Изобретение относитс к химической обработке поверхности металлов, в частности к способам получени пассивной пленки на поверхности алюминиевых сплавов, и может быть использовано при подготовке деталей из алюми ниевых сплавов к контактной точечной и шовной сварке. Дл получени высокочастотных сварных соединений из алюминиевых сплавов необходим обеспечить получение низких и стабильных контактных сопротивлений, что достигаетс применением специальных методов подготовки деталей . Критерием оценки любого способа подготовки деталей к контактной сварке вл етс величина контактного сопротивлени сразу посл подготовки и после длительной выдержки, а также число сварок без зачистки электродов. Величина контактного сопротивлени должна находитьс непосредственно после подготовки деталей в пределах 30-80 мкОм, а после длительной выдержки не превышать 150 мкОм. Число сварок без зачистки электродов должно быть не менее 100 точек. Дл обеспечени данного услови i поверхность алюминиевых сплавов подвергают. различной химической обработке дл получени качественного поверхностного сло . Известен способ получени пленки на детал х из алюминиевых сплавов, включаюший обезжиривание, травление и осветление поверхности 1. Недостатком известного способа вл етс невозможность получени на поверхности металла низких и стабильных величин контактных сопротивлений . Наиболее близким к предлагаемому по технической сушности и достигаемому результату вл етс способ получени пассивной пленки на детал х из алюминиевых сплавов передконтактной сваркой, включаюший обезжиривание , травление, осветление, пассивирование и промывку 2. Недостатками данного способа вл етс невозможность получени плотной и химически однородной пассивной пленки. Через 5 сут контактное сопротивление такой пленки nge397 вышает 200 мкОм, число сварок до зачистки электродов не 50-70 точек. Целью изобретени вл етс повышение плотности и химической однородности пассивной гшеики и снижение ее электрического сопротивлени . Указанна цель достигаетс тем, что соглас но способу получени пассивной пленки на детал х из алюминиевых сплавов преимущественн перед контактной сваркой, включающему обезжиривание , травление, осветление, пассивирование и промьшку, перед промывкой 5-60 мин уплотн ют пассивную пленку на воздухе при 40-100°С, затем 5-60 мин обрабатывают в растворе, содержащем 5-20 вес. ч. азотнокислого натри и 0,05-0,5 вес. ч. молибденовокислого аммони , при 15-30° С и 5-30 мин снова уплотн ют пленку на воздухе. Качество сварных соединений повьциаетс за счет увеличени плотности и повышени химической однородности пасси)зной пленки. Во-первых, это обеспечивает уменьшение числа выплесков за счет стабилизации контакт иых сопротивлений, а также уменьшение накипани меди с электродов на поверхность контакта электрод-деталь. Наличие меди на поверхности деталей приводит к резкому ухуд шению коррозионной стойкости сварных соединений из алюминиевых сплавов. Во-вторых, по вышает число сварок без зачистки электродов. Образующа с в процессе подготовки поверхности пассивна пленка должна быть плотной, чтобы преп тствовать взаимодействию атмосфер с металлом и в то же врем эластичной, с тем 1ггобы в контакте электрод-детгшь при приложении сварочного усили она не разрушалась и нреп тствовала установлению металлической св зи металл-электрод. Кроме того, она должн иметь малое электрическое сопротивление, с те чтобы общее сопротивление контакта не превы шало сразу после подготовки поверхности 120 мкОм, а через 5 сут не более 150 мкОм. Только в этом случае образуютс качественные сварньге соединени . При пассивировании в известных растворах (водные растворы ортофосфорной, кремнефтор товодородной, уксусной, щавелевой и серной кислот с различнь1ми пассиваторами) во всех случа х на границе раздела металл-раствор одновременно протекает два процесса: травление съем алюмини , что приводит к отложению ин терметаллидов и увеличению неоднородности поверхности, пассивирование - отложение на поверхности труднорастворимых фосфатов, хроматов и других соединений в зависимости от примен емого пассиватора. В процессе травлени на поверхности деталей , особегшо из неплакированных алюминиевы сгшавов,. наблюдаетс интенсивное образование продуктов травлени - щламов, которые во всех известных растворах пассивировани не удал ютс . В отдельных случа х его пытаютс частично удал ть механическим путем (протиркой волос ными щетками). Наличие неудаленного шлама приводит к получению крайне нестабильного контактного сопротивлени . При увеличении концентрации азотнокислого натри и молибденовокислого аммони выше предлагаемых отмечаетс повыщение