Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Защита от коррозии металла, гальваника, ЭХО -> Оксидирование -> Оксидирование сплавов алюминия -> Оксидирование сплавов алюминия

Оксидирование сплавов алюминия

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5 

Электрохимическое оксидирование алюминия и его сплавов и сульфосалицилатном электролите

Структура и свойства оксидных пленок, получаемых в сульфосалицилатных растворах, в значительной мере определяются составом электролита и условиями электролиза. В растворе сульфосалициловой кислоты формируются плотные, но тонкие пленки, что связано с малой растворимостью оксида алюминия в электролите. Растворимость оксида возрастает при введении в электролит некоторых других соединений, в особенности серной и щавелевой кислот. При этом увеличивается пористость пленки и ее теплопроводность. Как видно из рис. 3, эффективность действия серной кислоты возрастает с повышением ее концентрации. Чем больше содержание серной кислоты, тем меньше толщина барьерного слоя и ниже напряжение на ванне. Верхний предел добавки серной кислоты определяется ее травящим действием на оксидную пленку. При содержании более 30 г/л H2S04 наблюдаются местный перегрев анода, образование неоднородной пленки и, как результат этого, - снижение скорости формирования оксида.

Повышение температуры электролита, как и следует ожидать, приводит к увеличению растворимости оксида, однако в заметно меньшей степени, чем это имеет место в растворах серной кислоты.

Исследование тепловых процессов при анодировании в сульфосалицилатном электролите с добавкой серной кислоты показало, что они отличаются от процессов, сопровождающих получение пленок большой толщины в сернокислых растворах при пониженной температуре.

По-видимому, это связано с тем, что оксидные пленки, полученные в сульфосалицилатном электролите, имеют волокнистое строение, в них наблюдаются поперечные поры, что способствует лучшему теплообмену.

При обработке алюминия в двухкомпонентном сульфосалицилатном электролите температура анода быстро повышается в первые минуты электролиза, что связано с образованием барьерного слоя и значительным повышением напряжения на ванне. Далее тепловые процессы развиваются медленно. При одной и той же плотности тока и продолжительности электролиза температура анода в двухкомпонентном сульфосалицилатном электролите возрастает в 1,5-2 раза меньше, чем при оксидировании в сернокислом электролите и, следовательно, создаются более благоприятные условия для формирования оксидных пленок большой толщины без глубокого охлаждения раствора.

В производственных условиях могут быть использованы двухкомпо-нентный сульфосалици-латный электролит, содержащий добавку H2SO4, и трехкомпонентный электролит, содержащий добавки серной и щавелевой кислот. В состав двухкомпонентного электролита входит 100 г/л сульфосалициловой кислоты и 5 г/л серной кислоты. Скорость растворения оксидной пленки в таком электролите в 10 раз меньше, чем в обычном сернокислотном, алюминий в нем почти не растворяется. Оксидирование ведут при анодной плотности тока 1-3 А/дм2 и температуре 20-40 °С. Электролит перемешивают сжатым воздухом. Для поддержания заданного теплового режима его достаточно охлаждать с помощью змеевика с проточной водой.

Напряжение на ванне при формировании пленок большой толщины в указанном электролите повышается меньше, чем в обычном сернокислотном.

Оксидирование при 20 °С позволяет получать плотные, твердые покрытия. По защитной способности они не уступают покрытиям, полученным в сернокислом электролите. К положительным характеристикам пленок, сформированных при 40 °С, можно отнести их большую эластичность и лучшие электроизоляционные свойства.

Трехкомпонентный электролит содержит 100 г/л сульфосалициловой кислоты, 30 г/л щавелевой кислоты, 3 г/л серной кислоты.

Оксидирование ведут при режиме, аналогичном рекомендуемому для двухкомпонентного электролита. Для получения пленок толщиной около 100 мкм с высокими электроизоляционными свойствами поддерживают температуру электролита 30-40 °С, а плотность тока 3-4 А/дм2. Анодирование сплава АМг ведут при 20-25 °С, плотности тока 1-3 А/дм2 в течение 75-90 мин. Оптимальный режим для сплава В95: температура электролита 5-20 °С, плотность тока 1-8 А/дм2, продолжительность электролиза при 20 °С и 2-3 А/дм2 - 1,5 ч, а при 1 -1,5 А/дм2 - до 2-4 ч.

