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 

Наполнение оксидных покрытий на алюминии и его сплавах

Микропористая структура оксидных покрытий на алюминии, в особенности полученных в сернокислом электролите, весьма неблагоприятно сказывается на их защитной способности. Это обстоятельство делает необходимым принятие мер по уменьшению пористости путем уплотнения, наполнения пор. В зависимости от назначения оксидированных изделий, наполнение можно осуществить несколькими способами.

Обработка оксидных покрытий горячей водой или паром сопровождается переходом безводного оксида алюминия, в первую очередь его внешнего слоя, в гидроксид, занимающий больший объем и закрывающий благодаря этому значительную часть сечения пор пленки. Для повышения эффективности обработки предлагается проводить ее в растворах солей никеля, кобальта, кадмия, способствующих при определенных значениях рН и температуры раствора образованию труднорастворимых гидроксидов или основных солей в порах оксидной пленки.

Одним из широко используемых в промышленности способов наполнения оксидных покрытий является обработка их в растворах хроматов, что, по-видимому, способствует окислению металла у основания пор и повышению таким путем защитных свойств покрытия. При этом оксидные пленки приобретают лимонно-желтую окраску, что делает такую обработку неприемлемой для изделий, подвергавшихся декоративной отделке, окрашенных органическими красителями или минеральными пигментами.

В тех случаях, когда оксидированием преследуют цель получения на поверхности изделия электроизоляционного слоя, оксидные покрытия пропитывают специальными лаками с последующей их полимеризацией. Качество электроизоляции, в особенности ее стабильность во времени, улучшаются после пропитки под вакуумом.

В табл. 9 приведены составы растворов и режимы наполнения оксидных покрытий на алюминии и его сплавах.

Вода, используемая для наполнения оксидных пленок, не должна содержать примеси ионов магния, кальция, железа, хлора, сульфатов более 1 мг/л каждого. Превышение оптимального значения рН может привести к потускнению покрытия, при рН ниже 4 на пленке появляются беловатые пятна, замедляется процесс уплотнения, возможно понижение защитной способности покрытия. Продолжительность обработки оксидных покрытий горячей водой возрастает с увеличением их толщины. При толщине 8-15 мкм она составляет 30-40 мин, 20-25 мкм - 50-60 мин. Это в особенности относится к оксидным покрытиям, подвергавшимся электрохимическому окрашиванию. Если окраска покрытий получена непосредственно при анодной обработке алюминия, например, в двух- или трехкомпонентном сульфосалицилатном электролите, процесс наполнения ведут в течение 30-40 мин.

Обработка оксидированных деталей горячей водой или паром, а также растворами, содержащими соли никеля, кобальта, аммония, не изменяет их внешнего вида и поэтому особенно пригодна в процессах декоративной отделки. Имеются сведения, что использование для этой цели раствора 3 несколько повышает светостойкость пленок, окрашенных органическими красителями. Присутствие в растворе 2 двухзамещенного фосфорнокислого аммония предотвращает образование в процессе наполнения на поверхности покрытий белых пятен, что встречается при наполнении покрытий в воде или паре.

По данным применение растворов солей кадмия и особенно солей никеля при температуре кипения является одним из эффективных средств повышения защитной способности оксидных покрытий. Повышение защитной способности пленки при наполнении ее в кипящем растворе сернокислого никеля столь существенно, что позволяет уменьшить толщину оксидного покрытия.

Для электроизоляционных оксидных покрытий предложено1 проводить их уплотнение в 2-3 %-ном растворе танина в течение 20-30 мин при температуре 95-100 °С. Предполагается, что в таких условиях танин гидролизуется, и образующаяся при этом галловая кислота взаимодействует с оксидом алюминия, что способствует повышению электрической прочности оксидной пленки.

Для улучшения антикоррозионных свойств покрытий рекомендовано 2 проводить уплотнение в растворе, содержащем 150-200 г/л перекиси водорода (30 %-ной) при комнатной температуре в течение 20-30 мин.

Следует учитывать, что уплотнение оксидных покрытий в горячих растворах может сопровождаться некоторым уменьшением их микротвердости.

