Способ формирования керамического защитно-декоративного покрытия камуфляжной окраски различных оттенков на изделии из вентильного металла или его сплава и керамическое защитно-декоративное покрытие, полученное данным способом

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2786993:

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "МАНЭЛ" (RU)

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства: для отделки приборов, изготовления панелей, радиаторов, солнечных батарей, в производстве декоративных украшений, строительной индустрии. Способ включает погружение изделия в ванну с водным раствором электролита и микродуговое оксидирование (МДО) в импульсном анодно-катодном режиме, при этом устанавливают и регулируют: анодное напряжение в диапазоне от 250 до 600 В с длительностью импульсов от 50 до 1000 мкс и частотой от 30 до 1000 Гц, катодное напряжение в диапазоне от 0 до 100 В с длительностью импульсов от 50 до 1000 мкс и частотой от 30 до 1000 Гц и время паузы между анодным и катодным импульсами от 0 до 10 мс, при этом доля анодных импульсов изменяется от 100 до 10% относительно катодных импульсов, а доля катодных импульсов изменяется от 0 до 90% относительно анодных импульсов, причем МДО ведут в электролите при следующем соотношении компонентов, г/л: динатрийфосфат 20-50, тетраборат натрия 25-60, борная кислота 15-50, фторид натрия 1-8, гексацианоферрат (III) калия 3-10. Сформировано керамическое защитно-декоративное покрытие камуфляжной окраски различных оттенков, в том числе зеленого цвета, на изделии, по меньшей мере одна поверхность которого полностью или частично выполнена из вентильного металла или его сплава, содержащее оксид упомянутого металла, состоящее по меньшей мере из двух слоев суммарной толщиной от 10 до 70 мкм, при этом верхний слой толщиной от 5 до 65 мкм дополнительно содержит железо 0,2-45,0 мас.%. Технический результат - формирование защитного покрытия камуфляжной равномерной окраски различных оттенков в процессе одной технологической операции МДО, повышение физико-химических характеристик получаемого покрытия. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл., 10 пр.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области электрохимического нанесения защитно-декоративных покрытий на вентильных металлах и их сплавах методом микродугового оксидирования и может найти применение в разных отраслях народного хозяйства: для отделки приборов, изготовления панелей, радиаторов, солнечных батарей, в производстве декоративных украшений, строительной индустрии и т.д. Круг объектов, которые можно декорировать с помощью заявленного предлагаемого изобретения, чрезвычайно разнообразен, например, к ним относятся корпуса электронных устройств (телефоны, планшеты, ноутбуки и прочее), корпуса транспортных средств (самолеты, суда, автомобили и т.д.), бижутерия, элементы интерьера, а также металлические облицовочные панели для зданий и различного рода строительных объектов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известно изобретение [CN106757267 (A) - 2017-05-31], в частности, раскрывающее способ получения защитной (army) зеленой композитной пленки путем микродугового оксидирования на поверхности литой алюминиевой матрицы. Способ включает этапы, на которых:

а) поверхность заготовки шлифуют и очищают;

б) готовят раствор: на литр деионизированной воды добавляют 2-4 г NaOH, 2-4 г NiSO₄, 8-15 г Na₂SiO₃, 10-15 г (NaPO₃)₆, 5-10 г Na₂WO₄ и 3-8 г ЭДТА и перемешивают до достаточного растворения;

в) заготовка помещается в раствор, включается источник питания микродугового оксидирования и устанавливаются параметры источника питания;

г) проведение оксидирования в течение 20-30 мин;

д) заготовку тщательно очищают и сушат.

Получаемые цвета оксидных пленок меняются от светло-зеленого до темно-зеленого и не охватывают другие возможные камуфляжные оттенки (серые, коричневые).

К недостаткам данного способа также можно отнести то, что в изобретении предлагается применение силикатно-щелочных электролитов, которые очень чувствительны к условиям их эксплуатации, так, например, незначительные превышения температуры процесса оксидирования или перерывы (2-4 недели) в работе, приводят к сокращению срока их использования.

Также стоит отметить, что силикатно-щелочные электролиты не являются истинными растворами, кроме гомогенной части они содержат коллоидные частицы, наличие которых снижает рассеивающую способность таких электролитов. Это в свою очередь приводит к снижению скорости формирования покрытия и дополнительным сложностям в случаях нанесения покрытий на изделия, имеющие труднодоступные места для образования покрытия. Кроме того, для таких электролитов имеются сложности с корректированием их состава во время эксплуатации, что затрудняет их непрерывное использование.

В отличие от силикатно-щелочных, электролиты, например, на основе фосфатно-боратных систем являются более стабильными и надежными в эксплуатации.

