[go: up one dir, main page]

RU2023762C1 - Способ нанесения покрытий на алюминиевые сплавы - Google Patents

Способ нанесения покрытий на алюминиевые сплавы Download PDF

Info

Publication number
RU2023762C1
RU2023762C1 SU4950060A RU2023762C1 RU 2023762 C1 RU2023762 C1 RU 2023762C1 SU 4950060 A SU4950060 A SU 4950060A RU 2023762 C1 RU2023762 C1 RU 2023762C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solutions
positive
sodium hydroxide
voltage
pulses
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
В.И. Самсонов
В.С. Ан
А.П. Арефьев
Original Assignee
Научно-техническое бюро "Энергия" Московского межотраслевого объединения "Ингеоком"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-техническое бюро "Энергия" Московского межотраслевого объединения "Ингеоком" filed Critical Научно-техническое бюро "Энергия" Московского межотраслевого объединения "Ингеоком"
Priority to SU4950060 priority Critical patent/RU2023762C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2023762C1 publication Critical patent/RU2023762C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

Использование: в машиностроении для изготовления изделий с износостойкими покрытиями. Сущность изобретения: способ включает микродуговое анодирование по меньшей мере в двух или трех растворах, содержащих, г/л: гидроокись натрия 0,20 - 0,30; жидкое стекло натриевое 2,5 - 7,05 /П/; гидроокись натрия 0,41 - 0,50; жидкое стекло натриевое 8,0 - 50,0 /Ш/ - в последовательности возрастания в них щелочности и концентрации солей, при наложении асимметричного переменного тока промышленной частоты с равной длительностью положительных и отрицательных импульсов напряжения треугольной формы с нелинейным изменением напряжения от амплитудного значения до нуля за длительность каждого импульса, при этом соотношение амплитуд напряжения положительных и отрицательных импульсов составляет 0,01 - 0,4. 1 ил., 2 табл.

