Способ получения защитных покрытий на вентильных металлах и их сплавов



Способ получения защитных покрытий на вентильных металлах и их сплавов
Способ получения защитных покрытий на вентильных металлах и их сплавов
Способ получения защитных покрытий на вентильных металлах и их сплавов

Владельцы патента RU 2534123:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) (RU)

Изобретение относится к области получения защитных антифрикционных износостойких и обладающих высокой коррозионной стойкостью покрытий на вентильных металлах и их сплавах, преимущественно на титане и его сплавах, алюминии и его сплавах, сплавах магния, и может найти применение для защиты от коррозии деталей и металлоконструкций, работающих в водных коррозионно-активных средах, в атмосфере с высокой влажностью и под воздействием агрессивных ионов. Способ включает электрохимическую обработку поверхности металла, которую осуществляют при напряжениях, обеспечивающих протекание плазменных микроразрядов на границе раздела электрод-электролит при эффективной плотности тока 0,5-1,0 в электролите. Электролит содержит растворимый фосфат, тартрат либо силикат и представляет собой коллоидный раствор при значениях pH 8,0-10,5. Слой политетрафторэтилена (ПТФЭ) наносят из суспензии, содержащей частицы ПТФЭ размером 0,2-0,6 мкм в изопропиловом спирте с добавлением смачивателя ОП-10. Компоненты берут в следующем содержании: ПТФЭ 100,0-150,0; смачиватель ОП-10 6,0-8,0; изопропиловый спирт - остальное. Затем проводят термообработку покрытия. Техническим результатом изобретения является повышение антикоррозионных свойств и износостойкости защитных покрытий на вентильных металлах и сплавах. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 5 пр.

 

Изобретение относится к области получения защитных антифрикционных износостойких и обладающих высокой коррозионной стойкостью покрытий на вентильных металлах и их сплавах, преимущественно на титане и его сплавах, алюминии и его сплавах, сплавах магния и может найти применение для защиты от коррозии деталей и металлоконструкций, работающих в водных коррозионно-активных средах, в атмосфере с высокой влажностью и под воздействием агрессивных ионов, а также для защиты их поверхности от различного рода загрязнений.

Известен способ получения покрытий (пат. РФ №2250937, опубл. 2005.04.27), который включает микродуговое оксидирование изделий из магния, алюминия, титана, циркония, ниобия, тантала и их сплавов в щелочных или кислотных электролитах с формированием покрытий на основе керамических, полимерных, металлических, стекловидных, керамико-металлических, керамико-полимерных, керамико-стекловидных порошковых частиц, равномерно перемещаемых в растворе электролита у покрываемой поверхности изделий и имеющих температуру плавления, не превышающую температуру микродуговых разрядов, при этом размер частиц не должен превосходить 5 мкм, а их массовая доля составлять 0,5-5% от массы электролита. В ходе оксидирования раствор электролита перемешивают сжатым воздухом с одновременным вращением изделий со скоростью ламинарного потока электролита. Используемый в известном способе электролит, содержащий твердые мелкодисперсные частицы, является сложным в приготовлении и недостаточно стабильным. В условиях микроразрядов упомянутые мелкодисперсные частицы с большой вероятностью образуют агрегаты, разрушаются, вследствие чего формируются неравномерные покрытия с невысокой адгезией и недостаточно высокими защитными свойствами, при этом гидрофобные свойства формируемых покрытий являются также недостаточно высокими: угол смачивания поверхности дистиллированной водой достигает 90°, а 3%-ным раствором NaCl - 100-102°.

Известен способ получения фторопластового покрытия на металлической поверхности (пат. РФ №2070444, опубл. 1996.12.20), включающий предварительное формирование полимерно-керамического слоя, представляющего собой оксидную пленку толщиной, по крайней мере, 0,01 мкм, пропитанную 2-50% раствором олигоаминоорганоэтоксисилоксана в органическом растворителе, последующее нанесение полимерного слоя толщиной 50-200 мкм из композиции на основе 5-20 мас.% сополимера винилиденфторида с тетрафторэтиленом и/или трифторхлорэтиленом, и/или гексафторпропиленом и органических растворителей и сушку полученного покрытия. Оксидную пленку предварительно формируют выдержкой на воздухе при естественных условиях, термообработкой в атмосфере кислорода, химической или электрохимической обработкой, например анодированием. Получаемые известным способом покрытия обладают недостаточно высокими гидрофобными и антикоррозионными свойствами. Вследствие малой толщины и неразвитой пористости формируемой оксидной пленки не обеспечивается достаточно прочное закрепление слоя полимера, а также необходимая адгезия между слоями покрытия, которое не образует надежного препятствия для проникновения коррозионно-активных ионов к поверхности металла.

