Электролит цветного анодирования алюминия и его сплавов
(72) Авторы изобретения
P.Þ.Рагалягl1 1нс и А.Р.l,òàêåíàñ (7I ) Заявитель
Институт химии и химической технолог (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ЦВЕТНОГО АНОДИРОВАНИЯ
АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ
Изобретение относится к защитнодекоративной отделке металлов, в частности к цветному анодированию алю.миния и его сплавов и может быть использовано в приборостроении, машиностроении, строительстве и в других областях техники, где необходима коррозионностойкая, декоративная отделка изделий иэ алюминия.
Большинство электролитов анодирования алюминия состоят из смесей органических и неорганических кислот.
Получаемые в таких электролитах анодные пленки имеют узкую гамму цветов.
Более широкую гамму цветов получают
15 в электролитах на основе соединений некоторых металлов таких как ванадаты, вольфрамать, молибдаты и манганаты.
Известен электролит цветного анодирования алюминия, содержащий вольфрамат и щавелевую кислоту $)), При анодировании алюминия в указанном электролите получаются анод2 ные пленки с довольно узкой гаммой цветов — серые с желтым или корич" невым оттенком.
Во время анодирования в указанном электролите алюминий частично растворяется с образованием щавелевокислого алюминия, при концентрации которого примерно ЗХ электролита приходит в негодность.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому являвтся электролит цветного анодирования, содержащий органическую кислоту (щавелевую кислоту), серную кислоту и ванадат, вольфрамат, молибдат и манганат щелочного металла или аммония.
В известном электролите образуются анодные пленки от серого, желтого, коричневого до черного цвета f2).
При анодировании в этом электролите образуются коллоидные частицы поликислот, которые, внедряясь в анод
3 ные пленки, придают им дополнительно синие оттенки. Но пленки с синим цветом и стабильны, при повышении темлературы и под действием разбавленных кислот они выцветают. S
Во время анодирования изменяется его состав, что не позволяет получать одинаково окрашенные анодные пленки, при продолжительном анодиро" ванин поликислоты выпадают в осадок. 10
Недостатком электролита также является необходимость перед анодированием пропускать через него некоторое количество тока.
Цель изобретения — повышение ста- 15 бильности электролита.
Указанная цель достигается тем, что электролит, включающий органическую кислоту и ванадат и/или вольфрамат, и/или молнбдат щелочного металла, дополнительно содержит перекись водорода, а в качестве органической кислоты — муравьиную кислоту при следующем соотношении компонентов, моль/л:
2S
Муравьиная кислота
Ванадат и/или вольфрамат и/или молибдат щелочного металла 0,03-1 З0
Перекись водорода 0,001р-0,03
Кроме того, изобретение позволяет получать анодные пленки с широкой гаммой цветов, не меняющихся с использованием электролита.
Цветное анодирование проводится при постоянном напряжении от 30 до
150 В в течение от 2 мин до достижения пленкой желаемого цвета с использованием перемешивания электролита сжатым воздухом.
Предотвращение образования коллоидов и осадков, а также постоянство ванадатов, вольфраматов и молибдатов в начальном валентном состоя- 4S нии обеспечивается наличием в электролите перекиси водорода. Постоянная концентрация муравьиной кислоты поддерживается по определенному значению рН раствора. Таким образом, электролит можно использовать практически неограниченное время, а получаемые при одинаковых условиях анодные пленки имеют одинаковый цвет.
Вследствие замены серной кислоты
SS на муравьиную предлагаемый электро0,1-2
907090 4 лит не требует предварительной прсработки, а интенсивно окрашенные пленки получаются уже через 2-3 мнн.
Полученные пленки обладают высокой коррозионной стойкостью шестимесячной выдержки в промышленной атмосфере и на судне в тропических условиях изменений цвета и следов коррозии не обнаружено.
Изобретение иллюстрируется. несколькими примерами, представленными в табл. i.
Испытания проводились на алюминиевых образцах марки АД-1 (технический чистый) и AMr-5 (93 Al), размером 2,5<5 см. Перед анодированием образцы травились, в 5%-ном растворе едкого натра при температуре
40 С в течение 2-3 мин, промывались в воде и осветлялись в разбавленной азотнои кислоте (1:1) .
Как видно из табл. I получаемые в данном электролите анодные пленки имеют широкий интервал цветов.
В табл. 2 показаны изменения в известном (1,2) и предлагаемом (3-5) электролитах во время анодирования.
