SU1713990A2 - Method of micro-arc anodizing of metals and alloys - Google Patents
Method of micro-arc anodizing of metals and alloys Download PDFInfo
- Publication number
- SU1713990A2 SU1713990A2 SU894674937A SU4674937A SU1713990A2 SU 1713990 A2 SU1713990 A2 SU 1713990A2 SU 894674937 A SU894674937 A SU 894674937A SU 4674937 A SU4674937 A SU 4674937A SU 1713990 A2 SU1713990 A2 SU 1713990A2
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- current density
- coating
- roughness
- minutes
- duration
- Prior art date
Links
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
- C25D11/026—Anodisation with spark discharge
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к микродуговому анодированию металлов и сплавов и может найти применение в приборостроении и радиоэлектронике. Цель изобретени - уменьшение шероховатости пбкрытий. Анодирование ве^ут асимметричным током в щелочных растворах. Уменьшение шероховатости покрытий достигают тем, что при завершении процесса дополнительно провод т обработку в том же растворе, ступенчато снижа плотность тока на 20-60% при длительности каждой ступени 10-120 мин. 1 ил., 1 табл.The invention relates to microarc anodizing of metals and alloys and may find application in instrument engineering and electronics. The purpose of the invention is to reduce the roughness of the coatings. Anodizing of ve ^ ut asymmetric current in alkaline solutions. The reduction of the roughness of the coatings is achieved by the fact that, at the end of the process, the treatment is additionally carried out in the same solution, by stepwise decreasing the current density by 20-60% for a duration of each step of 10-120 minutes. 1 ill., 1 tab.
Description
Изобретение относитс к электрохимическому нанесению покрытий и может быть использовано в приборостроении и радиоэлектронной технике.The invention relates to electrochemical coating and can be used in instrument making and electronic equipment.
Известен способ электролитического нанесени силикатных покрытий 1.Нанесение покрытий осуществл ют в режиме однополупериодного напр жени с наложением через 5-500 положительных полупериодов одного отрицательного с амплитудой 50500 В.The known method of electrolytic deposition of silicate coatings 1. The application of coatings is carried out in the mode of half-wave voltage with overlapping through 5-500 positive half-periods of one negative with amplitude 50500 V.
Недостатком этого способа вл етс высока шероховатость (неоднородность по толщине) покрыти (до 200 мкм).The disadvantage of this method is high roughness (thickness heterogeneity) of the coating (up to 200 microns).
Известен также способ нанесени покрыти на металлы и сплавы, который осуществл ют в щелочном электролите, подава на изделие катодный ток в интервале 0,5-24 А/дм и анрдный ток в интервале 0,6-25 А/дм , а соотношение между амплитудными значени ми тока поддерживают в пределах 0,5-0,95, при этом чередуют положительный импульс напр жени с отрицательным .There is also known a method of coating metals and alloys, which is carried out in an alkaline electrolyte, applying to the product a cathode current in the range of 0.5-24 A / dm and an anard current in the range of 0.6-25 A / dm, and the ratio between amplitude the current values are maintained within the range of 0.5-0.95, while a positive voltage pulse is alternated with a negative one.
Однако, недостатком этого способа вл етс высока шероховатость покрыти . При ведении процесса при посто нном значении плотности тока на кромках и углах издели толщина покрыти больше, чем на поверхности.However, the disadvantage of this method is the high roughness of the coating. When conducting the process at a constant value of the current density at the edges and corners of the product, the thickness of the coating is greater than at the surface.
Целью изобретени вл етс снижение шероховатости покрыти .The aim of the invention is to reduce the roughness of the coating.
Дл этого процесс завершают, ступенчато снижа гШотность тока на 20-60% при длительности каждой ступени 10-120 мин.For this, the process is completed by stepwise lowering the current GW by 20-60% with a duration of each step of 10-120 minutes.
Отличием предлагаемого способа вл етс режим проведени процесса. Если в известном способе плотность тока поддерживают посто нной в течение всего процесса , то в предлагаемом способе процесс завершают, ступенчато снижа плотность тока на 20-60% при длительности каждой ступени 10-120 мин.The difference of the proposed method is the mode of the process. If in the known method the current density is kept constant during the whole process, then in the proposed method the process is completed by stepwise decreasing the current density by 20-60% for a duration of each step of 10-120 minutes.