Description

Изобретение относится к анодированию сплавов алюминия и может быть использовано в машиностроении для изготовления изделий с износостойкими покрытиями.
Благодаря физико-механическим свойствам, технологичности изготовления изделий сложной конфигурации деформируемые и литейные алюминиевые сплавы находят возрастающее применение при изготовлении деталей узлов трения металлообрабатывающего оборудования. При этом остро стоит задача получения на них защитных покрытий, устойчивых к длительному воздействию абразивных частиц и смазочно-охлаждающих сред. Одним из путей решения задачи является нанесение покрытий на основе оплавленной окиси алюминия и окиси кремния способом электрохимического микродугового оксидирования. Решающее значение для многолетней эксплуатации изделия с износостойким покрытием является толщина монолитного легированного корундового слоя, а для практического применения возможность получения его с высокой производительностью на различных деформируемых и литейных алюминиевых сплавах.
Известен способ микродугового анодирования металлов в щелочном электролите, включающий анодирование симметричным переменным током частотой 50 Гц с плотностью тока в катодном импульсе 3,3-52 А/дм2 и соотношением плотностей тока в катодном и анодном импульсах 1,1-1,3 [1].
Данный способ позволяет получить покрытия на Ti, Zr, Hf, C (графит) с высокой степенью оплавления, что обеспечивает снижение пористости и, следовательно, повышение термостойкости покрытий. Однако для получения износостойких покрытий на алюминии и алюминиевых сплавах этот способ не может быть использован, так как при отношении плотностей тока в катодном и анодном импульсах больше 0,95 износостойкие покрытия получить не удается вследствие избыточного теплового вклада катодного импульса, частично разрушающего монолитный слой покрытия на алюминиевой основе.
Известен способ микродугового анодирования металлов и сплавов, позволяющий получать износостойкие покрытия на алюминии и его деформируемых сплавах, например Д16.
Недостатком этого способа является получение двухслойного покрытия, состоящего из внешнего поликристаллического слоя монолитного проплавленного внутреннего слоя, обладающего высокой (близкой к теоретической) твердостью (2300 кГ/мм2) и износостойкостью. Внешний кристаллический слой имеет значительно худшие показатели. Кроме того для наращивания на сплаве Д16 монолитного слоя покрытия максимальной толщины 250 мкм требуется 8,33 ч.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ нанесения покрытий на алюминиевые сплавы, включающий микродуговое анодирование в щелочных силикатосодержащих растворах при наложении асимметричного переменного тока с равной длительностью положительных и отрицательных импульсов.
В известном способе для увеличения скорости формирования и толщины покрытия анодирование ведут при непрерывном равномерном уменьшении частоты следования импульсов от 1000 до 1 Гц в течение всего времени обработки, при этом скорость формирования монолитного слоя покрытия составляет 50 мкм/ч, для получения на сплаве Д16 такого слоя максимальной толщины требуется 12 ч.
Целью изобретения является повышение скорости формирования и толщины монолитного слоя.
Цель достигается тем, что в отличие от известного способа нанесения покрытий на алюминиевые сплавы, включающего микродуговое анодирование в щелочных силикатосодержащих растворах при наложении асимметричного переменного тока с равной длительностью положительных и отрицательных импульсов, анодирование проводят по меньшей мере в двух из трех растворов, содержащих, г/л: гидроокись натрия 0,20-0,30 жидкое стекло натриевое 0,5-2,0 гидроокись натрия 0,31-0,40 жидкое стекло натриевое 2,5-7,5 гидроокись натрия 0,41-0,50 жидкое стекло натриевое 8,0-50,0 в последовательности возрастания в них щелочности и концентрации солей, а переменный ток налагают в виде импульсов напряжения промышленной частоты и треугольной формы с нелинейным изменением напряжения от амплитудного значения до нуля за длительность каждого импульса при амплитуде напряжения положительных импульсов в интервале 300-400 и амплитуде напряжения отрицательных импульсов, составляющей 0,01-0,4 амплитуды напряжения положительных импульсов в течение всего процесса.
Способ осуществляют следующим образом.
Предлагаемый способ может быть использован для нанесения износостойких покрытий на различные алюминиевые сплавы, например деформируемые сплавы АД, АМг2, АМг4, АД31, АК2, АК6, дюрали Д1, Д16, литейные сплавы АЛ2, АЛ4, АЛ7, АЛ8, АЛ9, АЛ13, АЛ19, АЛ26 и др.
По возможности получения и скорости роста монолитных износостойких внутренних слоев алюминиевые сплавы различаются, что связано с наличием различных легирующих добавок и структурой сплавов. При этом требуемые качества, скорость роста и толщину окисного покрытия, легко достигаемые на чистом алюминии, сравнительно более трудно получить на деформируемых сплавах (Д16) и тем более на литейных сплавах. В частности микродуговой режим анодирования не может быть достигнут из-за сильного растравливания и шламообразования на поверхности изделий, изготавливаемых из литейных сплавов.
Согласно предлагаемому изобретению изделия из алюминиевых сплавов обрабатывают в режиме микродугового анодирования по меньшей мере в двух из трех растворов, содержащих, г/л: раствор I гидроокись
натрия 0,20-0,30
жидкое стекло
натриевое 0,5-2,0 раствор II гидроокись
натрия 0,31-0,40
жидкое стекло
натриевое 2,5-7,5 раствор III гидроокись
натрия 0,41-0,50
жидкое стекло
натриевое 8,0-50,0
В последовательности возрастания в них щелочности и концентрации солей, т. е. в последовательности I -> II -> III, II -> III или I -> II (если нет необходимости наращивания монолитных слоев высокой толщины). При этом деформируемые сплавы обрабатывают в последовательности I -> II -> III, II -> III, I -> III, а литейные I -> II -> III. Растворы готовят растворением в дистиллированной воде расчетных количеств натрия (ГОСТ 4328-77) и жидкого стекла натриевого с модулем выше 2,6 (марка В по ГОСТ 13078-81).
Анодирование изделий ведут в водоохлаждаемых ваннах из нержавеющей стали, обеспечивающих поддержание температуры растворов 20-30оС, при этом корпус ванны служит противоэлектродом. Последовательная обработка в растворах со значительно меньшими щелочностью и концентрацией солей при условии соблюдения указанного выше токового режима уже в растворе I практически сразу, а в последующих растворах сразу позволяет начать процесс в микродуговом режиме, при котором скорость роста внутреннего монолитного слоя максимальна. За время анодирования в растворе I 5-30 мин на алюминиевых сплавах формируется двухслойное покрытие, в котором толщина монолитного слоя составляет 10-30 мкм.
При обработке в растворах II и III соответственно за последующие 10-30 мин и 30-60 мин образуются покрытия толщиной монолитного слоя 30-180 мкм соответственно. Время обработки в растворах I, II и III ограничено снижением скорости роста монолитного внутреннего слоя покрытия. Увеличение продолжительности обработки в растворе III позволяет получить покрытия, в которых толщина монолитного слоя достигает 0,7 мм и выше. При этом монолитный внутренний слой 140-700 мкм составляет 0,5-0,76 общей толщины покрытия.
Выход за пределы концентраций солей в растворах с указанными составами приводит к снижению скорости роста и максимальной толщины монолитного внутреннего слоя покрытия.
В отличие от известных способов, в которых поддерживают оптимальную плотность тока положительных (анодных) импульсов и отношение к ней плотности тока отpицательных (катодных) импульсов до определения величин, в предлагаемом способе в течение всего процесса обработки амплитуду напряжения положительных импульсов (Aп) поддерживали в интервале 300-400 В, а амплитуду отрицательных импульсов (Ao) в зависимости от вида алюминиевого сплава в интервале Ao = (0,01-0,4)Aп.
Кроме этого переменный ток налагают в виде импульсов напряжения промышленной частоты и треугольной формы с нелинейным изменением напряжения от амплитудного значения до нуля за длительность каждого положительного и отрицательного импульса.
На чертеже приведен график, иллюстрирующий предлагаемый способ.
Указанная форма импульса благоприятна с точки зрения равномерного зажигания и горения микродуговых разрядов по всей поверхности изделия, что особенно проявляется при высокой скорости роста монолитного внутреннего слоя на начальных этапах обработки в растворах I, II, III. При указанной форме импульсов наряду с оплавлением нарастающего покрытия значительно снижены эффекты разрушения оплавленного слоя за счет воздействия компонентов раствора и тепловых перегрузов как во время действия единичного импульса, так и в течение процесса по мере роста покрытия.
Применение переменного тока промышленной частоты по сравнению с прототипом позволяет значительно упростить процесс и в то же время получить покрытие с требуемыми свойствами, так как в достаточно широкой области частот процесс микродугового горения не переходит в дуговые разряды. Максимальные и минимальные значения Ao и Aп ограничивают область наиболее высоких скоростей роста и толщин монолитных внутренних слоев покрытия, а выбор их внутри интервалов определяется видом обрабатываемого алюминиевого сплава.
В табл. 2 приведены свойства получаемых покрытий в условиях, описанных в табл. 1, и с продлением времени анодирования в растворе III до времени общего анодирования 6 ч.
Как видно из табл. 1, 2, предлагаемый способ обеспечивает следующие технико-экономические преимущества по сравнению с прототипом: сравнимые по толщине износостойкие покрытия могут быть получены в 2-3 раза быстрее; толщины, близкие к максимальным, имеют в 1,1-1,3 раза более высокие значения; способ позволяет значительно снизить расход электроэнергии.