Начальное формирующее напряжение при анодировании в трех-компонентном электролите равно 28-35 В, что ненамного выше, чем при обработке алюминия в H2SO4 при пониженной температуре, а конечное - 60-80 В, т. е. ниже, чем в щавелевокислом электролите.

Анодирование деталей сложной конфигурации рекомендуется вести при 20-30 °С и плотности тока 2-3 А/дм2. При оптимальных условиях электролиза скорость роста пленки на чистом и техническом алюминии около 1 мкм/мин. Линейность увеличения толщины пленки во времени сохраняется при количестве пропущенного через анод электричества 2,5-3 А-ч. Скорость формирования пленки на сплаве АД1 примерно в 1,5 раза выше, чем на сплаве В95.

Следует отметить, что на сплаве В95 в щавелевокислом электролите получаются пленки толщиной до 8-10 мкм, их микротвердость близка к твердости сплава. В трехкомпонентном сульфосалицилатном электролите на этом сплаве могут быть получены оксидные покрытия толщиной 30 мкм, микротвердость которых 2000-2500 МПа. Микротвердость оксидных пленок, полученных при температуре электролита 10 °С и плотности тока 3 А/дм2 на техническом алюминии АД1, достигает 4600 МПа, на сплаве АМг - около 5000 МПа. С понижением температуры раствора микротвердость покрытий возрастает.

Корректирование двухкомпонентных сульфосалицилатных электролитов проводится добавкой сульфосалициловой и щавелевой кислот из расчета по 2-3 г/л на 10 м поверхности обработанных деталей. Серная кислота при электролизе почти не расходуется. Для предотвращения нежелательных электродных реакций и стабилизации работы электролита целесообразно катоды помещать в пористые керамические диафрагмы, которые заполняют 0,1 н раствором серной кислоты. Срок работы электролита при этом увеличивается в несколько раз.

Оксидные пленки, полученные в электролитах на основе сульфосалициловой кислоты, в зависимости от состава раствора и обрабатываемого металла имеют различную окраску. В трехкомпонентном сульфосалицилово-щавелево-сернокислом электролите на чистом алюминии при продолжительности электролиза до 30 мин формируются почти бесцветные пленки, на техническом алюминии - светло-золотистого цвета. Для сплава АМг2 характерна светло-золотистая, с зеленоватым оттенком, а для сплава АМг6 - черная окраска пленок. На сплавах Д1Т и Д16Т пленки окрашены в голубоватый цвет, на незакаленном сплаве В95 от серо-голубого до сине-черного.

 

Оксидирование магния и его сплавов

Магний и его сплавы благодаря своим специфическим электрохимическим свойствам легко подвергаются атмосферной коррозии, в особенности если они находятся в контакте с другими металлами. Защита этих материалов от коррозии необходима не только при эксплуатации изделий, но и при их межоперационном хранении. Одним из эффективных способов защиты магния является оксидирование.

Оксидные покрытия на магнии и его сплавах получают химическим или электрохимическим способами. Первый из них более прост в исполнении, менее трудоемок и потому шире используется в промышленности. Но при химической обработке растворяется заметное количество металла, что приводит к изменению размеров деталей. При анодном оксидировании формируются более твердые и износостойкие пленки, причем размеры деталей при этом почти не изменяются.

При подготовке деталей к оксидированию их обезжиривают сначала в органическом растворителе, затем в слабощелочном растворе с повышенной концентрацией в нем эмульгатора, после чего подвергают травлению в одном из растворов следующих составов (г/л):

1) азотная кислота 100-110, серная кислота 4-6, двухромово-кислый калий 4-6;

2) фосфорная кислота 50-60, хромовый ангидрид 15-20;

3) хромовый ангидрид 250-280, азотная кислота 30-35, плавиковая кислота (60 %-ная) - 5--7 мл/л;

4) хромовый ангидрид- 150-180, нитрат натрия - 25-30.

Температура растворов 20-30 °С, продолжительность травления 0,2-1 мин.