Контроль за процессом нанесени покрытий в режиме микродуговых разр довMonitoring of the coating process in the micro-arc discharge mode
осуществл ют по формовочным кривым. При ведении процесса по прототипу на формовках имеетс характерный излом дл анодного напр жени , который характеризует , что основна масса технологического покрыти нанесена. Врем достижени излома зависит от плотности тока. Снижать плотность тока рекомендуетс после того как на формовочной кривой анодное напр жение достигнет излома. .carried out according to the molding curves. When conducting the prototype process on the molds, there is a characteristic break for the anode voltage, which characterizes that the bulk of the process coating is applied. The time to fracture depends on the current density. It is recommended to reduce the current density after the anodic voltage reaches a break in the molding curve. .
На чертеже приведены формовочные кривые (анодные), полученные дл разных значений плотности тока и обозначены участки (I), после которых снижают плотность тока.The drawing shows the molding curves (anodic), obtained for different values of current density and marked areas (I), after which the current density is reduced.
Ступенчатое снижение плотности тока приводит к уменьшению выдел емой мощности на основе, снижению температуры издели и увеличению сопротивлени пот крыти , В св зи с этим увеличиваетс пробивное напр жение покрыти (возрастает сопротивление) и разр ды, возникающие в слабых и дефектных местах, нанос т покрытие , что приводит к снижению его шероховатости .A stepwise decrease in current density leads to a decrease in the power output on the basis, a decrease in the product temperature and an increase in the sweating resistance of the coating. As a result, the breakdown voltage of the coating increases (resistance increases) and the discharges occurring in weak and defective places apply coating. , which leads to a decrease in its roughness.
Величина ступени плотности тока зависит от выбранного значени плотности тока. При небольших плотност х тока снижать их больше, чем на 60%, не рекомендуетс , т.к. это приводит к услови м, когда возникают лишь единичные разр ды или не возникают совсем. В св зи с этим процесс становитс неэффективным. Снижение плотности тока меньше, чем на 20%. приводит к сложности коммутации большого числа конденсаторов .The magnitude of the current density depends on the selected current density. At low current densities, it is not recommended to reduce them by more than 60%, since This leads to conditions when only single bits appear or do not appear at all. In this connection, the process becomes ineffective. The decrease in current density is less than 20%. leads to the complexity of switching a large number of capacitors.
Как известно, зависимость длительности процесса от плотности тока обратно пропорциональна, т.е. чем больше плотность тока, тем меньше врем процесса. Поэтому плотность тока и длительность ступени пoдбиpaюt таким образом, чтобы нижней границе плотности тока отвечала верхн граница длительности ступени процесса и наоборот.As is known, the dependence of the process duration on the current density is inversely proportional, i.e. the greater the current density, the shorter the process time. Therefore, the current density and the duration of the step are selected so that the lower limit of the current density corresponds to the upper limit of the process step duration and vice versa.
Скорость нанесени покрыти зависит от плотности тока. Длительность ступени так ж зависит от плотности тока. При длительности ступени менее 10 мин даже при высоких плотност х тока, когда скорость нанесени покрыти высока , покрытие не успевает нарасти на всех тонких местах и шероховатость снижаетс незначительно. При длительности ступени более 120 мин происходит не только снижение шероховатости покрыти , но и образование нового сло , который имеет высокую шероховатость .Coating speed depends on current density. The duration of the stage also depends on the current density. With a step duration of less than 10 minutes, even at high current densities, when the rate of coating is high, the coating does not have time to increase on all thin spots and the roughness decreases slightly. With a step duration of more than 120 minutes, not only a reduction in the roughness of the coating occurs, but also the formation of a new layer, which has a high roughness.
П р и м е р 1. Образец из алюминиевого сплава Д-16 помещают в ванну с электролитом следующего состава:PRI me R 1. A sample of aluminum alloy D-16 is placed in a bath of electrolyte of the following composition:
Едкое кали (КОН)2 г/лCaustic Potash (KOH) 2 g / l
Жидкое стекло (Ма25Юз)4 г/лLiquid glass (MA25Uz) 4 g / l
Водадо 1 лVodado 1 l
Устанавливают анодную плотность тока Da 0,6 А/дм. катодную - DK 0,5 А/дм, отношение токов Ок/Оа 0,95.Set the anode current density of Da 0.6 A / dm. cathode - DK 0.5 A / dm, the ratio of the currents OK / Oa 0.95.