Для гидрофобизации оксидных пленок препаратом ГФЖ 136-41 в качестве растворителя можно использовать бензин, толуол, четыреххлористый углерод. После пропитки проводят термообработку в течение 20-30 мин при температуре 15-30 °С и затем 45-60 мин при 100-130 °С. Для повышения эффективности гидрофобизации целесообразно вводить в раствор гидрофобизующей жидкости 0,3 % отвердителя АДЭ-3 и проводить отверждение, как это указано выше для случая обработки оксидных пленок на стали.

Перерыв между операциями оксидирования и уплотнения покрытия не должен превышать 5 мин, причем в течение этого времени оксидированные детали должны находиться в холодной воде. Не следует касаться деталей руками, так как на поверхности металла могут остаться матовые пятна.

  

Технология оксидирования алюминия и его сплавов

Технологический процесс оксидирования изделий из алюминия и его сплавов, независимо от того, в каком электролите он проводится, состоит из операций механической и химической подготовки, формирования оксидного покрытия и последующей его обработки. Механической обработкой преследуют цель уменьшения шероховатости поверхности, придания ей блеска, устранения таких дефектов, как мелкие риски, раковины, следы проката, а также получения определенной фактуры, рисунка. Специальной механической и термической обработкой можно получить определенную фактуру поверхности металла, что используют для некоторых случаев декоративной отделки изделий. Устранение дефектов поверхности особенно важно перед сернокислотным и хромовокислотным оксидированием, когда формируются прозрачные, бесцветные покрытия. Непрозрачные оксидные покрытия, получаемые в щавелевокислом электролите и при эматалировании, несколько скрадывают мелкие дефекты поверхности металла, и поэтому не требуют очень тщательной предварительной чистовой обработки изделий.

При выборе материалов для подготовки изделий перед оксидированием следует учитывать значительную вязкость и низкую твердость алюминия и его сплавов, а также активное растворение их в щелочных растворах.

Механическое полирование фетровыми или войлочными кругами с пастами часто сопровождается местным перегревом металла, втиранием пасты в его поверхностный слой, что приводит к образованию матовых пятен, которые выявляются при следующем оксидировании и, в особенности, окрашивании оксидных покрытий. Учитывая это, не следует проводить полирование пастами, содержащими окись хрома и парафин, так как эти компоненты особенно легко внедряются в поверхность металла. Положительный результат достигается при использовании полировочных паст на основе окиси алюминия или венской извести.

Для удаления с поверхности металла тонких пленок, образовавшихся при механическом полировании, следует выдержать изделия в течение нескольких секунд в 5-10 %-ном растворе едкой щелочи до появления первых пузырьков водорода. Однако если внедрение пасты произошло на значительную глубину, такая обработка недостаточна для удаления всего поверхностного некондиционного слоя.

Блеск поверхности металла, достигаемый механическим полированием, значительно уменьшается после формирования на нем оксидного покрытия. Это связано с частичным травлением поверхности анода, имеющим место при оксидировании. Отсутствие металлического блеска, в особенности окрашенных оксидированных изделий, придает их поверхности вид, напоминающий пластмассу или лакокрасочное покрытие, что не всегда приемлемо. Сохранить металлический блеск можно лишь в случае, если перед оксидированием проводить химическое или электрохимическое полирование изделий. Образующаяся на металле при такой предварительной обработке тонкая пассивирующая пленка предотвращает травление металла, что сохраняет его блеск при последующем оксидировании. Только благодаря сочетанию в одном технологическом цикле указанных операций стало возможно проводить отделку алюминиевых изделий под золото.

Матирования поверхности металла можно достигнуть гидроабразивной обработкой. Бархатистый оттенок получается так называемым сатинированием - обработкой стеклянной пульпой под давлением. Мелкозернистая поверхность формируется при химическом или электрохимическом травлении. В зависимости от условий выполнения этого процесса изменяются величина и форма образующихся шероховатостей.