Известен способ нанесения антиадгезионного полимерного покрытия на изделия из алюминия, описанный в немецком патенте №2950604, опубл. 1981.06.19, включающий погружение изделия с предварительно нанесенным пористым анодным покрытием в дисперсию политетрафторэтилена (ПТФЭ) в растворе полиэфирсульфона и диметилформамида N-метилпирролидона с последующим испарением растворителя и термической обработкой изделия с нанесенным полимером. Полученные с помощью известного способа покрытия обладают недостаточно высокими защитными качествами, в частности невысокой износостойкостью и коррозионной стойкостью. Из-за малого размера пор частицы политетрафторэтилена практически не проникают внутрь пор, образуя на внешней поверхности поверхностный слой, который является неоднородным вследствие формирования агрегатов частиц ПТФЭ и обладает недостаточно высокой адгезией.

Известен описанный в патенте РФ №2413746, опубл. 2011.03.10 способ получения на изделиях из вентильных металлов, выбранных из алюминия, магния, титана, ниобия и/или циркония или их сплавов, покрытий, предназначенных для работы в коррозионных и агрессивных средах, включающий нанесение оксидного керамического слоя, образованного из металла плазмохимическим способом, с последующим нанесением на поверхность этого слоя и в его капиллярную систему предшественников полимеров в форме димеров или галогенированных димеров общей формулы (I):

где R1 представляет собой один или более атомов водорода или радикалов галогенов;

каждый R2 представляет собой атом водорода или галогена; и

каждый R3 представляет собой соответствующий ксилиленовый остаток, образующий димерную структуру,

в виде раствора либо суспензии в соответствующем растворителе с использованием вакуума, полимеризацию и термообработку сформированного полимерного слоя. Однако осуществляемая в вакууме полимеризация усложняет способ и увеличивает расходы на его осуществление. Кроме того, исходные димеры содержат радикалы галогенов и водород, которые в ходе процесса могут накапливаться в вакууме и взаимодействовать с материалом покрытия, вызывая появление микротрещин и микродефектов. Эти дефекты негативно сказываются на защитных свойствах покрытия и не позволяют обеспечить достаточно продолжительный срок его эксплуатации в коррозионно-активной среде.

Наиболее близким к заявляемому является описанный в патенте DE №4143650, опубл. 2003.09.18 способ получения на сплавах алюминия и сплавах магния защитных композитных покрытий, обладающих адгезией к металлу, коррозионной стойкостью и износостойкостью, проявляющих антифрикционные свойства. Способ включает нанесение на предварительно обработанную электрохимическим методом, преимущественно анодированием, поверхность металла слоя фторполимера, преимущественно политетрафторэтилена (ПТФЭ), в виде содержащей фторированный мономер либо олигомер эмульсии, либо суспензии с размерами частиц, не превышающими диаметр пор анодированной поверхности (1-50, преимущественно 1-10 нм), полимеризацию упомянутого фторированного мономера либо олигомера и термическую обработку нанесенного полимерного слоя, при этом упомянутый фторированный мономер либо олигомер наносят на поверхность, подвергнутую анодированию не ранее чем за 24 часа до указанного нанесения.

Однако в известном способе полимеризация фторированного мономера/олигомера происходит непосредственно на поверхности сформированного анодного слоя, поскольку он практически не проникает в поры. Известно, что заполнению капилляров и пористых тел жидкостью под воздействием силы тяжести препятствуют силы поверхностного натяжения, которые зависят от смачивающих свойств жидкости. В результате формирующийся фторполимерный слой не «запечатывает» в должной мере вход в поры анодного слоя и не перекрывает полностью его микродефекты. Кроме того, неизбежное образование агломератов частиц эмульсии либо суспензии исходного мономера/олигомера приводит к формированию полимерного слоя неравномерной толщины. Защитные свойства полученных известным способом покрытий являются недостаточными для эффективного использования в водной коррозионно-активной среде, износостойкость - недостаточной высокой, следствием чего является незначительный срок службы покрытий.

Задачей изобретения является создание способа получения на вентильных металлах и их сплавах защитных антикоррозионных покрытий с высокой износостойкостью, обеспечивающих долговременную защиту в водных коррозионно-активных средах.

Технический результат изобретения заключается в повышении коррозионных свойств и износостойкости защитных покрытий на вентильных металлах и их сплавах.

Указанный технический результат обеспечивается способом получения защитных покрытий на вентильных металлах и их сплавах, включающим электрохимическую обработку поверхности металла, нанесение на обработанную поверхность слоя ПТФЭ с последующей термообработкой, в котором, в отличие от известного, электрохимическую обработку осуществляют в содержащем растворимые соли электролите, представляющем собой коллоидный раствор при значении pH 8,0-10,5, при напряжениях, обеспечивающих протекание плазменных микроразрядов на границе раздела электрод-электролит, эффективной плотности тока 0,5-1,0 А/см2, при этом слой ПТФЭ наносят из суспензии, содержащей его частицы размером 0,2-0,6 мкм в изопропиловом спирте с добавлением смачивателя ОП-10 при следующем содержании компонентов, г/л:

ПТФЭ 100,0-150,0
смачиватель ОП-10 6,0-8,0
изопропиловый спирт остальное

Нанесение слоя ультрадисперсного (0,2-0,6 мкм) политетрафторэтилена (УПТФЭ) преимущественно осуществляют путем кратковременного (10-15 с) погружения обрабатываемого изделия в суспензию.