Процесс ведут по прототипу до достижени излома анодного напр жени , затем снижают плотность тока на 20% до Da 0,48 А/дм , DK 0,4 А/дм и при этой плотности тока ведут процесс в течение 120 мин. Затем плотность тока вновь снижают на 20%. Da 0,38 А/дм, DK 0,32 А/дм, Длительность ступени - 120 мин. Снижают плотность тока еще в 2 раза до Da 0,24 А/дм, DK 0,24 А/дм и после 120 мин процесс выключают. Толщина покрыти достигает 180 мкм, хот еще есть возможность снижать плотность тока . Шероховатость покрыти составл ет 5 мкм. П р и м е р 2. Образец из алюминиевого сплава Д-16 помещают в электролит - 6%ный раствор NaaSiOa.The process is carried out according to the prototype until an anodic voltage is broken, then the current density is reduced by 20% to Da 0.48 A / dm, DK 0.4 A / dm, and at this current density, the process is carried out for 120 minutes. Then the current density is again reduced by 20%. Da 0.38 A / dm, DK 0.32 A / dm, step duration - 120 min. Reduce the current density by another 2 times to Da 0.24 A / dm, DK 0.24 A / dm, and after 120 min the process is turned off. The thickness of the coating reaches 180 µm, although it is still possible to reduce the current density. The roughness of the coating is 5 µm. PRI mme R 2. A sample of aluminum alloy D-16 is placed in an electrolyte - 6% NaaSiOa solution.
Устанавливают анодную плотность тока Ра 5 А/дм, катодную DK 4,2 A/дм. Отношение токов DK/Da 0,84. Процесс ведут по прототипу до достижени излома анодного напр жени , затем плотность тока снижают на 35%, т.е. Da 3,25 А/дм, а DK 2,7 А/дм . При этой плотности тока процесс ведут в течение 50 мин. Затем вновь снижают на 35% и выдерживают при этой плотности тока 50 мин и так повотор ют до конца процесса. Толщина покрыти - 142 мкм, а шероховатость 7,0 мкм.Set the anodic current density Pa 5 A / dm, cathode DK 4,2 A / dm. The ratio of the currents DK / Da 0,84. The process is carried out according to the prototype until an anodic voltage is broken, then the current density is reduced by 35%, i.e. Da 3.25 A / dm, and DK 2.7 A / dm. At this current density, the process is carried out for 50 minutes. Then it is reduced again by 35% and kept at this current density for 50 minutes and so it is turned until the end of the process. The coating thickness is 142 µm, and the roughness is 7.0 µm.
П р и м е р 3. Образец из алюмини АВ помещают в электролит;PRI me R 3. A sample of aluminum AB is placed in an electrolyte;
Едкое кали (КОН)3 г/лCaustic Potash (KOH) 3 g / l
Алюминат натри (NaAiOz) 3 г/л Водадо 1 лSodium aluminate (NaAiOz) 3 g / l Vodado 1 l
Катодную и анодную плотности тока поддерживают DK 23,8 А/дм и Da 25 А/дм соответственно. Отношение токов DK/DS 0,90, При достижении излома -снижают плотность тока на 60%, т.е. катодную до 9,5 А/дм, а анодную до 10 А/дм. Длительность ступени задают 10 мин. За-меньшее врем шероховатость снижаетс незначительно. Затем вновь снижают плотность тока до DK 3,8 А/дм, Da 4,0 А/дм длительность ступени задают 10 мин. Процесс ведут в таком режиме до достижени требуемой толщины. Толщина покрыти равна 180мкм, шероховатость- 11 мкм.Cathodic and anodic current densities support DK 23.8 A / dm and Da 25 A / dm, respectively. The ratio of the currents DK / DS is 0.90. When a break is reached, the current density is reduced by 60%, i.e. cathode to 9.5 A / dm, and anodic to 10 A / dm. Step duration is set at 10 minutes. In less time, the roughness decreases slightly. Then the current density is again reduced to DK 3.8 A / dm, Da 4.0 A / dm, the step duration is set at 10 minutes. The process is conducted in this mode until the desired thickness is reached. The thickness of the coating is 180 µm, the roughness is 11 µm.
