Способ изготовления коррозионно-стойкого покрытия



Способ изготовления коррозионно-стойкого покрытия
Способ изготовления коррозионно-стойкого покрытия
Способ изготовления коррозионно-стойкого покрытия

 


Владельцы патента RU 2604625:

Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" (RU)

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 химической промышленности, а именно к гальваническому производству.

В современной триботехнике возникает необходимость повышения износостойкости и снижения коэффициента трения. Анодно-окисное покрытие формируется в процессе травления в кислотном растворе, когда скорость нарастания анодной пленки превышает скорость электрохимического травления. Поверхность анодного покрытия обладает шероховатостью и наличием «вакансий» для дополнительной обработки, например, методом хроматирования, что не в полной мере удовлетворяет техническим требованием для трущихся контактных поверхностей. Увеличение технических требований к изделиям, связанных с продлением гарантийных сроков до 25-30 лет хранения, приведет к необходимости повышения количественной характеристики по химической стойкости анодного покрытия.

Известен способ комплексной защиты глазурованных, керамических, металлических поверхностей от утечек электрического тока, коррозии и гидрофабизации (заявка на патент РФ №2013135782). Однако в данном способе предусмотрено нанесение пленки на основе продукта эпилама на поверхности, не имеющие электроосажденных покрытий с хроматным или водным наполнением, что является существенным отличием.

Наиболее близким способом анодного окисления деталей из алюминиевых сплавов является способ, описанный в патенте РФ №2114219. Этот способ заключается в нанесении анодной пленки на алюминий и наполнение этой пленки раствором, содержащим таннид, бензотриазол и однозамещенный фосфат натрия. Основным недостатком этого способа является то, что бензотриазол, как поверхностно активное вещество, не растворяется в воде, так же бензотриазол не является веществом, повышающим антикоррозионные свойства алюминия, и не повышает износоустойчивость, и не снижает коэффициент трения, необходимый для лучшего скольжения трущихся контактных поверхностей.

Задачей данного изобретения является улучшение триботехнических свойств при одновременном обеспечении эффективной защиты изделия от коррозии.

Технический результат заключается в улучшении триботехнических свойств за счет трехслойного нанесения поверхностно-активного вещества типа эпилам по предлагаемой технологии.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления коррозионностойкого покрытия на металлической поверхности, преимущественно для трущихся контактных поверхностей деталей из алюминиевых сплавов, включающем подготовку поверхности: обезжиривание, травление, осветление; формирование анодной пленки и ее обработку фторсодержащим поверхностно-активным веществом эпилам, обработку анодной пленки фторсодержащим поверхностно-активным веществом проводят в три слоя, при этом выдерживают 15-20 минут после нанесения первого и второго слоя, а после нанесения третьего слоя проводят термостатирование покрытия при температуре 115-125°С в течение 60 мин.

Для нанесения на металлическую поверхность фторсодержащего поверхностно-активного вещества эпилам оптимально выбраны три слоя, так как при нанесении двух слоев коэффициент трения снижается с 0,55 до 0,50, и химическая стойкость не увеличивается, что является технологически не удовлетворительным, а при нанесении четырех слоев коэффициент трения равен коэффициенту трения при нанесении трех слоев, при этом химическая стойкость возрастает незначительною. Следовательно, три слоя пленки эпилама обеспечивают оптимальное качество для повышения защитных свойств и снижения коэффициента трения. Результаты приведены в таблице 1.

Временной интервал 15-20 минут между нанесением первого и второго, второго и третьего слоев фторсодержащего поверхностно-активного вещества эпилам обеспечивает формирование на твердой поверхности мономолекулярного слоя определенным образом ориентированных молекул эпилама, что радикально меняет энергетические параметры металлической поверхности и образуют хемосорбиционную связь, что оптимальным образом снижает коэффициент трения защитного покрытия.

Время выдержки алюминиевых пластин в термостате 60 мин, так как оно является оптимальным для полного проникновения эпилама в поры анодной пленки, меньшее время не дает такого эффекта, а большее время будет экономически и технологически не выгодным.

Температурный интервал термостатирования 115-125°С обеспечивает полное высыхание эпилама и сцепление его с поверхностью анодной пленки, меньшая температура не даст такого результата, а большая температура неудовлетворительна экономически и технологически.

Анодная пленка с обработкой эпиламом и без обработки подвергается контролю на химическую стойкость по методике, описанной в ОСТ 92-1436-81 (п. 4.4.4). Методика заключается в капельном нанесении раствора, состоящего из HCl (кислота соляная) и K2Cr2O7 (калий двухромовокислый) на поверхность изделия. Изменение цвета капли от желтого к зеленому не должно происходить в течение 4 мин при температуре 18-21°С и 2 мин при температуре 22-26°С. Анодная пленка подвергается контролю на коэффициент трения по ГОСТ 27492-87 с использованием пружинного динамометра. Результаты исследований определения химической стойкости и коэффициента трения представлены в таблице 2.