Claims (1)

  1. СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ, включающий микродуговое анодирование в щелочных силикатосодержащих растворах при наложении асимметричного переменного тока с равной длительностью положительных и отрицательных импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости формирования и толщины монолитного внутреннего слоя покрытия, анодирование ведут по меньшей мере в двух растворах, выбранных из группы и содержащих, г/л:
    Гидроокись натрия 0,20 - 0,30
    Жидкое натриевое стекло 0,5 - 2,0
    и/или
    Гидроокись натрия 0,31 - 0,40
    Жидкое натриевое стекло 2,5 - 7,5
    и/или
    Гидроокись натрия 0,41 - 0,5
    Жидкое натриевое стекло 8,0 - 50,0
    при последовательном возрастании в них концентрации компонентов, а переменный ток налагают в виде импульсов напряжения промышленной частоты треугольной формы с нелинейным изменением напряжения от амплитудного значения до нуля при соотношении амплитуд напряжения положительных и отрицательных импульсов 0,01 - 0,4.
SU4950060 1991-06-27 1991-06-27 Способ нанесения покрытий на алюминиевые сплавы RU2023762C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4950060 RU2023762C1 (ru) 1991-06-27 1991-06-27 Способ нанесения покрытий на алюминиевые сплавы

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4950060 RU2023762C1 (ru) 1991-06-27 1991-06-27 Способ нанесения покрытий на алюминиевые сплавы

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2023762C1 true RU2023762C1 (ru) 1994-11-30

Family

ID=21581679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4950060 RU2023762C1 (ru) 1991-06-27 1991-06-27 Способ нанесения покрытий на алюминиевые сплавы

