SU945256A1

SU945256A1 - Electrolyte for anodizing aluminium foundary alloys

Info

Publication number: SU945256A1
Application number: SU803003486A
Authority: SU
Inventors: Виталий Владимирович Николаев; Елена Герасимовна Рябчеева
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4372
Priority date: 1980-10-29
Filing date: 1980-10-29
Publication date: 1982-07-23

Description

(5) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ АНОДИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ ЛИТЕЙНЫХ СПЛАВОВ(5) ELECTROLYTE FOR ANODIZING ALUMINUM CASTING ALLOYS

1one

Изобретение относитс к электролитическому нанесению оксидных покрытий (пленок), в частности, к анодированию алюминиевых литейных сплавов с высоким содержанием кремни (до 13) например сплава АЛ-2, и может быть использовано в. приборостроительной , машиностроительной и других отрасл х промышленности с целью придани издели м высоких износостойких и защитных свойств.The invention relates to the electrolytic deposition of oxide coatings (films), in particular, to the anodizing of aluminum foundry alloys with a high silicon content (up to 13), for example, the AL-2 alloy, and can be used in. instrument-making, machine-building and other industries of the industry in order to impart products with high wear-resistant and protective properties.

Известен электролит дл анодировани алюминиевых сплавов, содержащий серную кислоту и моноэтаноламин l .An electrolyte for the anodizing of aluminum alloys containing sulfuric acid and monoethanolamine l is known.

Однако данный электролит предназначен дл анодировани деформируемых сплавов типа АМЦ, АМГ-2, В-95 и Д1б и в нем не получают качест веннь1х оксидных покрытий при анодировании литейных сплавов. Кроме тот го, адсорбционна способность моноэтаноламина ниже чем у ди- и триэтаноламина , так как молекулы последних имеют большее число пол рных группировок способных образовывать с поверхностью оксида прочные св зи. Тем самым в их присутствии обеспечиваетс более надежна защита оксидного сло от его растворени под действием активных агентов электролита, чем в присутствии моноэтаноламина . В результате возрастает микротвердость и толщина покрыти .However, this electrolyte is designed to anodize wrought alloys of the AMC, AMG-2, B-95 and D1b types and does not receive quality oxide coatings in it when anodizing cast alloys. In addition, the adsorption capacity of monoethanolamine is lower than that of di- and triethanolamine, since the latter molecules have a greater number of polar groups capable of forming strong bonds with the oxide surface. Thus, in their presence, the oxide layer is more reliably protected from its dissolution by the action of active electrolyte agents than in the presence of monoethanolamine. As a result, microhardness and coating thickness increase.

Наиболее близким к изобретению . вл етс известный электролит дл анодировани алюминиевых литейных сплавов, содержащий, г/л:Closest to the invention. is a known electrolyte for anodizing aluminum casting alloys containing, g / l:

Серную кислоту 2-А Щавелевую кислоту27-33 Сульфосалициловую кислоту 90-110Sulfuric acid 2-A Oxalic acid27-33 Sulfosalicylic acid 90-110