контактного сопротивлени . При снижении концентрации компонентов ниже предлагаемых , равно как и температуры раствора ниже 15°С и времени вьщержки менее 5 мин не отмечаетс заметного повышени числа сварок без зачистки электрода, что св зано с неполным удалением шлама с поверхности деталей. При повышении температуры свыше 30° С и времени выдержки более 60 мин не отмечаетс дальнейшее повышение числа сварок без зачистки электродов и- повышение длительности сохранени низких сопротивлений.. Проведение операции уплотнени пленки при температуре более 100° С крайне нежелательно из-за по влени структурных изменений в . . алюминиевых сплавах типа Д16Т. Снижение температуры ниже 40° С требует резкого увеличени времени уплотнени , что экономически нецелесообразно . Непосредственно после пассивировани в обработке в растворе содержащем ЫаЫОз и NH4Mo04 предлагаетс проводить уплотнение пленки при 40-100°С в течение 10-60 мин. Пассивна нленка, образующа с в ванне пасиви ровани содержит в своем составе соли хромовой и фосфорной кислот, при промывке в воде без проведени операции уплотнени отмечаетс интенсивное вымывание этих солей из пленки. Это приводит к тому, что защитные свойства пассивной пленки снижаютс , она быстро пронускает кислород воздуха и контактные сопротивлени превышают предельные величины за весьма короткий срок (2-3 сут). Проведение операции уплотнени - позвол ет получить плотную пассивную пленку, состо щую из солей хромовой и фосфорной соединений, имеющую низкое контактное сопротивление, сохран ющеес весьма длительное врем (до 25 сут). Однако число сварок без зачистки относительно невелико (не более 100). Проведение операции обработки в растворе, содержащем NaNOj и NH4Mo04, позвол ет получить пленку, состо щую из двух слоев - нижний плотный, слой с низким контактным сопротивлением и верхний относительно рыхлый слой, обеспечивающий большое число сварок без зачистки электродов (до 300). Без проведени этой операции увеличить число сварок без зачистки электродов невозможно. Поверхность деталей из алюминиевого сплава марки Д16Т сначала обезжиривают бензином а затем провод т травление в водном растворе щелочи с концентрацией 5 вес. ч. при 50° С в течение 60 с. Затем детали осветл ют в водном растворе азотной кислоты с концентрацией 25 вес. ч/при 15° С в течение 2 мин. После этого детали пассивируют в водном растворе следующего состава: кислота ортофосфррна с концентрацией 10 вес. ч. и хромпик калиевый с концентрацией 1 вес. ч. при 320° С в течение 15 мин. После пассивировани провод т уплотнение пассивной пленки на воздухе при 80° С в течение 20 МИН. Затем детали обрабатывают в растворе следующего состава, вес. ч.; азотнокис лый натрий 20, молибденовокислый аммоний 5 при 20°С в течение 10 мин. Повтор ют операцию уплотнени пленки, а затем промывают в холодной воде в течение трех минут. Измерение контактных сопротивлений провод т на установках типа СККС-1 П с при борами М-246. или Ф-415. Дл оценки качества подготовки поверхности примен ют три методики: сварка длиннной полосы до момента интенсивного прилипани электродов к детал м, измерение полного падени напр жений в контакте с помощью приборов типа ПКН-5, измерение контактных сопротивлений во времени после процесса подготовки через 1, 3, 5 и 10 сут. 6 Испытани м подвергают поверхность, полученную по известным способам. В таблице приведена зависимость параметров пассивной пленки и числа сварок без зачистки электродов от способа подготовки поверхности (средние данные по п ти образцам). Как видно из данных таблицы, резко стабилизируетс величина контактного сопротивлени при вылеживании образцов (до 10 сут и даже более). Это приводит к полному отсутствию выплесков при сварке в течение длительного времени после подготовки поверхности . Число сварок до зачистки электродов также резко возрастает. Например , после выдержки образцов после подготовки поверхности в течение 5 и 10 сут число сварок при применении предложенного метода возрастает соответственно в 3 и 8 раз по сравнению с известными способами подготовки поверхности. Число сварок до зачистки электродов также резко возрастает . Например, после вьщержки образцов после подготовки поверхности в течение 5 и 10 сут число сварок при применении предложенного метода возрастает соответственно в 3 и 8 раз по сравнению с известными способами подготовки поверхности. Экономическа эффективность по сравнению с базовым объектом может составить 10 тыс. руб. в год.The invention relates to the chemical treatment of the surface of metals, in particular, to methods for obtaining a passive film on the surface of aluminum alloys, and