Электролит для электрохимического окрашивания анодированного алюминия в черный цвет и способ его приготовления

 

1 Электролит для электрохимического окран1ивания анодированного алюминия в Черный цвет, со.чержаншй сульфаты кобальта и Н11ке.1я и борнчю кислоту, отличающийся тем, что, с це,1ью новьннения работоснособностн электролита, он дополнительно cciдержит фосфорную кислоту и гмдроксид аммония нри следую1нем соотнон1ении комнонентов , г/л: Су.чьфат коба::ьта Су,1.())ат нике.1Я 4.5 Борная кнс.чота 9.3 Фосфо|М1ая кис.юта (,7) 0.3- 0.4 Гидроксид аммония (

„„SU„, 1145061

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) С 25 D 11 22 с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ i .--«- )<.>.11(>,:!

«

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3517838/22-02 (22) 06.12.82 (46) 15.03.85. Бюл. ¹ 10 (72) В. В. Свиридов, Г. Л. Шукии, Л. И. Терешков, Л. Л. Беланович, В. 11. Савенко и В. В. Коледа (71 ) h(, i o)); ccf!i v ордена Трудового Красного .Зи i«!atilt i.îñóäàðñòâåííûé университетт им. В. И. Ленина, Научно-исследовательский ипсти.гут физико-хи>мических проблем

Бе Iof)3>ccKoI гocxдарствсипого 3 IllfffcpcHтета им. В. И. Ленина и Специальное копструкторско-тех!1ологическое бюро с опытцым производством и ри Белорусском государствснпом университете им. В. И. Ленина (53) 621.357.8 (088.8) (56) 1. !Iатепт СИ1."« Х 3382160, кл. 204-35.

1968.

2. Заяг)кы ФРГ ¹ 2038701, кл. 48а 9/02, 1971. (54) .=)ЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ -3.11 ЕКТРОХИМИ

ЧЕСКОГО ОКРЛШИВЛНИЯ ЛНО.Ц!РОВАННОГО ЛЛГОЧИ11ИЯ В ЧЕЕ Н!)1И

11ВЕТ И С! IОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ. (57) 1;->г!ектрос!ит для электрохимического

Окрышивыпия аподироваппого алюминия в черный цвет, содсржац(ий сульфаты кобальты и ииксг!я и борпую кислоту. От fuva>ofqflciся тем. ITo, с целью !иовы(пепия рыбото iioсобности электролиты, оп дополиптсльно содержит фосфорную кислоту и гидроксид а м м О и и я I I f) H с 1 сд у !О1це м c o 0T I I o !I I c If I! f I и О мllO!I(. iITOI3. Г/Л:

Суг! ы!) !!т кооы. ь l LI,l,0 - 9!1.!

Сl, t I>(I) <11 пи кс . 1я 4,5

1«Ор на я и ислоты 9,3 3>),5

Фосфорная кислоты (d = 1.7) 0,3- !),4

1 llдрокС ид

2. (.В(>с(н> ill)l! I От(>вл >!III51 э1(ктг>(>.:!!.".;;

ДГ!)1:->, 1(>К ГРО> ИМ !1 lс(. КО! (> Of(f) fИ !)ОВЫ !! IIÎ! О <11 К) М!I и И)1 В ((СРIIЫ)f l!!3(T. I(К. К -, O,«, >lW(ill) C«l тс«1. I TO. С IIC,1I>IO IIOI31>l!LICH fIH р;1б<: < >спосОбпости 1(. ктро. i ll I ы, (>1 Овят В< > !! ь! и электролит, содержа !ци й, l л:

С ул ьф ыт к Об)>л ь г;! 10- -10!i

С с, ь (! > ! l t к (. я —, 1!(!

1>Ори;!)! I(ltC.!(>1;I I(l . 40

(.О <. >!С!И!!В ° .. О< ф (f) l I (> 1 1 (М (> I 1, С О, (>. р >!с

<1 > (>((1) О р i l « 1 Iс ВС.1 От ы (d = 1,7) 3 — 4

1«ор и;! я кис, !От;> 3 4

Гti L;)(>I((il.д;>м «!Опия ! (1 I! (1,)8) l!4506!

1Iзобретсние относится к. электрохимической обработке анодированного алюминия, в частности к окрашиванию анодированного алюминия в черный цвет, и может быть использовано в различных операциях народного хозяйства.

