Способ подготовки поверхности магниевых сплавов под контактную сварку

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИДЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п>885354 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 30.10.79 (21) 2835470/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Р1 М К„з

С 2 3 F 7/26//

С 25 F 1/00

Государственный комитет

СССР ио дедам изобретений и открытий

Опубликовано 30.1181,Бюллетень Мо 44 (53) УДК 620.197. .2 (088.8) Дата опубликования описания 30.11.81

72) Авторы (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ МАГНИЕВЫХ

СПЛАВОВ ПОД КОНТАКТНУЮ СВАРКУ

Изобретение относится к подготовке поверхности магниевых сплавов, в частности, под контактную точечную и шовную сварку и может быть исполь.зовано в авиа- и ракетостроении.

Для получения высокочастотных сварных соединений необходимо обеспечить низкие и стабильные контактные сопротивления, что достигается приме- 10 нением специальных методов подготовки поверхности. Критерием -оценки любого способа подготовки поверхности под контактную сварку является величина контактного сопротивления и число сварок без зачистки электродов.

Величина контактного сопротивления должна находиться непосредственно -:

° после подготовки в пределах 2080 ИкОм, а после выдержки образцов в течение 5 сут не превышать 150 МкОм 20

Число сварок без зачистки электро-. дов - не менее 100 точек.

Известен способ подготовки поверхности магниевых сплавов под контактную сварку, включающий предварительное обезжиривание и обработку в растворе, содержащем 150-200 г/л хромового ангидрида, 25-35 г/л азотнокислого натрия, 2-3 г/л фтористого кальция. З0

Температура раствора комнатная, вре-мя проведения процесса 0,5-2 мин (1j.

В этом растворе одновременно протекают три процесса, травление для снятия старой хроматной пленки, снятие естественной окисной пленки, создание новой пассивной пленки. Совмещение этих процессов в одном растворе приводит к быстрому его загрязнению и выходу из строя в течение 5-10 сут, что снижает технико-экономическую эффективность процесса. Кроме того, в этом растворе не удается стабильно получать низкие контактные сопротивления.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ подготовки поверхности магниевых сплавов под контактную сварку, включающий обезжиривание, травление для снятия защитной, пленки в растворе, содержащем, г/л:

Едкий натр 550-700

Азотнокислый натрий 40-70

Азотистокислый натрий 170-250 при 130-140оС в течение 5-50 ч, травление для снятия естественной окисной

885354 пленки и одновременно пассивирование для создания новой пассивной пленки в одном растворе, содержащем хромовый ангидрид 140-220 г/л, при 15-20 С в течение 2-20 мин (23.

Существенным недостатком известного способа является низкое качество подготовки поверхности — получение высоких контактных сопротивлений (180-350 мкОм) и как следствие этого образование дефектных сварных соединений (выплески, трещины и раковины) и низкая технико-экономическая эффективность растворов из-за малой работоспособности.

Цель изобретения — повышение качества подготовки поверхности магниевых сплавов под контактную сварку.

Указанная цель достигается тем, что в способе подготовки поверхнос- ти магниевых сплавов под контактную сварку, включающем обезжиривание, травление для снятия защитной пленки, удаление окисной пленки и пассирование, удаление окисной пленки ведут в растворе, содержащем 30-60 г/л двухромовокислого калия, 60-90 г/л азотной кислоты и 0,2-1,5 г/л сернокислого аммония, при 40-80 С в течение 3-5 мин, а пассавирование — в растворе, содержащем 20-30 г/л хро мового ангидрида и О, 3-1, 8 г/л бифторида аммония, при 50-?О С в течение

15-30 мин. .Пример. Испытаниям подвергают образцы из магниевого сплава мар" ки Г%2-1.,Поверхность деталей сначала обезжиривают в водном растворе следующего состава, г/л:

Тринатрийфосфат 40-60

Едкий натр 10-25

Жидкое стекло 20-30 при 80-90 С в течение 5-15 мин. Затем промывают в горячей проточной воде при .35-50 С в течение 3-5 мин и в холодной проточной воде в течение 35 мин. Старое хроматное покрытие удаляют в растворе ЙаОН с концентрацией

200-300 г/л при 70-90 С в течение

5-15 мин .(по известному способу старое хроматное покрытие удаляют в растворе щелочи с концентрацией

550-700 г/л при 130-140 С). Снижение концентраций и температуры раствора травления в щелочи стало возможным благодаря введению раствора для удаления естественной окисной пленки.

После Обработки в растворе щелочи детали промывают в горячей и холодной воде, а затем травят для удаления естественной окисной пленки в водном растворе следующего состава, г/л.

