ЭЛЕКТРОЛИТ ЭМАТАЛИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ Российский патент 2007 года по МПК C25D11/08 

Изобретение относится к эматалированию алюминия и его сплавов и может найти применение в судостроение, машиностроении и производстве бытовой техники.

Известен хромовобортный электролит эматалирования, содержащий хромовый ангидрид 100 г/л, борную кислоту 4 г/л (Розенбойм Г.Б. Возникновение эматаль-эффекта в хромовоборатных электролитах. Сб. "Новая технология гальванических покрытий изделий в судостроении и машиностроении", Л., Судостроение 1974, с.58). Из-за высокой концентрации хромового ангидрида электролит опасен в экологическом отношении. К тому же получаемые в нем эматаль-покрытия имеют недостаточную защитную способность.

Наиболее близким к данному предлагаемому изобретению по технической сущности и полученным результатам является разбавленный хромовоборатный электролит с добавкой органического вещества (авторское свидетельство СССР №1133313, C25D 11/06, приоритет 07.01.1983 г.). Названный электролит экологически гораздо менее опасен из-за пониженной концентрации хромового ангидрита (до 30 г/л), но эматалевые покрытия, осаждаемые из него, не обладают достаточным защитным действием для алюминия.

Техническая задача, которую необходимо было решить в настоящем предлагаемом изобретении, состоит в том, чтобы повысить антикоррозийные свойства эматаль-покрытий на алюминии и его сплавах.

Решение указанной задачи осуществляется за счет введения в хромовоборатный электролит эматалирования двух добавок органических веществ, а именно: N,N'- бис(бензоил)амидин-8-хинолинсульфиновой кислоты и 2-(n-бензил-фенил)-хиноксалина, имеющих соответственно следующее строение:

,

Информация о данном соединении содержится в сборнике "Вопросы химии и химической технологии" №48, Харьков, ХГУ, 1977, с.6Информация о данном соединении содержится в сборнике "Вопросы химии и химической технологии", №30, Харьков, ХГУ, 1973 с.23

Эматалирование проводится а электролите следующего состава (г/л):

хромовый ангидрид30-35борная кислота1-2N,N'-бис(бензоил)амидин-8-хинолинсульфиновая кислота0,5-1,02-(n-бензилфенил)-хиноксалин0,7-1,2

Приготовление электролита начинается с растворения в воде борной кислоты и хромового ангидрида. Затем при энергичном перемешивании растворяют последовательно производное хинолина и производное хиноксалина. Температуру эматалирования поддерживают в пределах 40-45°С. Эматалирование проводят при возрастающем напряжении в три ступени.

I ступень: в течение 5 мин повышают напряжение от 0 до 40В.

II ступень: выдерживают в течение 25 мин напряжение на уровне 40В.

III ступень: быстро повышают напряжение до 80 B и поддерживают его в течение либо 15 мин (вариант А), либо 20 мин (вариант В), либо 25 мин (вариант С).

Полученные образцы с эматаль-покрытием испытались в гидростате г - 4 (8 час температура 40°С, остальное время суток - естественное охлаждение до комнатной температуры 16 ч, влажность 100%). Испытания продолжались 20 суток. Фиксировалась площадь образца, затронутая коррозионными повреждениями, и определялся частотный показатель коррозии в %.

Кроме того, проводилась капельная проба с раствором 25 мл соляной кислоты (плотность 1,19 г/см³), 3 г дихромата калия, 75 мл воды (норма для удовлетворительной защитной способности при 18-21°С составляет 37 мин).

Результаты испытаний приведены в таблице.

Анализ результатов позволяет сделать следующие выводы:

1. По сравнению с покрытиями, полученными на алюминии в известном электролите, в предлагаемом электролите образуются значительно более коррозионостойкие пленки, обеспечивающие снижение частотного показателя коррозии в 7 раз при минимальной концентрации компонентов электролита, вплоть до полного подавления коррозии при максимальной концентрации его.

2. Качественно аналогичный результат получен и при испытаниях с помощью капельной пробы: стойкость покрытий во всех случаях для предлагаемого электролита повышается, превосходя норму.

3. Для сплава АМГ показатели защитного действия эматаль - покрытий из предлагаемого электролита несколько ниже, чем для алюминия. Однако и в этом случае они заметно выше, чем для покрытий, осажденных в известном электролите. В вариантах В и С достигнута полная защита при максимальных концентрациях компонентов в предлагаемом электролите. Таким образом, предложенный электролит обеспечивает существенное увеличение защитных свойств эматаль-покрытий.

В дополнительных опытах установлено, что производное хинолина повышает свойства эматаль-пленок за счет увеличения анодной поляризации, что, вероятно, связано с воздействием добавки на барьерный слой. Производное хиноксалина практически не влияет на величину потенциала анода и ее тормозящее действие на коррозию проявляется в повышении устойчивости пористого слоя.

Электролит можно рекомендовать для использования в судо- и машиностроении, а также в производстве бытовой и лабораторной техники.

Результаты по защитной эффективности эматаль - покрытий на алюминии и сплаве АМГ в зависимости от природы и концентрации электролита, варианты эмататалирования.ЭлектролитСостав электролита, г/лВариант эматалированияЧастотный показатель, % коррозииКапельная проба, мин.CrO₃Н₃ВО₃производное хинолинапроизводное хиноксалинасалицилиден-этаноламин123456789Известный352  1А3739 301  0,7А3736Предлагаемый35211,2 А058 3010,50,7 А554Известный352  1В3044 301  0,7В3140Предлагаемый35211,2 В062 3010,50,7 В460Известный352  1С3546 301  0,7С3444Предлагаемый35211,2 С068 3010,50,7 С462Известный352  1А4138 301  0,7А4337Предлагаемый35211,2 А255 3010,50,7 А1152Известный352  1В3540 301  0,7В3640Предлагаемый35211,2 В057 3010,50,7 В555Известный352  1С3840 301  0,7С3938Предлагаемый35211,2 С058 3010,50,7 С852Примечание: первые шесть опытов выполнены с образцами из алюминия, остальные опыты из сплава АМГ.

Изобретение относится к эматалированию алюминия и его сплавов и может быть использовано в судостроении, машиностроении и производстве бытовой техники. Электролит содержит, г/л: хромовый ангидрид 30-35, борную кислоту 1-2, N,N'-бис(бензоил)амидин-8-хинолинсульфиновой кислоты 0,5-1,0, 2-(n-бензилфенил)-хиноксалин 0,7-1,2. Технический результат - повышение антикоррозионных свойств, получаемых при эматалировании защитных покрытий. 1 табл.

Электролит эматалирования алюминия и его сплавов, содержащий хромовый ангидрид и борную кислоту, отличающийся тем, что он дополнительно содержит N,N'-бис(бензоил)амидин-8-хинолинсульфиновой кислоты и 2-(n-бензилфенил)-хиноксалин при следующих концентрациях компонентов, г/л:

Хромовый ангидрид30-35Борная кислота1-2N,N'-бис(бензоил)амидин-8-хинолинсульфиновая кислота0,5-1,02-(n-бензилфенил)-хиноксалин0,7-1,2