RU2010041C1 - Способ получения твердых покрытий на алюминиевых сплавах - Google Patents
Способ получения твердых покрытий на алюминиевых сплавах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2010041C1 RU2010041C1 SU5017410A RU2010041C1 RU 2010041 C1 RU2010041 C1 RU 2010041C1 SU 5017410 A SU5017410 A SU 5017410A RU 2010041 C1 RU2010041 C1 RU 2010041C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- production
- electrolyte
- aluminum alloys
- current
- temperature
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 15
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title abstract description 14
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010407 anodic oxide Substances 0.000 description 1
- 239000003831 antifriction material Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- -1 babbits Chemical compound 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910001234 light alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электрохимии и может быть использовано в машиностроении при изготовлении деталей, поверхности которых работают в условиях трения. Сущность изобретения: способ включает обработку детали в электролите разнополярными прямоугольными импульсами тока частотой до 1 кГц, скважностью от 2 до 10, амплитудой до 1000 В в щелочном электролите при температуре до 90С.
Description
Изобретение относится к области электрохимии и может быть использовано в машиностроении при изготовлении деталей, поверхности которых работают в условиях трения, например втулок подшипников скольжения, золотников пневмораспределительных устройств, а в случае значительной толщины (до 0,3-0,4 мм) как термостойкое или защитное.
Обычно детали, работающие в условиях трения, изготавливают из антифрикционных сплавов (бронзы, баббиты, чугуны АЧС) либо из сталей, алюминиевых сплавов с последующим покрытием их гальваническими методами металлами, такими как хром, никель. В обоих случаях основным недостатком является невысокая износостойкость, основной причиной которой следует считать недостаточную твердость поверхностей трения и как следствие - их износ и необходимость периодической замены при эксплуатации. Кроме этого, применяемые антифрикционные материалы относятся к дефицитным, а технология гальванических покрытий - к весьма сложным и дорогостоящим процессам.
Известен гальванический способ твердого износостойкого хромирования [1] , суть которого заключается в нанесении слоя металлического хрома заданной толщины на поверхность детали, работающей на износ. Способ характеризуется использованием агрессивного и токсичного электролита (хромового ангидрида), высокой плотностью тока (до 60 А/дм2) и критичен к технологическому режиму: температуре, плотности тока, составу электролита, качеству подготовки поверхности, что и обусловливает его высокую стоимость и низкую технологичность. Серьезным недостатком следует считать слабое сцепление покрытия и подложки, что в ряде случаев приводит к его отслоению. Указанные недостатки ограничивают широкое применение способа.
Наиболее близким по достигаемому результату является электрохимический метод глубокого анодирования, заключающийся в обработке алюминиевых сплавов асимметричным током, получаемым путем наложения переменного тока промышленной частоты на постоянный [2,3] . Электролитом служит раствор серной кислоты концентрации до 20% и с температурой от -3 до +5оС, что имеет решающее значение для образования покрытия. Скорость роста толщины покрытия достигает 50 мкм/ч, а толщина - 100-200 мкм.
Основным недостатком указанного метода следует считать необходимость применения холодильного оборудования для охлаждения высокоагрессивного электролита, а также сравнительно низкую скорость роста покрытия, что обусловливает значительное (2-3 ч) время обработки деталей. Эти недостатки препятствуют широкому распространению метода.
Целью изобретения является увеличение скорости образования твердых покрытий и повышение технологичности способа его нанесения.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном методе глубокого анодирования, основанного на обработке детали, погруженной в раствор серной кислоты при температуре от -3 до +5оС, переменным асимметричным синусоидальным током промышленной частоты, форму тока принимают в виде разнополярных прямоугольных импульсов частотой до 1 кГц, скважностью от 2 до 10, амплитудой до 1000 В, а обработку ведут в щелочном электролите при температуре до 90оС.
Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается от известного формой, частотой и скважностью тока, а также составом и температурой электролита, что в совокупности обеспечивает достижение поставленного технического результата - увеличения скорости образования покрытия и технологичности.
Применение разнополярных асимметричных прямоугольных импульсов тока повышенной частоты позволило принципиально изменить условия протекания процесса - перевести его в импульсно-искровой режим, что интенсифицирует скорость образования покрытия до 150 мкм/ч. Изменяемая амплитуда напряжения импульсов тока и их скважность позволяет в зависимости от материала детали подобрать оптимальный токовый режим обработки и практически устранить влияние температуры электролита. В качестве щелочного электролита используется водный раствор гидроксида калия с содержанием до 5 г/л с добавкой жидкого стекла до 20 г/л. Подобные электролиты характеризуются невысокой химической активностью и совершенно не токсичны. Кроме этого, они обладают обезжиривающими свойствами, что значительно упрощает требования к чистоте обрабатываемых деталей, в частности фактически исключаются операции обезжиривания и травления. Широкий интервал рабочей температуры электролита не требует применения холодильного оборудования, позволяя обойтись при необходимости, в качестве охладителя проточной водой.
Таким образом, исходя из изложенного, можно сделать вывод, что предлагаемый способ соответствует критерию "существенные отличия" и обеспечивает получение заданного технического результата.