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2023762C1 (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2147323C1 (ru) * 1999-05-17 2000-04-10 Орловская государственная сельскохозяйственная академия Электролит для микродугового анодирования алюминия и его сплавов
US6264817B1 (en) 1997-12-30 2001-07-24 R-Amtech International, Inc. Method for microplasma oxidation of valve metals and their alloys
WO2001081658A1 (fr) * 2000-04-26 2001-11-01 Jacques Beauvir Procede electrolytique d'oxydation pour l'obtention d'un revêtement ceramique a la surface d'un metal
RU2244177C2 (ru) * 2001-10-29 2005-01-10 Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн Опорное устройство, способ его изготовления и подшипник скольжения
DE102005011322A1 (de) * 2005-03-11 2006-09-14 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag Verfahren zur Herstellung von Oxyd- und Silikatschichten auf Metalloberflächen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 1489221, кл. C 25D 11/02, 1987. *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6264817B1 (en) 1997-12-30 2001-07-24 R-Amtech International, Inc. Method for microplasma oxidation of valve metals and their alloys
RU2147323C1 (ru) * 1999-05-17 2000-04-10 Орловская государственная сельскохозяйственная академия Электролит для микродугового анодирования алюминия и его сплавов
WO2001081658A1 (fr) * 2000-04-26 2001-11-01 Jacques Beauvir Procede electrolytique d'oxydation pour l'obtention d'un revêtement ceramique a la surface d'un metal
FR2808291A1 (fr) * 2000-04-26 2001-11-02 Mofratech Procede electrolytique d'oxydation pour l'obtention d'un revetement ceramique a la surface d'un metal
AU775598B2 (en) * 2000-04-26 2004-08-05 Jacques Beauvir Oxidising electrolytic method for obtaining a ceramic coating at the surface of a metal
RU2268325C2 (ru) * 2000-04-26 2006-01-20 Жак БОВИР Способ электролитического окисления для получения керамического покрытия на поверхности металла (варианты)
CN100482867C (zh) * 2000-04-26 2009-04-29 雅克·博维 在金属表面获得陶瓷涂层的氧化电解方法
RU2244177C2 (ru) * 2001-10-29 2005-01-10 Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн Опорное устройство, способ его изготовления и подшипник скольжения
DE102005011322A1 (de) * 2005-03-11 2006-09-14 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag Verfahren zur Herstellung von Oxyd- und Silikatschichten auf Metalloberflächen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100473691B1 (ko) Al또는Al합금제진공챔버부재
RU2268325C2 (ru) Способ электролитического окисления для получения керамического покрытия на поверхности металла (варианты)
JP4168066B2 (ja) プラズマ処理装置に用いられる陽極酸化処理用アルミニウム合金およびその製造方法、陽極酸化皮膜を有するアルミニウム合金部材、ならびにプラズマ処理装置
KR20140004181A (ko) 비금속성 코팅 및 이의 제조방법
FR2587370A1 (fr) Procede pour produire une mince tole d'acier etamee et nickelee pour boites de conserves soudees
CA1059059A (en) Producing a coloured oxide on an article of aluminium or aluminium alloy
RU2023762C1 (ru) Способ нанесения покрытий на алюминиевые сплавы
Robin et al. Pulse electrodeposition of titanium on carbon steel in the LiF–NaF–KF eutectic melt
US20190177868A1 (en) Durable white inorganic finish for aluminium articles
US5714271A (en) Electrolytic condenser electrode and aluminum foil therefor
JP2001517737A (ja) 電気めっき方法
US4412892A (en) Pretreatment of superalloys and stainless steels for electroplating
RU2049162C1 (ru) Способ получения защитных покрытий на вентильных металлах и их сплавах
Chiba et al. Some corrosion characteristics of stainless surface alloys laser processed on a mild steel
RU2001113639A (ru) Способ формирования защитного покрытия на деталях запорной арматуры (варианты)
RU2063486C1 (ru) Способ электролитического нанесения силикатных покрытий на сплавы алюминия
JPS58221265A (ja) 電解コンデンサ陽極用アルミニウム箔地材の製造方法
JPH08319557A (ja) アルミニウムの拡散希釈を利用した鋼の表面改質方法
RU2260078C1 (ru) Способ получения защитных покрытий на поверхности изделий из магния и сплавов на его основе
JPS62253797A (ja) アルミニウム系金属ダイカスト製品の表面処理方法
SU717157A1 (ru) Способ электрохимического нанесени металлических покрытий
SU926083A1 (ru) Способ электролитического нанесени силикатных покрытий
RU2829099C2 (ru) Способ получения твердых износостойких покрытий на изделиях из алюминиевых сплавов методом плазменно-электролитического оксидирования
RU2081212C1 (ru) Способ оксидирования изделий катодно-анодными микроразрядами
JPS6112987B2 (ru)