Способ анодирования алюминия и его сплавов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (i>) 3 002413 (22) Заявлено 201)481 (21) 3278354/22-02 (61) Дополнительное к авт. свид-ву; (511М. Кп.з

С 25 D 11/06 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.03 83 ° Бюллетень ¹ 9 (53) УДК 621. 357. 8 (088. 8) Дата опубликования описания 07.03.83

f !

:Ъ

Л.З.Динабурская, Л.Н.КодомсКой;:; Г- .B,Проценко,,Г.Ф.Пелагеина и Н.М. Пулина, *

) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ АНОДИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ

И ЕГО СПЛАВОВ

Изобретение относится к области электрохимической обработки металлов, в частности к анодированию алюминия, и может быть использовано для получения электроизоляционных анодных пленок на алюминии и его сплавах.

Известен способ получения анодных пленок на алюминии и его сплавах путем обработки в растворе, содержащем серную кислоту и соли магния и марганца).1). Для улучшения качества пленки в электролит вводят !щаве- левую кислоту, гексаметилентетраамин и процесс ведут при плотности тока

1-2,5 A/äì и напряжении 10-25 В. Однако этот способ не позволяет получить пленки, сохраняющие высокое электрическое сопротивление после нанесения на них металлических покрытий и не обеспечивает высокой адгезии покрытия к упомянутой анодной пленке.

Известен также способ анодирования алюминия и его сплавов в кислых растворах, обеспечивающий получение пленок с высоким значением напряжения пробоя 2 J

Однако в этом случае адгезионные свойства пленок по отношению к наносюым на них покрытиям невелики.

Известен, кроме того, способ анодирования алюминия и его сплавов при использовании постепенного возрастания плотности тока в интервале от

1,5 до 2,5 A/äì2 533

Однако, в этом случае не обеспечивается постоянство плотности тока в каждый момент времени, и =оответственно полученные пленки не обладают необходимыми свойствами.

Наиболее близким к предлагаемому является способ анодирования алюминия и его сплавов, в соответствии с которым процесс осуществляют в электролите на основе кислот или их смесей, выбранных из.группы, вклю. чающей серную, щавелевую и салйциловую (сульфосалициловую) кислоты

f4 1.

Однако в этом случае пленки не обладают высокими электроизоляционными и адгезионными свойствами.

Целью изобретения .является повышение электроизоляционных и адгезионных свойств пленок. указанная цель достигается за счет того, что при анодировании алюминия и его сплавов в электролите на основе кислот или их смесей, выбран30 ных из группы, включающей серную, 1002413

Сцепление, кг/мм-"

Состав электролита

Пробивное

Режим задания то ка, мА/см мин напряжение, В

0,3

767

SO + 0,3 г/л ДН

738

0,5

698

0,3 щавелевую и сульфосалициловую кислоты, в электролит дополнительно вводят

0,3-0,5 г/л диизопропилнафталинсульфоната натрия и процесс осуществляют в гальванодинамическом режиме со скоростью подъема тока 0,03-0,05 A/äì2, в минуту до рабочей плотности тока

О, 5-2, 5 А/дм .

Дополнительное введение в электролит диизопропилнафталинсульфоната натрия (ДНС) предотвращает связывание .10 воды в гидратированные соединения типа А120> пН20. Поэтому при дальнейшей сушке из анодной пленки удаляется в среднем в 1,4-1,5 раза больше во ды, чем из пленки, полученной в от- 5 сутствие добавКи, что приводит к существенному повышению электроизоляционного свойства анодной пленки.Однако применение указанной добавки

ДНС без предлагаемого гальванодинамического режима не позволяет достичь поставленной цели, так как установлено, что в предлагаемом режиме задания тока от его нулевого значения до достижения требуемой плотности то- 25 ка О, 5-2, 5 А/дм обеспечивается равномерное образование пленки на участках с различным уровнем поверхностной энергии и только совместное действие адсорбции ДНС и гальванодинамического режима анодирования позволит получить анодные пленки с высокими электроизоляционными характеристиками.

При этом за счет адсорбиции ДНС на поверхности алюминия происходит сдвиг анодного потенциала, и процесс идЕт при повышенном напряжении, что и обуславливает дополнительно образование пленки с высоким электрическим сопротивлением.

Выбор концентрации ДНС в 0,3-0,5 г/л обусловлен тем,что при концентра-, ции ДНС ниже 0,3 г/л не наблюдается эффекта улучшения электроизоляционных и адгезионных свойств анодной пленки, 45

Повышение концентрации ДНС выше

0,5 г/л также нецелесообразно,так как дополнительного повышения качества анодной пленки с точки зрения ее

20Ъ . Н С

20Ъ НАДБО + 0,3 г/л ДНС

20Ъ Н2ЯО + 0,4 г/л ДНС электроизоляционных и адгезионных свойств не наблюдается.