Специальной механической обработкой - накаткой, тиснением, алмазной проточкой или другим способом можно придать поверхности металла определенную фактуру, благоприятную для декоративной отделки изделий. Своеобразная кристаллическая текстура выявляется при травлении металла, предварительно механически и термически обработанного. В этом случае характер рисунка поверхности зависит от способа предшествующей механической деформации - прокатки, штамповки, вытяжки. Алюминиевые детали проходят рекристаллизационный отжиг при 500-550 °С в течение 30 мин с последующим охлаждением на воздухе. После этого проводят их анодное травление в электролите, содержащем 150 г/л хлористого натрия и 150 г/л азотной кислоты, в течение 5-10 мин при комнатной температуре и плотности тока 20-30 А/дм2. Катодом служит свинец. Текстура металла может быть также выявлена химическим травлением в течение 15-20 мин при температуре 18-30 °С в растворе, состоящем (массовая доля, %): из азотной кислоты (плотность 1,41) 35, соляной кислоты (плотность 1,19) 5 и воды 60. На деформированных и термообработанных Сплавах алюминия выявляется более крупная и неравномерная текстура, чем на технически чистом металле.

Химическая подготовка изделий перед получением оксидных покрытий включает операции обезжиривания, травления, осветления металла. В зависимости от природы и степени загрязнения поверхности используют органические растворители или водные растворы. Из органических растворителей не следует применять трихлорэтилен, который с алюминием может образовать токсичные соединения.

Водные растворы приготавливают на основе готовых моющих препаратов или щелочных солей. Учитывая сильное агрессивное действие щелочей на алюминий, рН таких растворов должно быть не выше 8-10.

Из синтетических моющих средств хорошие результаты дают Импульс-К, Лабомид-101, Вертолин-74Т при концентрации 20-80 г/л и температуре 60-80 °С, причем последний из них позволяет получить полублестящую поверхность металла., Широко известный препарат ТМС-31 также может быть использован для очистки поверхности алюминиевых изделий от загрязнений.

При выборе состава водных обезжиривающих растворов для уменьшения их агрессивного действия на металл снижают содержание едкой щелочи, по сравнению с принятой для обезжиривания черных металлов, иногда увеличивают при этом концентрацию в растворе углекислого натрия. Улучшению качества и ускорению процесса обезжиривания способствует введение добавок ПАВ, в особенности синтанола, а также повышение концентрации фосфатов.

Для обезжиривания изделий из алюминия и его сплавов можно использовать растворы следующих составов (г/л):

1) углекислый натрий - 10-20, тринатрийфосфат - 5-50, триполифосфат - 3-5, синтанол ДС-10 - 8-10;

2) углекислый натрий - 15-20, тринатрийфосфат - 25-30, синтанол ДС-10 - 3-4;

3) гидроксид натрия - 10-15, тринатрийфосфат - 50-60, метасиликат натрия - 20-30.

Обезжиривание ведут при температуре 60-80 °С. Растворы 1, 2 используют для обработки полированных, раствор 3 - сильно загрязненных деталей.

Уже в процессе обезжиривания, поскольку он связан с применением щелочных растворов, происходит большее или меньшее травление поверхности металла. Поэтому специальная операция травления включается в технологический процесс не столько для снятия продуктов коррозии, как при травлении черных металлов, сколько для получения определенной фактуры поверхности.

Мелкозернистую серебристую поверхность получают обработкой алюминия в растворе, содержащем 120-150 г/л гидрокснда натрия и 25-35 г/л хлористого натрия, при температуре 60-70 °С. Сходную фактуру дает травление переменным током с напряжением 30 В в растворе, состоящем из 10-20 г/л соляной кислоты и 4-5 г/л фосфорной кислоты, при плотности тока 2-3 А/дм2. Для матирования алюминия и его деформируемых сплавов можно пользоваться раствором, содержащим 50-200 г/л смеси, состоящей (массовая доля, %) из 56 нитрата натрия, 44 гидроксида натрия; при температуре 40-60 °С.

Обработка алюминия и его сплавов даже в слабоконцентрированных щелочных растворах сопровождается выделением на их поверхности шлама нерастворимых компонентов - меди, кремния, марганца. Для их удаления проводят операцию осветления. Технический алюминий и его деформируемые сплавы с магнием, марганцем, медью, типов АМг, АМц, Д16, В95 осветляют в 30-50 %-ной азотной кислоте или в растворе, содержащем 100 г/л хромового ангидрида и 5 г/л серной кислоты. Литейные сплавы типа силумина обрабатывают в растворе, содержащем 250-300 г/л азотной кислоты и 8-10 г/л плавиковой кислоты.

