Раствор для уплотнения анодно-окисного покрытия алюминиевых сплавов

Авторы патента:

C25D11/18 - последующая обработка, например уплотнение пленок (покрытие лаком B44D)

Владельцы патента RU 2447201:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) (RU)

Изобретение относится к области гальванотехники и может найти применение в машиностроении, авиастроении, компьютерной технике и автомобилестроении. Раствор содержит, г/л: бензотриазол 0,1-2,0; хроматциклогексиламин 0,1-2,0; натрий адипиновокислый 0,001-0,002; синтанол 0,04-0,05 и воду до 1 литра. Технический результат: снижение температуры уплотнения покрытия при сохранении его высоких защитных и адгезионных свойств. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 пр.

Изобретение относится к химической обработке металлов и сплавов, а именно к созданию растворов для уплотнения анодно-окисных покрытий алюминиевых сплавов и используется в авиационной технике, машиностроении, приборостроении.

Для повышения защитных свойств анодно-окисных покрытий, обладающих значительной пористостью (до 60%), их подвергают уплотнению.

Известен способ уплотнения анодно-окисных покрытий в горячей воде при температуре 95°C в течение 20 мин (ГОСТ 9.305-84).

Уплотнение в воде без использования ингибиторов коррозии не обеспечивает защиту от коррозии деталей из алюминиевых сплавов, особенно содержащих в качестве легирующей добавки Сu более 2% при их эксплуатации в различных, в том числе, жестких условиях.

Известны растворы для уплотнения анодно-окисных покрытий, содержащие наиболее эффективный ингибитор коррозии - бихромат калия в количестве: 40-100 г/л (pH - 5-7) или 15 г/л (pH - 6,5-7,5), остальное вода (Аверьянов Е.Е. Справочник по анодированию. - М. Машиностроение, 1988 г., с.90).

Известно также двухстадийное уплотнение для повышения защитных свойств серно-кислотных анодно-окисных покрытий с использованием 2-х растворов: на 1-ой стадии - раствора, содержащего хромовый ангидрид, растворимую вольфраматную соль и воду, а на 2-ой стадии - раствор, содержащий соль никеля или кобальта (патент Великобритания №1428048).

Основным недостатком растворов для уплотнения анодно-окисных покрытий алюминиевых сплавов, содержащих соединения хрома, является экологическая опасность (1-й класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76), в связи с чем они в настоящее время запрещаются к использованию в промышленности.

Кроме того, вышеуказанные растворы применяются при температуре от 85°C до 95°C, что приводит к большим энергозатратам.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является раствор для уплотнения анодно-окисного покрытия следующего состава, г/л:

Таннид и/или дубильный растительный экстракт	5-50
Бензотриазол	0,0001-0,0005
Однозамещенный фосфат натрия	0,02-2,0
Вода	до 1 л (патент РФ №2114219)

Уплотнение покрытия в растворе-прототипе должно проводиться при температуре 95-98°C, т.е. химическая обработка отличается большой энергоемкостью. Недостатком раствора является также активный рост на его поверхности в условиях производства микроорганизмов в виде пленки биомассы (поверхность «ванн уплотнения» достигает до 100 м²), что требует постоянных мероприятий по его очистке и корректировке.

Технической задачей изобретения является разработка раствора для уплотнения анодно-окисного покрытия алюминиевых сплавов, снижающего рабочую температуру процесса уплотнения покрытия, обладающего при этом высокими защитными и адгезионными свойствами.

Для достижения поставленной технической задачи предложен раствор для уплотнения анодно-окисного покрытия алюминиевых сплавов, содержащий воду, бензотриазол отличающийся тем, что он дополнительно содержит хроматциклогексиламин, натрий адипиновокислый и синтанол при следующем соотношении компонентов, г/л:

Бензотриазол	0,1-2
Хроматциклогексиламина	0,1-2
Натрий адипиновокислый	0,001-0,002
Синтанол	0,04-0,05
Вода	до 1 литра

Раствор дополнительно может содержать краситель.

