 |
Реклама. ООО ГК "Велунд Сталь Сибирь" ИНН 5405075282 Erid: 2SDnjf1Guop
| |
Глубокое оксидирование производится для получения оксидных пленок толщиной более 40-50 мкм, характеризующихся высокой твердостью, износостойкостью и хорошими диэлектрическими свойствами. Механические и диэлектрические свойства пленок зависят от условий электролиза, состава металла или сплава и от конструкции обрабатываемых деталей.
При электроизоляционном оксидировании поверхность деталей должна соответствовать не ниже, чем 9-му классу шероховатости. Не допускается наличие острых граней, углов; радиус закругления должен быть не менее 2-3 мм. Уменьшение радиуса закругления приводит к снижению пробивного напряжения пленки.
Лучшее качество пленок при глубоком оксидировании достигается на алюминии и его сплавах с магнием и марганцем. На литейных сплавах типа силумина пробивное напряжение пленок в два-три раза ниже, чем на деформируемых сплавах АВ, АК4, В95. Различие в составе анодируемых сплавов сказывается и на изменении размеров деталей. Так, при одинаковых условиях электролиза толщина пленки на алюминии может быть на 30-40 % больше, чем на сплаве АК4. Для ориентировочных расчетов принимают, что при глубоком оксидировании увеличение толщины обрабатываемой детали на сторону составляет около половины толщины оксидной пленки.
Как было указано выше, для получения оксидных пленок большой толщины необходимо создать такие условия электролиза, при которых уменьшается растворение формирующегося оксида. Скорость растворения пленки в сернокислом электролите возрастает почти в 10 раз при повышении температуры на 22-23 °С. Очевидно, что одним из эффективных путей снижения растворимости оксида является понижение температуры, при которой происходит его формирование. При этом нужно учитывать температуру не только электролита, но и обрабатываемого металла.
Электроизоляционные оксидные пленки получают в 15-20 %-ном растворе H2SO4 при температуре от -5 до +2 "С и анодной плотности тока 2-5 А/дм2. Электрический режим процесса устанавливают с учетом материала, из которого изготовлены обрабатываемые детали. Для деталей из алюминия А7 начальное напряжение на ванне составляет 20-25 В, конечное -60-65 В, продолжительность электролиза 75-90 мин, пробивное напряжение пленки 600-800 В. Для деталей из алюминия и сплавов Д16 и АМг начальное напряжение на ванне составляет 20-25 В, конечное - 60-70 В. В первом случае продолжительность электролиза 25-30 мин, пробивное напряжение пленки 380-450 В, во втором случае соответственно 60-90 мин и 600-800 В. Толщина формируемых пленок обычно составляет 40-60 мкм, но в случае надобности может быть увеличена до 100-120 мкм. При одинаковом режиме на чистом алюминии получают пленки, обладающие лучшими свойствами, чем на его сплавах. Микротвердость оксидного слоя, сформированного в сернокислом электролите, составляет 5000-5200, на сплаве АВ - 4800-5000, сплавах Д16 - 3300-3500 и АЛ9-4500-4800 МП а.
В разбавленном электролите, содержащем 100 г/л H2S04, при температуре от 0 до 6 "С и плотности тока 2,5-4 А/дм2 на сплавах АК4, В95 получают пленки толщиной до 40-45 мкм. Напряжение на ванне за время электролиза повышается до 90-100 В. Микротвердость пленок, полученных на сплаве АК6, 3500-4000 МПа.
Для обработки деталей из сплавов алюминия с медью и кремнием, глубокое анодирование которых затруднено, предложено вести электролиз с наложением переменного тока на постоянный. Электролитом служит 20 %-ный раствор H2SO4 при температуре от -3 до - 5 °С. При обработке сплавов типа Д1 и Д16 суммарная плотность тока составляет 5-10 А/дм2, соотношение плотности постоянного и переменного тока 1:1, продолжительность электролиза 20-40 мин. При обработке силумина суммарная плотность тока составляет 2,5-10 А/дм2, соотношение плотности постоянного и переменного тока 3:1, продолжительность электролиза 30-90 мин. Увеличение продолжительности свыше указанной приводит к разрыхлению пленки. Толщина оксидных пленок, полученных на дюралюмине, достигает 60 мкм, на силумине - 100 мкм, микротвердость в обоих случаях около 500 МПа.