Известен состав электролита для окрашивания анодированного алюминия в черный цвет, содержащий борную кислоту, сульфат кобальта и аммония (1).

Однако для электролита характерна пло10 хая воспроизводимость окраски в черный цвет в производственных условиях.

Наиболее близким к изобретению является электролит, позволяющий получить черную окраску на анодированном алюминии, содержащий сульфаты кобальта и никеля, борную и сульфосалициловую кислоты (2).

Данный электролит позволяет получить окраску анодированного алюминия от светло-коричневого до глубоко-черного при напряжении переменного тока 8-15 В.

Однако данный электролит обладает низкой работоспособностью, требует частых корректировок состава.

Наиболее близким к изобретению является способ»риготовления электролита для электрохимичсского окрашивания анодированного алюминия в черный цвет, включающий смешение компонентов (2).

Однако данный способ позволяет получить электролит, обладающий невысокой работосопособностью. зо

Способ приготовления известного электролита включает смешение водных растворов сульфатов кобальта и никеля, борную и сульфосалициловую кислоты (2)

Цель изобретения является повышение работоспособности электролита. 35

Поставленная цель достигается тем, что электролит для электрохимического окрашивания анодированного алюминия в.черный цвет, содержащий сульфаты кобальта и никеля и борную кислоту, дополнительно содержит фосфорную кислоту и гидроксид аммония при следующем соотношении компонентов, г/л:

С ул ьф ат коб ал ьта 9,0 — 90,9

Сульфат никеля 4,5 — 90,9

Борная кислота 9,3 — 36,5

Фосфорная кислота (сl = 1,7) 0,3 — 0,4

Гидроксид аммония (d =: 0,958) 0,5 — 0,6

Поставленная цель достигается также тем, что согласно способу приготовления

50 электролита для электрохимического окрашивания анодированного алюминия в черный цвет, включающему смешение компонентов, готовят водный электролит, содержащий, г/л:

Сульфат кобальта 10 — 100

Сульфат никеля 5 — 100

Борная кислота 10 — 40

45,4

45,4

27,5 а затем его смешивают с 100 — 115 мл буферной смеси. содержащей, г/л:

Фосфорная кислота (d =1,7) 3 — 4

Ьорная кислота 3-4

Гидроксид аммония (d =0,958) 6-7

Окрашивание рекомендуют проводить током переменной полярности 50 Гц при клеммовом напряжении 8-15 В, температуре !8 — 22 С.

Плст»ны из алюминия АО, АД-1 и его сплавов ЛМГ, АМЦ анодировали в 20 /р-ном растворе серной кислоты при плотности тока 1,5 Л/дм, тем»ературе 18-22 С в течение 40 мин. Лнодированную до толщины

20-25 мк поверхность алюминиевых пластин подвергали окрашиванию током переменной полярности 50 Гц при клеммовом напряже»ии !3 В, температуре 18-22 С в течен»е !О мин из электролитов, состав которых приведен в примерах. (7ример I. Восемь анодированных пластин алюминия АО, ЛД-1 и его сплавов АМГ, ЛМЦ окрашивали в черный цвет в электролитс, содержащем, г/л:

Сульфат кобальта

Сульфат никеля

Борная кислота

Фосфорная кислота (4 =1,7) 0,3

Гидроксид аммония (d =0,958) 0,5

Элсктролит готовили следующим образом.

Гlсрвоначально путем смешения компо»ентов готовили электролит, содержащий, г/.1:

Сульфат кобальта 50

Сульфат никеля 50

Борная кислота 30

Затем в данный раствор добавляли

100 мл буферного раствора, содержащего, г/л:

Фосфорная кислота 3 э

Борная кислота 3,5

Г»дроксид аммония 6,5

Все пластины были окрашены в глубокий черный цвет с коэффициентом отражения 8 — 10%.

Из электролита данного состава можно окрасить 87 дм анодированного алюминия вместо 12 дм в электролите оез добавления буферного раствора.