Установлено, что при введении в раствор хроматциклогексиламина, натрия адипиновокислого, синтанола при заявленном содержании и соотношении компонентов приводит к снижению рабочей температуры раствора, повышению защитных свойств и адгезионных свойств покрытия.

Введение красителя в раствор повысит его способность выявлять дефекты покрытия (трещины, закаты, пористость, прижоги и др.).

В качестве красителя можно использовать ремазоль ярко-синий Р DyStar, Rubocid Green с120 В5374.

Пример осуществления

Уплотнение анодно-окисных покрытий в предлагаемом растворе проводили на деталях из алюминиевых сплавов Д16, В95пч, 1424.

После подготовки поверхности деталей путем обезжиривания, щелочного травления в 5% растворе едкого натра с последующим осветлением в 30% растворе азотной кислоты проводили анодное окисление в 20% растворе серной кислоты при температуре 18-19°с в течение 30 мин при плотности тока 1 А/дм². Образовавшееся покрытие имело толщину: на сплаве Д16 - 6 мкм, на сплаве В95пч - 6,5 мкм, на сплаве 1424 - 5,5 мкм.

После анодного окисления детали погружали в раствор, содержащий, г/л: бензотриазола - 0,1, хроматциклогексиламина - 0,1, натрия адипиновокислого - 0,001, синтанола ДС-10 - 0,04, воду до 1 л и выдерживали в растворе, нагретом до 40°C в течение 20 мин. Вынув из раствора, детали промывали в холодной воде, затем в теплой воде и сушили в сушильном шкафу при температуре 50°C в течение 30 мин.

Примеры 2-3 проводили аналогично примеру 1.

На поверхности деталей после анодного окисления образовалось бесцветное покрытие, которое после уплотнения благодаря введению красителя (ремазоль ярко-синий Р DyStar) приобрело окраску в сине-голубых тонах.

Пример 4, прототип.

Покрытие уплотняли в растворе, содержащем, г/л: таннид - 27, бензотриазол - 0,0003 г/л, однозамещенный фосфат натрия - 1,1 г/л, вода до 1 л. Уплотненное покрытие приобрело слегка неравномерную золотисто-коричневатую окраску.

Испытание образцов в камере солевого тумана в соответствии с ГОСТ 9.905, ГОСТ 9.308 (влажность 98%, температура 35°C, разбрызгивание 5%-ого раствора хлористого натрия) показало, что предлагаемый раствор обеспечивал высокие защитные свойства покрытия и отвечал требованиям вышеуказанных стандартов.

На образцы с уплотненным покрытием наносили эпоксидную грунтовку ЭП-0215, а затем полиуретановую эмаль УР-1161 (система лакокрасочного покрытия - ЛКП). Адгезионные свойства системы ЛКП - определяли в соответствии с ГОСТ 15140-78.

В таблице 1 представлен состав предлагаемого раствора для уплотнения и прототипа. В таблице 2 - свойства анодно-окисных покрытий, уплотненных в предлагаемом растворе и прототипе.

Таблица 2 показывает, что предлагаемый раствор уплотнения позволяет:

- снизить температуру уплотнения с 95-98°C до 40°C; и соответственно снизить энергоемкость

- выявлять дефекты на поверхности металла

- обеспечивать высокие защитные и адгезионные свойства анодно-окисных покрытий на уровне прототипа

- снизить трудоемкость процесса уплотнения покрытия, т.к. не требуется проведения дополнительных мероприятий по очистке поверхности от биомассы.

Предложенный раствор уплотнения можно использовать для деталей из алюминиевых сплавов различных систем, в том числе из неплакированных полуфабрикатов с содержанием меди больше 2%.