Известно изобретение [RU2213166 C2, опубл. 27.09.2003], в котором раскрыт способ получения керамического покрытия болотно-зеленого цвета на таком изделии как накладка на подошву утюга, выполненная из сплава алюминия Д16 (Сu 3,8-4,8, Mn 0,3-0,9, Mg 1,2-1,6). Основу электролита составляли бораты, фосфаты и фториды щелочных металлов с добавлением гексацианоферрата (II) калия при следующем соотношении компонентов: Na₂HPO₄ 35 г/л, Н₃ВО₃ 20 г/л, NaF 10 г/л, Na₂B4O₇ 30 г/л, К₄[Fе(СN)₆]⋅3Н₂O 2 г/л. МДО вели в анодно-катодном режиме, длительность анодного и катодного импульсов составляла 200 мкс, пауза между ними 200 мкс, плотности тока составляли i_A=300 А/дм², i_K=120 А/дм².

Основной характеристикой покрытия рассматривалась его теплостойкость в совокупности с низкой шероховатостью, в связи, с чем покрытие формировали двуслойным из внутреннего слоя толщиной 8 мкм и внешнего слоя толщиной 22 мкм. Пористость покрытия составила 70%, размеры пор менялись в пределах 0,01-10 мкм, шероховатость составляла 0,80 мкм, микротвердость 1000 кг/мм².

К недостаткам можно отнести следующее:

- наличие высокой плотности тока, обуславливающей значительную энергоемкость процесса;

- изменение цвета покрытия возможно лишь за счет изменения вводимых добавок неорганической природы в электролит или дополнительным окрашиванием в органических красителях;

- в заявленном диапазоне электрических параметров (плотность тока: i_А=100-300 А/дм², i_К=50-120 А/дм², длительность импульса 50-1000 мкс) невозможно манипулировать условиями процесса для получения покрытий широкой гаммы оттенков, например, зеленого цвета в электролите одного состава;

- в описании изобретения отсутствуют сведения и примеры, касающиеся решения проблем, связанных с равномерностью покрытия по толщине и соответственно цвета по поверхности изделия, а также проблем получения широкой цветовой гаммы покрытий зеленого цвета, в том числе для придания поверхности изделия различных оттенков зеленого цвета, пригодных для камуфлирования изделий для различных типов местности.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является разработка способа позволяющего методом микродугового оксидирования (МДО) получать керамические покрытия на поверхности изделий, выполненных из вентильного металла или его сплавов, имеющих камуфлирующую окраску широкой цветовой гаммы, в том числе зеленого цвета различных оттенков.

Технический результат - возможность формирования защитных покрытий в цветовом ассортименте (различных оттенков) камуфляжного цвета для различных типов местности на изделиях, выполненных из вентильного металла или его сплавов в процессе одной технологической операции МДО.

Техническим результатом также является качество защитно-декоративного покрытия, определяемое равномерностью цвета по всей поверхности изделий.

Еще один технический результат заключается в достижении следующего комплекса улучшенных физико-механических характеристик получаемого защитно-декоративного покрытия:

Пористость, %

Износостойкость

Микротвердость, HV

Коррозионная стойкость, ч

Устойчивость к абразивному воздействию пыли (песка)

Прочность сцепления по методу нанесения сетки царапин, ISO класс

Поставленная задача достигается тем, что предлагаемый способ нанесения керамического защитно-декоративного покрытия камуфляжного цвета различных оттенков, в том числе зеленого цвета, на изделие, по меньшей мере одна поверхность которого полностью или частично выполнена из вентильного металла или его сплава включает погружение изделия в ванну с водным раствором электролита основу которого составляют бораты, фосфаты и фториды щелочных металлов и микродуговое оксидирование упомянутой поверхности в импульсном анодно-катодном режиме.

Новым является то, что для получения покрытий камуфляжного цвета широкой цветовой гаммы, в том числе зеленого цвета различных оттенков, устанавливают и регулируют:

- анодное напряжение в диапазоне значений от 250 до 600 В с длительностью импульсов от 50 до 1000 мкс и частотой следования импульсов от 30 до 1000 Гц,

- катодное напряжение в диапазоне значений от 0 до 100 В с длительностью импульсов от 50 до 1000 мкс и частоту следования импульсов от 30 до 1000 Гц и/или для каждого цвета,

- время паузы между анодным и катодным импульсами от 0 до 10 мс,

при этом доля анодных импульсов изменяется от 100% до 10% относительно катодных импульсов, а доля катодных импульсов изменяется от 0% до 90% относительно анодных импульсов,

при том, что водный раствор электролита дополнительно содержит гексацианоферрат (III) калия, при следующем соотношении компонентов, г/л:

Динатрийфосфат Na₂HPO₄	20-50
тетраборат натрия Na₂B4O₇	25-60
борная кислота Н₃ВО₃	15-50
фторид натрия NaF	1-8
гексацианоферрат (III) калия К₃[Fе(СN)₆]	3-10.