Раствор 3 используется для изделий, изготовленных литьем под давлением, растворы 1, 2, 4 - для изделий, изготовленных механической обработкой материала. В растворе 4 происходит наименьший съем металла. Содержание хромата в нем постепенно уменьшается, что сопровождается повышением рН. При рН 1,7 и более раствор нужно корректировать добавлением хромового ангидрида до рН 0,5-0,7. Такая корректировка может проводиться 2-4 раза, после чего раствор нужно заменить свежеприготовленным. После обработки деталей в растворах 1, 2 и промывки в теплой воде, их осветляют в течение 30-60 с в плавиковой кислоте (300-350 г/л HF), промывают и для удаления труднорастворимых загрязнений обрабатывают в растворе хромового ангидрида (150-200 г/л).

Детали, изготовленные из листового материала или с помощью точения и фрезерования, обрабатывают в течение 5-15 мин в растворе гидроксида натрия (350-400 г/л) при 80-90 °С и затем после промывки в воде погружают на 0,5-1 мин в раствор хромового ангидрида (150-200 г/л) при комнатной температуре.

Кратковременная защита деталей от коррозии достигается обработкой их в течение 8-10 мин при 50-60 °С в растворе, содержащем 150-200 г/л СгОз. После промывки в горячей воде с добавкой 0,5 % двухромовокислого калия детали сушат при 40-50 °С в течение 15-20 мин.

Для защиты деталей от коррозии в условиях эксплуатации предложены составы растворов и режимы химической обработки, приведенные в табл. 7.

Раствор 1 применяется для оксидирования литейных, раствор 2- деформируемых магниевых сплавов. В растворе 2 целесообразно обрабатывать детали, изготовленные ковкой или штамповкой. Понижение температуры растворов приводит к ухудшению защитных свойств оксидной пленки, повышение же температуры сопровождается интенсивным травлением металла и разрыхлением пленки. В зависимости от продолжительности обработки деталей и, следовательно, толщины пленки, ее цвет изменяется от желтого до коричневого. По мере работы растворов скорость формирования оксидного слоя уменьшается и поэтому продолжительность выдержки в нем деталей увеличивают, по сравнению с первоначальной, в два - четыре раза.

Раствор 3 почти не оказывает травящего действия на металл и поэтому рекомендуется для обработки деталей, изготовленных по 1-2 классу точности.

Раствор 4 предложен для оксидирования точных деталей из магниевых сплавов. Кислотность раствора поддерживают в пределах рН 3,0-3,5. На сплаве МА8 формируются пленки темно-желтого цвета, на сплаве МА2 - от золотистого до темно-желтого, на сплаве ВМ65-1 - от темно-коричневого до черного. Увеличение концентрации уксусной кислоты выше 8 мл/л сопровождается ухудшением качества пленки, при концентрации ее ниже 5 мл/л на поверхности металла образуется желто-зеленый налет.

Растворы 5а, 5б используются для оксидирования большинства магниевых сплавов, а растворы 6а, 6б-для обработки узлов из магниевых сплавов, имеющих запрессованные или приваренные детали из стали и латуни, а также детали с пассивированным цинковым или кадмиевым покрытиями. Обработка деталей проводится последовательно в растворах 5а или 6а и затем, после промывки в воде - в растворе 5б или 6б, причем в последних случаях при температуре кипения растворов. В растворах 5а и 6а плавиковая кислота может быть заменена фтористым натрием в количестве 35-40 г/л.

Для повышения защитной способности оксидных пленок детали, обработанные в растворах 1-4, дополнительно обрабатывают в течение 20-30 мин в кипящем 10-15 %-ном растворе К2Сг207.

Химический способ может быть использован для местного оксидирования и восстановления поврежденной оксидной пленки. Подлежащий обработке участок детали зачищают механически, обезжиривают растворителем, сушат, после чего с помощью тканевого тампона наносят на него оксидировочный раствор, выдерживают 2-3 мин и затем удаляют его.

Для местного оксидирования применяют растворы следующих составов (г/л):

В растворе I формируются пленки светло-коричневого, в растворе II -золотистого цвета.

Для приготовления раствора II окись магния смешивают с небольшим количеством воды до кашицеобразного состояния, после чего вводят предварительно растворенный СгОз и добавляют воду до расчетного объема. Перемешивание раствора ведут до полного растворения окиси магния.