Таблица 1
№ п/п	Содержание компонентов, г/л
Бензотриа зол	Хроматцикло гексиламина	Натрий адипиновоки слый	Краситель	Синтанол ДС-10	Таннид	Однозамещенный фосфат натрия	Вода
1	0,1	0,1	0,002	0,1	0,04	-	-	до 1 л
2	1	1	0,0015	0,5	0,045	-	-	"_"
3	2	2	0,01	1	0,05	-	-	"-"
4 прототип	0,0002	-	-	-	-	25	0,8	"-"

Таблица 2
№ п/п	Сплав	Температура раствора, °C	Дополнительные мероприятия при использовании раствора	Цвет	КСТ,750 час площадь поражения коррозией, %	Светостойкость (ΔЕ) после экспозиции (500 час)	Адгезия после 14 суток, балл
1	Д16	40	Не требуются	бесцветный	5	1,8 без изменения	1-2
2	В95пч	41	Не требуются	Синий	3	1,8 без изменения	1-2
3	1424	40	Не требуются	Светло-синий	5	1,8 без изменения	1-2
4	Д16	95	Постоянная очистка поверхности от биомассы	Золотисто-коричневый	5	3,6 разнотонность	2-3
* - время уплотнения 20 мин.

1. Раствор для уплотнения анодно-окисного покрытия алюминиевых сплавов, содержащий воду, бензотриазол, отличающийся тем, что он дополнительно содержит хроматциклогексиламин, натрий адипиновокислый и синтанол при следующем соотношении компонентов, г/л:

бензотриазол	0,1-2,0
хроматциклогексиламин	0,1-2,0
натрий адипиновокислый	0,001-0,002
синтанол	0,04-0,05
вода	до 1 л

2. Раствор по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 0,1-1,0 г/л красителя.

Изобретение относится к области восстановления изношенных деталей из алюминиевых сплавов и может быть использовано для восстановления с упрочнением поджимных и подшипниковых блоков шестеренных насосов типа НШ-К.

Способ получения покрытий // 2266987

Изобретение относится к области обработки поверхности изделий из металлов или сплавов и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности.

Способ восстановления изношенных деталей из алюминиевых сплавов // 2252122

Изобретение относится к области восстановления изношенных деталей из алюминиевых сплавов, например для восстановления с упрочнением поджимных и подшипниковых блоков шестеренных насосов типа НШ-К.

Способ получения термостойких изоляционных покрытий на изделиях из алюминиевых сплавов // 2237758

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.

Способ получения свето- и коррозионностойких окрашенных анодно-оксидных покрытий на алюминии и его сплавах // 2230140

Изобретение относится к анодированию алюминия и его сплавов и может быть использовано для получения цветных свето- и коррозионностойких покрытий. .

Способ получения цветных изображений на изделиях из алюминия и его сплавов // 2207411

Изобретение относится к области окрашивания анодированного алюминия и может быть использовано в приборостроении, машиностроении и других областях промышленности для получения на поверхности изделий из алюминия и его сплавов черно-белых или иных цветных изображений в виде надписей, рисунков, картинок и т.п.

Способ нанесения покрытия на деталь из алюминия и алюминиевых сплавов // 2186159

Изобретение относится к электрохимическому способу нанесения покрытий на алюминий и его сплавы, широко применяемые в качестве конструкционных материалов, в клеевых соединениях и металлополимерных композиционных материалах.

Способ получения покрытий // 2166570

Изобретение относится к области обработки поверхности изделий и может быть использовано в машиностроении и приборостроении. .

Способ наполнения анодных оксидных покрытий на алюминиевых сплавах // 2122605

Изобретение относится к способам наполнения анодных оксидных покрытий на алюминиевых сплавах антифрикционным веществом, позволяющим получить антифрикционные и износостойкие покрытия.

Способ получения комбинированных покрытий на алюминии и его сплавах // 2078449

Способ получения композиционных покрытий на сплавах вентильных металлов // 2527110

Изобретение относится к области обработки поверхности изделий и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности. Способ включает микродуговое оксидирование изделия в щелочном электролите с последующим импрегнированием оксидированной поверхности полимером, оплавление верхнего слоя полимера и охлаждение, при этом микродуговое оксидирование проводят в анодно-катодном режиме при значениях плотностей анодного и катодного токов 0,5-30 А/дм2 и соотношении между ними Iк/Iа=1,1-1,2, а в качестве полимера используют сверхвысокомолекулярный полиэтилен. Технический результат: повышение износостойкости и снижение коэффициента трения за счет создания однородной структуры и высокого качества поверхности. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 6 пр.