При этом, более темные оттенки покрытий преимущественно получают при анодном напряжении в диапазоне значений от 450 до 600 В с длительностью импульсов от 300 до 1000 мкс и частотой следования импульсов от 30 до 1000 Гц, катодное напряжение в диапазоне значений от 50 до 100 В с длительностью импульсов от 250 до 1000 мкс и частоту следования импульсов от 30 до 1000 Гц и время паузы между анодным и катодным импульсами от 0 до 10 мс, при этом доля анодных импульсов изменяется от 100% до 70% относительно катодных импульсов, а доля катодных импульсов изменяется от 0% до 30% относительно анодных импульсов.

Наилучший результат формирования светлых оттенков покрытия достигается при анодном напряжении в диапазоне значений от 250 до 400 В с длительностью импульсов от 50 до 200 мкс и частотой следования импульсов от 30 до 200 Гц, катодное напряжение в диапазоне значений от 0 до 50 В с длительностью импульсов от 50 до 200 мкс и частоту следования импульсов от 30 до 1000 Гц и время паузы между анодным и катодным импульсами от 0 до 10 мс, при этом доля анодных импульсов изменяется от 70% до 10% относительно катодных импульсов, а доля катодных импульсов изменяется от 30% до 90% относительно анодных импульсов.

Предпочтительно, что формирование покрытия осуществляют при температуре от +10 до +40°С.

При низких температурах от +10 до +15°С формируются более светлые оттенки камуфлирующего цвета.

При повышении температуры процесс МДО протекает быстрее, увеличивается содержание иона - модификатора в покрытии, что приводит к формированию более темных оттенков камуфлирующего цвета.

При том, что покрытия упомянутого цвета формируются при плотности анодного тока от 50 до 150 А/дм² и плотности катодного тока от 10 до 50 А/дм².

Кроме того, МДО осуществляют с помощью устройства, где блок заряда имеет в своем составе управляемый импульсный повышающий квазирезонансный преобразователь, позволяющий изменять ток и напряжение по заданному алгоритму.

Поставленная задача достигается также тем, что предлагаемое керамическое защитно-декоративное покрытие камуфлирующей окраски для нанесения на изделие, по меньшей мере одна поверхность которого полностью или частично выполнена из вентильного металла или его сплава содержит оксид упомянутого металла и состоит из двух слоев.

Новым является то, что покрытие сформировано из двух слоев суммарно толщиной от 10 до 70 мкм, при этом верхний слой толщиной от 5 мкм до 65 мкм дополнительно содержит Fe в количестве 0,2-45,0 мас.%.

В данном изобретении применяемым терминам придаются следующие значения:

- «вентильные металлы» - алюминий, магний, титан;

- «сплавы вентильных металлов» - различные сплавы алюминия, магния, титана, например, сплавы алюминия согласно ГОСТ 4784-97 такие как Д16, Д16Т, АМц, Д16АМ, АД31, АМг2, АМг3, АМг6, В-95, АД31, АД33 и др. или сплавы алюминия, согласно ГОСТ 1583-93, такие как АК4, АК5, АК-8, АК-12 и др.; сплавы магния, согласно ГОСТ 14957 - 76, например, МА 2-1, МА5 и др.; и, согласно ГОСТ 2856-79, например, МЛ5 и др.; сплавы титана по ГОСТ 19807-91, например, ВТ1-0, ВТ6, ВТ14, ВТ18, ВТ22, ОП4 и др.

- «защитно-декоративное покрытие» - слой или совокупность слоев, располагающихся на поверхности изделия и придающих ему требуемые характеристики (цвет, пористость, твердость и т.д.);

Предлагаемое в настоящем изобретении управление электрическими параметрами МДО (возможность менять напряжение, длительность импульса, частоту, долю анодных и катодных импульсов) и концентрацией компонентов электролита в заявляемых диапазонах в процессе формирования покрытия позволяет в течение всего процесса поддерживать равномерное искрениена поверхности изделия (фиг.2), что, в свою очередь, позволяет формировать покрытия с заданной толщиной и оттенком камуфлирующего цвета, а также улучшенными его физико-механическими характеристиками.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение раскрыто далее по тексту более подробно с привлечением графических материалов, приведенных на фиг.1-2, на которых:

- на фиг. 1 представлено устройство для реализации предлагаемого способа, состоящее из ванны с электролитом и оксидируемым изделием, источника питания, включающего в себя блок управления, блок формирования прямого импульса, блок формирования обратного импульса, блоков конденсаторов, блоков зарядов, имеющих в своем составе управляемый импульсный повышающий квазирезонансный преобразователь с режимом работы по току и напряжению;

- на фиг. 2 представлена фотография, демонстрирующая равномерное распределение микродуговых разрядов по поверхности образца изделия в процессе микродугового оксидирования по примеру 2-9.

Возможность осуществления заявляемого изобретения подтверждается примерами его конкретного осуществления.