Для электрохимического оксидирования магния и его сплавов используют электролиты и режимы, указанные в табл. 8.

Обработку деталей в растворах 1, 2, 4, 6 ведут с использованием постоянного, в растворах 3, 5, 6 - переменного тока. В кислых электролитах в качестве катода используют свинец, в щелочных - сталь.

В электролите 1 формируются твердые, износостойкие оксидные покрытия, толщиной до 30 мкм. Благодаря значительной пористости их можно окрашивать органическими красителями, пропитывать изоляционными лаками и компаундами. К недостаткам покрытий, полученных в щелочном электролите, относится их низкая теплостойкость. Оксидные пленки, формирующиеся в растворе 2, в зависимости от состава обрабатываемого сплава имеют коричневую или черную окраску. Кислотность электролита рН 4,0-4,2. Понижение кислотности при работе ванны компенсируют периодическим добавлением фосфорной кислоты.

Электролит 3 сравнительно универсальный, в нем можно оксидировать большинство магниевых сплавов. На сплаве типа МЛ5 формируются пленки, выдерживающие нагревание до 350 °С. В течение первых 5-7 мин напряжение электролиза на ванне повышают с учетом состава обрабатываемого сплава. Для сплавов МЛ5, МЛ7 оно достигает 70-75 В, для теплостойких сплавов - 90-95 В. По мере роста толщины пленки первоначальная плотность тока понижается. При электролизе в течение 30-40 мин формируются покрытия толщиной до 40-50 мкм. При более низких напряжениях - 50-60 В - в этом электролите на большинстве сплавов получаются покрытия светло-зеленого цвета, толщиной 10-15 мкм, хорошо выдерживающие напряжение изгиба, клепку, не оказывающие неблагоприятного влияния на усталостную прочность материала.

В электролите 4 формируются теплостойкие пленки, толщиной 4-7 мкм. Несмотря на небольшую толщину, они отличаются хорошими защитными свойствами. При обработке в бифторидном электролите деталей, изготовленных литьем, их поверхность одновременно частично очищается от шлаков и флюсов.

Электролит 3 содержит агрессивные фторидные соединения. Поэтому на деталях из литых магниевых сплавов, оксидированных в этом электролите, иногда появляется коррозия. Этого не наблюдается при использовании электролита 5. Содержащаяся в нем сульфосалициловая кислота играет, по-видимому, ингибирующую роль, что способствует получению покрытий с улучшенными антикоррозионными свойствами. По данным А. И. Вольфсона оксидирование в указанном растворе можно вести с применением как постоянного, так и переменного тока. В первом случае анодная плотность тока 2-6 А/дм 2, напряжение 60-80 В, продолжительность обработки 5-12 мин. Оксидирование переменным током ведут при плотности тока 4-10 А/дм2, напряжении 50-115 В, причем в первые 30 с напряжение составляет 50 В, в конце первой минуты - 80-90 В при обработке литейных сплавов, 110-115 В при оксидировании деформируемых сплавов. После окончания электролиза детали промывают горячей водой и сушат теплым воздухом.

На основе рекомендованного электролита 5 практическое применение на производстве получил раствор, содержащий 260-300 г/л фтористого аммония, 60-80 г/л двухромовокислого натрия, 55- 65 г/л фосфорной кислоты, 40-60 г/л сульфосалициловой кислоты, который приготавливают на дистиллированной воде. Оксидирование переменным током проводят в течение 7-15 мин при температуре раствора 24-30 °С, плотность тока составляет 4- 8 А/дм2. В течение первой минуты после включения тока устанавливают напряжение 70-90 В и плавно повышают его, так чтобы к концу электролиза оно составило 90-120 В. Толщина формирующихся серо-черного цвета оксидных пленок достигает 25-35 мкм. Коррозионные испытания деталей, изготовленных из сплава МЛ5 литьем под давлением, оксидированных во фторидно-бихроматно-фосфорнокислом электролите и пропитанных лаком ЭП-541, показали, что они более стойки, чем детали, подвергшиеся такой же обработке, но в электролите, не содержавшем добавки сульфосалициловой кислоты.

