Способ обработки магниевых сплавов перед нанесением лакокрасочного покрытия

 

Использование: для защиты от коррозии магниевых сплавов, в частности образования анодно-окисного покрытия, применяемого в качестве подслоя под ЛКП. Сущность изобретения: способ включает: предварительную подготовку поверхности, анодное окисление в растворе, содержащем кремнекислый натрий, пирофосфорнокислый натрий и аммоний фосфорнокислый однозамещенный при следующем соотношении компонентов, г/л: Na₂SiO₃-20-200, Na₄P₂O₇-5-70 NH₄H₂PO₄-3-20. Процесс ведется на постоянном токе при напряжении 4 - 50 В и плотности 0,5-5 А/дм² при 18 - 60°С в течение 10 - 40 мин. 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к области защиты от коррозии магниевых сплавов, в частности образованию анодноокисного покрытия, применяемого в качестве подслоя под лакокрасочное покрытие (ЛКП). Цель изобретения повышение адгезии и защитных свойств покрытия, а также упрощение и снижение токсичности процесса при сохранении усталостных характеристик магниевого сплава. Указанная цель достигается тем, что предложен способ обработки магниевых сплавов перед нанесением ЛКП, включающий: 1. Предварительную подготовку поверхности, заключающуюся в обезвоживании в органическом растворителе и щелочно-фосфатном растворе с последующей промывкой в горячей, затем холодной воде. 2. Анодное окисление в растворе, содержащем кремнекислый натрий, пирофосфорнокислый натрий и аммоний фосфорнокислый однозамещенный при следующем соотношении компонентов, г/л: Na₂SiO₃ 20-200 Na₄P₂O₇ 5-70 NH₄H₂PO₄ 3-20 Процесс ведется на постоянном токе при напряжении 4-50 В и плотности 0,5-5 А/дм² при 18-60^оС в течение 10-40 мин. После анодного окисления детали промывают горячей, затем холодной водой. 3. Сушка деталей при температуре 60-80^оС в течение 1-3 ч. Предлагаемый электролит обеспечивает получение мелкокристаллического покрытия серого цвета, матового, шероховатого, эластичного толщиной 7-13 мкм с удовлетворительным сцеплением с основой. Адгезия серийных систем ЛКП (N 104 и N 175) к покрытию хорошая. Пример осуществления. Образцы из сплава МЛ 10 системы Mg-Nd-Zn-Zr обрабатывали согласно предложенного способа. 1. Обезжиривание в стандартном щелочно-фосфатном растворе. 2. Промывка в горячей воде. 3. Промывка в холодной воде. 4. Образцы (анод) погружались в водный раствор состава, г/л: Na₂SiO₃ 100 Na₄P₂O₇ 10 NH₄H₂PO₄ 5 при 40^оС. В качестве катода использовалась пластина из коррозионно-стойкой стали (сталь 12Х18Н10Т). Накладывали постоянный ток плотностью 2 А/дм². Силу тока, соответствующую данной плотности тока, устанавливали в начале процесса. Затем по мере роста покрытия сила тока уменьшается, а напряжение незначительно увеличивается. Процесс ведут в течение 15 мин. 5. Промывка в горячей воде. 6. Промывка в холодной воде. 7. Сушка при 60-80^оС в течение 1-1,5 ч. 8. Окраска эпоксидно-полиамидной системой ЛКП N 104. После полной полимеризации ЛКП определялась адгезия начальная и после увлажнения в течение 1, 3, 7, 10 суток. Результаты испытаний покрытий, полученных по примеру N 1 и аналогичных ему N 2 и N 3, приведены в таблице. Как следует из таблицы, адгезия серийных систем ЛКП к анодно-окисному покрытию до увлажнения и после увлажнения в течение 7 суток высокая и равна 1 баллу. На образцах, выполненных по прототипу, за этот же срок испытаний адгезия снижается до 3-4 баллов. За время испытаний (360 суток) в условиях искусственного тропического климата разрушений ЛКП не наблюдалось, а на образцах по прототипу разрушение ЛКП через 30 суток испытаний составляет 5% а через 360 суток 60% Предел выносливости сплава при образовании покрытия по предлагаемому способу снижается на незначительную величину 0,5-3% в случае образования покрытия по прототипу снижение предела выносливости составляет 40%
Применение предлагаемого способа повысит эксплуатационную надежность работы деталей из магниевых сплавов в изделии, т.к. покрытие обладает высокими адгезионными и защитными свойствами. Способ позволяет исключить операцию нейтрализации, сократив, таким образом, технологический цикл получения покрытия. Также преимуществом предложенного способа является исключение применения биологически жестких соединений фенола, фтористых и хромовых солей не только в растворе анодирования, но и в операции нейтрализации, что позволяет улучшить экологическую обстановку, уменьшив количество производственных выбросов. Кроме того, предложенный режим анодирования исключает использование переменного тока и высоких напряжений, что приведет к меньшим затратам электроэнергии и улучшит условия труда и техники безопасности в цехе.

Формула изобретения

СПОСОБ ОБРАБОТКИ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ ПЕРЕД НАНЕСЕНИЕМ ЛАКОКРАСОЧНОГО ПОКРЫТИЯ, включающий обезжиривание, анодное окисление в электролите, содержащем натрий кремнекислый, и сушку, отличающийся тем, что, с целью упрощения и снижения токсичности процесса, повышения адгезии и защитных свойств покрытия при сохранении усталостных характеристик магниевого сплава, анодное окисление ведут при постоянном токе плотностью 0,5 5,5 А/дм², напряжении 4 50 В, при температуре 18 60^oС и продолжительности 10 - 40 мин в электролите, дополнительно содержащем натрий пирофосфорнокислый и аммоний фосфорнокислый при следующем соотношении компонентов, г/л:
Натрий кремнекислый 20 200
Натрий пирофосфорнокислый 5 70
Аммоний фосфорнокислый 3 20

РИСУНКИ

Рисунок 1