электролит анодирования алюминия и его сплавов
Классы МПК: | C25D11/08 содержащих неорганические кислоты |
Автор(ы): | Кравцов Евгений Евгеньевич (RU), Приходько Сергей Анатольевич (RU), Уразалиев Ринат (RU), Калиев Султан Гарифович (RU), Огородникова Надежда Петровна (RU), Кириченко Виктор Иванович (RU), Кондратенко Таисия Сергеевна (RU) |
Патентообладатель(и): | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный технический университет" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2009-11-05 публикация патента:
20.04.2011 |
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 кислота | 210-250 |
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:
Предлагаемый электролит содержит в своем составе серную кислоту и указанные выше компоненты в следующих концентрациях, г/л:
серная кислота | 210-250 |
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 | |||||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | |
1. Серная кислота | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 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 | 1,2 | 1,7 | 1,7 | 2,2 | 2,2 | 1,2 | 1,7 | 2,2 | - | - | - |
7. Производное флуорантена | - | - | - | - | 0,7 | 0,7 | 1,1 | 1,1 | 1,5 | 1,5 | - | - | - | 0,7 | 1,1 | 1,5 |
8. Хлорид натрия | - | 1,3 | - | 1,3 | - | 1,3 | - | 1,3 | - | 1,3 | 1,3 | 1,3 | 1,3 | 1,3 | 1,3 | 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 меди | Частотный показатель коррозии | ||
1 | 48 | 25 | 4 | нет | - |
2 | 23 | 13 | 45 | да | 34 |
3 | 52 | 23 | 8 | да | 10 |
4 | 27 | 16 | 21 | да | 23 |
5 | 58 | 29 | 1 | нет | - |
6 | 54 | 23 | 3 | нет | - |
7 | 63 | - | - | нет | - |
8 | 57 | 29 | 2 | нет | - |
9 | 68 | - | - | нет | - |
10 | 65 | - | - | нет | - |
11 | 53 | 26 | 5 | нет | - |
12 | 58 | 27 | 3 | нет | - |
13 | 61 | 30 | 2 | нет | - |
14 | 41 | 17 | 6 | да | 8 |
15 | 45 | 23 | 5 | нет | - |
16 | 51 | 27 | 4 | нет | - |
Класс C25D11/08 содержащих неорганические кислоты