300	1 800 - 2 800
Hrúbka v mikrónoch	5-30	10-50	30-150	10-250	50 -300	40-100
Funkčné požiadavky	Podklad pre náterový' smalt alebo teflónovú vrstvu	Dekoratívne poťahovanie	Ochrana proti korózii	Elektrická izolácia	Štíty chrániace vesmírnu loď pri zahrievaní spôsobenom vstupom do atmosféry	odolnosť voči obnoseniu
Príklad číslo		rs	m	o-	•n	\O

Zliatina hliníka známa ako dural s označením zliatiny 2014 pre jeho pomer pevnosti k hmotnosti nachádza rozšírené použitie v konštrukcii lietadiel. Táto zliatina bola teda použitá na testovací povlak. Tabuľka 2 uvádza charakteristiky dosiahnutého povlaku a získané výsledky.

Tabuľka 2

Položka	Jednotky	Hodnota
Kovový obrobkový materiál		Dural
Výrobná metóda vlnového tvaru		Kondenzátor
Transformovaný výstup napätia	V	800
Bežná hustota:	A/dm²
Anóda		6,0
Katóda		6,3
Zloženie elektrolytu	gram/liter vody
Prvá vaňa: hydroxid draslíka		0,5
Druhá vaňa: hydroxid draslíka		0,5
tetrasilikát sodný		4,0
Tretia vaňa: hydroxid draslíka	t 1	0,5
tetrasilikát sodný		11,0
Čas poťahovania	minúta
v prvej vani		10
v druhej vani		10
v tretej vani		20
Celková hrúbka poťahu	mikrón	100
Priemerný doložený pomer	Mikrón/minúta	2,5
Hrúbka vnútornej vrstvy úplne roztopenej počas poťahovania	mikrón	65
Priľnavosť substrátu	MPa	380
Mikrotvrdosť	Vickersovo kgfi'mm²	2790
Priemerné zloženie vrstvy:	%
Korundum (corrundum)		62
Alumina		8
Alumosilikát (alumosilicate)		30
Pórovitosť poťahu	Počet pórov/cm²	4-6
Priemer pórov	mikrón	8-11

Vynález tiež poskytuje keramický potiahnuté kovové výrobky vyrobené podľa opísaného spôsobu. Jeden príklad takého výrobku je hliníková zliatina piestu pre spaľovací motor. Druhým príkladom je hliníkový motorový blok pre spaľovací motor určený na operáciu s minimálnym mazaním. Tretím takým príkladom sú ochranné dosky štítu vesmírnej lodi zamerané na prežitie pri vstupe v

do atmosféry. Štvrtým príkladom je elektrická izolácia slúžiaca tiež ako tepelná nádrž elektronického panelu.

Obr. 3 opisuje prístroj 10 na poťahovanie predmetov 12 v jednom kroku (prvá elektróda) vyrobených z kovov pre ventily vybraných zo skupiny pozostávajúca z hliníka, zirkónia, titanu, hafnia a zo zliatin týchto kovov. Prístroj 10 má 40 litrovú elektrolytickú vaňu 14. zahrnujúcu elektrolytickú tekutinu 16 pozostávajúcu z vody a z roztoku hydroxidu alkalického kovu. Vaňa 14 ie vyrobená z nehrdzavejúcej ocele a vytvára druhú elektródu. Na miešanie elektrolytu sú zaistené miešacie prostriedky 15.

Prvá elektróda sa skladá z najmenej jedného z predmetov 12. ktorý má byť potiahnutý a kondukčného prostriedku 18 na upevnenie predmetu v elektrolytickej tekutine 16.

Zdrojom striedavého elektrického prúdu s napätím aspoň 700 V je transformátor 20 zvyšujúci napätie na 40 000 V-amp, skonštruovaný na odber až do 800, 900 alebo 1000 V.

Kondenzátorová banka 22 má celkovú kapacitanciu 375 gF a je zložená z kondenzátorov s nominálnou kapacitanciou 25, 50, 100 a 200 gF. Alternatívne môžu byť takýmito prostriedkami usmerňovač prúdu a obrátený okruh (neukázané) alebo ďalšie prostriedky u typu zobrazeného v The Standart Handbook for Electrical Engineers (Fink a Beaty), 12th. Ed., str. 22-96, 22-97

Spojovacie elementy 24 tiež zaisťujú úplnosť elektrochemického okruhu.

Obslužný kontrolný panel 26 je naľavo od vane 14. Novšie býva obklopená bezpečnostnými dvermi 28.. Otvorenie bezpečnostných dvierok preruší elektrickú energiu.

Dávkovacia násypka 30 obsahujúca soľ, má dávkovaciu záklopku 32 operujúcu pomocou solenoidu a sú súčasťou prostriedku na pridávanie soli 34 do vane 14 v čase keď je prístroj 10 v prevádzke. Násypka 30 zviera zásobu soli 34, ktorá obsahuje katión alkalického kovu a anión oxokyseliny amorfného prvku.