Весьма важной положительной характеристикой электролита 5 является возможность оксидирования в нем сборочных элементов из магниевых сплавов с запрессованными деталями из алюминиевых сплавов АД 11, АМг22, АМгЗ, АМц, В95.

В электролите 6 можно анодно обрабатывать большинство магниевых сплавов. Получаемые защитные покрытия по своим свойствам аналогичны покрытиям, формируемым в бифторидном электролите 4. Однако электролит, содержащий фтористый калий, более экономичен, и его эксплуатация связана с меньшими энергозатратами.

Присутствие в оксидировочных растворах фтор-ионов делает менее обязательным травление деталей, а также обработку их в растворах углекислого натрия и хромового ангидрида перед анодированием.

При электрохимическом оксидировании изделий из магниевых сплавов необходимо принимать такие же меры предосторожности против растравливания покрытия и металла, как и при оксидировании алюминия. Изделия загружают в ванну на приспособлениях из сплава типа АМг2. Они должны обеспечить надежный электрический контакт с обрабатываемыми деталями и электродной штангой.

Превышение оптимальной температуры электролита и чрезмерное увеличение продолжительности процесса могут привести к растравливанию оксидной пленки.

Недоброкачественные оксидные покрытия на деформируемых магниевых сплавах удаляют в горячем растворе гидроксида натрия (250-300 г/л) с последующей обработкой в растворе, содержащем 550 г/л гидроксида натрия, 70 г/л нитрата натрия, 200 г/л азотистокислого натрия. После этого детали промывают в проточной воде и выдерживают в течение 10-15 мин при комнатной температуре в растворе хромового ангидрида (200 г/л), что благоприятно сказывается на их антикоррозионных свойствах.

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2012.11.08   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

13:04 Требуется новая труба 299х20 ст40Х в кол-ве 16м

10:50 Гальваническое покрытие, г. Пущино МО

09:52 Закупаем лом чугуна

18:30 Продаем кабель ВБбШв российского производства

11:58 Арматура во Владикавказе, Махачкале и Ростове

11:46 Арматура в Орле и Брянске

18:59 Продам дробленный графит, кокс, уголь, антрациты

13:31 Куплю свинец, олово, припой, цинк

12:43 Продаем подшипники для кондиционеров автомобилей

11:49 Грузоперевозки металла и негабаритных грузов по России

НОВОСТИ

22 Апреля 2018 17:06
Снос 86-летнего моста в американском штате Кентукки

18 Апреля 2018 08:29
Самые высокие американские горки, выполненные из стали (40 фото)

23 Апреля 2018 17:43
Тайваньский импорт ферросплавов в марте вырос на 39%

23 Апреля 2018 16:50
”ПГК” увеличила отправку черных металлов из Калужской области в южные порты

23 Апреля 2018 16:05
”Уралхиммаш” изготовит емкостное и реакторное оборудование для ООО ”ЗапСибНефтехим”

23 Апреля 2018 15:41
Китайский импорт коксующегося угля в 1-м квартале упал на 28%

23 Апреля 2018 14:21
Финансовые результаты ”GV Gold” за 2017 год

НОВЫЕ СТАТЬИ

Токарный автомат TORNOS GT13 впервые на выставке ПТЯ 2018

Создание эффективно работающей вентиляционной системы низкого давления

Типовое электротехническое модульное оборудование

Электрический теплый пол - виды и основные компоненты

Кровли из гибкой черепицы - особенности и применение

Профессиональная перевозка металлоконструкций

Ремонт квартир в Москве с бесплатным выездом замерщика!

Изготовление металлоконструкций - распространенные типы

Специальные/полуавтоматические заточные станки для фрез и свёрл

Отделка фасада сайдингом - особенности материала

Мансардные окна - распространенные типы

Подкровельные пленки и мембраны

Автоматические приводы для разных типов ворот

Контроль расхода топлива на автотранспорте для бизнеса

Алюминий и медь - самые распространенные виды металлолома

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

ПАРТНЕРЫ

Обратите внимание на широкий ассортимент металлопроката от нашего партнера https://scsmp.ru "Сибирского Центра Стали"

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2018 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.