электролит анодирования алюминия и его сплавов

Классы МПК:C25D11/08 содержащих неорганические кислоты
Автор(ы):, , , , , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный технический университет" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2009-11-05
публикация патента:

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении, судостроении и строительстве для нанесения антикоррозионных защитных оксидных покрытий на детали из алюминия и его сплавов. Электролит содержит, г/л: серную кислоту 210-250, кобальтовый комплекс макрогетероциклического соединения, содержащего остатки 1,3,4-тиадиазола, 1,2-2,2, и 5-амино-4-оксифлуорантен-12-сульфонат калия 0,7-1,5. Технический результат: повышение защитной способности оксидных покрытий в средах, содержащих хлориды. 2 табл.

Формула изобретения

Электролит для осаждения анодных оксидных покрытий на алюминии и его сплавах на основе серной кислоты, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кобальтовый комплекс макрогетероциклического соединения, содержащего остатки 1,3,4-тиадиазола, и производное флуорантена 5-амино-4-оксифлуорантенсульфонат калия при следующих концентрациях компонентов, г/л:

серная кислота210-250
кобальтовый комплекс 1,2-2,2
производное флуорантена 0,7-1,5

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области получения антикоррозионных защитных оксидных покрытий на алюминии и его сплавах при анодировании последних в растворах на основе серной кислоты.

Известен сернокислый электролит анодирования алюминия, содержащий 300-380 г/л серной кислоты (Л.И.Каданер "Справочник по гальваностегии", Киев, Техника, 1976 г., с.193). Однако для получения качественных пленок в этом электролите его необходимо охладить (до -5°C) и поддерживать высокое напряжение (до 65 В).

Наиболее близким к предлагаемому электролиту является электролит, содержащий серную кислоту в концентрации 750 г/л, щавелевую кислоту - 30 г/л, борную кислоту 5 г/л, уксусную кислоту 0,1 г/л и глицерин 5 г/л (авторское свидетельство СССР № 466298, кл. C25D 11/06, 1969 г.). Из данного электролита при анодировании алюминия и его сплавов осаждаются оксидные пленки с высокими защитными свойствами, которые, однако, значительно снижаются в присутствии в электролите анодирования хлорид-ионов, которые могут заноситься в него с остатками промывной воды на алюминиевых деталях или из конденсата, на котором готовится электролит.

Техническая задача, решаемая в данном предлагаемом изобретении, заключается в повышении антикоррозионных свойств анодных оксидных покрытий на алюминии и его сплавах как при получении их в растворах для сернокислотного анодирования, так при последующей эксплуатации анодированных деталей в средах с повышенной концентрацией хлоридов. В частности, предусматривалось, что растравливание анодной пленки под действием хлоридов в сернокислотной ванне будет подавлено вплоть до концентрации последних до 1,2 г/л.

Для решения поставленной задачи предлагается вводить в сернокислотный электролит анодирования добавки органических веществ: кобальтовый комплекс макрогетероциклического соединения, содержащего остатки 1,3,4-тиадиазола (далее кобальтовый комплекс) и 5-амино-4 оксифлуорантен-12-сульфонат калия (далее производное флуорантена).

Дополнительно вводимые в состав электролита анодирования компоненты имеют следующее строение:

электролит анодирования алюминия и его сплавов, патент № 2416680 электролит анодирования алюминия и его сплавов, патент № 2416680

Предлагаемый электролит содержит в своем составе серную кислоту и указанные выше компоненты в следующих концентрациях, г/л:

серная кислота210-250
кобальтовый комплекс 1,2-2,2
производное флуорантена 0,7-1,50

Электролит приготавливается следующим образом: в 500 мл раствора серной кислоты с концентрацией 420-500 г/л растворяют кобальтовый комплекс, в 500 мл воды растворяют производное флуорантена, а затем при перемешивании к первому раствору постепенно добавляют второй раствор.

Образцы, которые затем подвергались испытаниям, анодировались в растворе серной кислоты с концентрацией последней 230 г/л, концентрации хлорид-ионов, а также других добавок в электролите анодирования указаны в таблице 1, анодирование велось при анодной плотности тока 1,5 А/дм2, в течение 30 мин, температура электролита 20±1°C. Катод свинцовый.

Анализ данных из таблицы 2 приводит к ряду заключений.