Для обеспечения оптимальной толщины и равномерности покрытия выполняют многократное погружение изделия в суспензию, при этом каждое последующее погружение выполняют после полного испарения изопропилового спирта с его поверхности после предыдущего погружения.

Для обеспечения хорошего качества покрытия термообработку изделия также проводят после полного испарения изопропилового спирта с его поверхности.

Способ осуществляют следующим образом.

Плазменно-электролитическое оксидирование (ПЭО) проводят при напряжениях, вызывающих протекание плазменных микроразрядов на границе электрод-электролит, преимущественно в биполярном режиме, при эффективной плотности тока 0,5-1 А/см2 в электролите, содержащем растворимые соли (фосфаты, силикаты, фториды и др.), к которым добавляют гидроксид натрия либо о-фосфорную кислоту в количествах, обеспечивающих значение pH в интервале 9,0-10,8 и образование коллоидного раствора в электролите подобранного состава.

Коллоидные частицы электролита размером от 3 до 10 нм несут заряд. Заряженные коллоидные частицы встраиваются в структуру покрытия, втягиваясь в каналы разряда под действием электрического поля, что обеспечивает их проникновение в более глубокие слои покрытия.

Высокие локальные температуры плазменных микроразрядов в прианодной области обеспечивают плазмохимический синтез с участием компонентов электролита сложных химических соединений, обеспечивающих антикоррозионную защиту металла.

Сформированное плазменно-электролитическим способом покрытие (ПЭО покрытие) толщиной 10-30 мкм преимущественно имеет светло-серый цвет, является плотным однородным и обнаруживает характерную многоуровневую морфологию поверхности, показанную на фиг.1 (изображения поверхности, полученные с помощью электронного сканирующего микроскопа (СЭМ) Evex Mini-SEM при увеличении ×700): а - титан; б - алюминий; в - сплав магния.

ПЭО покрытие, сформированное на вентильных металлах, имеет внутренний, преимущественно оксидный, беспористый барьерный слой и внешний пористый слой с равномерно распределенными порами диаметром от 0,1 до 1,5 мкм в количестве ~ 15-25 пор на 10 мкм2 поверхности. Таким образом, общая площадь открытых пор составляет 5-16% от площади обрабатываемой поверхности. Поры, пронизывающие внешний слой ПЭО покрытия, образуют систему капилляров.

Данные, полученные с помощью атомного силового микроскопа (АСМ), приведены на фиг.2, где представлено АСМ-изображение отдельной поры ПЭО покрытия, сформированного на титановом образце в фосфатном электролите: а - вид сбоку; б - вид сверху.

Как видно, форма пор ПЭО покрытий близка к форме перевернутого круглого конуса, хотя во многих случаях на внутренней поверхности пор-"конусов" видны искажения, объясняющиеся тем, что эта поверхность образована микрокристаллами. Средняя глубина пор составляет 350 нм, а диаметр, измеренный на середине высоты конуса, равен приблизительно 500 нм.

Таким образом, ПЭО покрытия, обладая достаточно высокими коррозионно-механическими свойствами, а также хорошей адгезией к подложке, одновременно обнаруживают развитую поверхность и являются подходящей основой для нанесения дополнительного слоя полимерного материала, в частности ПТФЭ. Слой ПТФЭ увеличивает срок действия защитных свойств ПЭО покрытия, вносит дополнительный вклад в его антикоррозионные свойства и в значительной мере повышает его гидрофобные свойства.

В соответствии с предлагаемым способом на изделие со сформированным ПЭО покрытием наносят слой ультрадисперсного политетрафторэтилена (УПТФЭ), используя метод погружения (dip coating), для чего окунают его в суспензию, содержащую частицы УПТФЭ размером 0,2-0,6 мкм в изопропиловом спирте с добавлением смачивателя ОП-10 при следующем содержании компонентов, г/л:

УПТФЭ 100-150
смачиватель ОП-10 6,0-8,0
изопропиловый спирт остальное

Смачиватель ОП-10 с формулой O(CH2-CH2-O)nCH2-CH2-OH является неионогенным поверхностно-активным веществом, которое представляет собой продукт обработки смеси моно- и диалкилфенолов окисью этилена. Хорошо растворяется в воде, обладает слабокислой либо слабощелочной реакцией, при термообработке изделий разрушается с образованием воды и углекислого газа, не влияющих на состав и свойства покрытия.

Смачиватель обеспечивает изменение соотношения силы тяжести и силы поверхностного натяжения, уменьшая последнюю, и способствует более глубокому проникновению суспензии УПТФЭ внутрь системы капилляров ПЭО покрытия. Заполненная ультрадисперсным политетрафторэтиленом верхняя широкая часть конусообразной поры образует прочно удерживающуюся «пробку», запечатывающую пору и перекрывающую доступ к поверхности металла через поры и микродефекты ПЭО покрытия.

Погружение осуществляют на короткое время (10-15 с); для улучшения качества покрытия в случае необходимости выравнивания поверхности полимерного слоя и наращивания заданной толщины погружение повторяют несколько раз (до 4-5), выдерживая изделие после каждого погружения на воздухе до полного испарения изопропилового спирта с его поверхности.

