Способ получения пассивной пленки на деталях из алюминиевых сплавов
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ к, авто скому свидетельств
<п971916 (61 ) Допол н ител ьное к а вт. с вил-ву (22) Заявлено . 15.01.81 (21) 3234984/22 02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Опубликовано 07.11.82. Бюллетень № 41
Дата опубликования описания 07.11.82 (51)M. Кл.
С 23 F 9/00
1ооударстеанный коинтет оо лелаи изобретений н открытий (53) УДК 620.197..2 (088.8) (72) Авторы изобретении
В. И. Рязанцев и В. Н, Шавы (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПАССИВНО11 ПЛЕНКИ НА ДЕТАЛЯХ
ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
Изобретение относится к химической обра. ботке поверхности металлов, в частности к способам получения пассивной пленки на поверхности алюминиевых сплавов, и может быть использовано при подготовке деталей из алюми ниевых сплавов к контактной точечной и шовной сварке.
Для получения высокочастотных сварных соединений из алюминиевых сплавов необходимо обеспечить получение низких и стабильных контактных сопротивлений, что достигается применением специальных методов подготовки деталей. Критерием оценки любого способа подготовки деталей к контактной сварке является величина контактного сопротивления сразу после 5 подготовки и после длительной выдержки, а также число сварок без зачистки электродов.
Величина контактного сопротивления должна находиться непосредственно после подготовки го деталей в пределах 30 — 80 мкОм, а, после длительной выдержки не превышать 150 мкОм.
Число сварок беэ зачистки электродов должно быть не менее 100 точек.
Для обеспечения данного условия поверхность алюминиевых сплавов подвергают. различной химической обработке для получения качественного поверхностного слоя.
Известен способ получения пленки на деталях из алюминиевых сплавов, включающий обезжиривание, травление и осветление поверхности (1) .
Недостатком известного способа является невозможность получения на поверхности металла низких и стабильных величин контактных сопротивлений.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения пассивной пленки на деталях иэ алюминиевых сплавов перед контактной сваркой, включающий обезжиривание, травление, осветление, пассивирование и промывку (2).
Недостатками данного способа является невозможность получения плотной и химически однородной пассивной пленки. Через 5 сут контактное сопротивление такой пленки пре971916
Вьпцает:00 мкОм, число сварок до зачистки злектрог;ов не более 50--70 точек, Целью изобретения является повышение плотности и химической однородности пассив-!
Гой пленки и снижение ее электрического сопротивления. указанная цель достигается тем, lто согласIIo способу получения пассивной пленки на деталях из ал«оминиевых спланон преимущественно перед кснтактной сваркой, включающему обез- JÎ жиринапие, травление, осветление, пассиниронание и промывку, перед промывкой 5 — 60 мин уплот}«яь>т пассиннуlо пленку на Возду хе IlpH
40--100 ", затем 5--60 мин обрабатывают в растворе, содер>кащем 5--20 нес. ч, азотнокис- )5 лого натрия и 0,05 — 0,5 нес. ч. молибденонокислого !Ixlflol»uf, при 15 — 30 С и 5 — 30 мин оно!Иа углотняют пленку па воздухе.
Качество снарныХ соединений повышается
ЗЭ С !CT jfBCËÈrfCIIÈJI II}IOTIIOCTH И ПОВ«ПЦС}IИЯ Э)З .-.Имической однородности пассивной пленки.
Во-первых, это обеспечивает уменьшение
",!с>}а нь"плесков за счет стабилизации контакт
;!l!х сопротивлений, а также умсньше;1ис:-«акш,;шил Mc!Ilf с электродов H", поверхность ко} lактэ электрод — деталь. Наличие меди Ifa понсрхпГ с Ги дсталсй п)>иводих к )7сзкс м y x/x) дпс}п}ю коррозиоппой стойкости свар«ых C;oc JH!