Для осветления сплавов АЛ9, АЛЮ после их щелочного травления используют раствор, состоящий из 0,7 л азотной кислоты (1,41), 0,3 л плавиковой кислоты (40 %-ной), 15 г/л хромового ангидрида. Такая подготовка особенно эффективна для изделий, подвергающихся затем химическому оксидированию.

Подробные сведения, как о механической, так и химической подготовке изделий из алюминия и его сплавов перед получением оксидных покрытий, приведены в выпуске 1 Библиотечки гальванотехника.

Электрохимическое оксидирование проводят большей частью в стационарных ваннах. Для сернокислотного электролита используют ванны с винипластовой или свинцовой футеровкой и охлаждающими змеевиками из свинца или титана.

Обрабатываемые изделия загружают в оксидировочную ванну на подвесных приспособлениях из алюминия, дюраля или титана. От качества электрического контакта между приспособлением и изделиями во многом зависит результат процесса. В случае неплотного контакта происходит местный разогрев металла и прилегающего к его поверхности слоя электролита, результатом чего может явиться разрыхление оксидной пленки и растравливание изделий. Для обеспечения надежного контакта подвесные приспособления изготавливают с пружинными или винтовыми зажимами, закрепляют изделия туго натянутой алюминиевой проволокой. Нерабочие поверхности приспособлений изолируют кислотостойким лаком или полиэтиленовой лентой.

При повторном использовании с алюминиевых подвесных приспособлений должна быть предварительно удалена оксидная пленка. Для этого их травят в горячем 10 %-ном растворе едкой щелочи.

Целесообразно использовать для этой цели также раствор, содержащий 20 г/л хромового ангидрида и 35 мл/л фосфорной кислоты (1,52). Обработку ведут при температуре 90-100°С. Растворению подвергается лишь оксидный слой, благодаря чему размеры приспособлений почти не изменяются и их можно использовать многократно. Титановые приспособления периодически травят в разбавленной серной кислоте (2 :1) при 75-85 °С.

Одновременно в ванне следует обрабатывать изделия, изготовленные из одного материала. Таким путем обеспечивается равномерное распределение тока и однородность оксидного покрытия на всех изделиях. Если обработке одновременно подвергаются изделия из различных сплавов, то вследствие разных скоростей формирования и растворения оксидной пленки, а также поведения компонентов сплава происходит перераспределение тока, в результате чего не всегда удается получить на всей партии изделий оксидный слой требуемой толщины и свойств.

Оксидировочные электролиты характеризуются хорошей рассеивающей способностью. Поэтому применять профилированные катоды при обработке деталей сложной конфигурации не требуется. Исключение составляют трубы малого сечения, которые оксидируют с внутренним катодом в виде свинцового кабеля или алюминиевой проволоки, изолированных перфорированной резиновой или полиэтиленовой трубкой. Диаметр такого катода составляет 0,3-0,4 внутреннего диаметра трубы. Трубы большой длины оксидируют при непрерывной циркуляции через них электролита.

Для поддержания требуемого теплового режима работы сернокислого электролита его охлаждают с помощью змеевиков, в которые подают проточную воду или специальные хладагенты, как это практикуют в процессе глубокого оксидирования. Во всех случаях электролит перемешивают очищенным сжатым воздухом.

В электролите оксидирования не допускается обработка алюминиевых изделий, имеющих сопряжения с другими металлами, так как это неизбежно приводит к растравливанию металла.

Для оксидирования мелких деталей можно использовать специальные устройства, в которых обеспечивается надежный подвод к ним тока. Примером такого приспособления может служить погружаемый в ванну перфорированный алюминиевый бачок с крышкой, к которой подводится положительный полюс источника тока. Крышка плотно прижимается к деталям, заполняющим бачок, обеспечивая тем самым- надежный электрический контакт между ними. Качество оксидирования повышается, если при электролизе охлаждают детали с помощью сжатого воздуха, поступающего через перфорированную трубку, расположенную по оси бачка, или осуществляется циркуляция электролита. Применение устройств такого типа значительно снижает трудоемкость операций монтажа и демонтажа деталей при оксидировании.

После оксидирования изделия тщательно промывают в проточной воде до полного удаления следов электролита. Недостаточная промывка может в дальнейшем привести к коррозии металла, ухудшить качество окраски и наполнения пленки.