Для нанесения покрытия использовали изделия в виде пластин общей площадью 1,0-4,0 дм² и общей площадью 1,0-2,0 дм², изготовленные из следующих сплавов:

Изделие № 1 - сплав алюминия Д16 согласно ГОСТ 4784-97,

Изделие № 2 - сплав алюминия АМг2, согласно ГОСТ 4784-97,

Изделие № 3 - сплав титана ВТ1-0, согласно ГОСТ 19807-91,

Изделие № 4 - сплав титана В95, согласно ГОСТ 4784-97,

Изделие №5 - сплав магния МА14 согласно ГОСТ 14957-76

Изделие №6 - сплав алюминия АК12 согласно ГОСТ 4784-97

Соединения, входящие в состав электролита в количестве согласно примеров 1-3 последовательно растворяют в дистиллированной воде при температуре 60°С и постоянном перемешивании. Введение К₃[Fе(СN)₆] проводят при температуре 20-25°С. После полного растворения всех соединений электролит готов к применению.

Перед нанесением покрытия изделия обезжиривают этиловым спиртом и/ или ацетоном и промывают водой. Допускается не обезжиривать, если деталь отмыта от масел, СОЖ, применяемых при механической обработке металлов.

В емкость, снабженную мешалкой и воздухораспределительными устройствами, помещают электролит и электроды. Изделие подключают к положительному полюсу источника питания. Катод, в качестве которого используют пластину из нержавеющей стали, подключают к отрицательному полюсу источника питания. Процесс проводят при заданных параметрах источника питания в течение 10-90 минут, при температуре 10-40°С.

В таблице 1 приведены условия нанесения покрытия.

В таблице 2 приведены свойства полученных покрытий.

Пример 1. Известный пример (прототип) нанесения покрытия по поверхности изделия из сплава алюминия Д16 (S=0,5 дм²) в водном электролите состава 1: Na₂HPO₄ - 35 г/л, Н₃ВО₃ - 20 г/л, NaF - 10 г/л, Na₂B₄O₇ - 30 г/л, К₄[Fе(СN)₆] - 2 г/л. Режимы формирования покрытия: анодное напряжение 600 В с длительностью импульсов 200 мкс и частотой следования импульсов 50 Гц, катодное напряжение 200 В с длительностью импульсов 200 мкс и частотой следования импульсов 50 Гц. Время паузы между анодным и катодным импульсами 0,2 мс (таблица 1). Толщина полученного покрытия 25 мкм. Цвет покрытия болотно-зеленый: на углах пластины более темный цвет, что говорит о неравномерности покрытия по толщине.

Пример 2. Нанесение покрытия на изделия из сплава алюминия Д16 (S=0,5 дм²) в электролите состава 2: Na₂HPO₄ - 40 г/л, Н₃ВО₃ - 20 г/л, NaF - 3 г/л, Na₂B₄O₇ - 50 г/л, К₃[Fе(СN)₆] - 3 г/л проводили при анодном напряжении 350 В с длительностью импульсов 150 мкс и частотой следования импульсов 50 Гц, катодном напряжении 30 В с длительностью импульсов 100 мкс и частотой следования импульсов 50 Гц. Время паузы между анодным и катодным импульсами 0,5 мс, при этом доля анодных импульсов изменяется от 70% до 10% относительно катодных импульсов, а доля катодных импульсов изменяется от 30% до 90% относительно анодных импульсов (таблица 1). Свойства полученного покрытия представлены в таблице 2. Толщина полученного покрытия 25 мкм. Цвет покрытия – равномерный светлый тростниково-зеленый.

Пример 3. Нанесение покрытия на изделия из сплава алюминия Д16 (S=1,0 дм²) в электролите состава 2: Na₂HPO₄ - 40 г/л, Н₃ВО₃ - 20 г/л, NaF - 3 г/л, Na₂B₄O₇ - 50 г/л, К₃[Fе(СN)₆] - 3 г/л проводили при анодном напряжении 500 В с длительностью импульсов 300 мкс и частотой следования импульсов 100 Гц, катодном напряжении 50 В с длительностью импульсов 250 мкс и частотой следования импульсов 100 Гц. Время паузы между анодным и катодным импульсами 0,5 мс, при этом доля анодных импульсов изменяется от 90% до 70% относительно катодных импульсов, а доля катодных импульсов изменяется от 10% до 30% относительно анодных импульсов (таблица 1). Свойства полученного покрытия представлены в таблице 2. Толщина полученного покрытия 30мкм. Цвет покрытия - равномерный тростниково-зеленый RAL 6013.

Пример 4. Нанесение покрытия на изделия из сплава алюминия АМг2 (S=0,5 дм²) в электролите состава 2 проводили при анодном напряжении 400 В с длительностью импульсов 100 мкс и частотой следования импульсов 70 Гц, катодном напряжении 30 В с длительностью импульсов 50 мкс и частотой следования импульсов 70 Гц. Время паузы между анодным и катодным импульсами 1,0 мс, при этом доля анодных импульсов изменяется от 70% до 40% относительно катодных импульсов, а доля катодных импульсов изменяется от 30% до 60% относительно анодных импульсов (таблица 1). Свойства полученного покрытия представлены в таблице 2. Толщина полученного покрытия 30 мкм. Цвет покрытия – равномерный серый мох RAL 7003.