I!,й! 13 эиlомИПИень«Х С11}IВВОВ. 130-н Горых, lfoЗ«я1!1ЭС! Il!C:10 СН«1)70К ОСЗ ЗачИСтки ЭлсКт(>ОДОВ. 1бразуюп«аяся В процессе подготовки поверхi!0ñò:! пассивная пир«!Ка должна быпть !I!IOT!IQH, ч !Об7!>l !71 сп}пстВОВать нза}!модсйстч!по этмос(1)сры с хэстэилэм и В то же В)>смя э!!эс}1!чпой, с тсм ..тобы н контакте электрод — деталь лри лр"IJ!oQrJ женин сварочного усилия опа нс разрушалась
1! ПрепятiTBoBKIa установлению металлической вязи,:. Taëo--электрод. Кроме того, о!«а должна имсп, ма:«ос электрическое сопротинлс ие, с тем fToobf 00!Псе collpo fHBifcEIHc контэкта Ilc прснь«rJÎ
Iпало сразу Iloc!Jc подготовки ИОВС)>хности !
20 мкОИ, а через 5 сут пе более 150 мкОм.
3 î Ih«co н этом случае образуются качсствеш«ыс свар;!ыс =оепинсния.
11ри г;ассивировании в известных растворах (45 ,Водпыс растворы ортофосфорной, кремнсфторис говодородпой, уксусной, щавс:IcBoH и серной кислот с разли и!ыми пассиваторэми) во всех случаях на границе раздела метали — раствор одпoB)7evrclf«lo протекает дна процесса: травленис— стем а}по«миния, что приводит к отложению интсрмстаииидов и увеличенин> неоднородности поверхности, пассиниронапие — отложение на поверхности труднорастворимых фосфатов, хроматон IJ других соединений в зависимости от приме«!немого пассиваторэ.
В процессе травления на понерхности цета:.:-.!f, особ «шо из псплакировагп!ых алюминиевых пиявов набгполастся интенсивное образоьанис продуктов травления — шламов, которые но всех известных растворах пассивирования пе удаляются. В отдельных случаях его пытаются частично удалять мехаш«ческиM путем (протиркой волосяными щетками), Наличие неудаленного шлама приводит к получению крайне нестабильного контактного сопротивления. При увеличении концентрации азотнокислого натрия If молибденовокислого аммония выше предлагаемых отмечается повышение контактного сопротивления. При снижении концентрации компонентов ниже предлагаемых,,aBffo как и температуры раствора ниже
15 С и В1>смени выдержки менее 5 мин не отмечается заметного повышения числа снарок без зачистки электрода, что связ:шо с неполI!Iffy удалением шлама с поверхности деталей.
При пон!>Ппении температуры свыше 30 С и времени Выдержки более 60 мин не отмечается дальнейшее повышение числа снарок без за «}!Стки электродов и повьпцсние длительности сохранения низких сопротивлений.
Проведение операции уплотпс}п«я пленки гри температуре более 100 С крайне нежелательно из — за появления структурных изменений В ал!Сминиевь!х сплавах типа Ä16Ò. CIIHHlc«f}fe тем псратуры «иже 40 С требует резкого увеличения
Времени уплотнения, ч10 экономически 1}ецсле000!7)723!10.
Непосредственно после пассивирования н обработке в растворе содержашем NANO> и
NH4!)004 предлагается проводить уплотнение пленки при 40- 100 С 1 }eric!I}fc 10--60 мип.
Пассивная пленка, образующаяся В Ванне пасини
«>оваиия Содсржнт B CBOC> I COCT B CÎHH ХРомоВой и фосфорной кислот. прп промывке В воде без проведения операции уплотнения îl>Hc÷àåòñÿ интенсивное Вымывание этих солей из пленки.
Это приводит к тому, что защит!«ыс свойства пассивной пленки сниж«пс}ся . 0!la быстро про пускает кислород воз «уха и контактные сопротивления п)>св! !П«а«от 1!рсцc!Jb!Ihlc Вели пшы за весьма короткий срок (2 — 3 сут). Проведение операции уплотнения позволяет получить плотную пассивную пленку, состоящую из солей хромовой и фосфорной соединений, имею-! цую низкое контактное сопротивление, сохраня.
«оц}ееся весьма длительное время (до 25 сут).