-Двухромовокисльй калий 30-60

Азотная кислота 60-90

Сернокислый аммоний О, 2-1,5 ттакже не достигается необходимое контактное сопротивление.

Наличие в растворе для удаленйя естественной окисной пленки таких компонентов как двухромовокислый калий и сернокислый аммоний способствует более равномерному травлению. При увеличении концентраций азотной кислоты, двухромовокислого калия и сернокислого аммония выше предлагаемых отмечается неравномерное травление и появление питтингов. Аналогично действует повышение температуры свыше

80 С и времени выдержки более 5 мин.

При снижении концентрации компонентов ниже предлагаемых, равно как и температуры раствора ниже 40 С и времени выдержки менее 3 мин контактное сопротивление превышает допустимый предел, что связано с .неполным удалением естественной окисной пленки. при 60-80оС в течение 3-5 мин. Затем проводят промывку в холодной воде в течение 3-5 мин.

Пассивирование деталей проводят в водном растворе следующего состава, г/л:

Хромовый ангидрил 20-30

Бифторид аммония 0,3-1,8 при 50-70ОС в течение 15 -30 мин. Затем детали промывают в горячей проточной воде в течение 3-5 мин и сушат теплым воздухом, после чего проводят контроль качества подготовки поверхности. Контактное сопротивление на деталях, подготовленных по предлагаемому способу не превышает

25-40 мкОм сразу после обработки и находится в пределах 90-150 мкОм чеч рез 10 сут после обработки. Поверхность деталей светлая, матовая без

20 следов старой хроматной пленки и не имеет затравов. Работоспособность растворов .высокая. Замену требуется проводить только через 8-12 мес, в то время как по известным способам— через 10-20 сут.

Эксперименты с растворами на осно ве серной фосфорной, фтористоводородной, хромовой, азотной кислоты с добавками различных компонентов показывают, что для удаления естественной окисной пленки наиболее целесообразно применение растворов, содержащих азотную кислоту, двухромово кислый калий и сернокислый аммоний.

Установлено, что если удаление естес венной окисной пленки проводить в др гих растворах с последующим пассированием в растворе хромового ангидри да, то при этом не достигается необходимое контактное, сопротивление.Ес40 ли же проводить обработку только в растворе, содержащем азотную кислоту ,двухромовокислый калий и сернокислый аммоний, без последующей обработки в растворе хромового ангидрида, то

885354

Формула изобретения

Составитель М. щербакова

Редактор В.Петраш Техред И.Голинка Корректор M.Пожо

Заказ 10456/38 Тираж 1051 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Повышение температуры раствора пассивирования выше 700 С и времени выдержки более 30 мин приводит к созданию толстой пассивной пленки с высоким контактным сопротивлением. При снижении температуры раствора пассивирования ниже 50 С и времени выдержки менее 15 мин получается рыхлая пленка, на которой. быстро нарастает контактное сопротивление (за 34 ч после обработки до 180 мкОм); Наличие бифторида аммония в растворе пассивирования с концентрацией

0,3.-1,8 г/л способствует удалению интерметаллидов с поверхности деталей при образовании пассивной пленки. Увеличение концентрации бифторида аммония в растворе пассиыирования более 1,8 г/л приводит к получению нестабильных результатов по величине контактного сопротивления.

Предлагаемый способ позволяет по- 20 высить качество подготовки поверхности под контактную сварку — получать низкие и стабильные контактные сопротивления и, соответственно, качественные сварные соединения, технико- р экономическую эффективность способа подготовки за счет высокой работоспособности растворов; улучшить санитарно-гигиенические условия работы за счет резкого снижения концентраций щелочи и ее температуры в растворе удаления старой хроматной пленки.

При внедрении предлагаемого способа подготовки экономическая эффективность может составить на одном из предприятий отрасли не менее

35 тыс. руб. в год.

Способ подготовки поверхности магниевых сплавов под контактную сварку, включающий обезжиривание, травление для снятия защитной пленки, удаление окисной пленки и пассивирование, отличающийся тем, что, с целью повышения качества подготовки поверхности, удаление окисной пленки ведут в растворе „ со" держащем 30-60 г/л двухромовокислого калия, 60-90 г/л азотной кислоты и

0,2-1,5 г/л сернокислого аммония при 40-80ОС в течение 3-5 мин, а пассивирование — в растворе, содержащем 20-30 г/л хромового ангидрида и

0,3-1 8 г/л бифторида аммония при

50-70 С в течение 15-30 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Магниевые сплавы. Справочник.

М.< "Металлургия", 1978, ч. 2, с. 296.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 101315, кл. С 23 F 1/00, 1955.