Пример 4. Алюминиевый обр1азец из сплава АМГ6 помещают в электролит состава: Жидкое стекло (МаЗЮз)9 г/лExample 4. Aluminum specimen from AMG6 alloy is placed in the electrolyte of the composition: Liquid glass (MAPS) 9 g / l
ексаметофосфат натри (NaePe018) 15 г/л Водадо 1 лsodium examephosphate (NaePe018) 15 g / l Vodado 1 l
Катодную и анодную плотности задают DK 23,8 А/дм и Da 25 А/дм соответственно . Отношение токов Ок/Оа 0,90. При достижении излома начинают ступенчато снижать плотность тока на 10%. Длительность ступени 5 мин. Вновь снижают плот ность на 10% и выдерживают 5 мин и так повтор ют до конца процесса. Шероховатость покрыти составл ет 31 мкм, а толщина- 127 мкм..The cathodic and anodic densities set DK 23.8 A / dm and Da 25 A / dm, respectively. The ratio of the current Ok / Oh 0.90. When the fracture is reached, the current density is gradually reduced by 10%. Duration of a step is 5 min. The density is again reduced by 10% and held for 5 minutes and repeated until the end of the process. The roughness of the coating is 31 microns and the thickness is 127 microns.
П р и м е р 5. Образец из сплава АД-1 помещают в ванну с электролитом следующего состава: Жидкое стекло (NaaSJOa), 9 г/лPRI me R 5. A sample of the alloy AD-1 is placed in a bath of electrolyte of the following composition: Liquid glass (NaaSJOa), 9 g / l
Алюминат натри (NaAiOa) 1 г/л Гексаметафосфат натри 18 г/лSodium aluminate (NaAiOa) 1 g / l Sodium hexametaphosphate 18 g / l
Водадо 1 лVodado 1 l
Задают катодную плотность тока 0,96 А/дм, а анодную - 1 А/дм. Отношение токбв Ок/Ьа 0,95. При достижении излома снижают плотность тока на 70%. катодную до 0,29 А/дм, анодную до 0,3 А/дм. Выдерживают при этой плотности тока 130 мин. Затем снижают еще на 70%,т.е. до DK 0,089 А/дмSet the cathode current density of 0.96 A / dm, and the anodic one - 1 A / dm. The ratio tokb Ok / La 0.95. Upon reaching the break, the current density is reduced by 70%. cathode to 0.29 A / dm, anodic to 0.3 A / dm. Withstand a current density of 130 minutes at this density. Then reduced by another 70%, i.e. up to DK 0.089 A / dm
и Da 0,09 А/дм. При этих плотност х тока на поверхности образца не возникают микродуговые разр ды. Поэтому шероховатость покрыти очень высока 42. Толщинаand Da 0.09 A / dm. At these current densities, micro-arc discharges do not appear on the sample surface. Therefore, the roughness of the coating is very high 42. Thickness
- 135 мкм.- 135 microns.
Были проведены зксперименты по известному способу в услови х (сплав, состав электролита, плотность тока, отношение токов ), аналогичных услови м примеров 1-3.Experiments were carried out according to a known method under conditions (alloy, electrolyte composition, current density, current ratio), similar to those of examples 1-3.
В таблице приведены данные по предлагаемому и известному способам.The table shows the data on the proposed and known methods.
.Анализ данных показывает, что шероховатость покрытий по сравнению с прототипом снизилась в 3-4 раза.Analysis of the data shows that the roughness of the coatings decreased by a factor of 3–4 compared with the prototype.
