Раствор для уплотнения анодноокисного покрытия алюминия и его сплавов
Авторы патента:
Изобретение относится к химической обработке металлов и сплавов, в частности алюминия и сплавов на его основе. Разработан экологически чистый раствор для уплотнения анодноокисного покрытия алюминия и его сплавов. Раствор содержит, г/л, таннид и/или экстракт растительных дубильных веществ 5 - 50; бензотриазол 0,0001 - 0,0005 и однозамещенный фос- фат натрия 0,02 - 2,0 . Раствор не требует очистных сооружений, может использоваться для обеззараживания стоков. Уплотнение покрытия в этом растворе обеспечивает высокий уровень защитных свойств, дает устойчивые золотисто-коричневые покрытия с возможностью контроля металлургических и технологических дефектов. 1 табл.
Изобретение относится к химической обработке металлов и сплавов, в частности алюминия и сплавов на его основе.
Покрытия, формируемые на алюминии и его сплавах при анодном окислении, в большинстве случаев обладают значительной (до 60%) регулярной пористостью. Во всех отраслях промышленности, где используется алюминий и его сплавы, анодноокисные покрытия уплотняют для повышения их защитных свойств. Известен раствор для уплотнения, содержащий бихромат калия 40 - 60 г/л и остальное вода [1]. Уплотнение анодноокисного покрытия в этом растворе приводит к его окрашиванию и обеспечивает высокую коррозионную стойкость деталей. Однако известно, что хромовые соли, в том числе бихромат калия, оказывают токсическое воздействие на работающих и создают угрозу окружающей среде. Шестивалентные соединения хрома наиболее ядовиты (1-й класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76). Они вызывают изъязвления при вдыхании аэрозолей (предельно-допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны 0,01 мг/м3), хромовые соединения оказывают также общетоксическое действие на окружающую среду и человека. ПДК бихромата калия в воде составляет 0,05 мг/м3. В процессе эксплуатации хромовые соли вымываются из покрытия, что не позволяет применять такие детали в медицине, пищевой и других отраслях промышленности. В качестве прототипа использовано уплотнение анодноокисных покрытий в воде при 95 - 100oC [2]. Механизм уплотнения в воде представляется как сужение и закрытие части пор вследствие гидратации при температуре выше 80oC и закупорка оставшихся пор в результате химической адсорбции и ионов гидроксила. Уплотнение аноднокислых покрытий в воде - это экологически чистый процесс, однако такое уплотнение не позволяет обеспечить высокий уровень коррозионной стойкости алюминиевых сплавов, требующийся для всеклиматических условий эксплуатации и эксплуатации в различных рабочих агрессивных средах. Кроме того, анодноокисное покрытие после уплотнения его в воде остается бесцветным, прозрачным, визуально не контролируется и не позволяет выявлять различного рода дефекты, что является существенным недостатком и в большинстве случаев неприемлемо. Технической задачей изобретения является создание раствора для уплотнения анодноокисного покрытия с высокими защитными свойствами, достаточными для надежной эксплуатации технических средств, изготавливаемых из алюминия и его сплавов, и различных климатических условиях, в контакте с морской водой, в контакте с продуктами питания, с воздухом для дыхания, с водой для сангигиены и т. д. Раствор для уплотнения должен быть безопасным для работающих и окружающей среды, его отходы можно сливать без обязательного использования очистных сооружений. Операция уплотнения покрытий должна обеспечивать получение устойчивых окрашенных покрытий для возможности визуального контроля металлургических и технологических дефектов. Предлагаемый раствор имеет следующий состав, г/л: Таннид (Т) и/или экстракт дубильный растительный - 5 - 50 Бензолтриазол (БТА) - 0,0001 - 0,0005 Однозамещенный фосфат натрия - 0,02 - 2,0 Вода - До 1 л Предлагаемый раствор отличается от известного тем, что в воду добавляется таннид и/или дубильное вещество растительного происхождения, которое в порах анодноокисной пленки при 95 - 100oC, взаимодействуя с алюминием и легирующими компонентами алюминиевых сплавов, образует устойчивые комплексные соединения, уплотняющие анодную пленку, повышающие ее защитные свойства и придающие покрытию золотисто-коричневую окраску. В присутствии бензотриазола и однозамещенного фосфата натрия эффективность покрытия для защиты от коррозии алюминия и его сплавов значительно возрастает, за счет так называемого синергетического эффекта. Пример осуществления. Предварительно анодированные в растворе серной кислоты листы из сплава Д16Т погружают в раствор, содержащий 20 г/л таннида, 0,0001 г/л бензотриазола, 0,02 г/л однозамещенного фосфата натрия, остальное вода при 95oC, и выдерживают в растворе в течение 20 мин. Затем вынимают из раствора, промывают в проточной воде и высушивают в сушильном шкафу при 50oC. Полученное покрытие имеет равномерную золотисто-коричневую окраску, испытание таких образцов в камере солевого тумана (98% влажность, температура 35oC, периодическое разбрызгивание 