После последнего погружения и полного испарения изопропилового спирта с поверхности изделия проводят закрепление слоя УПТФЭ на ПЭО покрытии путем термической обработки при 310-380°C одним из известных способов, например путем помещения в холодную муфельную печь и нагрева до заданной температуры с последующим остыванием вместе с печью либо путем помещения в нагретую муфельную печь на 3-5 мин.

Количество наносимых слоев УПТФЭ, их толщина определяются конкретным назначением, условиями эксплуатации получаемого покрытия, типом (видом) изделий, на которые наносится покрытие. Общая толщина нанесенного многослойного полимерного покрытия может составлять 1-2,5 мкм, при толщине одного слоя от 0,5 до 1 мкм. Количество УПТФЭ входящего состав полимерного покрытия составляет 0,33 мг/см2.

Электрохимические исследования покрытий, полученных на вентильных металлах (титан, магний, алюминий и сплавы) предлагаемым способом, показали, что их сопротивление переменному току на два порядка выше в сравнении с ПЭО покрытием без дополнительного слоя ультрадисперсного ПТФЭ, и на три и более порядков выше в сравнении с металлом без покрытия. Коэффициент трения предлагаемых покрытий при нагрузке 10 Н в зависимости от сплава металла составляет 0,1-0,5±0,005, что соответствует уменьшению износа на два порядка в сравнении с ПЭО покрытием без дополнительной обработки полимером.

Кроме того, как показали проведенные исследования, предлагаемый способ обеспечивает получение покрытий с высокой гидрофобностью, усиливающей их защитные свойства.

Примеры конкретного осуществления способа

Готовят соответствующий раствор электролита путем последовательного растворения в дистиллированной воде расчетного количества входящих в его состав компонентов, корректируя при этом значение pH путем капельного добавления раствора NaOH либо раствора ортофосфорной кислоты до получения коллоидного раствора.

Наносят покрытие описанным выше способом, при этом определяют его характеристики в сравнении с ПЭО покрытием и характеристики этого же металла (сплава) без покрытия.

Для оценки антикоррозионных свойств исследовали образцы, представляющие собой пластины размерами, мм: 30×20×1, методом потенциодинамической поляризации и импедансной спектроскопии на электрохимической системе VersaSTAT MC (Princeton applied research). Измерения проводили в трехэлектродной ячейке в 3%-ном растворе NaCl при комнатной температуре.

Износостойкость композиционных покрытий определяли трибологическим методом с помощью трибометра TRB (CSM instruments, Швейцария) при использовании корундового шарика диаметром 10 мм при постоянной скорости и нагрузке (10 мм/мин и 10 Н, соответственно).

Оценку гидрофобности полученных покрытий производили путем измерения краевого угла (угла смачивания) посаженной на исследуемую поверхность капли 3%-ного водного раствора NaCl методом цифровой обработки видеоизображения. Углы смачивания измеряли в 3-5 точках поверхности каждого образца и вычисляли среднее значение для десяти последовательных изображений каждого расположения капли. Ошибка определения не превышала 0,1°. Углы смачивания составляли 125-135°.

Пример 1

Пластинку технически чистого титана ВТ1-0 (Ti 99,3 масс.%) размером, мм: 30×20×1 обрабатывали путем плазменно-электролитического оксидирования в течение 10 минут в электролите, содержащем 10 г/л Na3PO4·12H2O, pH=8,0 в биполярном режиме при напряжении формирования 260 В. Толщина полученного покрытия - 10 мкм.

Слой ПТФЭ наносили путем однократного погружения в суспензию, содержащую, г/л:

ПТФЭ 150,0
смачиватель ОП-10 8,0
изопропиловый спирт 842,0

Термообработку проводили при 320°C в течение 5 мин.

Измеренное значение тока свободной коррозии для полученного покрытия составило 1,1·10-9 А/см2, что в 7 раз ниже значения этого параметра (8,4·10-8 А/см2) для данного образца с ПЭО покрытием без слоя ПТФЭ и на порядок ниже значения этого параметра для данного образца без покрытия (1,2·10-8 А/см2).

Значение поляризационного сопротивления для полученного покрытия составило 7,6·108 Ом·см2 в сравнении с 2,2·106 Ом·см2 для образца с ПЭО покрытием и 3,1·105 Ом·см2 для образца без покрытия.

Значение модуля импеданса для полученного покрытия, нормированного на площадь образца, на частоте 0,02 Гц составило 4,8·108 Ом·см2 в сравнении с 7,6·105 Ом·см2 для образца с ПЭО покрытием и 2,4·105 Ом·см2 для образца без покрытия.

Износостойкость предлагаемого покрытия (коэффициент трения 0,10) составляет 8,8·10-5 мм3/Н·м. Для сравнения: износостойкость ПЭО покрытия (коэффициент трения 0,35) составляет 1,1·10-4 мм3/Н·м.