Таким образом, использование предлагаемого способа позволит улучшить класс чистоты поверхности и исключить механическую обработку.Thus, the use of the proposed method will improve the class of surface cleanliness and eliminate machining.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU894674937A SU1713990A2 (en) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | Method of micro-arc anodizing of metals and alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU894674937A SU1713990A2 (en) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | Method of micro-arc anodizing of metals and alloys |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU1200591A Addition SU249302A1 (en) | HYDRAULIC DISTRIBUTOR; r ^ 1. "teh1k-chesg :,; jij ^^ il'L. ToKCi iVib / |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1713990A2 true SU1713990A2 (en) | 1992-02-23 |
Family
ID=21439971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU894674937A SU1713990A2 (en) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | Method of micro-arc anodizing of metals and alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1713990A2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995018250A1 (en) * | 1993-12-29 | 1995-07-06 | Nauchno-Issledovatelsky Inzhenerny Tsentr 'agromet' | Method of producing a coating on metals with unipolar conductivity |
| WO1999031303A1 (en) * | 1997-12-17 | 1999-06-24 | Isle Coat Limited | Method for producing hard protection coatings on articles made of aluminium alloys |
| US9644284B2 (en) | 2004-07-23 | 2017-05-09 | Chemetall Gmbh | Method for producing a hard coating with high corrosion resistance on articles made of anodizable metals or alloys |
-
1989
- 1989-04-05 SU SU894674937A patent/SU1713990A2/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. lABTOpcKoe свидетельство СССР Ns 926083. кл. С 25 D 9/06, 1980.2.Авторское свидетельство СССР Мг1200591.кл. C25D 11/02, 1982. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995018250A1 (en) * | 1993-12-29 | 1995-07-06 | Nauchno-Issledovatelsky Inzhenerny Tsentr 'agromet' | Method of producing a coating on metals with unipolar conductivity |
| WO1999031303A1 (en) * | 1997-12-17 | 1999-06-24 | Isle Coat Limited | Method for producing hard protection coatings on articles made of aluminium alloys |
| US6365028B1 (en) | 1997-12-17 | 2002-04-02 | Isle Coat Limited | Method for producing hard protection coatings on articles made of aluminum alloys |
| US9644284B2 (en) | 2004-07-23 | 2017-05-09 | Chemetall Gmbh | Method for producing a hard coating with high corrosion resistance on articles made of anodizable metals or alloys |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR930001522B1 (en) | Anodic aluminium oxide film and method of forming it | |
| US4133725A (en) | Low voltage hard anodizing process | |
| SU1713990A2 (en) | Method of micro-arc anodizing of metals and alloys | |
| EP0661390B1 (en) | Method of etching aluminum foil for electrolytic capacitors | |
| US4198278A (en) | Method for producing anode aluminum foils for electrolytic condensers | |
| KR101790975B1 (en) | Surface treatment method of aluminium material | |
| Andrianne et al. | Zinc electrowinning—a comparison of adherence-reducing pretreatments for aluminium cathode blanks | |
| KR100489640B1 (en) | Electrolyte solution for anodizing and corrosion-resisting coating method of magnesium alloy using the same | |
| EP0133714A1 (en) | Process for the electrolytic etching of aluminium capacitor foil, and etched foil obtained thereby | |
| EP0194317B1 (en) | Method of producing electrolytic capacitors. | |
| WO1992021795A1 (en) | TREATING Al SHEET | |
| US3468772A (en) | Anodising treatment for aluminium | |
| CN108796574A (en) | Metal material anode oxidation method and device | |
| EP0616054B1 (en) | Method of manufacturing electrode foil for aluminium electrolytic capacitors | |
| KR100889488B1 (en) | Manufacturing method of etchant based on alcl3 and hydrochloric acid electrolyte using ac electrolytic etching | |
| JP2569422B2 (en) | Aluminum oxide laminated structure film and method for producing the same | |
| US4381231A (en) | DC Etching of aluminum electrolytic capacitor foil | |
| Yamada et al. | Formation of eta alumina by anodic oxidation of aluminum | |
| US3335073A (en) | Method of making anodized tantalum foil | |
| RU2218454C2 (en) | Process forming wear-resistant coats | |
| SU1200591A1 (en) | Method of coating metals and alloys | |
| EP0097759B1 (en) | Barrier anodizing of aluminium and aluminium alloy substrates | |
| EP0120119A2 (en) | Sealing thick anodic coatings on aluminium substrates | |
| RU2110624C1 (en) | Method of forming oxide films on aluminum and its alloys | |
| RU2039133C1 (en) | Method of aluminium and its alloys anodizing |