Способ антикоррозионной обработки сплавов алюминия // 2528285

Изобретение относится к способам защиты металлов от коррозии и предназначено для повышения коррозионной стойкости покрытий на сплавах алюминия, используемых в агрессивной хлоридсодержащей среде. Способ включает нанесение покрытия методом плазменно-электролитического оксидирования в биполярном гальваностатическом режиме в условиях микроплазменных разрядов при эффективной плотности тока iа=iк=5-10 А/дм2, продолжительности анодных и катодных импульсов 0,02 с в течение 5-10 мин в водном электролите, содержащем, г/л: тринатрийфосфат 45-55, тетраборат натрия 20-30 и вольфрамат натрия 3-5, и уплотнение нанесенного покрытия. Уплотнение осуществляют в водном растворе ингибитора коррозии, содержащего олеат натрия, а также алифатические или ароматические карбоновые кислоты, в качестве которого преимущественно используют ИФХАН-25 либо ИФХАН-39, путем погружения на 50-60 мин при температуре 95-100°C с последующей гидрофобизацией в этилацетатном растворе политетрафторэтилена. Технический результат - увеличение эффективности антикоррозионной обработки и обеспечение высоких показателей антикоррозионной защиты для широкого круга обрабатываемых сплавов алюминия при одновременном повышении экологической безопасности способа, улучшении условий труда и снижении затрат времени. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 13 пр.

Способ получения защитных полимерсодержащих покрытий на металлах и сплавах // 2569259

Изобретение относится к способам получения защитных антикоррозионных покрытий на алюминии, титане, их сплавах и сплавах магния и может найти применение для защиты изделий и конструкций, контактирующих со средой, содержащей коррозионно-активные ионы, в частности, в химическом производстве, в пищевой промышленности, в условиях морского климата. Способ включает плазменно-электролитическое оксидирование (ПЭО) металлической поверхности в электролите, содержащем растворимые соли органических и неорганических кислот, с получением слоя оксидной керамики и последующее нанесение политетрафторэтилена (ПТФЭ) с термической обработкой полученного покрытия, при этом ПЭО осуществляют в биполярном режиме, ПТФЭ наносят с помощью электрофореза из его водной дисперсии, дополнительно содержащей додецилсульфат натрия и ОП-10 при следующем содержании компонентов, г/л: ПТФЭ с размером частиц, не превышающим 1 мкм 10-30, додецилсульфат натрия 0,1-2,0, ОП-10 0,1-2,0, а также изопропиловый спирт в количестве 5-100 мл/л и воду - остальное, при напряжении 40-300 В в течение 25-75 с, а термообработку осуществляют при температуре 300-310 °C в течение 10-15 минут. Технический результат - улучшение качества наносимых покрытий, повышение их износо- и коррозионной стойкости при одновременном упрощении способа и расширении круга обрабатываемых металлов. 3 з.п. ф-лы, 6 пр., 2 ил., 1 табл.

Анодно-оксидное покрытие двигателя внутреннего сгорания и способ его изготовления // 2583496

Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано для нанесения покрытия на его рабочую поверхность. Анодно-оксидное покрытие ДВС, сформированное, по меньшей мере, на части поверхности стенки, которая обращена к камере сгорания, характеризуется тем, что оно содержит пустоты и наноканалы, меньшие по своим размерам, чем пустоты, при этом, по меньшей мере, часть пустот закупорена закупоривающим материалом, полученным путем преобразования герметизирующего материала в закупоривающий материал, и, по меньшей мере, часть наноканалов не закупорена. Способ изготовления анодно-оксидного покрытия ДВС включает формирование анодно-оксидного покрытия, по меньшей мере, на части поверхности стенки, обращенной к камере сгорания, герметизацию контура наноканалов, при этом анодно-оксидное покрытие имеет внутри себя пустоты и наноканалы, меньшие по размерам, чем пустоты, нанесение герметизирующего материала на пустоты и закупорку, по меньшей мере, части пустот закупоривающим материалом, полученным путем преобразования герметизирующего материала, чтобы сформировать анодно-оксидное покрытие, в котором, по меньшей мере, часть наноканалов не закупорена. Технический результат: снижение теплопроводности и теплоемкости покрытия, повышение теплоизолирующих свойств и параметров амплитуды циклических колебаний температуры рабочей поверхности камеры сгорания. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил., 3 табл.