Пример 2

Пластинку сплава титана ВТ-6 (масс.%, Ti 90, Al 6, V 4) обрабатывали методом ПЭО аналогично примеру 1 в электролите, содержащем 20 г/л Na3PO4·12H2O, pH=8,7. Толщина полученного покрытия ~ 10 мкм.

Слой ПТФЭ наносили путем трехкратного погружения в суспензию, содержащую, г/л:

ПТФЭ 150,0
смачиватель ОП-10 6,0
изопропиловый спирт 844,0

Термообработка аналогично примеру 1.

Для покрытия, полученного предлагаемым способом, измеренное значение тока свободной коррозии составило 1,0·10-9 А/см2, поляризационного сопротивления 7,3·108 Ом·см2. Значение модуля импеданса для предлагаемого покрытия, нормированного на площадь образца, на частоте 0,02 Гц составило 4,5·108 Ом·см2.

Для ПЭО покрытия без обработки полимером измеренное значение тока свободной коррозии составило 0,9·10-8 А/см2, поляризационного сопротивления 2,5·106 Ом·см2. Значение модуля импеданса для ПЭО покрытия, нормированного на площадь образца, на частоте 0,02 Гц составило 8,0·105 Ом·см2.

Износостойкость предлагаемого покрытия (коэффициент трения 0,10) составляет 8,1·10-5 мм3/Н·м. Для сравнения: износостойкость ПЭО покрытия (коэффициент трения 0,35) составляет 9,8·10-4 мм3/Н·м.

Пример 3

Пластинку технически чистого алюминия А7 (Al 99.7 масс.%) обрабатывали путем плазменно-электролитического оксидирования в течение 15 мин в биполярном режиме при эффективной плотности тока 0,5 А/см2 в электролите, содержащем, г/л:

тартрат калия C4H4K2O6·5H2O 20,0
борат натрия Na2B4O7·12H2O 20,0
фторид натрия NaF 1,5

при pH=9,2.

Толщина полученного ПЭО покрытия 25 мкм.

Слой ПТФЭ наносили из состава, аналогичного составу в примере 2, путем 5-кратного погружения.

Термообработка аналогично примеру 1.

Измеренное значение тока свободной коррозии для полученного покрытия составило 2,3·10-10 А/см2 в сравнении со значением этого параметра 5,4·10-10 А/см2 для образца с ПЭО покрытием и 7,5·10-7 А/см2 для данного образца без покрытия.

Значение поляризационного сопротивления для полученного покрытия составило 3,5·107 Ом·см2 в сравнении с 7,5·106 Ом·см2 для образца с ПЭО покрытием и 7,6·104 А/см2 для данного образца без покрытия.

Значение модуля импеданса для полученного покрытия, нормированного на площадь образца, на частоте 0,02 Гц составило 1,2·107 Ом·см2 в сравнении с 5,6·106 Ом·см2 для образца с ПЭО покрытием и 1,4·105 Ом·см2 для образца без покрытия.

Износостойкость предлагаемого покрытия (коэффициент трения 0,40) составляет 3,1·10-3 мм3/Н·м. Для сравнения: износостойкость ПЭО покрытия (коэффициент трения 0,49) составляет 9,7·10-3 мм3/Н·м.

Пример 4

Пластинку сплава алюминия АМг5 (%, Fe 0,5; Si 0,5; Mn 0,5-0,8; Ti 0,02-0,1; Al 91,9-94,68; Cu до 0,1; Be 0,0002-0,005; Mg 4,8-5,8; Zn до 0,2; прочие - всего до 0,1) обрабатывали методом ПЭО аналогично примеру 3.

Толщина полученного покрытия 30 мкм.

Слой ПТФЭ наносили из состава, аналогичного составу в примере 2, путем 5-кратного погружения.

Термообработку проводили при 380°C в течение 3 мин.

Для предлагаемого покрытия измеренное значение тока свободной коррозии составило 1,9·10-10 А/см2, поляризационного сопротивления 3,1·107 Ом·см2. Значение модуля импеданса, нормированного на площадь образца, на частоте 0,02 Гц составило 0,9·107 м·см2.

Для сравнения: значение тока свободной коррозии для образца с ПЭО покрытием составило 4,9·10-10 А/см2, поляризационного сопротивления 7,1·106 Ом·см2. Значение модуля импеданса, нормированного на площадь образца, на частоте 0,02 Гц составило 5,2·106 Ом·см2.

Износостойкость предлагаемого покрытия (коэффициент трения 0,40) составляет 2,9·10-3 мм3/Н·м. Для сравнения: износостойкость ПЭО покрытия (коэффициент трения 0,49) составляет 9,2·10-3 мм3/Н·м.

Пример 5

Пластинку из сплава магния МА8 (%, 1,5-2,5 Mn; 1,5-2,0 Zn; 0,15-0,35 Ce) обрабатывали путем плазменно-электролитического оксидирования в течение 10 минут в электролите следующего состава, г/л:

Na2SiO3·5H2O 15,0
NaF 5,0

при значении pH=10,5 в биполярном режиме при напряжении формирования, изменяющемся от 0 до 250 В, плотности тока 0,5 А/см2.

Толщина полученного покрытия 25 мкм.