Vhodná soľ 34 je tetrasilikát sodný.

Obr. 4 zobrazuje prístroj 36 na keramické poťahovanie predmetov 12 vo viacerých nasledujúcich krokoch. Prvá elektrolytická vaňa 38 obsahuje elektrolytickú tekutinu 16. ktorou je voda a roztok hydroxidu alkalického kovu. Druhá elektrolytická vaňa 40 obsahuje elektrolytickú tekutinu 42. ktorou je voda, roztok hydroxidu alkalického kovu a soľ 34 s nízkou koncentráciou. Tretia elektrolytická vaňa 44 obsahuje elektrolytickú tekutinu 46. ktorou je voda, roztok hydroxidu alkalického kovu a soľ s vyššou koncentráciou ako má elektrolyt 42.

Na zjednodušenie môže byť použitý jeden kontajner 48 z nehrdzavejúcej ocele vybavený dvoma vertikálnymi deličmi 50 tvoriacimi elektródu, ktoré vytvoria vane 38. 40. 44. Druhá elektróda sa skladá najmenej z jedného predmetu 12, ktorý má byť potiahnutý spolu s kondukčnými prostriedkami 18. pomocou ktorých sa postupne zavesuje predmet 12 do elektrolytických tekutín 16. 42, 46.

Ručné alebo automatické manipulačné prostriedky 52 umožňujú presun predmetu 12 z prvej vane 38 do druhej 40 a odtiaľ do tretej vane 44.

V zariadení 36 zostáva elektrolyt počas operácie v každej vane v podstate nezmenený a môže byť teda použitý opakovane. Pri použití niekoľkých elektrolytov, každý s iným zložením, dosahuje poťahovanie v rýchlosti okolo 2,5-4 mikrometrov za minútu.

Použité elektrické komponenty sú rovnaké, ako sú opísané vyššie s odkazom na Obr. 3.

Je zrejmé, že pre odborníkov v odbore nie je vynález obmedzený na detaily skôr spomínaných uskutočnení a že môže byť znázornený aj ďalšími špecifickými formami v duchu jeho základných vlastností. Uvádzané uskutočnenia sú teda uvažované vo všetkých ohľadoch ako ilustrujúce a nie obmedzujúce. Roz14 sah vynálezu udávajú pripojené patentové nároky skôr než predchádzajúci opis a všetky zmeny, ktoré prichádzajú v úvahu a ktoré svojím významom rovnocenne spadajú do rozsahu patentových nárokov, je preto zámerom ich do vynálezu zahrnúť.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Spôsob vytvárania keramického povlaku na kov pre ventily, vybraného zo skupiny pozostávajúcej z hliníka, zirkónia, titanu, hafnia a zliatin týchto kovov, vyznačujúci sa tým, že obsahuje :

ponorenie uvedeného kovu ako elektródy do elektrolytického kúpeľa obsahujúceho vodný roztok hydroxidu alkalického kovu, poskytnutie opačnej elektródy ponorenej do elektrolytickej tekutiny, alebo obsahujúcej elektrolytickú tekutinu, prechod striedavého elektrického prúdu s pozmeneným tvarom vlny zo zdroje vysokého napätia o hodnote najmenej 700 V povrchom uvedeného kovu, ktorý má byť potiahnutý a uvedenou opačnou elektródou, kde uvedená tvarovo pozmenená vlna elektrického prúdu stúpa od nuly do svojho maxima výšky a klesá pod 40 % svojej maximálnej výšky počas menej než štvrtiny celého striedavého cyklu, čím spôsobuje dielektrický prieraz, zahrievanie, tavenie a tepelné zhutňovanie tenkej hydroxidovej vrstvy vytváranej na povrchu uvedeného kovu, aby sa vytvoril a zvaril keramický povlak na uvedenom kove, a zmenu zloženia uvedeného elektrolytu zatiaľ čo sa utvára uvedený keramický povlak, pričom uvedené zmeny sú ovplyvnené pridávaním soli oxokyseliny s alkalickým kovom.