В процессе электролиза рН электролита может достигать менее 3,0 ед. рН, при этом происходит окрашивание пленки в темнобронзовый цвет. Последующая нейтрализация свободной серной кислоты 10О/р-ным раствором аммиака до рН 5,0 без выдерживания раствора в течение 1-2 ч, что необходимо в случае корректировки электрол»та-протогипа, позволяет окрасить в л»iðå электролита до следуloLHE » коррект»ровк»

1145061

3,5

3,5

ВНИИПИ Заказ 1125/22 1 яра>к ИЗ Пи и>иеги><

Физиа) ППП «Патеиз», г. У>кгг>рг> >. «г> Пр<>< к>яая. 4

88 дм поверхности. После четырех стадий корректировки рН 10 /р-ным раствором аммиака в литре электролита можно окрасить с воспроизведением черного цвета 335 дм поверхности. При этом происходит постепенное истощение в электролите солей кобальта и никеля. Добавка в электролит 50 г/л сульфатов кобальта и никеля не оказывает влияния на воспроизводимость глубоко-черного цвета За 14 стадий корректировка рН одного литра электролита с воспроизводимым черным цветом могут быть окрашены 1232 дм .поверхности анодированного алюминия.

Пример 2. Восемь анодированных пластин алюминия (АД-l) окрашивали в электролите, содержащем, г/л:

Сульфат кобальта 9,0

Сульфат никеля 4,5

Борная кислота 9,3

Фосфорная кислота (d =1,7) 0,3

Гидроокись аммония (d =0,958) 0,5

Электролит готовили следующим образом.

Первоначально путем смешения компонентов готовили электролит, содержащий, г/л:

Сульфат кобальта l0

Сульфат никеля 5

Борная кислота 10

Затем в данный раствор добавляли 100 мл буферной смеси, содержащей, г/л:

Фосфорная кислота (c1 = 1,7)

Борная кислота

Гидроксид аммония (d =0,958) 6,5 35

Все восемь пластин были окрашены в глубокий черный цвет, характеризуюгцийся одинаковым коэффициентом отражения (8100/ )

Пример 8. Восемь анодированных пластин алюминия (АД-1) окрашивали в элект40 рол и те, содержащем, г/л:

Сульфат кобальта 90,9

Сульфат никеля 90,9

Борная кислота 36,5

Фосфорная кислота (c1 =1,7) 0,4

Гидроксид аммония (cl =0,958) 0,6

Электролит .готовили следующим образом.

Первоначально путем смешения компо- О нентов готовили электролит, содержащий, г/л:

Сульфат кобальта 100

Сульфат никеля 100

Борная кислота 40

Затем в дан ны и раствор добавляли

115 мл буферной смеси, содержащей, г/л:

Фосфор;ая кислота (d =1,7) 3 5

Борная кислота 3,5

Гидроксид аммония (d =0,958) 6,5

Все восемь пластин были окрашены в черный цвет с коэффициентом отражения

8- - 10 /,.

Электролиты по примерам 2 и 3 позволяют воспроизводимо окрасить в одном литре электролита 1230 — 1240 дм поверхности анодированного алюминия.

Пример 4. Анодированные пластины алюминия (AO, АД-1) и сплавов АМГ, АМЦ окрашивали в электролите прототипе, содержащем, г/л:

Сульфат кобальта 50

Сульфат никеля 50

Борная кислота 30

Исходное значение рН составляло 4,0.

Один литр электролита без изменения цвета позволял окрасить 12 дм поверхности. При снижении величины рН в процессе электролиза менее 3,0 сд. рН, пластины были окрашены в серо-бронзовый цвет.

Нейтрализация ЗР/<)-ным раствором гидроксида аммония до рН 5 позволяла воспроизводимо окрасить в черный цвет в одном литре электролита 7,0 дм поверхности. По мере накопления в растворе сульфата натрия происходит изменение оттенка окраски.

Общая пл<пцадь окрашенной поверxíoñòH после 8 корректировок составляла 64 дм .

При.)1ер 5. Четыр» пластины анодированного алюминия АО, A>t-1 и его сплавов

АМГ, АМН, окрашивали в электролите, содержащем, г/л:

Сульфат кобальта 45,4

Сульфат никеля 45,4

Борная кислота 27,5

Фосфорная кислота 0,3

Гидроксид аммония 0,5

Электролит готовили смешением всех компонентов, причем компоненты буфепного раствора растворяли последовательно в электролите.

Все пластины были окрашены в темнобронзовый цвет. Изменение условий электролиза не привело к получению глубокого черного цвета.

Таким образом электролит и способ приготовления электролита по изобретению позволяет окрашивать анодированный алюминий и некоторые его сплавы в черный цвет, при этом емкость загрузки ванны электрохимического окрашивания анодированного алюминия возрастает в 5-6 раз по сравнению с прототипом, а также обеспечивает более выс<)нуt<) в< сп;) >изводимость окраски.