Слой ПТФЭ наносили путем 5-кратного погружения в суспензию, содержащую, г/л:

ПТФЭ 100,0
смачиватель ОП-10 6,0
изопропиловый спирт 894,0

Термообработка аналогично примеру 4.

Измеренное значение тока свободной коррозии для полученного покрытия составило 1,0·10-10 А/см2 в сравнении с 8,0·10-8 А/см2 для образца с ПЭО покрытием и 5,3·10-5 А/см2 для данного образца без покрытия.

Значение поляризационного сопротивления для полученного покрытия составило более 1,0·1010 Ом·см2 в сравнении с 9,5·104 Ом·см2 для образца с ПЭО покрытием и 4,9·102 А/см2 для данного образца без покрытия.

Значение модуля импеданса для полученного покрытия, нормированного на площадь образца, на частоте 0,02 Гц составило 1,4·1010 Ом·см2 в сравнении с 7,5·104 Ом·см2 для образца с ПЭО покрытием и 8,0·102 Ом·см2 для образца без покрытия.

Износостойкость предлагаемого покрытия (коэффициент трения 0,10) составляет 3,0·10-5 мм3/Н·м. Для сравнения: износостойкость ПЭО покрытия (коэффициент трения 0,43) составляет 1,7·10-3 мм3/Н·м.

1. Способ получения защитных покрытий на вентильных металлах и их сплавах, включающий электрохимическую обработку поверхности металла, нанесение на обработанную поверхность слоя политетрафторэтилена (ПТФЭ) и термообработку покрытия, отличающийся тем, что электрохимическую обработку осуществляют при напряжениях, обеспечивающих протекание плазменных микроразрядов на границе раздела электрод-электролит, при эффективной плотности тока 0,5-1,0 А/см2 в электролите, содержащем растворимый фосфат, тартрат либо силикат и представляющем собой коллоидный раствор при значениях pH 8,0-10,5, при этом слой ПТФЭ наносят из суспензии, содержащей его частицы размером 0,2-0,6 мкм в изопропиловом спирте с добавлением смачивателя ОП-10 при следующем содержании компонентов, г/л:

ПТФЭ 100,0-150,0
смачиватель ОП-10 6,0-8,0
изопропиловый спирт остальное.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что слой ПТФЭ наносят путем погружения обрабатываемого изделия в суспензию ПТФЭ в течение 10-15 с.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что погружение осуществляют многократно с выдержкой изделия на воздухе до полного испарения изопропилового спирта перед каждым последующим погружением.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед термообработкой изделие выдерживают на воздухе до полного испарения изопропилового спирта.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к медицине. Имплантируемое медицинское устройство для доставки ряда лечебных средств к месту вмешательства по первому варианту содержит по существу, цилиндрический интралюминальный каркас, грунтовочный слой, первое и второе покрытия и, по меньшей мере, одно терапевтическое средство.

Изобретение относится к остеклению транспортных средств. Предложено авиационное остекление, включающее в себя два разнесенных полимерных слоя и комплексное покрытие, обладающее солнцезащитными свойствами.

Изобретение относится к способам нанесения защитного покрытия, которое может содержать органический материал, на изделие, имеющее уже нанесенный на него пакет слоев, для снижения потенциала образования поверхностных царапин.

Нетканое проводящее полотно и ряд изделий и устройств с его использованием. Проводящий материал включает проводящее нетканое полотно, содержащее проводящие углеродные волокна в количестве 5-50 вес.% в комбинации с волокнами целлюлозы и/или синтетическими волокнами.
Изобретение относится к производству декоративно-прикладных изделий различного назначения и может быть использовано для придания им необходимых свойств за счет нанесения на поверхность одноцветного покрытия.

Изобретение относится к получению изделий с многослойным светочувствительным покрытием и может быть использовано для получения тонкопленочных солнечных элементов, фотокаталитических изделий.
Изобретение относится к добавке, повышающей влагостойкость и пригодной для производства композитных панелей, которая содержит триглицерид с числом омыления по меньшей мере 150 и йодным числом по меньшей мере 35 и по меньшей мере один неионогенный эмульгатор, включающий сложный эфир жирной кислоты и полиспирта, причем добавка не содержит углеводородный воск.
Изобретение относится к добавке, повышающей влагостойкость. .

Изобретение относится к грунтовочной композиции, пригодной для применения на алюминиевых подложках и к способу нанесения и отверждения многослойного покрытия на подложке.