Spôsob, podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že uvedená pozmenená tvarovaná vlna elektrického prúdu sa získa za použitia kondenzátorovej banky zapojenej do série medzi uvedený zdroj vysokého napätia a uvedený kov.
3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že uvedená pridávaná soľ je tetrasilikát sodný.
4. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, optimalizovaný na zaistenie maximálnej priľnavosti medzi uvedeným kovom a uvedeným povlakom, vyznačujúci sa tým, že uvedený elektrolyt pozostáva v podstate z vodného roztoku, ktorý obsahuje medzi 0,5-2 g/liter hydroxidu sodného.
5. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, optimalizovaný na zaistenie maximálnej priľnavosti medzi uvedeným kovom a uvedeným poťahom, vyznačujúci sa tým, že uvedený elektrolyt pozostáva v podI state z vodného roztoku, ktorý obsahuje medzi 0,5-2 g/liter hydroxidu draselného.
6. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že uvedený amorfný prvok vybraný zo skupiny zahrnujúcej B, Al, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se, Te, P, Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn a Fe, pričom uvedená soľ je pridávaná v koncentrácii medzi 2 a 200 gramami na liter roztoku.
7. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že, sa pridávajú jemné častice pigmentov na vytvorenie povlaku s požadovanou farebnosťou.
8. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov uspôsobený na tvorbu povlaku bez pórov, vyznačujúci sa tým, že sa progresívne obmedzuje pritekajúci prúd až do zastavenia tvorby povlaku.
9. Keramický potiahnutý kovový predmet vytvorený spôsobom uvedeným v akomkoľvek predchádzajúcom nároku.
10. Zariadenie na keramické poťahovanie predmetov v jednom kroku, vyrobených z kovu pre ventily vybraného zo skupiny pozostávajúcej z hliníka, zirkónia, titanu, hafnia a zliatin týchto kovov, vyznačujúce sa tým, že je tvorené:

elektrolytickou vaňou obsahujúcou vodný roztok hydroxidu alkalického kovu, elektródou ponorenou do tekutiny alebo obsahujúcou elektrolytickú tekutinu, ďalšou elektródou obsahujúcou aspoň jeden z uvedených predmetov, ktorý má byť potiahnutý a prostriedkami na zavesenie uvedeného predmetu v uvedenom elektrolyte, zdrojom striedavého elektrického prúdu zo zdroja vysokého napätia o hodnote najmenej 700 V, prostriedkami na ovplyvňovanie tvaru vlny striedavého prúdu, pomocou ktorého elektrický prúd s ovplyvneným tvarom vlny stúpa z nuly až do jej maxima a klesá späť pod 40 % svojej maximálnej výšky počas menej ako štvrtiny celého striedavého cyklu, spojovacími prvkami na uzavretie elektrochemického okruhu a prostriedkami na pridávanie regulovanej dávky soli oxokyselín s alkalickým kovom do uvedeného kúpeľa, v čase, kedy je zariadenie v prevádzke.
11. Zariadenie, podľa nároku 10, vyznačujúce sa tým, že zdrojom vysokého napätia je transformátor zvyšujúci napätie až do 1 000 V a uvedenými prostriedkami na ovplyvnenie tvaru uvedenej vlny striedavého prúdu je kondenzátorová banka zapojená v sérii medzi uvedený zdroj napätia a uvedený kov pre ventily.
12. Zariadenie na keramické poťahovanie predmetov vo viacerých nasledujúcich krokoch, vyrobených z kovu pre ventily vybraného zo skupiny pozostávajúcej z hliníka, zirkónia, titanu, hafnia a zliatin týchto kovov, vyznačujúce sa tým, že je tvorené:

prvou elektrolytickou vaňou obsahujúcou vodný roztok hydroxidu alkalického kovu, druhou elektrolytickou vaňou obsahujúcou vodný roztok hydroxidu alkalického kovu a s nízkou koncentráciou soli oxokyseliny s alkalickým kovom treťou elektrolytickou vaňou obsahujúcou vodný roztok hydroxidu alkalického kovu a s vyššou koncentráciou soli oxokyseliny s alkalickým kovom než je v uvedenej druhej vani, elektródami ponorenými do tekutín alebo obsahujúcimi elektrolytické tekutiny, elektródami obsahujúcimi najmenej jeden z uvedených predmetov, ktorý má byť potiahnutý a prostriedkami na zavesenie uvedeného predmetu v uvedených elektrolytoch, prostriedkami na prenášanie uvedených predmetov z uvedenej prvej vane do uvedenej druhej vane a potom do uvedenej tretej vane, zdrojom AC elektrického potenciálu s napätím aspoň 700 V, prostriedkami na ovplyvňovanie tvaru vlny striedavého prúdu, pomocou ktorých elektrický prúd s pozmeneným tvarom vlny stúpa z nuly až do svojho maxima a klesá späť pod 40 % svojej maximálnej výšky počas menej než štvrtiny celého striedavého cyklu a spojovacími prvkami na uzavretie elektrochemického okruhu v každej vani.
13. Zariadenie, podľa nároku 12, vyznačujúce sa tým, že zdrojom vysokého napätia je transformátor zvyšujúci napätie až do 1 000 V a uvedeným prostriedkom na ovplyvňovanie uvedeného tvaru vlny striedavého prúdu je kondenzátorová banka zapojená v sérii medzi uvedený zdroj vysokého napätia a uvedený kov pre ventily.