Электролит для микродугового оксидирования алюминия и его сплавов


 


Владельцы патента RU 2426823:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова" (RU)

Изобретение относится к электрохимическому формированию оксидных износостойких покрытий на алюминии и его сплавах. Электролит содержит, г/л: гидроксид калия 2-4, силикат натрия 3-8, изопропиловый спирт 15-35, пероксид водорода 50-150 и воду остальное. Повышение толщины оксидного слоя достигается за счет включения в фазовый состав изопропилового спирта и перекиси водорода, которые ускоряют рост оксидной пленки и увеличивают пробивное напряжение. 1 табл.

 

Изобретение относится к электрохимической обработке алюминия и его сплавов и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, приборостроения, авиационной и космической технике.

Известен электролит для микродугового оксидирования алюминия и его сплавов (Патент RU №2229542, МПК 7 C25D 11/08, опубл. 2004), содержащий борную кислоту, гидроксид калия и крахмал при следующем соотношении компонентов:

Борная кислота 20-30 г/л
Гидроксид калия 4-6 г/л
Крахмал 6-12 г/л
Вода остальное

Недостатком данного электролита является возможность получения оксидного слоя сравнительно низкой толщины до 174 мкм за время оксидирования 90-120 минут.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности признаков является электролит для микродугового анодирования алюминия и его сплавов (Патент RU №2147323, МПК 7 C25D 11/06, опубл. 2000), содержащий гидроксид калия, натриевое жидкое стекло, пероксид водорода и оксид меди при следующем соотношении компонентов:

Натриевое жидкое стекло 8-10 г/л
Гидроксид калия 2-3 г/л
Пероксид водорода 6-12 г/л
Оксид меди 10-40 г/л
Вода остальное

Недостатком данного электролита является возможность получения оксидного слоя сравнительно низкой толщины до 145 мкм за время оксидирования 60 минут.

Техническим результатом изобретения является повышение толщины оксидного слоя и снижение времени оксидирования при сохранении микротвердости и коррозионной стойкости.

Сущность изобретения заключается в том, что в электролит для микродугового оксидирования алюминия и его сплавов, в состав которого входят гидроксид калия, натриевое жидкое стекло и пероксид водорода, дополнительно вводят изопропиловый спирт, при этом содержание всех указанных компонентов должно быть в следующих соотношениях, г/л:

Гидроксид калия 2-4
Силикат натрия 3-8
Изопропиловый спирт 15-35
Пероксид водорода 50-150
Вода остальное

Количество изопропилового спирта определяет скорость роста окисной пленки. При содержании спирта менее 15 г/л происходит повышенное газовыделение на обрабатываемой детали. Это препятствует поступлению раствора в поры и ограничивает рост пленки. При содержании спирта свыше 35 г/л происходит разрушение оксидного слоя.

Добавление пероксида водорода повышает пробивное напряжение при образовании микродуги, что интенсифицирует процесс оксидообразования.

При выборе сплава для исследований исходили из того, что данная марка широко используется при изготовлении деталей машин, а также в пищевой промышленности. Образцы для исследования толщины оксидного слоя изготавливали из пластин 10-30-1 мм. В расчет принималась толщина основного слоя после удаления верхнего рыхлого технологического слоя.

Раствор готовили путем растворения в дистиллированной воде необходимого количества гидроксида калия, силиката натрия, изопропилового спирта и пероксида водорода.

Количественный металлографический анализ проводили на комплексе ВидеоТест-металл. В состав комплекса входит следующее оборудование: микроскоп Neophot, телевизионная цифровая камера ProgRes™C10plus, компьютер, принтер. Средняя толщина и микротвердость рабочего слоя из 5 образцов каждой серии в зависимости от составов электролита приведены в таблице.

Таблица
Показатели Аналог Прототип Предлагаемый электролит
Толщина покрытия, мкм 174 145 235
Микротвердость по толщине, ГПа 19-20 18-20 19-20
Время оксидирования, мин 90-120 120 30
Напряжение пробоя, B 375 400-600 450
Температура электролита, °C 25-30 20-60 30-40
Сплав алюминия АМг2 Д16 Д16

Представленные в таблице результаты испытаний позволяют заключить, что максимальная толщина оксидного слоя 235 мкм получена в электролите, содержащем изопропиловый спирт 25 г/л, пероксид водорода 130 г/л. Полученная толщина оксидного слоя на 60-90 мкм больше, чем в известных источниках. Время оксидирования сокращается с 120 минут до 30.

Электролит для микродугового оксидирования алюминия, содержащий гидроксид калия, силикат натрия и дистиллированную воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит изопропиловый спирт и пероксид водорода при следующем соотношении компонентов, г/л:

гидроксид калия 2-4
силикат натрия 3-8
изопропиловый спирт 15-35
пероксид водорода 50-150
дистиллированная вода остальное


 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано в авиационной, машиностроительной и судостроительной промышленности. .
Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к технологии упрочнения седел клапанов методом микродугового оксидирования, и может быть использовано для упрочнения седел клапанов двигателей внутреннего сгорания из алюминиевого сплава.
Изобретение относится к способу восстановления и упрочнения изношенных стальных деталей и направлено на восстановление ресурса деталей и повышение эффективности и надежности их последующей эксплуатации и может быть использовано в машиностроительной, металлургической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для создания пар трения, стойких к изнашиванию. .

