ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ Российский патент 2011 года по МПК C25D11/06 

Изобретение относится к электрохимической обработке алюминия и его сплавов и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, приборостроения, авиационной и космической технике.

Известен электролит для микродугового оксидирования алюминия и его сплавов (Патент RU №2229542, МПК 7 C25D 11/08, опубл. 2004), содержащий борную кислоту, гидроксид калия и крахмал при следующем соотношении компонентов:

Борная кислота 20-30 г/л Гидроксид калия 4-6 г/л Крахмал 6-12 г/л Вода остальное

Недостатком данного электролита является возможность получения оксидного слоя сравнительно низкой толщины до 174 мкм за время оксидирования 90-120 минут.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности признаков является электролит для микродугового анодирования алюминия и его сплавов (Патент RU №2147323, МПК 7 C25D 11/06, опубл. 2000), содержащий гидроксид калия, натриевое жидкое стекло, пероксид водорода и оксид меди при следующем соотношении компонентов:

Натриевое жидкое стекло 8-10 г/л Гидроксид калия 2-3 г/л Пероксид водорода 6-12 г/л Оксид меди 10-40 г/л Вода остальное

Недостатком данного электролита является возможность получения оксидного слоя сравнительно низкой толщины до 145 мкм за время оксидирования 60 минут.

Техническим результатом изобретения является повышение толщины оксидного слоя и снижение времени оксидирования при сохранении микротвердости и коррозионной стойкости.

Сущность изобретения заключается в том, что в электролит для микродугового оксидирования алюминия и его сплавов, в состав которого входят гидроксид калия, натриевое жидкое стекло и пероксид водорода, дополнительно вводят изопропиловый спирт, при этом содержание всех указанных компонентов должно быть в следующих соотношениях, г/л:

Гидроксид калия 2-4 Силикат натрия 3-8 Изопропиловый спирт 15-35 Пероксид водорода 50-150 Вода остальное

Количество изопропилового спирта определяет скорость роста окисной пленки. При содержании спирта менее 15 г/л происходит повышенное газовыделение на обрабатываемой детали. Это препятствует поступлению раствора в поры и ограничивает рост пленки. При содержании спирта свыше 35 г/л происходит разрушение оксидного слоя.

Добавление пероксида водорода повышает пробивное напряжение при образовании микродуги, что интенсифицирует процесс оксидообразования.

При выборе сплава для исследований исходили из того, что данная марка широко используется при изготовлении деталей машин, а также в пищевой промышленности. Образцы для исследования толщины оксидного слоя изготавливали из пластин 10-30-1 мм. В расчет принималась толщина основного слоя после удаления верхнего рыхлого технологического слоя.

Раствор готовили путем растворения в дистиллированной воде необходимого количества гидроксида калия, силиката натрия, изопропилового спирта и пероксида водорода.

Количественный металлографический анализ проводили на комплексе ВидеоТест-металл. В состав комплекса входит следующее оборудование: микроскоп Neophot, телевизионная цифровая камера ProgRes™C10^plus, компьютер, принтер. Средняя толщина и микротвердость рабочего слоя из 5 образцов каждой серии в зависимости от составов электролита приведены в таблице.

Таблица Показатели Аналог Прототип Предлагаемый электролит Толщина покрытия, мкм 174 145 235 Микротвердость по толщине, ГПа 19-20 18-20 19-20 Время оксидирования, мин 90-120 120 30 Напряжение пробоя, B 375 400-600 450 Температура электролита, °C 25-30 20-60 30-40 Сплав алюминия АМг2 Д16 Д16

Представленные в таблице результаты испытаний позволяют заключить, что максимальная толщина оксидного слоя 235 мкм получена в электролите, содержащем изопропиловый спирт 25 г/л, пероксид водорода 130 г/л. Полученная толщина оксидного слоя на 60-90 мкм больше, чем в известных источниках. Время оксидирования сокращается с 120 минут до 30.

Изобретение относится к электрохимическому формированию оксидных износостойких покрытий на алюминии и его сплавах. Электролит содержит, г/л: гидроксид калия 2-4, силикат натрия 3-8, изопропиловый спирт 15-35, пероксид водорода 50-150 и воду остальное. Повышение толщины оксидного слоя достигается за счет включения в фазовый состав изопропилового спирта и перекиси водорода, которые ускоряют рост оксидной пленки и увеличивают пробивное напряжение. 1 табл.

Электролит для микродугового оксидирования алюминия, содержащий гидроксид калия, силикат натрия и дистиллированную воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит изопропиловый спирт и пероксид водорода при следующем соотношении компонентов, г/л:
гидроксид калия 2-4 силикат натрия 3-8 изопропиловый спирт 15-35 пероксид водорода 50-150 дистиллированная вода остальное