Таким образом, варьируя различными электрическими параметрами ведения процесса (примеры 2-4) в одном составе электролита, можно получать покрытия камуфляжного цвета различных оттенков. При этом покрытия характеризуются высокой коррозионной стойкостью - более 720 ч ускоренных испытаний в камере солевого тумана. Благодаря высокой микротвердости (500-800 HV) полученных покрытий, последние проявляют устойчивость к абразивному износу.

Пример 5. Нанесение покрытия на изделия из сплава алюминия Д16 (S=0,5 дм²) в электролите состава 3:Na₂HPO₄ - 35 г/л, Н₃ВО₃ - 25 г/л, NaF - 3 г/л, Na₂B₄O₇ - 45 г/л, К₃[Fе(СN)₆] - 5 г/л проводили при анодном напряжении 450 В с длительностью импульсов 300 мкс и частотой следования импульсов 300 Гц, катодном напряжении 50 В с длительностью импульсов 250 мкс и частотой следования импульсов 300 Гц. Время паузы между анодным и катодным импульсами 0,1 мс, при этом доля анодных импульсов изменяется от 80% до 70% относительно катодных импульсов, а доля катодных импульсов изменяется от 20% до 30% относительно анодных импульсов (таблица 1). Свойства полученного покрытия представлены в таблице 2. Толщина полученного покрытия 30 мкм. Цвет покрытия - равномерный папоротниково-зеленый RAL 6025.

В данном примере показано, что увеличение концентрации в растворе К₃[Fе(СN)₆] в 1,7 раза, увеличение катодной составляющей и уменьшение анодной составляющей приводит как к увеличению содержания железа в верхнем слое до 8,4% (по сравнению с образцом из примера 3 - содержание железа составляет 6,8%), так и изменению цвета с тростниково-зеленого на папоротниково-зеленый цвет покрытия.

Пример 6. Нанесение покрытия на изделия из сплава алюминия АК12 (S=1,8 дм²) в электролите состава 2проводили при анодном напряжении 450 В с длительностью импульсов 400 мкс и частотой следования импульсов 100 Гц, катодном напряжении 100 В с длительностью импульсов 250 мкс и частотой следования импульсов 100 Гц. Время паузы между анодным и катодным импульсами 5,0 мс, при этом доля анодных импульсов изменяется от 80% до 70% относительно катодных импульсов, а доля катодных импульсов изменяется от 20% до 30% относительно анодных импульсов (таблица 1). Свойства полученного покрытия представлены в таблице 2. Толщина полученного покрытия 30 мкм. Цвет покрытия - равномерный оливково-зеленый RAL 6003.

Таким образом, предложенный способ нанесения МДО-покрытия позволяет формировать покрытия камуфляжного цвета и на литейных сплавах алюминия.

Пример 7. Нанесение покрытия на изделия из сплава магния МА14 (S=0,5 дм²) в электролите состава 2 проводили при анодном напряжении 300 В с длительностью импульсов 150 мкс и частотой следования импульсов 60 Гц, катодном напряжении 50 В с длительностью импульсов 150 мкс и частотой следования импульсов 60 Гц. Время паузы между анодным и катодным импульсами 10,0 мс, при этом доля анодных импульсов изменяется от 60% до 30% относительно катодных импульсов, а доля катодных импульсов изменяется от 40% до 70% относительно анодных импульсов (таблица 1). Свойства полученного покрытия представлены в таблице 2. Толщина полученного покрытия 25 мкм. Цвет покрытия - равномерный светлый оливково-серый.

Пример 8. Нанесение покрытия на изделия из сплава титана ВТ1-0 (S=0,5 дм²) в электролите состава 2 проводили при анодном напряжении 450 В с длительностью импульсов 300 мкс и частотой следования импульсов 50 Гц, катодном напряжении 50 В с длительностью импульсов 300 мкс и частотой следования импульсов 50 Гц. Время паузы между анодным и катодным импульсами 1,0 мс, при этом доля анодных импульсов изменяется от 100% до 80% относительно катодных импульсов, а доля катодных импульсов изменяется от 0% до 20% относительно анодных импульсов (таблица 1). Свойства полученного покрытия представлены в таблице 2. Толщина полученного покрытия 60 мкм. Цвет покрытия - равномерный коричнево-оливковый RAL 6022.

Примеры 7-8 показывают, что предложенный способ нанесения МДО-покрытия позволяет формировать покрытия камуфляжного цвета на сплавах магния и титана.