Изобретение относится к области нанотехнологии и наноэлектроники, в частности к получению пористых наноматериалов. .

Изобретение относится к электрохимической обработке поверхности металлов и сплавов для формирования на их поверхности коррозионно-, тепло- и износостойких покрытий и придания им защитных диэлектрических и декоративных свойств и может быть использовано в машиностроении, радиоэлектронике, химической промышленности, медицине, авиации.
Изобретение относится к электрохимической обработке изделий из алюминия и его сплавов, а именно к плазменно-электролитическому оксидированию, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения и приборостроения.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для повышения эксплуатационных свойств поверхностей изделий из алюминиевых, в том числе алюминиево-кремниевых сплавов.

Изобретение относится к области электрохимического оксидирования алюминия и его сплавов и может найти применение в приборостроительной и радиоэлектронной промышленности, например, при изготовлении изоляционных деталей приборов контроля и регулирования температуры.

Изобретение относится к восстановлению изношенных деталей и может быть использовано для электрохимического формирования оксидных износостойких покрытий на деталях из алюминия и его сплавов типа поршней при восстановлении и упрочнении изношенных деталей при ремонте машин.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности

Изобретение относится к области нанесения покрытий на алюминий или его сплавы путем плазменного электролитического оксидирования. Способ включает нанесение на алюминиевый сплав оксидного покрытия путем плазменного электролитического оксидирования в водном электролите при наложении переменного тока эффективной плотностью 5-60 А/дм2, при этом дополнительно проводят модифицирующую обработку поверхности алюминиевого сплава в водном растворе, содержащем, г/л: азотную кислоту 450-500 и фтористый натрий 45-50, после чего проводят плазменное электролитическое оксидирование при наложении переменного тока, сформированного последовательностями из анодного и катодного импульсов с временным интервалом между последовательностями, при этом продолжительность каждого импульса составляет 100-250 микросекунд, а длительность временного интервала составляет не менее суммарной продолжительности анодного и катодного импульсов, при этом водный электролит имеет следующий состав, г/л: тетраборат натрия 10-водный 20-50, гидроокись натрия 1-4, натрий молибденовокислый 0,5-2, борная кислота 5-15. Технический результат - получение на высоколегированных алюминиевых сплавах равномерного по толщине износостойкого оксидного покрытия, обладающего повышенными защитными свойствами, на котором поверхностный слой оксида алюминия либо отсутствует, либо обладает малой толщиной, снижение шероховатости поверхности и сокращение трудозатрат на механическое снятие поверхностного слоя. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к электрохимической технологии формирования износостойких, диэлектрических, антикоррозионных и декоративных оксидных или оксидно-керамических покрытий на изделиях из алюминиевых сплавах, в частности для нанесения неорганических покрытий на детали, используемые в авиационной, машиностроительной, химической и строительной отраслях промышленности. Способ включает микродуговое оксидирование детали в щелочно-силикатном электролите при плотностях переменного тока от 8 до 40 А/дм2 микродугового оксидирования, при этом в электролит дополнительно вводят гексацианоферрат щелочного металла и гексаметафосфат щелочного металла при следующих содержаниях компонентов, г/л: щелочь 1-4, гесацианоферрат щелочного металла 5-10; гексаметафосфат щелочного металла 2-4, техническое жидкое стекло с содержанием cтжс=15/m ± 0,25, где m - модуль технического жидкого стекла, при этом после пропускания электричества через один литр электролита в количестве 7,5-8,5 А·ч в него добавляют гексацианоферрат щелочного металла в количестве cд, определяемом из соотношения cд=0,13·cг, где cг и cд - исходное и добавленное содержание гексацианоферрата щелочного металла в щелочно-силикатном электролите, при этом процесс микродугового оксидирования продолжают после окончания роста покрытия и прекращения горения микродуговых разрядов в течение времени τп, которое устанавливают по соотношению: τп=6000/(|i|·|t|)±1, мин, где |i|, |t| - абсолютные значения плотности заданного переменного тока в А/дм2 и температура электролита в °C соответственно. Технический результат - повышение равномерности покрытия по толщине, повышение коррозионной стойкости, адгезии, твердости покрытия и длительности работоспособности электролита при использовании простой установки и высокой производительности процесса. 3 з.п. ф-лы, 2 пр.
Изобретение относится к области формирования защитных антифрикционных износостойких покрытий на деталях из алюминия и его сплавов или на деталях с покрытием из алюминия и его сплавов. Способ включает микродуговое оксидирование детали в электролите, содержащем щелочь 1-4 г/л, жидкое стекло 3-12 г/л и дистиллированную воду - до 1 л, при последовательном чередовании положительных и отрицательных импульсов напряжения с частотой наложения импульсов 50 Гц переменного тока, при этом поверхность детали подвергают несквозной перфорации путем формирования на ней углублений в шахматном порядке диаметром 0,3-0,6 мм, глубиной 0,5-1,3 мм, на расстоянии 0,3-0,6 мм друг от друга, после чего осуществляют микродуговое оксидирование детали в электролите в течение 3-6 ч. Технический результат: повышение надежности и долговечности работы детали. 3 пр.
Наверх