RU2237758C1 - Method of making heat-resistant insulating coats on articles made from aluminum alloys - Google Patents
Method of making heat-resistant insulating coats on articles made from aluminum alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2237758C1 RU2237758C1 RU2003132246/02A RU2003132246A RU2237758C1 RU 2237758 C1 RU2237758 C1 RU 2237758C1 RU 2003132246/02 A RU2003132246/02 A RU 2003132246/02A RU 2003132246 A RU2003132246 A RU 2003132246A RU 2237758 C1 RU2237758 C1 RU 2237758C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- articles
- thickness
- coating
- coat
- Prior art date
Links
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 9
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 26
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 abstract description 3
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 abstract 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 abstract 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электрохимического оксидирования алюминия и его сплавов и может найти применение в приборостроительной и радиоэлектронной промышленности, например, при изготовлении изоляционных деталей приборов контроля и регулирования температуры.The invention relates to the field of electrochemical oxidation of aluminum and its alloys and can find application in instrument-making and radio-electronic industries, for example, in the manufacture of insulating parts for temperature control and regulation devices.
Известен способ получения покрытий в комбинированном электролите на основе борной кислоты и едкого калия для повышения износостойкости, поверхностной твердости и модуля нормальной упругости изделий из алюминия и его сплавов [1].A known method of producing coatings in a combined electrolyte based on boric acid and potassium hydroxide to increase wear resistance, surface hardness and normal elastic modulus of products from aluminum and its alloys [1].
Однако он не обеспечивает высоких значений пробойного напряжения получаемых покрытий.However, it does not provide high breakdown voltage of the resulting coatings.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ получения термостойких изоляционных пленок на алюминии и его сплавах, включающий двухэтапное анодирование в кислотных электролитах [2].Closest to the proposed method in terms of technical nature and the achieved result is a method for producing heat-resistant insulating films on aluminum and its alloys, including two-stage anodization in acid electrolytes [2].
Недостатком данного способа является получение тонких покрытий, которые легко повреждаются при проведении сборочных работ готового изделия, что приводит к серьезному снижению термостойкости и изоляционных свойств покрытия. Термостойкость покрытий, полученных данным способом, представляется как способность покрытия выдерживать лишь кратковременные температурные перегрузки. Кроме того, способ требует предварительного обезжиривания поверхности путем кипячения в хлороформе в течение 15-20 мин с последующей промывкой в дистиллированной воде, что усложняет технологический процесс.The disadvantage of this method is to obtain thin coatings that are easily damaged during assembly of the finished product, which leads to a serious decrease in heat resistance and insulating properties of the coating. The heat resistance of coatings obtained by this method is presented as the ability of a coating to withstand only short-term temperature overloads. In addition, the method requires preliminary degreasing of the surface by boiling in chloroform for 15-20 minutes, followed by washing in distilled water, which complicates the process.
Задачей изобретения является увеличение толщины покрытия, повышение его пробойного напряжения и постоянное сохранение этого свойства при температуре до 200°С, а также уменьшение вероятности повреждения изделий с покрытиями при сборке, транспортировке и во время эксплуатации.The objective of the invention is to increase the thickness of the coating, increase its breakdown voltage and constantly maintain this property at temperatures up to 200 ° C, as well as reduce the likelihood of damage to products with coatings during assembly, transportation and during operation.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе, включающем обработку изделий, согласно изобретению обработку изделий ведут в три этапа, включающих формирование покрытия в электролите, содержащем 2-6 г/л гидроокиси калия и 10-30 г/л жидкого стекла при напряжении на детали от 400 В и начальной плотности переменного тока 20-25 А/дм2 с последующим понижением ее на 5% каждые 10 мин до толщины не менее 100 мкм, термическую обработку изделия с покрытием при температуре 200-250°С в течение 1-1,5 ч и пропитку в суспензии фторопласта с последующей сушкой при температуре 100-150°С.The problem is achieved in that in the known method, including the processing of products, according to the invention, the processing of products is carried out in three stages, including forming a coating in an electrolyte containing 2-6 g / l of potassium hydroxide and 10-30 g / l of liquid glass at a voltage of parts from 400 V and an initial alternating current density of 20-25 A / dm 2 with its subsequent decrease by 5% every 10 min to a thickness of at least 100 microns, heat treatment of the product with a coating at a temperature of 200-250 ° C for 1-1 , 5 hours and impregnation in a suspension of fluoroplastic followed by drying d at a temperature of 100-150 ° C.
