Электролит для анодирования алюминиевых литейных сплавов

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (l t) 945256 (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 29.10. 80 (21) 3003486/22-02 с присоединением заявки .% (23) П риоритет

Опубликовано 23.07.82. Бюллетень №27

Дата опубликования описания 23.07.82 (5l )M. Кл.

С 25 D 11/06

Гооударстеенный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК621. 357. . 8(088. 8) (72) Авторы изобретения

В,В.Николаев и Е.Г.Рябчеева (71 ) За я в и тел ь (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ АНОДИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ

ЛИТЕЙНЫХ СПЛАВОВ

2"4

Серную кислоту

Щавелевую кислоту

Сульфосалициловую кислоту

27 33

90-110

Изобретение относится к электралитическому нанесению оксидных покрытий (пленок), в частности, к анодированию алюминиевых литейных сплавов с высоким содержанием кремния (до 1Я), например сплава АЛ-2, и может быть использовано в. приборостроительной, машиностроительной и других отраслях промышленности с целью придания изделиям высоких износостойких и защитных свойств.

Известен электролит для анодиро" вания алюминиевых сплавов, содержащий серную кислоту и моноэтаноламин (1 ).

Однако данный электролит предназначен для анодирования деформируемых сплавов типа АМЦ, АМГ-2, В-9 и Д16 и в нем не получают качественных оксидных покрытий при аноди- го ровании литейных сплавов, Кроме то-. го, адсорбционная способность моноэтаноламина ниже чем у ди- и триэтаноламина, так как молекулы пос2 ледних имеют большее число полярных группировок способных образовывать с поверхностью оксида прочные связи.

Тем самым в их присутствии обеспечивается более надежная защита оксидного слоя от его растворения под действием активных агентов электролита, чем в присутствии моноэтаноламина. В результате возрастает микротвердость и толщина покрытия.

Наиболее близким. к изобретению является известный электролит для анодирования алюминиевых литейных сплавов, содержащий, г/л:

Анодирование в этом электролите ведут при 10-78 С.и плотности тока

2 А/дм (.23.

945256

Аминоспирт, выбранный иэ группы, включающий моно- ди- и триэтэ оламин

3 50

Показатели

Состав известный предлагаемый

2 3

Серная кислота (й = 1,84), г/л 2-4

180

250

27-33

Однако данный электролит не поз воляет получать покрытия с высокой твердостью и значительной толщины (износостойкие покрытия)на изделиях из литейных алюминиевых сплавов, содержащих кремния до 13/ (сплав

АЛ-2).

Это обусловлено тем, что процесс образования оксидного покрытия сводится к тому, что оксидная пленка растет в направлении к металлу и растворяется в направлении к электролиту при условии, что скорость роста оксида больше скорости его растворения. В результате растворения оксида алюминия поверхностный (к электролиту) слой обогащается дисперсным кремнием, что приводит к образованию покрытий с низкой твердостью, не способных надежно защищать изделие от механического износа при работе на трение.

Снижение активности электролита (уменьшение концентрации сильной кислоты или использование более слабых кислот) приводит к гидратированию внутренних слоев оксидной пленки и прекращению доступа электролита к поверхности металла, а следовательно, и к прекращению образования оксида.

В результате этого не удается получить покрытия значительной толщины и твердости, т.е. покрытия, обладающие высокой иэносостойкостью, Целью изобретения является повышео ние иэносостойкости оксидных покрытий, Поставленная цель достигается тем, что электролит, содержащий серную и щавелевую кислоты, дополнительно содержит аминоспирт, выбранный из группы, включающий моно-, ди- и триэтаноламин при следующем соотношении компонентов, г/л:

Серная кислота 10-250

Цавелевая кислота 3-25

Щавелевая кислота, r/è

Процесс анодирования проводят при 5-18 С, плотности тока 2-5 А/дм ,и начальном напряжении 18-20 В (конечное напряжение — до 120 В определяется заданной толщиной оксидного покрытия) с использованием в качестве катода нержавеющей стали марки