5%-ного раствора хлористого натрия в течение 7 мин, пауза 23 мин) показало, что покрытие обладает высокими защитными свойствами: в течение 90 суток испытаний на образцах размером 100x50x2 мм появилось несколько точечных коррозионных поражений, в основном по кромкам. Начало появления коррозии 40 суток. Аналогичная технология рекомендуется и для других концентраций раствора, указанных в таблице. Результаты уплотнения аноднооксидного покрытия листов толщиной 2 мм сплава Д16Т в предлагаемом растворе (таблица) показывают, что таннид и/или экстракт дубильный растительный при содержании 5 - 50 г/л в присутствии БТА (0,0001 - 0,0005 г/л) и однозамещенного фосфата натрия в количестве 0,02 - 2,0 г/л приводят к образованию золотисто-коричневых покрытий, обладающих высокими защитными свойствами, значительно превышающими защитные свойства покрытия, уплотненного в воде (прототип). Результаты уплотнения анодноокисного покрытия в растворе с запредельными концентрациями компонентов показывает, что уменьшение концентраций таннида, БТА и однозамещенного фосфата натрия за пределы нижних соответствующих концентраций приводят к снижению защитных свойств покрытия (поражение образцов коррозией возрастает до 30%), кроме того, образуется слабо окрашенное покрытие с недостаточной способностью выявлять дефекты. Увеличение концентраций таннида, БТА и однозамещенного фосфата натрия за пределы верхних соответствующих концентраций приводит к образованию нерастворимого осадка в растворе уплотнения, на образцах возникает трудноснимаемый налет. Таким образом, предложенный раствор для уплотнения обладает высокими защитными свойствами, позволяет выявлять металлургические и технологические дефекты, является экологически чистым, не требует использования очистных сооружений, может применяться как антисептическое средство для обеззараживания стоков. Литература 1. Применение алюминиевых сплавов. - Сб. Алюминиевые сплавы. Металлургия, 1973, с. 373. 2. Синявский В.С. и др. Коррозия и защита алюминиевых сплавов. - М.: Металлургия, 1986, с. 325.Формула изобретения
Раствор для уплотнения анодно-окисного покрытия алюминия и его сплавов, содержащий воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит таннид и/или дубильный растительный экстракт, бензотриазол и однозамещенный фосфат натрия при следующем соотношении компонентов, г/л: Таннид и/или дубильный растительный экстракт - 5 - 50 Бензотриазол - 0,0001 - 0,0005Однозамещенный фосфат натрия - 0,02 - 0,2
Вода - До 1 л
РИСУНКИ
Рисунок 1QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения
Лицензиар(ы): Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов"
Вид лицензии*: НИЛ
Лицензиат(ы): Открытое акционерное общество Государственное машиностроительное конструкторское бюро "Радуга" им. А.Я.Березняка"
Договор № РД0018172 зарегистрирован 06.02.2007
Извещение опубликовано: 20.03.2007 БИ: 08/2007
* ИЛ - исключительная лицензия НИЛ - неисключительная лицензия
QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения
Лицензиар(ы): Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов"
Вид лицензии*: НИЛ
Лицензиат(ы): Федеральное государственное унитарное предприятие "Экспериментальный машиностроительный завод имени В.М. Мясищева"
Договор № РД0037033 зарегистрирован 06.06.2008
Извещение опубликовано: 20.07.2008 БИ: 20/2008
* ИЛ - исключительная лицензия НИЛ - неисключительная лицензия
Похожие патенты:
Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для получения склеиваемых металлических подложек с коррозионностойким покрытием, обладающим стойкостью к окислению и усталостной прочностью
Способ получения покрытий // 2354759
Изобретение относится к области обработки поверхностей изделий и может использоваться в машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности
Изобретение относится к области формирования защитных износо- и коррозионно-стойких покрытий на деталях из алюминия и его сплавов
Способ получения покрытий // 2495161
Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к электрохимическому оксидированию в растворах электролитов, и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности. Способ включает оксидирование изделий из алюминия и его сплавов в кислых растворах в течение 30-50 мин, дальнейшую выдержку в кипящем водном растворе едкого натра 0,2-0,4 г/л в течение 40-50 мин и последующий нагрев, при этом в качестве растворителя в кислых растворах используют деионизированную воду, а последующий нагрев осуществляют в три приема, при этом сначала изделия нагревают до температуры 260-270 °С и выдерживают в течение 3-5 минут, затем нагревают до температуры 460-470 °С и выдерживают в течение 3-5 мин, а далее нагревают до температуры 530-545 °С и выдерживают в течение 8-15 мин. Технический результат - увеличение толщины покрытий не менее чем на 10%, повышение их электрического сопротивления не менее чем на 8%, повышение их коррозионной стойкости в нейтральных и кислых средах не менее чем на 5%, сокращение времени выдержки изделий с покрытиями при нагреве примерно на 50%. 1 табл., 1 пр., 1 ил.