.Анодирование в этом электролите ведут при 10-Т8 с.и плотности тока 2 . 3 Однако данный электролит не поз вол ет получать покрыти с высокой твердостью и значительной толщины (износостойкие покрыти )на издели х из литейных алюминиевых сплавов, содержащих кремни до 13 (сплав АЛ-2). Это обусловлено тем, что процесс образовани оксидного покрыти сводитс к тому, что оксидна пленка растет в направлении к металлу и раствор етс в направлении к электролиту при условии, что скорость роста оксида больше скорости его растворени . В результате растворени оксида алюмини поверхностный (к электролиту) слой обогащаетс дисперсным кремнием, что приводит к образованию покрытий с низкой твердостью , не способных надежно защищать изделие от ме анического износ при работе на трение. Снижение активности электролита (уменьшение концентрации сильной кислоты или использование более ела бых кислот) приводит к гидратированию внутренних слоев оксидной пленк и прекращению доступа электролита к поверхности металла, а следовательн и к прекращению образовани оксида. В результате этого не удаетс получить покрыти значительной толщины и твердости, т.е. покрыти , обладаю щие высокой износостойкостью. Целью изобретени вл етс повыш ние износостойкости оксидных покрытий . Поставленна цель достигаетс тем, что электролит, содержащий сер ную и щавелевую кислоты, дополнител но содержит аминоспирт, выбранный и группы, включающий МОНО-, ди- и триэтаноламин при следующем соотнош нии компонентов, г/л: 10-250 Серна кислота 3-25 Цавелева кислота 6 Аминоспирт, выбранный из группы , включающий моно- ди- и триэтамоламин 3-50 Процесс анодировани провод т при 5-18°С, плотности тока 2-5 А/дм .и начальном напр жении 18-20 В (конечное напр жение - до 120 В определ етс заданной толщиной оксидного покрыти ) с использованием в качестве катода нержавеющей стали марки 12Х18Н9Т или свинца. Введение в электролит дл анодного окислени аминоспиртов, обладающих высокой адсорбционной способностью к оксиду алюмини , приводит к практически полному подавлению процесса растворени образующегос в процессе электролиза оксидного сло (вследствие пассивации его поверхности адсорбированными аминоспиртами) и позвол ет получать твердые покрыти на издели х из литейных алюминиевых сплавов с высоким содержанием кремни , а также на издели х из алюмини и его сплавов. Увеличение в электролите содержани серной кислоты и уменьшение щавелевой кислоты повышает электропроводность электролита, в т.ч. и в порах оксидной пленки, что позвол ет повысить анодную плотность тока и тем самым увеличить скорость процесса образовани оксида. Перед анодированием издели сначала обезжиривают в растворе, содеращем 10 г/л едкого натра, 25 г/л ринатрийфосфата и 26 г/л жидкого стекла, при в течение 5 мин, а затем трав т при 20 С в течение 2 мин в растворе, содержащем 130 г/л плавиковой и 650 г/л азотной кислот. Состав электролита, режим и результаты анодировани представлены в таблице.Anodizing in this electrolyte is carried out at 10-T8 s. And current density 2. 3 However, this electrolyte does not allow to obtain coatings with high hardness and considerable thickness (wear-resistant coatings) on products from cast aluminum alloys containing silicon up to 13 (alloy AL-2). This is because the formation of the oxide coating results in the oxide film growing towards the metal and dissolving towards the electrolyte, provided that the growth rate of the oxide is greater than its dissolution rate. As a result of the dissolution of alumina, the surface (electrolyte) layer is enriched with dispersed silicon, which leads to the formation of low-hardness coatings that cannot reliably protect the product from mechanical wear during friction. A decrease in electrolyte activity (a decrease in the concentration of a strong acid or the use of more electrolyte acids) leads to hydration of the inner layers of the oxide film and the termination of electrolyte access to the metal surface, and consequently to the cessation of oxide formation. As a result, coatings of considerable thickness and hardness cannot be obtained, i.e. coatings with high wear resistance. The aim of the invention is to increase the wear resistance of oxide coatings. The goal is achieved by the fact that the electrolyte containing sulfuric and oxalic acids additionally contains an amino alcohol selected from and groups including MONO-, di- and triethanolamine in the following ratio of components, g / l: 10-250 Sulfuric acid 3-25 Cavelic acid 6 Amino alcohol selected from the group consisting of mono-di- and tri-thamolamine 3-50 The anodizing process is carried out at 5-18 ° C, current density 2-5 A / dm and initial voltage of 18-20 V (final voltage up to 120 V is determined by the given thickness of the oxide coating) using as Toda brand stainless steel 12H18N9T or lead. The introduction of amino alcohols with high adsorption capacity to aluminum oxide into the anodic oxidation electrolyte results in the almost complete suppression of the dissolution process of the oxide layer formed during the electrolysis process (due to the passivation of its surface by adsorbed amino alcohols) and makes it possible to obtain hard coatings on products made of cast aluminum alloys with a high silicon content, as well as on products made of aluminum and its alloys. An increase in the content of sulfuric acid in the electrolyte and a decrease in oxalic acid increases the electrical conductivity of the electrolyte, including and in the pores of the oxide film, which makes it possible to increase the anode current density and thereby increase the speed of the oxide formation process. Before anodizing, the products are first degreased in a solution containing 10 g / l sodium hydroxide, 25 g / l sodium acetate and 26 g / l liquid glass for 5 minutes, and then etched at 20 ° C for 2 minutes in a solution containing 130 g / l of hydrofluoric acid and 650 g / l of nitric acid. The composition of the electrolyte, the mode and results of anodization are presented in the table.

Моноэтаноламин, г/л Диэтаноламин, г/л Триэтаноламин, г/Л Сульфосалицилова кислота,Monoethanolamine, g / l Diethanolamine, g / l Triethanolamine, g / L Sulfosalicylic acid,

В случае необходимости получени покрытий с большей твердостью и толщиной понижают температуру электролита и увеличивают врем анодировани .If it is necessary to obtain coatings with greater hardness and thickness, lower the temperature of the electrolyte and increase the anodizing time.

Например, проведение процесса анодировани в электролите с добавкой триэтаноламина при анодной плотности тока 5 А/дм и температуре электролита -Q°C в течение 60 мин обеспечивает получение оксидных покрытий толщиной Зб-+О мкм с микротвердостью 650-660 кгс/мм.For example, carrying out the anodizing process in an electrolyte with the addition of triethanolamine at an anodic current density of 5 A / dm and an electrolyte temperature of -Q ° C for 60 min provides oxide coatings with a thickness of 3–60 µm / microhardness with microhardness.

Таким образом, изобретение позвол ет значительно повысить износостойкость оксидных покрытий на литейных сплавах с высоким содержанием кремни по сравнению с покрыти ми , полученными в известном электролите , что обеспечивает надежную защиту изделий от механического износа при их работе на трение.Thus, the invention makes it possible to significantly increase the wear resistance of oxide coatings on casting alloys with a high silicon content in comparison with the coatings obtained in a known electrolyte, which ensures reliable protection of products against mechanical wear during friction.

Кроме того, исключение из состава электролита дорогосто щей сульфосалициловой кислоты и уменьшение содержани щавелевой кислоты привоПродолжение таблицыIn addition, the exclusion from the electrolyte composition of expensive sulfosalicylic acid and a decrease in the content of oxalic acid leads to the continuation of the table

1818

5050

дит к снижению стоимости всего процесса , а возможность использовани более высоких плотностей тока приводит к интенсификации процесса анодировани .This reduces the cost of the whole process, and the possibility of using higher current densities leads to an intensification of the anodizing process.

Claims

1. Pimenova K.N. et al. On the effect of tallic inorganic. Operative ethacolamine on the process of anodising 5 technological processes for the melting of aluminum alloys. - Journal of the change of coverings. GOST 9 ..

2. Cover metal and neme