Изобретение относится к способу связывания с носителем (2) активных молекул (30), обладающих активностью, в частности физической, физико-химической, химической, биохимической или биологической активностью, либо против нежелательных организмов или явлений, либо способствующей желательному явлению.
Изобретение относится к способу изготовления гибкого, преимущественно минерального покровного комбинированного материала, предназначенного для изготовления строительных материалов, соответственно для наслаивания на строительные материалы, а также к необходимой для этого технологии. Способ изготовления гибкого минерального строительного материала включает стадии: 1) предоставление основы, 2) нанесение по меньшей мере на одну сторону основы композиции, содержащей по меньшей мере одно неорганическое соединение и сушку нанесенной композиции, последующее нанесение дополнительного покрытия по стадиям 3) или 4), где 3) нанесение по меньшей мере на одну сторону полученной на стадии 2) основы по меньшей мере одной органической полимерной дисперсии и сушку нанесенного(-ых) покрытия(-й), или 4) нанесение по меньшей мере на одну сторону основы по меньшей мере одного покрытия, содержащего: смесь силанов общей формулы (Z1)Si(OR)3, частицы оксида, по меньшей мере один полимер и один инициатор и сушку нанесенного(-ых) покрытия(-й), и затем 5) нанесение по меньшей мере на одну сторону основы по меньшей мере одной органической водной полимерной дисперсии и сушку нанесенного(-ых) покрытия(-й). Способ позволяет получать гибкие минеральные строительные материалы с улучшенными свойствами. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 7 табл., 4 пр.

Изобретение относится к методам отверждения покрывающих композиций, содержащих радикально полимеризуемое соединение и органоборан-аминный комплекс, и которые используют при формировании отвержденного покрытия, например при отделке автомобиля. Указанная покрывающая композиция содержит радикально полимеризуемое соединение и органоборан-аминный комплекс. Указанный комплекс содержит органоборановый инициатор, аминный блокирующий агент и воду. Отверждение покрывающей композиции осуществляют в несколько стадий. Объединяют органоборан-аминный комплекс, радикально полимеризуемое соединение и воду. Формируют покрывающую композицию. Диоксид углерода вводят в покрывающую композицию или в композицию, включающую по меньшей мере одно из органоборан-аминного комплекса, радикально полимеризуемого соединения и воды, перед формированием покрывающей композиции. Угольная кислота формируется in situ в покрывающей композиции путем реакции воды и диоксида углерода. Органоборан-аминный комплекс подвергают декомплесоообразованию под действием угольной кислоты с отделением таким образом органоборанового инициатора и аминного блокирующего агента. Радикально полимеризуемое соединение полимеризуют с применением органоборанового инициатора в присутствии кислорода. Изобретение позволяет улучшить скорость и эффективность отверждения покрытия в отсутствие внешнего нагревания, Уф-облучения и т.д. 11 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к формированию радикально полимеризуемой покрывающей композиции, используемой при отделке транспортных средств, в частности автомобиля, и методам отверждения такой покрывающей композиции. При формировании отвержденной покрывающей композиции в способе отверждения ее применяют покрывающее соединение, включающее радикально полимеризуемое соединение, выбранное из акриловых соединений, и органоборановый инициатор. Органоборановый инициатор включает трифункциональные бораны. Отверждение покрывающей композиции осуществляют в несколько стадий. Формируют покрывающую композицию введением радикально полимеризуемого соединения и органоборанового инициатора на подложку. Органоборановый инициатор образует комплекс с бифункциональным нециклическим блокирующим агентом, который имеет углеродную основную цепь и две способные к комплексообразованию с органобораном составляющие. Эти две составляющие отличаются друг от друга и выбираются из группы, состоящей из аминной составляющей и тиольной составляющей. Кроме того, эти две составляющие отделены одна от другой атомами углерода в количестве от двух до четырех для повышения нуклеофильности блокирующего агента по отношению к органоборановому инициатору. Осуществляют декомплексообразование органоборанового инициатора и блокирующего агента с образованием таким образом радикала. Осуществляют отверждение путем полимеризации с применением этого радикала. Изобретение позволяет улучшить скорость и эффективность отверждения покрытий. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил., 5 пр.

Изобретение относится к нанесению покрытий на металлические или керамические сотовые элементы/фильтры и может быть использовано для изготовления каталитических нейтрализаторов отработавших газов для автомобилей. В системе для нанесения покрытия из предназначенных для этого жидких сред подложки представляют собой цилиндрические корпуса-носители и имеют по две торцевые поверхности, по наружной боковой поверхности, по осевой длине и по множеству проходящих от одной - первой - их торцевой поверхности до другой - второй - их торцевой поверхности каналов. Система имеет заполненный жидкостью цилиндр, в котором установлен поршень и который сообщается с емкостью. Внутри емкости расположен вытеснитель таким образом, что он при перемещении поршня перемещается жидкостью пропорционально ему. Емкость сообщается с устройством для нанесения покрытия на подложку. Вытеснитель воздействует на жидкую среду для нанесения покрытия, в результате чего происходит пропорциональное изменение ее уровня в устройстве для нанесения покрытия. Кроме того, представлен осуществляемый с помощью системы способ, а также изготавливаемые с помощью таких системы и способа продукты и их применение. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности нанесения покрытия воспроизводимой протяженности в каналах подложек с незначительными различиями между каналами, а также получение малого износа при использовании сред для нанесения покрытия с высоким абразивным действием. 6 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 пр.

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.