Изобретение относится к титановым лопаткам большого размера последних ступеней паротурбинных двигателей. Лопатка содержит сплав на основе титана и имеет переднюю кромку, включающую оксид титана, содержащий поры и верхний герметизирующий слой, заполняющий поры, выбранный из группы, состоящей из хрома, кобальта, никеля, полиимида, политетрафторэтилена и сложного полиэфира. Рассмотрен способ изготовления такой лопатки и изделие, включающее сплав на основе титана и содержащее переднюю кромку. Изобретение обеспечивает повышение долговечности, и уменьшение потерь от эрозии, и высокую экономическую эффективность. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.
Изобретение относится к химической промышленности, а именно к гальваническому производству. Способ изготовления коррозионно-стойкого покрытия на металлической поверхности, преимущественно для трущихся контактных поверхностей деталей из алюминиевых сплавов, включает подготовку поверхности: обезжиривание, травление, осветление; формирование анодной пленки и ее обработку фторсодержащим поверхностно-активным веществом эпилам. Обработку анодной пленки поверхностно-активным веществом проводят в три слоя, при этом выдерживают 15-20 мин после нанесения первого и второго слоя, а после нанесения третьего слоя проводят термостатирование покрытия при температуре 115-125°С в течение 60 мин. Технический результат заключается в улучшении триботехнических свойств за счет трехслойного нанесения поверхностно-активного вещества типа эпилам по предлагаемой технологии. 2 табл., 1 ил., 1 пр.
Изобретение относится к технологии получения декоративных покрытий при окраске металлических изделий в различные цвета и создания высокотехнологичных оптоэлектронных устройств с применением элементов, способных отражать или пропускать свет с определенной настраиваемой длиной волны. Способ получения декоративного покрытия с изменяющимся цветом при изменении угла наблюдения заключается в формировании одномерного фотонного кристалла с фотонной запрещенной зоной в видимом диапазоне с помощью анодирования поверхности вентильного металла или сплава на его основе с содержанием вентильного металла не менее 50% при циклически изменяющихся параметрах: тока и напряжения, причем каждый цикл состоит из двух стадий: на первой стадии анодирование проводят при стабилизации тока в интервале от 0,1 до 50 мА/см2 в течение времени, обеспечивающего протекание заряда от 0,05 до 5 Кл/см2; на второй стадии анодирование проводят при стабилизации напряжения, повышая его от значения напряжения в конце первой стадии до значения, лежащего в диапазоне от 10 до 200 В, с уменьшающейся скоростью подъема напряжения от 5 В/с до 0 В/с, и выдерживают при этом значении в течение времени, обеспечивающего протекание заряда от 0,05 до 5 Кл/см2, обеспечивая соотношение максимального напряжения на второй стадии к минимальному напряжению на первой стадии более 1,4, при этом металлическая поверхность в процессе получения декоративного покрытия служит в качестве анода, а в качестве катода используют инертный материал, при этом заряд анодирования на первой и второй стадиях сокращают на 0,01-10% на каждом последующем цикле анодирования, количество которых лежит в интервале от 20 до 300. Изобретение позволяет получать цветные декоративные покрытия высокого качества простым и воспроизводимым способом, характеризующимся безопасностью и экологичностью за счет исключения из технологии ядовитых веществ. 8 з.п. ф-лы, 10 ил., 2 табл., 5 пр.
Изобретение относится к производству полосы, изготовленной из алюминия или алюминиевого сплава. Осуществляют обезжиривание и анодирование поверхности полосы посредством ее погружения в ванну с кислотным электролитом и приложения переменного тока для образования оксидного слоя на поверхности полосы. Наносят на поверхность полосы пассивирующий слой посредством процесса покрытия рулонного проката без промывки. В результате улучшается коррозионная стойкость полосы. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.