Пример 9. Нанесение покрытия на изделия из сплава алюминия В95 (S=1,5 дм²) в электролите состава 2 проводили при анодном напряжении 500 В с длительностью импульсов 350 мкс и частотой следования импульсов 30 Гц, катодном напряжении 70 В с длительностью импульсов 250 мкс и частотой следования импульсов 30 Гц. Время паузы между анодным и катодным импульсами 1,8 мс, при этом доля анодных импульсов изменяется от 100% до 70% относительно катодных импульсов, а доля катодных импульсов изменяется от 0% до 30% относительно анодных импульсов (таблица 1). Свойства полученного покрытия представлены в таблице 2. Толщина полученного покрытия 40 мкм. Цвет покрытия - равномерный зелено-серый RAL7009.

Пример 10. Нанесение покрытия на изделия из сплава алюминия В95 (S=1,5 дм²) в электролите состава 2 проводили при анодном напряжении 500 В с длительностью импульсов 350 мкс и частотой следования импульсов 30 Гц, катодном напряжении 70 В с длительностью импульсов 250 мкс и частотой следования импульсов 30 Гц. Время паузы между анодным и катодным импульсами 1,8 мс, при этом доля анодных импульсов изменяется от 100% до 70% относительно катодных импульсов, а доля катодных импульсов изменяется от 0% до 30% относительно анодных импульсов (таблица 1). Свойства полученного покрытия представлены в таблице 2. Толщина полученного покрытия 40 мкм. Цвет покрытия – равномерный зелено-серый RAL7009.

Примеры 9-10 показывают влияние температуры на цвет покрытия. При низкой температуре равной 13°С при прочих равных условиях формирования покрытия, последние получаются более светлыми.

Анализ полученных результатов показывает, что предлагаемый способ получения покрытий, включающий использование для МДО источника питания, в котором блок заряда имеет в своем составе управляемый импульсный повышающий квазирезонансный преобразователь, позволяющий изменять ток и напряжение по заданному алгоритму в совокупности с предлагаемыми режимами проведения процесса и составами электролитов позволяет управлять цветом покрытия (в данном изобретении составом электролита для получения камуфляжных оттенков) на изделиях из деформируемых и литейных сплавов алюминия, титана, магния и, получать покрытия равномерные по цвету на всей поверхности изделия.

Таблица 1. Состав электролита и условия нанесения покрытия
		Пример 1 прототип	Пример 2	Пример 3	Пример 4	Пример 5	Пример 6	Пример 7	Пример 8	Пример 9	Пример 10
Изделие		№ 1	№ 1	№ 1	№ 2	№ 1	№ 6	№ 5	№ 3	№ 4	№ 4
Электролит	Состав	Состав №1	Состав №2	Состав №2	Состав №2	Состав №3	Состав №2	Состав №2	Состав №2	Состав №2	Состав №2
рН		7-8	7-8	7-8	7-8	7-8	7-8	7-8	7-8	7-8
Технологические параметры	Напряжение, В	анод.	600	350	500	400	500	450	300	450	500	500
	катод.	200	30	50	30	50	100	50	50	70	70
	Длительность импульса, мкс	анод.	200	150	300	100	300	400	150	300	350	350
	катод.	200	100	250	50	250	250	150	300	250	250
	Доля импульса, %	анод.	-	70/10	90/70	70/40	80/70	80/70	60/30	100/80	100/70	100/70
	катод.	-	30/90	10/30	30/60	20/30	20/30	40/70	0/20	0/30	0/30
	Частота, Гц	50	50	100	70	300	100	60	50	30	30
	Пауза между импульсами, мс	0,2	0,5	0,5	1,0	0,1	5,0	10,0	1,0	1,8	1,8
Температура процесса, °С	20	20	20	20	20	20	20	20	20	13

Таблица 2. Свойства полученных покрытий
	Пример 1 прототип	Пример 2	Пример 3	Пример 4	Пример 5	Пример 6	Пример 7	Пример 8	Пример 9	Пример 10
Толщина, мкм	25	25	30	30	30	30	25	60	40	40
Цвет покрытия	болотно- зеленый	светлый тростниково-зеленый	тростниково-зеленый (RAL 6013)	серый мох (RAL 7003)	папаратниково-зеленый (RAL 6025)	оливково-зеленый (RAL 6003)	светлый оливково-серый	коричнево-оливковый (RAL 6022)	зелено-серый (RAL 7009)	светлый зелено-серый

Содержание железа, мас.%	8,9	4,7	6,2	6,8	8,4	8,8	5,1	11,5	6,3	5,9
Износостойкость		8 мг/ 1000циклов	10 мг/ 1000циклов	6 мг/ 1000циклов	10 мг/ 1000циклов	6 мг/ 1000циклов	8 мг/ 1000циклов	12 мг/ 1000циклов	10 мг/ 1000циклов	7 мг/ 1000циклов
Микротвердость, HV	1000 кг/м²	500	800	800	1000	850	500	750	880	850
Коррозионная стойкость, ч		более 720	более 720	более 720	более 720	более 720	более 720	более 720	более 720	более 720
Устойчивость к абразивному воздействию пыли (песка)		отсутствие разрушения покрытия	отсутствие разрушения покрытия	отсутствие разрушения покрытия	отсутствие разрушения покрытия	отсутствие разрушения покрытия	отсутствие разрушения покрытия	отсутствие разрушения покрытия	отсутствие разрушения покрытия	отсутствие разрушения покрытия
Прочность сцепления по методу нанесения сетки царапин, ISO класс		0	1	1	1	0	1	1	1	1