Для исправления дефектов оксидного покрытия иногда применяют способ электронатирания. Дефектный участок натирают тампоном или щеткой из кислотостойкого материала, к которому самотеком подается оксидировочный электролит. По оси тампона вмонтирован катод. Положительный полюс источника тока подключается к обрабатываемому изделию. После выполнения указанной операции следы электролита должны быть полностью удалены промывкой.

Контроль качества оксидных покрытий сводится к определению их толщины, а в случае надобности, и специальных свойств - электросопротивления, микротвердости, пробивного напряжения. Защитные свойства проверяются капельной пробой. Для этого используют раствор, содержащий 250 мл/л НС1 (плотность 1,19) и 30 г/л К2Сr2О7. Покрытие считается удовлетворительного качества, если капля нанесенного на него раствора не изменяет окраски от оранжевой до зеленой в течение заданного времени. ГОСТ 9302-79 предусматривает нормы времени в зависимости от состава оксидированного металла и температуры раствора.

Недоброкачественные оксидные покрытия могут быть удалены с поверхности изделий обработкой их в растворах следующих составов:

1) хромовый ангидрид - 20 г/л, фосфорная кислота (плотность 1,5) - 35 мл/л;

2) азотная кислота (плотность 1,34) - 50-55 мл/л, плавиковая кислота (40%-ная) -4,5 мл/л.

В растворе 1 при температуре 85-100°С для удаления оксидной пленки требуется 10-30 мин, в растворе 2 при комнатной температуре 30-50 мин. Изменения размеров деталей при травлении почти не наблюдается.

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

16:10 Труба нержавеющая 42х3, сталь 12Х18Н10Т, ГОСТ 9941-81

16:10 Труба 325х10, сталь 09Г2С, ТУ 14-3р-1128-2007

16:10 Труба 25х2 ТУ 14-3р-197-01 сталь 08Х18Н10Т

16:10 Труба 273, 325, 377, 426 сталь 13ХФА ГОСТ 8732-78

16:10 Труба 114; 121;159 сталь 09Г2С, ТУ 14-3р-1128-0

16:10 Труба 12х2, сталь 12Х18Н10Т, ГОСТ 9941-81

16:10 лист г/к 120х2000х5000 мм, сталь 09Г2С

16:10 Лист нержавеющий 25 мм, сталь 12Х18Н10Т

16:10 Труба 108х4 ТУ 14-3-190-2004 сталь 20

16:10 Труба 10х2 ТУ 14-3р-197-01 сталь 08Х18Н10Т

НОВОСТИ

26 Июня 2017 17:46
Трехколесный скутер из бензопилы

22 Июня 2017 18:37
Поворотный пешеходный мост через реку Халл в Англии (11 фото, 1 видео)

27 Июня 2017 17:27
С начала года ”ЧМК” отгрузил 6,5 тыс. тонн арматуры на стройки в Челябинске

27 Июня 2017 16:17
Южнокорейский импорт стального лома в мае вырос на 19,6%

27 Июня 2017 15:50
С ”Атомэнергомаша” доставлено оборудование для установки переработки нефти ”Евро+” ”МНПЗ”

27 Июня 2017 14:49
Выпуск стали в США за третью неделю июня упал на 0,6%

27 Июня 2017 14:07
”ВИЗ-Сталь” повышает энергоэффективность производства

НОВЫЕ СТАТЬИ

Как организовать офисный переезд?

Основные аспекты проектирования и планирования дома

Мегоомметр, его разновидности и правильный выбор

Садовая спецтехника от компании Техно-Дача

Особенности поиска работы в промышленности

Проектирование и возведение частных домов

Основные виды и особенности вывоза мусора

Особенности покупки квартир в новостройках

Основные виды и применение шаровых кранов

Принудительная циркуляция и рекуперация воздуха в промышленности

Электрические и другие типы карнизов для штор

Профессиональное дистанционное образование

Эстетичность и функциональность изделий из натурального гранита

Применение, конструктивные особенности и типы фрезерных станков с ЧПУ

Каркасные металлоконструкции – основа промышленных и жилых сооружений

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

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

Компания "Русский металл" предлагает металлопрокат.

Рейтинг@Mail.ru

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

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.