1. Сравнение результатов по № № 1 и 2 подтверждает, насколько опасными стимуляторами коррозии алюминия являются хлориды: введение их в ванну анодирования уменьшает время капельной пробы в 2 раза, частотный показатель коррозии в камере солевого тумана увеличивается в 11 раз.

2. Обе использованные добавки усиливают защитное действие анодных покрытий. При этом повышение концентраций добавок приводит к снижению частотного показателя коррозии. Кобальтовый комплекс является более эффективной добавкой, чем производное флуорантена (при максимальной концентрации добавок частотные показатели коррозии для последней степени защиты примерно в два раза меньше, чем для кобальтового комплекса (отношение частотных показателей коррозии 4:2)).

3. Комбинация обеих добавок при максимальной концентрации их дает полную защиту в камере солевого тумана и наибольшее время капельной пробы.

4. Испытания по ГОСТ. 9.031-74 выдержали все образцы, которые были анодированы в электролитах с предлагаемыми добавками.

5. На основании приведенных экспериментальных данных можно сделать общий вывод о том, что применение предлагаемого электролита позволяет существенно повысить защитную способность анодных оксидных пленок в средах, содержащих хлориды (до концентрации последних 1,3 г/л).

Дополнительные опыты, проведенные с образцами из сплава АМг, анодированных в тех же электролитах и том же режиме, дали аналогичные результаты: в предлагаемом электролите защитные свойства анодных оксидных покрытий были значительно выше, чем в известном и стандартном.

Таким образом, предлагаемый электролит можно рекомендовать для получения анодных оксидных покрытий на деталях и изделиях, эксплуатируемых в средах с повышенным содержанием хлоридов.

Таблица 1
Составы электролитов анодирования
Концентрации компонентов, г/л
Компоненты электролита Номера электролитов
12 34 56 78 910 1112 1314 1516
1. Серная кислота 230 230230 230230 230230 230230 230230 230230 230230 230
2. Щавелевая кислота- -30 30- -- -- -- -- -- -
3. Уксусная кислота- -0,1 0,1- -- -- -- -- -- -
4. Борная кислота- -5,0 5,0- -- -- -- -- -- -
5. Глицерин - -5,0 5,0- -- -- -- -- -- -
6. Кобальтовый комплекс- -- -1,2 1,21,7 1,72,2 2,21,2 1,72,2 -- -
7. Производное флуорантена- - -- 0,70,7 1,11,1 1,51,5 -- -0,7 1,11,5
8. Хлорид натрия - 1,3- 1,3- 1,3- 1,3- 1,31,3 1,31,3 1,31,3 1,3

Таблица 2
Результаты испытаний защитного действия оксидных покрытий, полученных при анодировании в различных электролитах
Номер электролита Вид испытаний
Капельная проба, мин Камера солевого тумана По ГОСТ 9.0,31-74
Время появления 1-го очага коррозии, сутки Частотный показатель коррозии, % Выделение медиЧастотный показатель коррозии
148 254 нет-
2 2313 45да 34
3 52 238 да10
4 2716 21да 23
5 58 291 нет-
6 5423 3нет -
7 63 -- нет-
8 5729 2нет -
9 68 -- нет-
10 65- -нет -
11 53 265 нет-
12 5827 3нет -
13 61 302 нет-
14 4117 6да 8
15 45 235 нет-
16 5127 4нет -

Класс C25D11/08 содержащих неорганические кислоты

электролит для анодирования алюминия и его сплавов перед нанесением медных гальванопокрытий -  патент 2529328 (27.09.2014)
способ получения износостойких покрытий -  патент 2484185 (10.06.2013)
способ обработки поршней двигателей внутреннего сгорания из алюминия, титана и их сплавов -  патент 2439211 (10.01.2012)
изделие производства и способ анодного нанесения покрытия из оксидной керамики на алюминий и/или титан -  патент 2420615 (10.06.2011)
способ предварительной оценки пригодности стандартного алюминиевого сплава к обработке микродуговым оксидированием и толщины получаемого покрытия -  патент 2403325 (10.11.2010)
способ получения покрытий -  патент 2395633 (27.07.2010)
способ получения покрытий -  патент 2395632 (27.07.2010)
способ получения покрытий -  патент 2393274 (27.06.2010)
способ получения покрытий -  патент 2354758 (10.05.2009)
способ получения покрытий -  патент 2339745 (27.11.2008)
Наверх