can be used in the preparation of parts from aluminum alloys for resistance spot and seam welding. In order to obtain high-frequency welded joints from aluminum alloys, it is necessary to ensure low and stable contact resistances, which is achieved by using special methods of part preparation. The criterion for evaluating any method of preparing parts for resistance welding is the value of contact resistance immediately after preparation and after prolonged exposure, as well as the number of welds without stripping the electrodes. The magnitude of the contact resistance should be immediately after the preparation of parts within 30-80 µOhm, and after prolonged exposure not exceed 150 µOhm. The number of welds without stripping electrodes must be at least 100 points. To ensure this condition, the surface of the aluminum alloys is subjected. various chemical treatments to obtain a high-quality surface layer. A known method for producing a film on parts made of aluminum alloys, including degreasing, etching and brightening the surface 1. A disadvantage of the known method is the impossibility of obtaining low and stable values of contact resistances on the metal surface. The closest to the proposed technical dryness and the achieved result is a method of obtaining a passive film on aluminum alloy parts by perecontact welding, including degreasing, etching, clarifying, passivating and washing 2. The disadvantages of this method are the impossibility of obtaining a dense and chemically uniform passive film . After 5 days, the contact resistance of such a film nge397 is 200 mΩ, the number of welds before stripping the electrodes is not 50-70 points. The aim of the invention is to increase the density and chemical homogeneity of the passive arm and to reduce its electrical resistance. This goal is achieved due to the fact that according to the method of obtaining a passive film on aluminum alloy parts, it is preferable to contact welding, including degreasing, etching, brightening, passivating and washing, before washing for 5-60 minutes, the passive film is compressed in air at 40-100 ° C, then 5-60 minutes treated in a solution containing 5-20 wt. including sodium nitrate and 0.05-0.5 weight. ammonium molybdate, at 15–30 ° C and 5–30 min, the film is again compacted in air. The quality of welded joints is enhanced by increasing the density and increasing the chemical homogeneity of the passive film. First, it provides a reduction in the number of splashes due to the stabilization of contact resistances, as well as a decrease in copper scale from the electrodes to the contact surface of the electrode-part. The presence of copper on the surface of parts leads to a sharp deterioration in the corrosion resistance of welded joints from aluminum alloys. Secondly, it increases the number of welds without stripping the electrodes. The passive film formed during the preparation of the surface must be dense in order to prevent the atmosphere from interacting with the metal and at the same time elastic, so that the electrode-detonate in contact does not break down when the welding force is applied and the metal metal bond is prevented. electrode. In addition, it should have a small electrical resistance, so that the total contact resistance does not exceed immediately after surface preparation 120 μOhm, and after 5 days no more than 150 μOhm. Only in this case, high-quality welds are formed. When passivating in known solutions (aqueous solutions of orthophosphoric, silicofluoric, acetic, oxalic and sulfuric acids with different passivators), in all cases two processes occur simultaneously at the metal-solution interface: pickling the removal of aluminum, which leads to deposition of intermetallides and increase surface heterogeneity; passivation — deposition on the surface of sparingly soluble phosphates, chromates, and other compounds, depending on the passivator used. In the process of etching on the surface of parts, especially from un-clad aluminum alloys. An intensive formation of etching products is observed - slimes, which in all known passivation solutions are not removed. In some cases, it is attempted to be partially removed by mechanical means (rubbing with hair brushes). The presence of unremoved sludge results in extremely unstable contact resistance. With an increase in the concentration of sodium nitrate and ammonium molybdate, above the proposed increase in contact resistance is observed. With a decrease in the concentration of components below that suggested, as well as the solution temperature below 