Сущность способа заключается в том, что обработанная в заданный размер и очищенная от загрязнений деталь подключается к одному из выводов источника питания, на котором формируется положительная составляющая тока, и погружается в электролит, находящийся в электролитической ванне, изготовленной из нержавеющей стали типа Х18Н10Т, подключенной к другому выводу источника.
В качестве источника питания используется инвертор, имеющий на выходе асимметричное напряжение прямоугольной формы, причем его система управления должна обеспечивать независимую регулировку амплитуды и скважности в каждом полупериоде выходного напряжения.
В качестве примера конкретного применения можно привести режим обработки деталей из сплава Д16 с целью получения твердого износостойкого покрытия:
амплитуда положительных
импульсов, 520 В;
амплитуда отрицательных
импульсов, 210 В;
скважность положительных
импульсов 2;
скважность отрицательных
импульсов 5;
частота импульсов 400 Гц;
время обработки 1 ч.
амплитуда положительных
импульсов, 520 В;
амплитуда отрицательных
импульсов, 210 В;
скважность положительных
импульсов 2;
скважность отрицательных
импульсов 5;
частота импульсов 400 Гц;
время обработки 1 ч.
температура электролита 20-80оС;
толщина покрытия, 130 мкм.
толщина покрытия, 130 мкм.
(56) 1. Вансовская. Гальванические покрытия. Машиностроение, 1984, с. 78.
2. Францевич. Анодные окисные покрытия на легких сплавах. Киев: Наукова Думка, 1977, с. 78, 116.
3. Верник, Пиннер Химическая и электрохимическая обработка алюминия и его сплавов. Судпромгиз 1960 г, с. 218-220.
Claims (1)
- СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТВЕРДЫХ ПОКРЫТИЙ НА АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВАХ , заключающийся в обpаботке детали, погpуженной в электpолит, пеpеменным асимметpичным током, отличающийся тем, что обpаботку детали пpоводят pазнополяpными пpямоугольными импульсами тока частотой до 1 кГц, скважностью 2 - 10, амплитудой до 1000 В в щелочном электpолите пpи темпеpатуpе до 90oC.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5017410 RU2010041C1 (ru) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | Способ получения твердых покрытий на алюминиевых сплавах |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5017410 RU2010041C1 (ru) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | Способ получения твердых покрытий на алюминиевых сплавах |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010041C1 true RU2010041C1 (ru) | 1994-03-30 |
Family
ID=21591997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5017410 RU2010041C1 (ru) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | Способ получения твердых покрытий на алюминиевых сплавах |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2010041C1 (ru) |
-
1991
- 1991-12-13 RU SU5017410 patent/RU2010041C1/ru active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2002346196B2 (en) | Vibratingly stirring apparatus, and device and method for processing using the stirring apparatus | |
| US4097342A (en) | Electroplating aluminum stock | |
| CN116917550A (zh) | 用于电沉积金属的电沉积工艺和用于电沉积的电解介质 | |
| Raj et al. | Pulse anodizing—an overview | |
| CA2304551A1 (en) | Electro-plating process | |
| RU2010041C1 (ru) | Способ получения твердых покрытий на алюминиевых сплавах | |
| KR100695999B1 (ko) | 고주파펄스를 이용한 금속재의 아노다이징 공정 | |
| CA1066650A (en) | Electroplating aluminium stock | |
| FI87583C (fi) | Galvaniskt utfaellt kromskikt, foerfarande och galvaniseringsbad foer dess framstaellning | |
| RU2073751C1 (ru) | Способ получения твердых покрытий на алюминиевых сплавах | |
| DK158158B (da) | Fremgangsmaade til elektrolytisk udfaeldning af lag af nikkellegeringer | |
| JPS6312159B2 (ru) | ||
| US4806226A (en) | Process for electrolytically coloring aluminum material | |
| JPS62297492A (ja) | 電解活性化によるアルミニウム上のめつき方法 | |
| RU2046155C1 (ru) | Способ нанесения покрытий из железа и его сплавов | |
| WO2021215962A1 (ru) | Способ нанесения покрытия на изделия из вентильного металла или его сплава | |
| RU2773545C1 (ru) | Способ плазменно-электрохимического формирования наноструктурированного хромового гладкого покрытия | |
| RU2771409C1 (ru) | Способ плазменно-электрохимического формирования наноструктурированного хромового покрытия и устройство для реализации способа | |
| JPH02197591A (ja) | 銅電鋳方法 | |
| JPH0297698A (ja) | アルミニウム又はその合金の表面処理方法 | |
| Venugopal et al. | EFFECT OF ELECTROCHEMICAL PROCESS PARAMETERS ON THE HASTELLOY C-276 ALLOY FOR MACHINING SPEED AND SURFACE-CORROSION FACTOR | |
| RU1813815C (ru) | Способ очистки деталей из черных и цветных металлов перед металлизацией | |
| FR2586711A1 (fr) | Procede et installation de chromage electrolytique | |
| SU1177398A1 (ru) | Способ хромировани в электролите на основе сульфата трехвалентного хрома | |
| RU2299279C2 (ru) | Способ электролитического осаждения молибдена из водных растворов электролитов |