ЭЛЕКТРОЛИТ АНОДИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ Российский патент 2006 года по МПК C25D11/08 

Изобретение относится к области получения антикоррозионных защитных оксидных пленок на алюминии и его сплавах при анодировании последних в растворах на основе серной кислоты.

Известен сернокислый электролит анодирования алюминия, содержащий 300-380 г/л серной кислоты (Л.И.Каданер "Справочник по гальваностегии", Киев, "Техника", 1976 г. с.193). Однако для получения качественных пленок в этом электролите его необходимо охладить (до -5°С) и поддерживать высокое напряжение (до 65 В).

Наиболее близким к предлагаемому электролиту является электролит, содержащий серную кислоту в концентрации 750 г/л, щавелевую кислоту - 30 г/л, борную кислоту 5 г/л, уксусную кислоту 0,1 г/л и глицерин 5 г/л (авторское свидетельство СССР №466298, кл. С 25 D 11/06, 1969 г.). Из данного электролита при анодировании алюминия и его сплавов осаждаются оксидные пленки с достаточно высокими защитными свойствами, которые, однако, значительно снижаются в присутствии в электролите анодирования хлорид-ионов, которые могут заноситься в него с остатками промывной воды на алюминиевых деталях или из конденсата, на котором готовится электролит.

Техническая задача, решаемая в данном предлагаемом изобретении, заключается в повышении защитных от коррозии свойств анодных оксидных покрытий на алюминии и его сплавах как при получении их в растворах для сернокислотного анодирования, так при последующей эксплуатации анодированных деталей в средах с повышенной концентрацией хлоридов. В частности, предусматривалось, что растравливание анодной пленки под действием хлоридов в сернокислотной ванне будет подавлено вплоть до концентрации последних до 1 г/л.

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

Структуры добавок:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

ТАБЛИЦА 1.
Составы электролитов анодирования.КОНЦЕНТРАЦИИ КОМПОНЕНТОВ, г/л.Компоненты электролита.НОМЕРА ЭЛЕКТРОЛИТОВ.123456789101112131415161718191. Серная кислота.2002002002002002002002002002002002002002002002002002002002. Щавелевая кислота.--3030---------------3. Уксусная кислота.--0,10,1---------------4. Борная кислота.--5,05,0---------------5. Глицерин.--5,05,0---------------6. Йодпроизводное акридина.----0,50,51,01,01,51,5----1,5----7. Хлорпроизводное акридина.----------0,51,01,5--1,5---8. Производное фенилсульфинамидина.----0,30,30,70,71,01,00,30,71,01,0-----9. Акридин.----------------1,01,0-10. Хлорид натрия.-1,0-1,0-1,0-1,0-1,01,01,01,01,01,01,0-1,01,0

ТАБЛИЦА 2.
Результаты испытаний защитного действия оксидных покрытий, полученных при анодировании в различных электролитах. ВИД ИСПЫТАНИЙ.Номер электролитаКапельная проба, мин.Камера солевого ТуманаПо ГОСТ 9.031-74Время появления 1-го очага коррозии, сутки.показатель коррозии, %.Выделение меди.Частотный показатель коррозии149273нет-2261245да36350247да94321719да23555291нет-650234нет-762--нет-858263нет-965--нет-1064--нет-1152275нет-1259254нет-1365302нет-1438185да61549234нет-1648253нет-1752272нет-1845236да419271335да30

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

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

Серная кислота180-24010-Метил-9-(п-аминофенил)-акридиний иодид или хлорид0,5-1,5N,N¹-бис(о-Бромбензоил)-фенилсульфинамидин0,3-1,0