Способ осуществляют следующим способом.The method is carried out in the following way.
Изделие из алюминиевого сплава помещают в ванну с электролитом, содержащим 2-6 г/л гидроокиси калия и 10-30 г/л жидкого стекла. Затем через специальный источник питания осуществляют подключение тока к электродам, одним из которых является изделие, второй, состоящий из двух частей, располагается по краям ванны, симметрично относительно изделия, при этом плотность переменного тока составляет 20...25 А/дм2, а напряжение на детали составляет не менее 400 В, что приводит к образованию на поверхности детали микроплазменных разрядов. Плотность тока поддерживается на начальном уровне в течение 10 мин, по окончании которых ее снижают на 5% и поддерживают на этом уровне следующие 10 мин до повторного снижения на 5%. Ступенчатое регулирование плотности тока продолжается на протяжении всего процесса оксидирования. Такое регулирование позволяет вести процесс на предельно допустимой скорости формирования покрытия, при этом избегая перехода микродугового режима в дуговой, что неминуемо происходит с ростом толщины покрытия при высокой плотности тока. В результате на поверхности детали образуется пористый слой оксидной керамики.An aluminum alloy product is placed in a bath with an electrolyte containing 2-6 g / l of potassium hydroxide and 10-30 g / l of liquid glass. Then, through a special power source, current is connected to the electrodes, one of which is the product, the second, consisting of two parts, is located at the edges of the bath, symmetrically with respect to the product, while the alternating current density is 20 ... 25 A / dm 2 , and the voltage on the part is at least 400 V, which leads to the formation of microplasma discharges on the surface of the part. The current density is maintained at the initial level for 10 minutes, after which it is reduced by 5% and maintained at this level for the next 10 minutes until it is reduced again by 5%. Stepwise regulation of current density continues throughout the oxidation process. Such regulation allows the process to be carried out at the maximum permissible rate of coating formation, while avoiding the transition of the microarc mode to the arc mode, which inevitably occurs with an increase in the coating thickness at a high current density. As a result, a porous layer of oxide ceramic is formed on the surface of the part.
Процесс ведут до образования на поверхности изделия покрытия толщиной не менее 100 мкм. После чего изделие извлекают из ванны и просушивают, помещая в печь и нагревая до температуры 200-250°С, что позволяет освободить поры покрытия от влаги. Затем производят заполнение пор покрытия путем погружения изделия в емкость, заполненную суспензией фторопласта Ф-4Д. Температура обработки составляет 30-50°С, время выдержки 15-30 мин. Высушивают покрытие при температуре 100-150°С. Результатом последней операции является устранение сквозной пористости покрытия, что значительно повышает пробойное напряжение покрытия (см. таблицу).The process is carried out until a coating with a thickness of at least 100 microns is formed on the surface of the product. After that, the product is removed from the bath and dried, placed in an oven and heated to a temperature of 200-250 ° C, which allows you to free the pores of the coating from moisture. Then fill the pores of the coating by immersing the product in a container filled with a suspension of fluoroplastic F-4D. The processing temperature is 30-50 ° C, the exposure time 15-30 minutes Dry the coating at a temperature of 100-150 ° C. The result of the last operation is the elimination of the through porosity of the coating, which significantly increases the breakdown voltage of the coating (see table).
Проверку пробойного напряжения покрытий проводили на установке УПИ-3 при частоте переменного тока 50 Гц и времени нарастания напряжения 10 с. Температурный предел (термостойкость), при котором происходит образование трещин на покрытии, оценивали по локальному снижению напряжения пробоя на 200-300 В после выдержки образцов в печи не менее 1 ч.Checking the breakdown voltage of the coatings was carried out on the UPI-3 installation at an alternating current frequency of 50 Hz and a voltage rise time of 10 s. The temperature limit (heat resistance) at which cracking occurs on the coating was evaluated by a local decrease in breakdown voltage by 200-300 V after holding the samples in the furnace for at least 1 hour.