При получении оксидных пленок большой толщины в сернокислом электролите напряжение на ванне значительно увеличивается за счет возрастания омического сопротивления оксидного слоя. Это, в свою очередь, вызывает увеличение количества затрачиваемой мощности тока и выделяющегося джоулева тепла, которое необходимо отводить из зоны реакции с помощью интенсивного и довольно глубокого охлаждения. Поддержание низкотемпературного теплового режима работы ванны требует специального оборудования, что ведет к затруднению в производстве.
Уменьшения количества выделяющегося при оксидировании джоулева тепла можно достигнуть, применяя режим постоянной или падающей мощности. В первом случае электролиз начинают при высокой начальной плотности тока и поддерживают постоянную мощность, контролируя ее по ваттметру. Плотность тока при этом снижается, а напряжение возрастает. Во втором случае также начинают процесс при высокой начальной плотности тока, но затем допускают самопроизвольное изменение всех электрических параметров электролиза - плотности тока, напряжения и мощности.
При оксидировании по обычно принятому режиму с поддержанием постоянной плотности тока происходит наиболее быстрое повышение напряжения на ванне и соответственное возрастание мощности. Следствием этих изменений является увеличение количества выделяющегося джоулева тепла и повышение температуры анода. При режиме постоянной или падающей мощности увеличение напряжения на ванне происходит значительно медленнее и, следовательно, медленнее повышается температура металла. С увеличением количества электричества, пропущенного через анод, разность температур анод - электролит при обычном режиме электролиза, когда мощность тока возрастает, увеличивается тем больше, чем выше была плотность тока. При режиме постоянной мощности изменение этой температурной характеристики незначительно.
Оксидирование алюминия ведут в 15-20 %-ном растворе при 10-20 °С, интенсивном перемешивании, начальной плотности тока 12-18 А/дм2 и постоянной мощности 250-400 Вт/дм2. Микротвердость получаемых пленок 4000-4500 МПа, пробивное напряжение 700-800 В при толщине пленки 80-100 мкм.
При оксидировании по режиму падающей мощности начальная плотность тока 15-18 А/дм2, напряжение на ванне повышается до 40-60 В за 30-40 мин электролиза. По указанному режиму были получены оксидные пленки толщиной до 100 мкм на алюминии и до 50 мкм на сплавах АМг, АК4, АК6, В95, Д16, АЛ10В. Микротвердость пленок на алюминии достигает 4700-6000 МПа, на сплавах алюминия - 2800-4500 МПа.
По сравнению с глубоким анодированием при постоянной плотности тока режимы постоянной или падающей мощности позволяют уменьшить продолжительность электролиза за счет использования высокой начальной плотности тока.
Для получения оксидных пленок большой толщины, характеризующихся выосокими твердостью и электросопротивлением, предложено довольно много электролитов на основе серной или щавелевой кислот с добавками маллоновой, лимонной, меллитовой, борной кислот, формамида, сахара, хлористого магния и ряда других соединений. Большинство этих добавок малоэффективно и поэтому не нашло практического применения.
Электроизоляционные оксидные покрытия на алюминии и сплавах типов АМг, АМц, АД31 могут быть получены в растворе, содержащем 40-60 г/л щавелевой кислоты при температуре 12-25 °С, анодной плотности тока 2,5-3,5 А/дм2, напряжении в конце электролиза до 120 В и интенсивном перемешивании.