1. Способ формирования керамического защитно-декоративного покрытия камуфляжной окраски различных оттенков, в том числе зеленого цвета, на изделии, по меньшей мере одна поверхность которого полностью или частично выполнена из вентильного металла или его сплава, включающий погружение изделия в ванну с водным раствором электролита, основу которого составляют бораты, фосфаты и фториды щелочных металлов, и микродуговое оксидирование (МДО) упомянутой поверхности в импульсном анодно-катодном режиме, отличающийся тем, что для получения упомянутого покрытия устанавливают и регулируют:

- катодное напряжение в диапазоне значений от 0 до 100 В с длительностью импульсов от 50 до 1000 мкс и частотой следования импульсов от 30 до 1000 Гц и

- время паузы между анодным и катодным импульсами от 0 до 10 мс,

при этом доля анодных импульсов изменяется от 100 до 10% относительно катодных импульсов, а доля катодных импульсов изменяется от 0 до 90% относительно анодных импульсов,

причем процесс МДО ведут в электролите, дополнительно содержащем гексацианоферрат (III) калия, при следующем соотношении компонентов, г/л:

динатрийфосфат Na₂HPO₄	20-50
тетраборат натрия Na₂B₄O₇	25-60
борная кислота Н₃ВО₃	15-50
фторид натрия NaF	1-8
гексацианоферрат (III) калия К₃[Fе(СN)₆]	3-10

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что темные оттенки упомянутого покрытия получают при анодном напряжении в диапазоне значений от 450 до 600 В с длительностью импульсов от 300 до 1000 мкс и частотой следования импульсов от 30 до 1000 Гц и при катодном напряжении в диапазоне значений от 50 до 100 В с длительностью импульсов от 250 до 1000 мкс и частотой следования импульсов от 30 до 1000 Гц, и времени паузы между анодным и катодным импульсами от 0 до 10 мс, при этом доля анодных импульсов изменяется от 100 до 70% относительно катодных импульсов, а доля катодных импульсов изменяется от 0 до 30% относительно анодных импульсов.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что светлые оттенки упомянутого покрытия получают при анодном напряжении в диапазоне значений от 250 до 400 В с длительностью импульсов от 50 до 200 мкс и частотой следования импульсов от 30 до 200 Гц и катодном напряжении в диапазоне значений от 0 до 50 В с длительностью импульсов от 50 до 200 мкс и частотой следования импульсов от 30 до 1000 Гц, и времени паузы между анодным и катодным импульсами от 0 до 10 мс, при этом доля анодных импульсов изменяется от 70 до 10% относительно катодных импульсов, а доля катодных импульсов изменяется от 30 до 90% относительно анодных импульсов.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формирование покрытия осуществляют при температуре от 10 до 40°С, причем при температуре от 10 до 15°С формируют светлые оттенки упомянутого покрытия, а при температуре от 16 до 40°С формируют более темные оттенки.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что покрытие формируют при плотности анодного тока от 50 до 150 А/дм² и плотности катодного тока от 10 до 50 А/дм².

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что МДО осуществляют с помощью устройства, где блок заряда имеет в своем составе управляемый импульсный повышающий квазирезонансный преобразователь, позволяющий изменять ток и напряжение по заданному алгоритму.

7. Керамическое защитно-декоративное покрытие камуфляжной окраски различных оттенков, в том числе зеленого цвета, по любому из пп. 1-6 на изделии, по меньшей мере одна поверхность которого полностью или частично выполнена из вентильного металла или его сплава, содержащее оксид упомянутого металла и состоящее по меньшей мере из двух слоев суммарной толщиной от 10 до 70 мкм, при этом верхний слой толщиной от 5 до 65 мкм дополнительно содержит Fe в количестве 0,2-45,0 мас.%.

8. Керамическое защитно-декоративное покрытие по п. 7, отличающееся тем, что оно получено на изделии, по меньшей мере одна поверхность которого полностью или частично выполнена из алюминия, магния, титана или их сплавов.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для формирования на поверхностях изделий из вентильных металлов методом плазменно-электролитной обработки керамикоподобных износо- и термостойких, электроизоляционных, коррозионно-защитных и декоративных покрытий, может применяться в машино- и приборостроении, авиационной, радиоэлектронной и других отраслях промышленности.