15 ° C and the delivery time of less than 5 minutes, there is no noticeable increase in the number of welds without stripping the electrode, which is due to incomplete removal of sludge from the surface of the parts. When the temperature rises above 30 ° C and the exposure time is more than 60 minutes, there is no further increase in the number of welds without stripping the electrodes and an increase in the duration of maintaining low resistances. Conducting a film compaction operation at temperatures over 100 ° C is highly undesirable due to the appearance of structural changes at . . aluminum alloys type D16T. Lowering the temperature below 40 ° C requires a drastic increase in the compaction time, which is not economically feasible. Immediately after passivation, it is proposed to compact the film at 40-100 ° C for 10-60 minutes in a solution containing NaYO3 and NH4Mo04 in a solution. The passive nlenka forming in the passivation bath contains salts of chromic and phosphoric acids in its composition; when washing in water without performing a compaction operation, intensive washing out of these salts from the film is observed. This leads to the fact that the protective properties of the passive film are reduced, it quickly permeates the oxygen of the air and the contact resistances exceed the limiting values in a very short period (2-3 days). Conducting a compaction operation allows to obtain a dense passive film consisting of salts of chromium and phosphorus compounds, having a low contact resistance, which persists for a very long time (up to 25 days). However, the number of welds without stripping is relatively small (no more than 100). Conducting a treatment operation in a solution containing NaNOj and NH4Mo04 allows to obtain a film consisting of two layers — a bottom dense layer with a low contact resistance and an upper relatively loose layer providing a large number of welds without stripping the electrodes (up to 300). Without this operation, it is not possible to increase the number of welds without stripping the electrodes. The surface of the D16T aluminum alloy parts is first degreased with gasoline and then etched in an aqueous alkali solution with a concentration of 5 wt. hours at 50 ° C for 60 s. Then the parts are clarified in an aqueous solution of nitric acid with a concentration of 25 wt. h / at 15 ° C for 2 min. After this, the parts are passivated in an aqueous solution of the following composition: ortho-phosphoric acid with a concentration of 10 wt. hours and potassium bromide with a concentration of 1 wt. hours at 320 ° C for 15 minutes After passivation, the passive film is compacted in air at 80 ° C for 20 MIN. Then the parts are treated in a solution of the following composition, wt. h .; sodium nitrate 20, ammonium molybdate 5 at 20 ° C for 10 min. Repeat the film sealing operation and then rinse in cold water for three minutes. Measurement of contact resistances is carried out on installations of the type SKKS-1 P with instruments M-246. or f-415. Three methods are used to assess the quality of surface preparation: welding a long strip until intensive electrode sticking to parts, measuring total voltage drop in contact with PKN-5 devices, measuring contact resistance in time after the preparation process after 1, 3, 5 and 10 days. 6 Tests are performed on the surface obtained by known methods. The table shows the dependence of the parameters of the passive film and the number of welds without stripping the electrodes on the method of surface preparation (average data for five samples). As can be seen from the data in the table, the magnitude of the contact resistance is sharply stabilized when the specimens are staying (up to 10 days or even more). This leads to a complete absence of splash during welding for a long time after surface preparation. The number of welds before stripping electrodes also increases dramatically. For example, after exposure of the samples after surface preparation for 5 and 10 days, the number of welds when applying the proposed method increases 3 and 8 times, respectively, compared to the known surface preparation methods. The number of welds before stripping electrodes also increases dramatically. For example, after samples have been removed after surface preparation for 5 and 10 days, the number of welds when applying the proposed method increases 3 and 8 times, respectively, compared to known surface preparation methods. Economic efficiency in comparison with the base object may amount to 10 thousand rubles. in year.
997191610997191610