По сравнению со щавелевокислым, смешанный серно-щавелевокислый электролит позволяет получать оксидные пленки большей толщины, отличающиеся большой твердостью и величиной пробивного напряжения. Такого типа раствор для обработки алюминия и его деформируемых сплавов, за исключением сплавов, содержащих более 4,5 % меди, состоит из 180-200 г/л H2SO4 и 10-20 г/л щавелевой кислоты. Электролиз ведут при температуре 10-25 °С, анодной плотности тока 2-5 А/дм , напряжении до 90 В, интенсивно перемешивая электролит. Если к обрабатываемому изделию предъявляются повышенные требования в отношении класса шероховатости поверхности, рекомендуется уменьшить концентрацию серной кислоты до 90-100 г/л, увеличив содержание щавелевой кислоты до 40- 50 г/л.
На сплавах Д16, АМг, АМц оксидные покрытия толщиной до 80 мкм могут быть получены в электролите, содержащем 40-60 г/л щавелевой, 10-20 г/л лимонной, 5-10 г/л борной кислот, при температуре 10-40 °С и анодной плотности тока 2-5 А/дм2.
Пробивное напряжение непрозрачных эматаль - пленок, полученных в щавелево-титановом электролите, составляет 400-450 В, в хромово-борном электролите - 300-400 В.
Твердые электроизоляционные оксидные покрытия успешно получают в двух- и трехкомпонентных сульфосалицилатных электролитах, которые рассматривались нами ранее. В промышленности используется электролит, в состав которого входит (г/л): 90-110 сульфосалициловой, 25-35 щавелевой, 3-5 серной кислот. Режим электролиза: температура раствора 10-25 СС, анодная плотность тока 1,5-3,0 А/дм2, напряжение до 100 В. Должна быть обеспечена циркуляция или перемешивание электролита. При анодировании чистого алюминия поддерживают температуру раствора 18-28 °С, сплавов АМг, АМц - от 18 до 23 °С, Д16, В95, АЛ2 - от 10 до 18 °С. Плотность тока составляет для алюминия и сплавов АМг2, АМгЗ, АМц - 3 А/дм2, сплавов АМг, АМг6, В95, АЛ2 - 2 А/дм2, Д16 - 1,5 А/дм2. Если обработке подвергаются крупногабаритные изделия, во избежание перегрева металла целесообразно в 1,5-2 раза снизить плотность тока, одновременно увеличив продолжительность электролиза. Оксидирование сплава марки АД1 в течение часа при температуре 18-20 °С приводит к формированию оксидных пленок, имеющих пробивное напряжение 550-750 В.
Для стабилизации и улучшения электроизоляционных свойств оксидных покрытий большой толщины после тщательной промывки в проточной воде и сушки их пропитывают изоляционным лаком или компаундом.
Если для глубокого оксидирования деформируемых алюминиевых сплавов разработан ряд электролитов, получивших промышленное применение, то для литейных алюминиево-кремниевых сплавов решение этой задачи осложняется. Кремний, включаясь в состав оксидной пленки, ухудшает ее электроизоляционные свойства, увеличивается пористость. Неблагоприятно сказывается также характерное для отливок неравномерное распределение кремния в поверхностном слое, наличие раковин. Для получения на сплавах типа АЛ9 оксидных пленок толщиной 50-60 мкм с пробивным напряжением 900-1000 В предложен электролит содержащий (г/л): 180-210 серной кислоты, 17-20 щавелевой кислоты, 40-100 этилового спирта. В нем можно вести также глубокое оксидирование деформируемого сплава АМг. Режим оксидирования сплава АЛ9: анодная плотность тока 4-6 А/дм2, температура 10-30 °С, конечное напряжение 40-60 В, продолжительность электролиза 50-60 мин; сплава АМг, соответственно, 3-5 А/дм2, до 15 °С, 35-45 В, 60-70 мин, воздушное или механическое перемешивание. Силу тока плавно повышают до заданного значения в течении 15 мин и затем поддерживают постоянной до окончания электролиза. |
НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