Однако висло сварок без зачистки отцоситеиьно невелико (не более 100). Проведение операции обработки н растворе, содержащем NANO u
NH4MoO4, позволяет полу !Ить пленку, состоящую из двух слоев —, шжний плотный, слой с низким контактным сопротивлением и верхний относительно рыхлый слой, обсспечива«ощий большое число свэрок без зачистки электродов (до 300). Без пронедеш!я з}ой операции увеличить число сварок без зачистки электродов невозможно.
971916
Поверхность деталей иэ алюминиевого сплава марки Д16Т сначала обеэжиривают бензином, а затем проводят травление в водном растворе щелочи с концентрацией 5 вес. ч, при 50 С в течение 60 с, Затем детали осветляют в вод- S ном растворе азотной кислотъ с концентрацией
25 вес. ч, при 15 С в течение 2 мин. После этого детали пассивируют в водном растворе следующего состава: кислота ортофосфорная с концентрацией 10 вес. ч. и хромпик калиевый 1п с концентрацией 1 вес. ч. при 320 С в течение
15 мин.
После пассивирования проводят уплотнение пассивной пленки на воздухе при 80 С в течение 20 мин. Затем детали обрабатывают в 1 растворе следующего состава, вес. ч.: азотнокислый натрий 20, молибденовокислый аммопий 5, при 20 С в течение 10 мин. Повторяют операцию уплотнения пленки, а затем промывают в холодной воде в течение трех минут. 20
Измерение контактных сопротивлений проводят на установках типа СККС вЂ” 1 Г1 с приборами М вЂ” 246 или Ф вЂ” 415. Для оценки качества подготовки поверхности применяют три методики: сварка длиннной полосы до момента интенсивного прилипания электродов к деталям, измерение полного падения напряжений в контакте с помощью приборов типа
ПКН вЂ” 5, измерение контактных сопротивлений во времени после процесса подготовки через 1, 3, 5 и 10 сут, Испытаниям подвергают поверхность, полученную по известным способам.
В таблице приведена зависимость параметров пассивной пленки и числа сварок без зачистки электродов от способа подготовки поверхности (средние данные по пяти образцам), Как видно из данных таблицы, резко стабилизируется величина контактного сопротивления при вылеживании образцов (до 10 сут и даже более). Это приводит к полному отсутствию выплесков при сварке в течение длительного времени после подготовки поверхности. Число сварок до зачистки электродов также резко возрастает. Например, после выдержки образцов после подготовки поверхности в течение 5 и 10 сут число сварок при применении предложенного метода возрастает соответственно в 3 и 8 раз по сравнению с известными способами подготовки поверхности. Число сварок до зачистки электродов также резко возрастает. Например, после выдержки образцов после подготовки поверхности в течение 5 и
10 сут число сварок лри применении предложенного метода возрастает соответственно в
3 и 8 раз по сравнению с известными способами подготовки поверхности.
Зкономическая эффективность по сравнению с базовым объектом может составить
10 тыс. руб. в год. ф о о
О P н о е
Д о
„о (н
Ю
Ю о !
I ——
И а
Д
4Э о о о о о Ю о о о И о о < о н о а й! „о 3: а о ф н о cd х О о К I ю Ю О О 971916 971916 10 20 вес. ч. азотнокислого натрия и 005 — 0,5 вес. ч. молибденовокислого аммония, при l5 — 30 С и 5 — 30 мин снова уплотняют пленку на воздухе при 40 — 100 С.. Способ получения пассивной пленки на деталях иэ алюминиевых сплавов преимущественно перед контактной сваркой, включающий обезжиривание, травление, осветление, пассивирование и промывку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения плотности и химической однородности пленки и снижения ее электрического сопротивления, перед промыв40 кой 5-60 мин уплотняют пассивную пленку на воздухе при 40-100 С, затем 5-60 мин обрабатывают в растворе, содержащем 5— Составитель О. Голованов Техред Т. Маточка Корректор М. Шароши Редактор О. Персиянцева Заказ 8495/11 Тираж, 1053 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная. 4 Формула изобретения Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Балковец Д. С. и др. Точечная и роликовая сварка специальных сталей и сплавов. М., Оборонгиз, 1957, с. 68 — 75. 2. Зайчик Л. В. и др. Контактная электросварка легких сплавов. М.,:Машгиэ", 1963, с. 98 — >9.