Процесс осуществляют в гальванодинамическом режиме со скоростью подъема тока 0,03-0,05 А/дм в минуту до рабочей плотности тока 0,52,5 А/дм и затем ведут процесс при этой плотности тока до получения пленки требуемой толщины.

Пример.Проводили анодирование образцов, изготовленных из сплава

ANr-2. Размер образцов 30х60 мм.

Состав сплава,Ъ: медь — 0,5; магний — 2,4; марганец — 0,35; хром—

0,1; кремний — 0,5, остальное алюминий, Образцы обезжиривали спиртом, промывали водой и травили в течение 15 30Ъ-ном растворе

NaOH с последующей промывкой холодной водой. Затем образцы обрабатывали в ЗОЪ-ном растворе азотной кислоты в течение 20 с и промывали холодной водой. Далее образцы подвергали анодированию в растворе серной кислоты, щавелевой или сульфосалициловой кислот, содержащем добавку диизопропилнафталинсульфоната натрия. Анодирование осуществляли в гальванодинамическом режиме со скоростью задания постоянного тока 0,03-0,05 А/дм2в минуту до достижения требуемой плотности тока, например 1,5 А/дм, после чего процесс осуществляли при постоянной плотности тока до достижения требуемой толщины анодной пленки—

60 мкм.

После анодирования образцы промывали холодной водой и сушили при температурк 80 С. Затем проводилось осаждение никеля химическим путем по обычной технологии, например иэ электролита состава, г/л: NiSO - 20;

СН COONa — 10; БаН2РО2- 15; СН СООН—

6,5 мл/л. Температура 80 С. Во всех группах образцов определяли пробивное.напряжение анодной пленки после осаждения на нее металлопокрытия и оценивали на специальной установке прочность сцепления металлопокрытия с анодной пленкой. Полученные данные приведены в таблице.

1002413

Продолжение таблицы

712

2ОЪ Н ЯО4 + 0,4 г/л ДНС

0,5

20Ъ Н2БО4

+ О, 5 г/л ДНС

112

682

0,3

+ 0,5 г/л ДНС

20% Н2804

710

0,5

20% Н2БО4 + 15 г/л С2H20 + 0,3 г/л

ДНС 0,3

732

+ 15 г/л С2Н2 >, +

ДНС 0,5 ,25 г-моль/л

20%

С7Н6О6 Б — О

88

718

692

0,5,5 г-моль/л

ДНС вЂ” 0,5 г/л

Формула изобретения

Составитель Л.Казакова

Редактор Н.Коляда Техред С.Мигунова Корректор О. Билак

Заказ 1734/11 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из приведенных данных, предлагаемый способ обеспечивает получение анодных пленок с высоким 25 пробивным напряжением и высокой адгезионной способностью к наносимым на них металлопокрытиям, которые намного превышают эти показатели для известного способа, для которого про-3ц бивное напряжение не превышает 400500 В, а адгезия 70-75 кг/мм "

Таким образом, использование изобретения для получения электроизоляционных анодных пленок на алюминии и его сплавах обеспечивает по сравнению с существующими способами, следующие преимущества: возможность получения обладающих высокими электроизоляционными свойствами анодных пленок, сохраняющих диэлектрические свойства после нанесения на них металлопокрытий из растворов электролитов, и значительное увеличение прочности сцепления металлопокрытия с. анодной пленкой. 45

Указанные выше преимущества поз волят широко использовать изобретение в различных отраслях техники.

Экономический эффект от внедрения изобретения только на одном предприя-50 тии составит 127 тыс.руб. в год.

Способ анодирования алюминия и его сплавов в электролите на основе кислот или их смесей, выбранных из груп" пы, включающей серную, щавелевую и сульфосалициловую кислоты, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения электроизоляционных и ад.— гезионных свойств анодных пленок, в электролит дополнительно вводят 0,30,5 г/л диизопропилнафталинсульфоната натрия, и анодирование осуществляют в гальванодинамическом режиме со скоростью подъема тока 0,03-0,05 А/дм

2 в минуту до рабочей плотности тока

0,5-2,5 А/дм2

Источники информации, тринятые Во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 312895, кл. С 25 Р 11/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 590374, кл. С 25 D 11/00, 1976.

3. Шрейдер A.Â. Оксидирование алюминия и его сплавов, М., Металлургиздат,1960, с. 198.

4. Авторское свидетельство СССР

Р 181940, кл. С 25 D 11/06, 1964 °