Эффективность технологии эпиламирования, применяемой в производстве, доказана нанометрическими исследованиями технологий обработки и упрочнения материалов. Снижение поверхностной энергии твердых тел и повышение износостойкости достигается эпиламированием - процессом нанесения фторсодержащего поверхностно-активного вещества (ПАВ) на поверхность твердого тела. При эпиламировании на твердой поверхности формируется мономолекулярный слой определенным образом ориентированных молекул эпилама, который радикально меняет энергетические параметры поверхности. С металлическими поверхностями эпилам образует хемосорбиционную связь. Обеспечивается равномерное удержание жидкости на поверхности твердых тел. Эпиламы гарантированно выдерживают температуру эксплуатации от -269°С до +520°С, что позволяет применять данный материал в узлах трения машин и для гидрофобизации поверхности металлических и неметаллических изделий. Сформировавшаяся после адсорбционно-химического процесса на поверхности пленка обладает высокими гидрофобизирующими свойствами, высокой химической стабильностью, высокой термической стойкостью и рядом других положительных качеств, в том числе способностью защитить контактирующие поверхности от окисления и истирания.

Анализ результатов исследований, представленных в таблице 2, показывает, что показатель химической стойкости и коэффициента трения анодированного покрытия с покрытием эпиламом выше, по сравнению с базовым вариантом и стабилизируются по истечении 24-30 часов после термостатирования. Таким образом, эффективность представленного способа является достоверно подтвержденной.

На чертеже изображено анодное покрытие, где 1 - пластины из алюминиевого сплава (например, Д16, АМГ6), 2 - анодная пленка, 3 - трехслойное покрытие с применением эпилама.

Пример изготовления защитного покрытия.

Пластины 1 из алюминиевого сплава (Д16, АМГ6) обезжиривают х/б салфеткой, смоченной органическим растворителем - нефрас С2-80/120 или С3-80/120, и сушат на воздухе или сжатым воздухом.

Затем пластины травят в растворе гидроксида натрия (NaOH) - 40-60 г/л и фторида натрия (NaF) - 40-50 г/л, при температуре 50-70°С в течение 5-15 мин, после чего изделия промывают в теплой воде 40-59°С в течение 20 с, а затем в холодной проточной воде не менее 20 с.

Далее пластины осветляют в растворе азотной кислоты (HNO3) - 300-400 г/л при температуре 15-30°С в течение 1-2 мин, затем изделия промывают в холодной воде не менее 20 с.

Затем пластины из сплава Д16 подвергают анодированию в растворе серной кислоты (H2SO4) - 180-230 г/л, сульфата алюминия (Al2(SO4)3) - 10-15 г/л, щавелевой кислоты (Н2С2О4) - 15-17 г/л при температуре 15-22°С в течение 25-60 мин, а пластины из сплава АМГ6 анодируют в растворе хромового ангидрида (CrO3) - 50-95 г/л при температуре 30-40°С в течение 25-60 мин, затем промывают детали в холодной воде не менее 20 с, получается анодная пленка 2.

После анодировния пластины из сплава Д16 пропитывают в растворе хромового ангидрида (CrO3) - 50-92 г/л при температуре 15-22°С в течение 10-12 мин, а пластины из сплава АМГ6 пропитывают в воде при температуре 90-98°С в течение 20-30 мин;

Далее пластины пропитывают эпиламом «Эфрен-К» (марка Б2 ТУ 6-02-2-929-87), или 6СФК-180-05 (ТУ 6-02-1229-82), или «Трибоконцентрат» (ТУ 2412-002-13868195-2012), или «СФК-20» (ТУ 2412-002-13868195-2012), или «СФК-05» (ТУ 2412-002-13868195-2012). Эпилам наносят кистью в три слоя 3 с промежутком в 15 мин между нанесением первого и второго, второго и третьего слоев.

Покрытие термостатируют в течение 1 часа при температуре 125°С. Полученное покрытие показано на чертеже.

Предлагаемое изобретение улучшает триботехнические свойства покрытия, а также благодаря присутствию в составе эпилама ионов фтора способствует (при наличии минимизации толщины) дополнительной адсорбции на анодной поверхности и после термостатирования - снижению коэффициента трения и создает гидрофобный эффект.