Предлагаемый способ позволяет увеличить толщину покрытия в 5-7 раз, повысить пробойное напряжение покрытия на 20-50%, постоянно сохранять это свойство при температуре до 240°С, за счет большей толщины снизить вероятность повреждения изделий с покрытиями при сборке, транспортировке и во время эксплуатации, а также упростить утилизацию отработанного электролита за счет использования менее агрессивных компонентов электролита.The proposed method allows to increase the coating thickness by 5-7 times, increase the breakdown voltage of the coating by 20-50%, constantly maintain this property at temperatures up to 240 ° C, due to the greater thickness, reduce the likelihood of damage to products with coatings during assembly, transportation and during operation, as well as to simplify the disposal of spent electrolyte through the use of less aggressive components of the electrolyte.
Источники информацииSources of information
1. Патент РФ №2136788, С 25 D 11/08.1. RF patent No. 2136788, C 25 D 11/08.
2. АС СССР 1608253, С 25 D 11/14 – прототип.2. USSR AS 1608253, C 25 D 11/14 - prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003132246/02A RU2237758C1 (en) | 2003-11-04 | 2003-11-04 | Method of making heat-resistant insulating coats on articles made from aluminum alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003132246/02A RU2237758C1 (en) | 2003-11-04 | 2003-11-04 | Method of making heat-resistant insulating coats on articles made from aluminum alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2237758C1 true RU2237758C1 (en) | 2004-10-10 |
Family
ID=33538322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003132246/02A RU2237758C1 (en) | 2003-11-04 | 2003-11-04 | Method of making heat-resistant insulating coats on articles made from aluminum alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2237758C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2274537C1 (en) * | 2004-11-29 | 2006-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Method for restoration of worn resting planes of aluminum alloy heads of block of internal combustion engines |
| RU2535838C2 (en) * | 2012-11-19 | 2014-12-20 | Закрытое акционерное общество "Ником" (ЗАО "Ником") | Inductance coil and method of its fabrication |
| RU2588703C2 (en) * | 2014-08-01 | 2016-07-10 | Алексей Александрович Никифоров | Method for formation of insulating coating on a conductor |
| RU2602903C1 (en) * | 2015-07-13 | 2016-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of producing wear-resistant coatings on articles made from aluminium and alloys thereof |
| CN113963918A (en) * | 2021-10-14 | 2022-01-21 | 广东电网有限责任公司 | Insulating film of transformer coil and preparation method thereof |
| RU2803794C1 (en) * | 2023-02-22 | 2023-09-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный технологический университет" | Method for obtaining decorative coatings on products from valve metal alloys |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1608253A1 (en) * | 1987-07-13 | 1990-11-23 | Белорусский государственный университет им.В.И.Ленина | Method of producing heat-resistant insulating anode films on aluminium and its alloys |
| RU2112087C1 (en) * | 1996-09-23 | 1998-05-27 | Институт химии Дальневосточного отделения РАН | Method of producing of protective coatings on aluminum and its alloys |
-
2003
- 2003-11-04 RU RU2003132246/02A patent/RU2237758C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1608253A1 (en) * | 1987-07-13 | 1990-11-23 | Белорусский государственный университет им.В.И.Ленина | Method of producing heat-resistant insulating anode films on aluminium and its alloys |
| RU2112087C1 (en) * | 1996-09-23 | 1998-05-27 | Институт химии Дальневосточного отделения РАН | Method of producing of protective coatings on aluminum and its alloys |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2274537C1 (en) * | 2004-11-29 | 2006-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Method for restoration of worn resting planes of aluminum alloy heads of block of internal combustion engines |
| RU2535838C2 (en) * | 2012-11-19 | 2014-12-20 | Закрытое акционерное общество "Ником" (ЗАО "Ником") | Inductance coil and method of its fabrication |