Защитный слой для титановых лопаток турбины последней ступени // 2601674

Изобретение относится к титановым лопаткам большого размера последних ступеней паротурбинных двигателей. Лопатка содержит сплав на основе титана и имеет переднюю кромку, включающую оксид титана, содержащий поры и верхний герметизирующий слой, заполняющий поры, выбранный из группы, состоящей из хрома, кобальта, никеля, полиимида, политетрафторэтилена и сложного полиэфира. Рассмотрен способ изготовления такой лопатки и изделие, включающее сплав на основе титана и содержащее переднюю кромку. Изобретение обеспечивает повышение долговечности, и уменьшение потерь от эрозии, и высокую экономическую эффективность. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Способ получения износостойких покрытий на изделиях из алюминия и его сплавов // 2602903

Изобретение относится к области получения износостойких и коррозионно-стойких покрытий на изделиях из алюминия и его сплавов. Способ характеризуется тем, что изделие подвергают микродуговому оксидированию в анодно-катодном режиме при плотности тока 7-7,5 А/дм2 и соотношении анодного и катодного токов 1,0:0,9 в течение 70-75 мин в щелочном электролите, содержащем водные растворы гидроксида натрия и силиката натрия концентрацией 3,5-4 и 11,5-12 г/л соответственно, шлифуют до параметра шероховатости Ra 0,8-1,6, очищают от минеральных и органических загрязнений, пропитывают в ультразвуковой ванне в течение 10-13 мин суспензией политетрафторэтилена Ф-4Д, сушат и термически обрабатывают при температурах 40-50 и 290-300°С в течение 10-12 и 60-62 мин соответственно. Техническим результатом является повышение износостойкости и антифрикционных свойств покрытий. 3 ил., 1 табл., 1 пр.

Противовирусное алюминиевое устройство и способ его получения // 2613820

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для создания противовирусных устройств. Противовирусное алюминиевое устройство, способное инактивировать вирус, содержит анодную оксидную пленку, полученную анодированием алюминиевого материала, и имеет поры, внутри которых присутствует противовирусное неорганическое соединение. На поверхности пленки с противовирусным соединением формируют поверхностную пленку, которая включает противовирусное неорганическое соединение и связующее на основе смолы. Способ включает анодирование алюминиевого материала с формированием пор, осаждение противовирусного соединения в порах электрохимической обработкой, при этом стадия осаждения противовирусного неорганического соединения включает осаждение по меньшей мере одного из таких элементов, как Ag и Cu, в порах электрохимической обработкой, погружение материала в электролит с ионами йода и осаждение CuI или AgI - противовирусного соединения в порах электрохимической обработкой. Устройство способно дезактивировать вирусы в течение короткого периода времени. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл., 15 пр.

Способ антикоррозионной обработки поверхности алюминия или алюминиевых сплавов // 2622466

Изобретение относится к способам антикоррозионной обработки поверхности изделий из алюминия или алюминиевых сплавов. Поверхность изделия подвергают импульсному энергетическому воздействию излучением импульсного оптоволоконного иттербиевого лазера с длиной волны 1,065 мкм при удельной мощности излучения 4,539⋅1010…8,536⋅1010 Вт/см2, частоте следования импульсов 20…40 кГц и скорости сканирования поверхности лазерным излучением 250…700 мм/с. Технический результат заключается в получении на поверхности изделия из алюминия или алюминиевого сплава плотной непроницаемой пассивной пленки оксида алюминия, эффективно защищающей металл от коррозии. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 11 пр.