ЭЛЕКТРОЛИТ АНОДИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ Российский патент 2011 года по МПК C25D11/08 

Изобретение относится к области получения антикоррозионных защитных оксидных покрытий 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°C) 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. C25D 11/06, 1969 г.). Из данного электролита при анодировании алюминия и его сплавов осаждаются оксидные пленки с 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 антикоррозионных 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 1,2 г/л.

Для решения поставленной задачи предлагается вводить в сернокислотный электролит анодирования добавки органических веществ: кобальтовый комплекс макрогетероциклического соединения, содержащего остатки 1,3,4-тиадиазола (далее кобальтовый комплекс) и 5-амино-4 оксифлуорантен-12-сульфонат калия (далее производное флуорантена).

Дополнительно вводимые в состав электролита анодирования компоненты имеют следующее строение:

Предлагаемый электролит содержит в своем составе серную кислоту и указанные выше компоненты в следующих концентрациях, г/л:

серная кислота 210-250 кобальтовый комплекс 1,2-2,2 производное флуорантена 0,7-1,50

Электролит приготавливается следующим образом: в 500 мл раствора серной кислоты с концентрацией 420-500 г/л растворяют кобальтовый комплекс, в 500 мл воды растворяют производное флуорантена, а затем при перемешивании к первому раствору постепенно добавляют второй раствор.

Образцы, которые затем подвергались испытаниям, анодировались в растворе серной кислоты с концентрацией последней 230 г/л, концентрации хлорид-ионов, а также других добавок в электролите анодирования указаны в таблице 1, анодирование велось при анодной плотности тока 1,5 А/дм², в течение 30 мин, температура электролита 20±1°C. Катод свинцовый.

Анализ данных из таблицы 2 приводит к ряду заключений.

1. Сравнение результатов по №№1 и 2 подтверждает, насколько опасными стимуляторами коррозии алюминия являются хлориды: введение их в ванну анодирования уменьшает время капельной пробы в 2 раза, частотный показатель коррозии в камере солевого тумана увеличивается в 11 раз.

2. Обе использованные добавки усиливают защитное действие анодных покрытий. При этом повышение концентраций добавок приводит к снижению частотного показателя коррозии. Кобальтовый комплекс является более эффективной добавкой, чем производное флуорантена (при максимальной концентрации добавок частотные показатели коррозии для последней степени защиты примерно в два раза меньше, чем для кобальтового комплекса (отношение частотных показателей коррозии 4:2)).

3. Комбинация обеих добавок при максимальной концентрации их дает полную защиту в камере солевого тумана и наибольшее время капельной пробы.

4. Испытания по ГОСТ. 9.031-74 выдержали все образцы, которые были анодированы в электролитах с предлагаемыми добавками.

5. На основании приведенных экспериментальных данных можно сделать общий вывод о том, что применение предлагаемого электролита позволяет существенно повысить защитную способность анодных оксидных пленок в средах, содержащих хлориды (до концентрации последних 1,3 г/л).

Дополнительные опыты, проведенные с образцами из сплава АМг, анодированных в тех же электролитах и том же режиме, дали аналогичные результаты: в предлагаемом электролите защитные свойства анодных оксидных покрытий были значительно выше, чем в известном и стандартном.

Таким образом, предлагаемый электролит можно рекомендовать для получения анодных оксидных покрытий на деталях и изделиях, эксплуатируемых в средах с повышенным содержанием хлоридов.

Таблица 1 Составы электролитов анодирования Концентрации компонентов, г/л Компоненты электролита Номера электролитов 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1. Серная кислота 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 2. Щавелевая кислота - - 30 30 - - - - - - - - - - - - 3. Уксусная кислота - - 0,1 0,1 - - - - - - - - - - - - 4. Борная кислота - - 5,0 5,0 - - - - - - - - - - - - 5. Глицерин - - 5,0 5,0 - - - - - - - - - - - - 6. Кобальтовый комплекс - - - - 1,2 1,2 1,7 1,7 2,2 2,2 1,2 1,7 2,2 - - - 7. Производное флуорантена - - - - 0,7 0,7 1,1 1,1 1,5 1,5 - - - 0,7 1,1 1,5 8. Хлорид натрия - 1,3 - 1,3 - 1,3 - 1,3 - 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3

Таблица 2 Результаты испытаний защитного действия оксидных покрытий, полученных при анодировании в различных электролитах Номер электролита Вид испытаний Капельная проба, мин Камера солевого тумана По ГОСТ 9.0,31-74 Время появления 1-го очага коррозии, сутки Частотный показатель коррозии, % Выделение меди Частотный показатель коррозии 1 48 25 4 нет - 2 23 13 45 да 34 3 52 23 8 да 10 4 27 16 21 да 23 5 58 29 1 нет - 6 54 23 3 нет - 7 63 - - нет - 8 57 29 2 нет - 9 68 - - нет - 10 65 - - нет - 11 53 26 5 нет - 12 58 27 3 нет - 13 61 30 2 нет - 14 41 17 6 да 8 15 45 23 5 нет - 16 51 27 4 нет -

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении, судостроении и строительстве для нанесения антикоррозионных защитных оксидных покрытий на детали из алюминия и его сплавов. Электролит содержит, г/л: серную кислоту 210-250, кобальтовый комплекс макрогетероциклического соединения, содержащего остатки 1,3,4-тиадиазола, 1,2-2,2, и 5-амино-4-оксифлуорантен-12-сульфонат калия 0,7-1,5. Технический результат: повышение защитной способности оксидных покрытий в средах, содержащих хлориды. 2 табл.

Электролит для осаждения анодных оксидных покрытий на алюминии и его сплавах на основе серной кислоты, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кобальтовый комплекс макрогетероциклического соединения, содержащего остатки 1,3,4-тиадиазола, и производное флуорантена 5-амино-4-оксифлуорантенсульфонат калия при следующих концентрациях компонентов, г/л:
серная кислота 210-250 кобальтовый комплекс 1,2-2,2 производное флуорантена 0,7-1,5