Как видно из табл. 2, состав известного электролита во время анодирования меняется с образованием коллоидов и выпадением осадка, предлагаемый электролит отличается высокой стабильностью, что обеспечивает его продолжительную работоспособность.
В табл. 3 приведена зависимость цвета анодных пленок от степени использования электролйта, Результаты эксперимента показывают, что цвет анодных пленок, получаемых в электролите не зависит от степени использования электролита.
Таким образом, изобретение позволяет получать окрашенные оксидные пленки непосредственно в процессе анодирования с широкой гаммой цветов, обладающие высокой цветостойкостью (получение постоянного цвета независимо от степени использования электролита).
Кроме того, наряду с хорошим декоративным видом, анодные пленки отличаются высокой коррозиснной стойкостью и износостойкостью, что позволит расширить область применения алюминия и его сплавов.
907090
Таблица 1
0,03
0,001 25
О, 1
1,75 0,01 25
0,3 50
0,25
0,3
0,45 0,02 О.
0,25
0,1 0,44 0,002 25
0,02 25
0,1 20
0,1 0,3
80 5 Коничневочерный
0,8
90 5 Серо-желтый
0,1 0,03 0,6
60 10 Коричневозеленый
0,2 25
0,22 .0,3 25 80 5 Золотой
2,0 0,1 40 60 25 Зелено-черный
0,03
0,5
Таблица 2
Бесцветный прозрачный раствор
2000
Синий раствор
10000
Темно-синий раствор с коллоидными частицами
50000
Темно-синий раствор с крупным осадком
Бесцветный раствор
Темно-синий раствор
2000
10000
Темно-синий раствор с коллоидными частицами
0,03 0,36 0,002 25
50 оО Бронзовый
40 2 Коричневый
60 10 Золотой
30 10 Желтый
150 10 Серо-зеленый
100 20 Черный
Электролит
50000
200000
200000
200000
100
2О0О
10000
Коричневый
100
2000
Серый
10000
100
Золотой
2000
Золотой
200000
Золотой
100
2000
АМг-5
10000
100
2000
10000
100
Количество пропущенно
ro электри чества, кул/л
907090 8 Продолжение табл. 2
Изменения в электролитах
Темно-синий раствор со взвешанным осадком
Светло-оранжевый раствор
Светло-оранжевый раствор
Светло-желтый раствор
Светло-желтый раствор
Светло-желтый раствор
Светло-желтый раствор
Светло-коричневый
Серо-коричневый
Темно-серый с синим оттенком
Серо-коричневый
Черный
Черный
Черный
Темно-коричневый
Темно-коричневый
Темно-коричневый
Коричнево-зеленый
907090
Поодолжение табл. 3
Количеств пропущенного злек тричества кул/л
Электролит
Цвет анодных пленок
Марка спл а
Коричнево-зепеный
Коричнево-зеленый
Коричнево-зеленый
2000 10000
200000
П р и м е ч а н и е: Составы электролитов в табл. 2 и 3.
Аммоний молибденовокислый — 66 г/л, серная кислота5 г/л, щавелевая кислота — 45 г/л.
Аммоний молибденовокислый — 72,7 г/л, серная кислота—
8 г/л, щавелевая кислота — 45 г/л.
Натрий ванадиевокислый — 0,25 моль/л, муравьиная кислота0,6 моль/л, перекись водорода - 0,01 моль/а.
Натрий молибденовокислый - 0,125 моль/л, муравьиная кислота - 0,6 моль/л, перекись водорода " 0,002 моль/л.
Натрий вольфрамовокисльп1 - О,1 моль/л, муравьиная кислота0,225 моль/л, перекись водорода — 0,05 моль/л.
Формула изобретения
0,1-2
Муравьиная кислота
Ванадат и/или вольфрамат, и/нли молнбдат щелочного металла
Перекись водорода
0,03-1
0,001-033
Составитель В.Бобок
Редактор Г.Волкова Техред М. Рейвес Корректор M.Êîñòà
Заказ 524 35 . Тираж 687 Подписное
ВНИКНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Электролит цветного анодирования анюминия и его сплавов, содержащий органическую кислоту.и ванадат и/или вольфрамат, и/или молибдат щелочного металла, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения стабильности электролита, .он дополнительно содержит перекись водорода, а в качестве органической кислоты - муравьиную кислоту при следукщем соотношении компонентов, моль/л:
Источники няформацнив принятые во внимание нрн экспертизе
1. Патент Японии У 48-41812, кл. 12 А 42, 1973.
2. Патент США У 3639221, кл. 204-58, 1972.