Электролит анодирования алюминия и его сплавов

Изобретение относится к области получения защитных оксидных пленок на алюминии и его сплавах при сернокислотном анодировании. Электролит содержит, г/л: серную кислоту 180-240, 10-метил-9-(п-аминофенил)-акридиниодид (или хлорид) 0,5-1,5 и N,N¹-бис(о-бромбензоил)-фенилсульфинамидин 0,3-1,0. Технический результат: повышение антикоррозионных свойств анодных оксидных покрытий на алюминии и его сплавах как при получении их в сернокислотных растворах, так и при последующей эксплуатации в средах с повышенной концентрацией хлоридов. 2 табл.

 

Изобретение относится к области получения антикоррозионных защитных оксидных пленок 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°С) 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. С 25 D 11/06, 1969 г.). Из данного электролита при анодировании алюминия и его сплавов осаждаются оксидные пленки с достаточно 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 защитных от коррозии 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 г/л.

Для решения поставленной задачи предлагается вводить в сернокислотный электролит анодирования две добавки органических веществ, а именно 10-метил-9-(п-аминофенил)-акридиний иодид (или хлорида) и N,N¹-бис(о-бромбензоил)-фенилсульфинамидина при следующем соотношении компонентов 180-240 г/л серная кислота, 10-метил-9-(п-аминофенил)-акридиний иодид(хлорид) - 0,5-1,5, N,N¹-бис(о-бромбензоил)-фенилсульфинамидин - 0,3-1,0.

Структуры добавок:

Информация о добавке содержится в статье О.Н.Чупахина с сотрудниками, ДАН СССР, 1969, том 188, №2, с.376-378.	Информация о добавке содержится в статье А.В.Харченко и др., "Журнал органической химии", 1980, т.16, вып.4, с.754-758.

Электролит для анодирования готовят путем растворения добавок в растворе серной кислоты.

При анодировании добавки адсорбируются растущим анодным оксидным слоем и тормозят коррозионное растравливание пленки и металла как при анодировании, так и при эксплуатации анодированных деталей. Повышение защитного эффекта особенно заметно при наличии в коррозионной среде хлорид-ионов. Снижение концентрации добавок в электролите ниже указанных выше значений приводит к ослаблению защитного действия оксидных покрытий. Верхний концентрационный предел обусловлен растворимостью добавок.

Анодирование образцов для испытаний проводилось в водном растворе, содержащем 200 г/л серной кислоты при 20±1°С, при анодной плотности тока 1,5 А/дм², в течение 30 минут. Концентрации хлорид-ионов, а также добавок указаны в таблице 1. В таблице 2 приводятся результаты следующих видов коррозионных испытаний, которые иллюстрируют эффективность изобретения:

1) Капельная проба с раствором, содержащим 25 мл соляной кислоты (1,19 г/см³), 63 г дихломата калия, 75 мл воды.

2) Выдержка в 5%-ном растворе хлорида натрия с добавкой 0,3 г/л хлорида меди (ГОСТ 9.031-74). Длительность испытаний 8 часов.

3) В камере солевого тумана, которая работала по следующему режиму: в течение 8 часов ежесуточно поддерживалась температура 40°С, через каждые 20 минут в камере распылялось по 10 мл 3%-ного раствора хлорида натрия. Длительность испытаний 30 суток.

Из примеров, собранных в таблице 2, можно сделать следующие заключения:

1) На оксидных покрытиях, полученных в предлагаемом электролите, время капельной пробы значительно выше, чем для получения в известном электролите без добавок.

Этот вывод относится как к электролитам, содержащим хлорид-ионы, так и без них.

2) Повышенное защитное действие оксидной пленки обнаружилось на образцах, анодированных в предлагаемом электролите, при испытаниях в камере солевого тумана.

3) При испытании по ГОСТ 9.031-74 образцы, анодированные в известном электролите, не выдержали испытания, на них обнаружены области явных коррозионных повреждений. В то же время, образцы, которые анодировались в предлагаемом электролите, показали 100%-ную устойчивость.

4) Заслуживает внимания и тот факт, что образцы, анодированные в стандартном электролите (№1, таблица 1), обнаружили пониженную коррозионную стойкость по сравнению с образцами из предлагаемого электролита (по результатам испытаний в камере солевого тумана и по капельной пробе).

5) Следует особо отметить, что наиболее высокие показатели защитных свойств оксидных пленок получены в электролите, где присутствуют обе органические добавки: производное акридина и производное фенилсульфинамида.

Испытания, проведенные на образцах сплава АМг, анодированных в тех же электролитах (таблица 1), показали аналогичные сравнительные результаты: во всех случаях оксидные слои, полученные в предлагаемом электролите, показали более высокое защитное действие, чем при анодировании в известном и стандартном электролитах.

Электролит может быть рекомендован для применения в машиностроении и строительстве, особенно в приморских районах.

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	17	18	19
1. Серная кислота.	200	200	200	200	200	200	200	200	200	200	200	200	200	200	200	200	200	200	200
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. Йодпроизводное акридина.	-	-	-	-	0,5	0,5	1,0	1,0	1,5	1,5	-	-	-	-	1,5	-	-	-	-
7. Хлорпроизводное акридина.	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,5	1,0	1,5	-	-	1,5	-	-	-
8. Производное фенилсульфинамидина.	-	-	-	-	0,3	0,3	0,7	0,7	1,0	1,0	0,3	0,7	1,0	1,0	-	-	-	-	-
9. Акридин.	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	1,0	1,0	-
10. Хлорид натрия.	-	1,0	-	1,0	-	1,0	-	1,0	-	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	-	1,0	1,0

ТАБЛИЦА 2. Результаты испытаний защитного действия оксидных покрытий, полученных при анодировании в различных электролитах.
	ВИД ИСПЫТАНИЙ.
Номер электролита	Капельная проба, мин.	Камера солевого Тумана	По ГОСТ 9.031-74
Время появления 1-го очага коррозии, сутки.	показатель коррозии, %.	Выделение меди.	Частотный показатель коррозии
1	49	27	3	нет	-
2	26	12	45	да	36
3	50	24	7	да	9
4	32	17	19	да	23
5	55	29	1	нет	-
6	50	23	4	нет	-
7	62	-	-	нет	-
8	58	26	3	нет	-
9	65	-	-	нет	-
10	64	-	-	нет	-
11	52	27	5	нет	-
12	59	25	4	нет	-
13	65	30	2	нет	-
14	38	18	5	да	6
15	49	23	4	нет	-
16	48	25	3	нет	-
17	52	27	2	нет	-
18	45	23	6	да	4
19	27	13	35	да	30

Электролит для осаждения основных оксидных покрытий на алюминии и его сплавах на основе серной кислоты, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 10-метил-9-(п-аминофенил)-акридиний иодид или хлорид, а также N,N¹-бис(о-бромбензоил)-фенилсульфинамидин при следующем соотношении компонентов, г/л:

Серная кислота	180-240
10-Метил-9-(п-аминофенил)-акридиний иодид или хлорид	0,5-1,5
N,N1-бис(о-Бромбензоил)-фенилсульфинамидин	0,3-1,0