Устройство для плазменно-электролитной обработки изделий из вентильных металлов и их сплавов // 2773771

Способ изготовления стальной полосы c улучшенной адгезией наносимых методом горячего погружения металлических покрытий // 2766611

Изобретение относится к изготовлению стальной полосы с улучшенной адгезией наносимых методом горячего погружения металлических покрытий, с содержанием, помимо железа в качестве основного компонента и неизбежных примесей, одного или нескольких из следующих кислород-аффинных элементов, мас.%: Al более 0,02, Cr более 0,1, Mn более 1,3 или Si более 0,1.

Устройство для электрохимического формирования керамикоподобных покрытий на сложнопрофильных поверхностях изделий из вентильных металлов // 2746505

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности - к микродуговому оксидированию, и может быть использовано для формирования на сложнопрофильных поверхностях изделий из вентильных металлов керамикоподобных износо- и термостойких, электроизоляционных, коррозионно-защитных и декоративных покрытий, и может применяться в машино- и приборостроении, авиационной, радиоэлектронной и других отраслях промышленности.

Устройство для электрохимического формирования керамикоподобных покрытий на поверхностях изделий из вентильных металлов // 2746192

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для формирования на поверхностях изделий керамикоподобных износо- и термостойких, электроизоляционных, коррозионно-защитных и декоративных покрытий в различных отраслях промышленности. Устройство содержит источник питания с двумя клеммами, электролитную ванну с обрабатываемым изделием, две батареи электрических конденсаторов, четыре тиристора с четырьмя узлами гальванической развязки цепей управления, программно-аппаратную систему управления, причем первые обкладки батарей подключены к первой клемме источника питания, ко второй обкладке первой батареи подключены катод первого и анод второго тиристоров, а ко второй обкладке второй батареи - катод третьего и анод четвертого тиристоров, анод первого и катод четвертого тиристоров подключены ко второй клемме источника питания и корпусу ванны, а обрабатываемое изделие - к катоду второго и аноду третьего тиристоров, к управляющим переходам четырех тиристоров подключены выходы четырех узлов гальванической развязки, к входам которых подключены выходы программно-аппаратной системы управления режимом, первый вход которой подключен ко второй обкладке первой батареи, а второй вход - ко второй обкладке второй батареи, при этом устройство снабжено пятым и шестым тиристорами с узлами гальванической развязки, причем анод пятого тиристора подключен к катодам второго и шестого и аноду третьего, а катод пятого тиристора соединен с анодом второго, анод шестого тиристора подключен к катоду третьего, а к управляющим переходам пятого и шестого тиристоров подключены выходы двух узлов гальванической развязки, к входам которых подключены выходы программно-аппаратной системы.

Способ нанесения покрытия на изделия из вентильного металла или его сплава // 2736943

Изобретение относится к области электрохимического нанесения покрытий на вентильные металлы (алюминий, титан, магний) и их сплавы методом микродугового оксидирования (МДО) для широкого спектра применения не только на новых изделиях, но и изделиях после эксплуатации, например, для восстановления покрытий после износа.

Способ получения электрохимическим оксидированием покрытий на вентильных металлах или сплавах // 2718820

Изобретение относится к получению электрохимическим оксидированием покрытий на вентильных металлах или сплавах. В способе предварительно на поверхности обрабатываемой детали формируют технологический слой толщиной, обеспечивающей между электролитом и формируемым покрытием тепловую развязку и, как следствие, возникновение разогретых безыскровых токовых каналов для осуществления массопереноса.

Устройство для контролируемого получения пористых оксидов полупроводников in situ // 2718773

Изобретение относится к области получения пористых анодных оксидов полупроводников и изучения полупроводниковых материалов в процессе их формирования (т.е. in situ).

Способ получения беспористого композиционного покрытия // 2713763

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении с целью повышения функциональных характеристик механизмов, работающих в агрессивных средах, а также в изделиях нефтеперерабатывающей промышленности. Способ включает микродуговое оксидирование (МДО) металлической поверхности и последующее катодное электроосаждение никеля с формированием сплошного покрытия, при этом МДО проводят в силикатно-фосфатно-щелочном электролите при плотности анодного постоянного тока 5-15 А/дм2 в диапазоне напряжений 300-700 В в течение 15-60 минут с формированием керамического оксидного покрытия в диапазоне толщин 20-60 мкм с открытой пористостью не более 15% со средним диаметром пор 15-25 мкм, имеющих преимущественно округлую форму и равномерно распределенных по поверхности, а катодное электроосаждение никеля проводят внутри пор оксидной пленки в электролите на водной основе в течение 40-60 минут.

Способ получения алмазосодержащего композиционного материала // 2693885

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано для изготовления абразивного инструмента. Способ получения композиционного алмазосодержащего материала включает смешивание алмазного порошка с алюминиевым порошком, последующее горячее прессование при температуре 500-600°С до получения пористости 3-6 об.% и оксидирование поверхности.