| RU2588703C2 (en) * | 2014-08-01 | 2016-07-10 | Алексей Александрович Никифоров | Method for formation of insulating coating on a conductor |
| RU2602903C1 (en) * | 2015-07-13 | 2016-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of producing wear-resistant coatings on articles made from aluminium and alloys thereof |
| CN113963918A (en) * | 2021-10-14 | 2022-01-21 | 广东电网有限责任公司 | Insulating film of transformer coil and preparation method thereof |
| RU2803794C1 (en) * | 2023-02-22 | 2023-09-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный технологический университет" | Method for obtaining decorative coatings on products from valve metal alloys |
| RU2816187C1 (en) * | 2023-12-16 | 2024-03-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный технологический университет" | Method of producing decorative coatings on articles from alloys of valve metals |
| RU2835458C1 (en) * | 2024-08-28 | 2025-02-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Импульс-Атом" | Method of obtaining black coatings on articles from aluminium alloys |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Fattah-alhosseini et al. | Effects of disodium phosphate concentration (Na2HPO4· 2H2O) on microstructure and corrosion resistance of plasma electrolytic oxidation (PEO) coatings on 2024 Al alloy | |
| Akbari et al. | Electrochemically-induced TiO2 incorporation for enhancing corrosion and tribocorrosion resistance of PEO coating on 7075 Al alloy | |
| Mohedano et al. | PEO of pre-anodized Al–Si alloys: Corrosion properties and influence of sealings | |
| Kumar et al. | Corrosion protection performance of single and dual Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) coating for aerospace applications | |
| JP4510811B2 (en) | Method for forming a ceramic coating on a conductive article | |
| JP4686728B2 (en) | Method for producing magnesium or magnesium alloy product having an anodized film on the surface | |
| KR101698694B1 (en) | Aluminum alloy having excellent anodic oxidation treatability, and anodic-oxidation-treated aluminum alloy member | |
| RU2006133098A (en) | METHOD FOR ANODIZING METAL SURFACES AND INTENDED FOR THIS COMPOSITION | |
| Peng et al. | Preparation of anodic films on 2024 aluminum alloy in boric acid-containing mixed electrolyte | |
| CN112981488B (en) | Lubricating and wear-resistant composite coating prepared on surface of aviation aluminum alloy | |
| RU2237758C1 (en) | Method of making heat-resistant insulating coats on articles made from aluminum alloys | |
| CN102864479A (en) | Low-energy method for preparing high-insulativity anodised aluminium film by using two-step method | |
| Loghman et al. | Corrosion Behavior of PEO Coatings on 6061 Al Alloy: Effect of Sodium Fluoride Addition to Aluminate based Electrolyte. | |
| CN100425740C (en) | Anode oxidating electrolysing liquid under inhibiting arc state of magnesium alloy and process for anode oxidating | |
| Song et al. | Performance of composite coating on AZ31B magnesium alloy prepared by anodic polarization and electroless electrophoresis coating | |
| Al Bosta et al. | Effect of anodic current density on characteristics and low temperature IR emissivity of ceramic coating on aluminium 6061 alloy prepared by microarc oxidation | |
| CN104911664A (en) | Method for lowering unit energy consumption of high-silicon aluminum alloy microarc oxidation | |
| US2036740A (en) | Coated aluminum piston | |
| KR101790975B1 (en) | Surface treatment method of aluminium material | |
| WO2014203919A1 (en) | Method for manufacturing magnesium alloy product | |
| JP5522117B2 (en) | Insulating coated aluminum conductor, insulating coating and method for forming the same | |
| Lee et al. | Effect of surface properties on corrosion resistance of ZK60 mg alloy microarc oxidation coating | |
| RU2166570C1 (en) | Method of coatings application | |
| KR100695999B1 (en) | Metal anodizing process using high frequency pulse | |
| CN104103428A (en) | Manufacturing method for high-voltage high-dielectric formed foil for aluminium electrolytic capacitor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051105 |