12Х18Н9Т или свинца, Введение в электролит для анодного окисления аминоспиртов, обладающих высокой адсорбционной способностью к оксиду алюминия, приводит к практически полному подавлению про20 цесса растворения образующегося в процессе электролиза оксидного слоя (вследствие пассивации его поверхности адсорбированными аминоспиртами) и позволяет получать твердые покры25 тия на изделиях из литейных алюминиевых сплавов с высоким содержанием кремния, а также на изделиях из алюминия и его сплавов.

Увеличение в электролите содержания серной кислоты и уменьшение щавелевой кислоты повышает электропроводность электролита, в т.и. и в порах оксидной пленки, что позволяет ! повысить анодную плотность тока и тем самым увеличить скорость процесса образования оксида.

Перед анодированием иэделия сначала обезжиривают в растворе, содержащем 10 г/л едкого натра, 25 г/л тринатрийфосфата и 26 г/л жидкого о о стекла, при 50 С в течение 5 мин, о а затем травят при 20 С в течение

2 мин в растворе, содержащем 130 г/л плавиковой и 650 г/л азотной кислот.

Состав электролита режим и ре1 зультаты анодирования представлены в таблице.

945256

Показатели

Состав

Предлагаемый

Известный

2 3

50

90-110

Температура, о С

11+1

11+1

18- 20

18-20

1 8-20

18-20

100

100

100

100

115

115

24

22

620

630

580

115

45

Моноэтаноламин, г/л

Диэтанол амин, г/л

Триэтаноламин, г/Л

Сульфосалициловая кислота, г/л т

Плотность тока, A/äè

Начальное напряжение, В

Конечное напряжение, В

Продолжительность, мин

Толщина покрытия, мкм

Микротвердость, кгс/мм

В случае необходимости получения покрытий с большей твердостью и толщиной понижают температуру электролита и увеличивают время анодирования.

Например, проведение процесса анодирования в электролите с добавкой триэтаноламина при анодной плотности тока 5 А/дм и температуре электролита 5-8 С в течение о

60 мин обеспечивает получение оксидных покрытий толщиной 36-40 мкм с микротвердостью 650-660 кгс/мм .

Таким образом, изобретение позволяет значительно повысить износостойкость оксидных покрытий на литейных сплавах с высоким содержанием кремния по сравнению с покрытиями, полученными в известном электролите, что обеспечивает надежную защиту иэделий от механического износа при их работе на трение.

Кроме того, исключение из состава электролита дорогостоящей сульфосалициловой кислоты и уменьшение содержания щавелевой кислоты приво6

Продолжение таблицы дит к снижению стоимости всего про" цесса, а возможность использования более высоких плотностей тока приводит к интенсиФикации процесса анодирования.

Формула изобретения

Электролит для анодирования алюминиевых литейных сплавов, преимуще-. ственно с высоким содержанием крем" ния, содержащий серную и щавелевую кислоты, отличающийся тем, что., с целью повышения иэносостойкости оксидных покрытий, он дополнительно содержит аминоспирт, выбранный иэ группы, включающий моно-, ди- и триэтаноламин при следующем соотношении компонентов, г/л:

Серная кислота 10-250

Щавелевая кислота 3-25

Аминоспирт, выбранный иэ груп-. пы, включающий моно-, ди- и триэтаноламин

Составитель В. Бобок

Техред К. Иыцьо Корректор Е, Рошко

Редактор Н.Гунько

Заказ 5269/38 Тираж 686 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пименова К.Н. и др. О влиянии моноэтаноламина на процесс анодирования сплавов алюминия. — "Журнал

cI 45256 8 прикладной химии" 1975, т, 13, Ь 9, с. 19?1-1974.

2. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Операции технологических процессов получения покрытий, ГОСТ 9.047-75.