Способ изготовления коррозионно-стойкого покрытия на металлической поверхности, преимущественно для трущихся контактных поверхностей деталей из алюминиевых сплавов, включающий подготовку поверхности: обезжиривание, травление, осветление; формирование на ней анодной пленки и обработку пленки фторсодержащим поверхностно-активным веществом эпилам, отличающийся тем, что обработку анодной пленки фторсодержащим 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.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к электрохимическому оксидированию в растворах электролитов, и может быть использовано 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. .

Изобретение относится к области обработки поверхностей изделий и может использоваться в машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности. .
Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для получения склеиваемых металлических подложек с коррозионностойким покрытием, обладающим стойкостью к окислению и усталостной прочностью.

Изобретение относится к химической обработке металлов и сплавов, в частности алюминия и сплавов на его основе. .

Изобретение относится к теплоизоляционным покрытиям, наполненным полыми микросферами, для теплоизоляции и защиты от коррозии различных поверхностей трубопроводов и резервуаров.

Изобретение относится к противокоррозионным цинксиликатным краскам и может быть использовано в нефтехимической промышленности, сельском хозяйстве, строительстве, энергетике, добыче полезных ископаемых, железнодорожном, речном и морском транспорте, а также на объектах военного и космического назначения в качестве как самостоятельного покрытия, так и грунтовки в сочетании с традиционными лакокрасочными материалами в комплексных системах защиты.

Изобретение относится к области полимерных композиций на основе модифицированных эпоксидных олигомеров, а именно к составам адгезионных и антикоррозионных грунтовочных покрытий, применяемых для защиты деталей и агрегатов из алюминиевых, магниевых сплавов и сталей в системах покрытий, применяемых для защиты авиационной техники.

Иобретение относится к покрытиям, которые можно наносить на субстраты, предназначенные для пищи и напитков. Композиции для покрытия содержат пленкообразующую смолу не на основе бисфенола А и усиливающую адгезию смолу.

Изобретение относится к составам композиций, применяемых в технике для антикоррозионной защиты металлов, и может быть использовано для длительной защиты химического оборудования от воздействия разбавленных и концентрированных кислот и щелочей.

Изобретение относится к металлическому листу с предварительным покрытием для применения в автомобилях, который имеет превосходную пригодность в контактной сварке, коррозионную стойкость и формуемость.
Изобретение относится к композициям для антикоррозийных покрытий, в частности к полимерным покрытиям на основе целлюлозного лака, и предназначено для защиты металлов автомобиля.

Изобретение относится к коррозионно-стойкой композиции покрытия, содержащей наночастицы гидроксида магния, характеризующиеся размером частиц, меньшим чем 200 нм. Композиция может дополнительно содержать термоотверждающуюся пленкообразующую смолу, полученную в результате проведения реакции между полиамином и эпоксифункциональным полимером.
Изобретение относится к композиции для наружного антикоррозионного защитного покрытия стальных изделий. Композиция содержит аддукт с активными атомами водорода, являющийся продуктом взаимодействия смеси как минимум двух эпоксидных олигомеров с эпоксидным числом смеси 3,47-4,7 мг·экв./г и ароматического амина - диаминодиэтилтолуола.

Изобретение относится к области полимерных композиций на основе модифицированных олигомеров для защиты конструкций из алюминиевых сплавов, стали и углепластика при температурах эксплуатации от -60°С до 150°С и может быть использовано в авиационной промышленности.

Изобретение относится к медицине. Описан способ получения биосовместимого покрытия на основе магний-замещенного гидроксиапатита, состоящий в предварительной подготовке поверхности медицинского изделия воздушно-абразивной обработкой, электроплазменном напылении подслоя из титана и формировании биоактивного слоя, при этом воздушно-абразивную обработку производят с использованием порошка дисперсностью 250-300 мкм в течение 5 мин, электроплазменное напыление подслоя из порошка титана с дисперсностью 100-150 мкм производят в течение 10-12 с при токе дуги 300 А с дистанции напыления до 150 мм и расходе плазмообразующего газа 20 л/мин, электроплазменное напыление порошка Mg-ΓΑ с дисперсностью до 90 мкм производят в течение 6-8 с при токе дуги 300 А с дистанции напыления до 50 мм и расходе плазмообразующего газа 20 л/мин.
Изобретение относится к способам маркировки изделий, в частности культурных ценностей, а именно картин, скульптур, книг, антикварных изделий, с последующей их идентификацией и может быть использовано для защиты культурных ценностей от подделки, подлога и фальсификации.

Изобретение относится к металлическому листу с предварительным покрытием для применения в автомобилях, который имеет превосходную пригодность в контактной сварке, коррозионную стойкость и формуемость.
Наверх