Изобретение касается способов нанесения покрытия на автомобильные подложки и композиций покрытий. Способ включает (a) нанесение без нанесения промежуточной грунт-шпаклевки пигментсодержащей, придающей цвет композиции базового покрытия и (b) нанесение отверждаемой непигментированной композиции покрытия на указанный слой базового покрытия, причем слой базового покрытия сформирован посредством нанесения отверждаемой водной композиции, содержащей: (i) непрерывную фазу, содержащую воду, и (ii) диспергированную фазу, содержащую: (A) полимерные частицы, содержащие карбоксильные функциональные группы, содержащие ненасыщенные по этиленовому типу мономеры, включающие мультиненасыщенный по этиленовому типу мономер, причем указанный мультиненасыщенный по этиленовому типу мономер присутствует в количестве от 2 до 30 вес.% из расчета на общий вес ненасыщенных по этиленовому типу мономеров, и (B) поликарбодиимид. Технический результат заключается в обеспечении композиции базового покрытия, которое отверждается в ходе стадии дегидратации, приводя к высокой степени отверждения до нанесения покровного лака, что позволяет проводить отверждение покровного лака при более низкой температуре. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 4 пр.

Изобретение касается способов нанесения покрытия на автомобильные подложки и композиций покрытий, используемых в данных способах. Описан способ нанесения многослойного покрытия на подложку, включающий: (a) нанесение, без нанесения промежуточной грунт-шпаклевки, пигментсодержащей придающей цвет композиции базового покрытия непосредственно на отвержденное электроосажденное грунтовочное покрытие, которое соединено с указанной подложкой, с образованием отверждаемого придающего цвет слоя базового покрытия, и (b) нанесение отверждаемой непигментированной композиции покрытия на указанный слой базового покрытия с образованием прозрачного слоя покрытия поверх указанного слоя базового покрытия, причем указанный слой базового покрытия сформирован посредством нанесения полигидразидсодержащей отверждаемой водной композиции, содержащей: (i) непрерывную фазу, содержащую воду, и (ii) диспергированную фазу, содержащую: (А) полимерные частицы, полученные полимеризацией смеси ненасыщенных по этиленовому типу мономерных соединений, содержащей ненасыщенные по этиленовому типу мономеры, включающие: (1) мультиненасыщенный по этиленовому типу мономер и (2) ненасыщенный по этиленовому типу мономер, содержащий кето- или альдо-группу. Покрытия соответствуют коммерческим стандартам внешнего вида и физических и химических свойств. 2 н. и 28 з.п. ф-лы, 1 ил., 10 табл., 17 пр.

Изобретение относится к электрической сборке с конформным покрытием и к способам получения такой электрической сборки. Конформное покрытие получено способом, включающим: (а) плазменную полимеризацию соединения с формулой (I) где R1 обозначает С1-С3 алкильную группу или С2-С3 алкенильную группу, a R2, R3, R4, R5 и R6 независимо обозначают атом водорода, С1-С3 алкильную группу или С2-С3 алкенильную группу, и осаждение полученного полимера на по меньшей мере одну поверхность сборки; и (b) плазменную полимеризацию фторуглеводорода и осаждение полученного полимера на полимер, полученный на стадии (а). Также описан вариант, в котором сначала осаждают фторуглеводородный полимер, а затем на него осаждают полимер, полученный из соединения формулы (I). Полученное покрытие обладает улучшенными эксплуатационными свойствами. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил., 3 табл., 8 пр.

Изобретение относится к способу нанесения порошкового покрытия на подложку. Способ нанесения содержит этапы нанесения первого слоя порошкового покрытия, за которым следует нанесение второго слоя порошкового покрытия без какого-либо существенного отверждения первого слоя порошкового покрытия перед нанесением второго слоя порошкового покрытия, за которым следует одновременное отверждение первого слоя порошкового покрытия и второго слоя порошкового покрытия, причем первый слой порошкового покрытия или второй слой порошкового покрытия содержит от 1 до 10 мас.% проводящего компонента, имеющего удельное сопротивление ниже 5 Ом·см при коэффициенте заполнения объема ≤70%, а пленкообразующий полимер, используемый в упомянутых по меньшей мере двух различных двух слоях термоотверждающегося порошкового покрытия, является одним или более выбранным из карбокси-функциональных сложнополиэфирных смол, гидрокси-функциональных сложнополиэфирных смол, эпоксидных смол, функциональных акриловых смол и фторполимеров. Способ позволяет получать покрытие без поверхностных дефектов. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к ситам для использования в качестве фильтров в оборудовании для вибрационной фильтрации, например в вибрационных ситах. Сито с покрытием содержит раму сетки. Сетка сита, имеющая верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, может быть прикреплена к верхней стороне рамы сетки и может проходить по длине и ширине рамы сетки. Поверхность сетки сита может иметь покрытие. Покрытие может быть олеофильным или олеофобным. Также описан способ покрытия сетки сита, в котором наносят первое покрытие на первую поверхность сетки сита, причем первое покрытие является по меньшей мере одним, выбранным из гидрофильного и олеофильного, и наносят второе покрытие на вторую поверхность сетки сита, причем второе покрытие является по меньшей мере одним, выбранным из гидрофобного и олеофобного. Техническим результатом является увеличение расхода текучей среды через сито и/или улучшение показателей отвода текучей среды. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2014-11-27 2014-11-26T19:08:00
Наверх