Способ обработки титана и его сплавов Советский патент 1992 года по МПК C25D11/26 

Изобретение относится к химической и электрохимической обработке металлов, в частности к получению защитных антикоррозионных декоративных покрытий на титане и его сплавах.

Известен способ получения покрытий из окиси металла, позволяющий увеличивать толщину покрытия на титане после его анодного окисления при последующем нагреве на воздухе при температуре до 1300°С.

Однако получаемые известным способом покрытия обладают большой пористостью и плохой адгезией к металлической основе, что приводит к снижению их защитных функций. Кроме того, при этом на поверхности металла не образуются окрашенные покрытия.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является известный способ анодирования титана, включающий электрохимическое окисление постоянным током при начальной плотности тока 0,007- 0,13 А/см2 в растворе ацетата натрия с концентрацией электролита 1-15 мае. %.

Основные недостатки известного технического решения состоят в низкой коррозионной стойкости получаемых покрытий в агрессивных средах и в отсутствии зеленого цвета в формирующемся при этом цветовом диапазоне оксидных пленок.

Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости и получение покрытий зеленого цвета.

Указанная цель достигается тем, что металл анодируют в растворах ацетата натрия при напряжении 42-44 В в течение 4-7 с, а затем его подвергают термообработке на воздухе при температуре 6 50-700°С в течение 18-30 мин.

При выходе за граничные пределы рекомендуемого режима термообработки не достигается равномерность окраски получаемого покрытия и снижаются его защитные антикоррозионные свойства.

Способ обработки титана и его сплавов осуществляют следующим образом. Металлические пластины из технически чистого титана марки ВТ-1 или из титановых сплавов марки ОТ4-0 или ОТ4-1 и др. подвергают электрохимическому окислению в растворах ацетата натрия с концентрацией 4-12 мас.% при напряжении 42-44 В в тече(Л

с

VJ о

00

о о о

ние 4-7 с. Анодированные образцы промывают водой, высушивают на воздухе или в сушильном шкафу. Затем их подвергают термической обработке на воздухе при температуре 650-700°С в течение 18-30 мин. После окончаний процесса образцы вынимают из печи и охлаждают. В результате на поверхности пластин образуется покрытие зеленого цвета разной степени,интенсивно- сти, обладающее высокими защитными антикоррозионными свойствами.,

В нижеприведенной таблице представлена сравнительная характеристика предлагаемого и известного способов обработки титана и его сплавов.

Изобретение иллюстрируется несколькими примерами.

Пример 1. Для нанесения защитно- декоративных покрытий используют образцы технически чистого титана марки ВТ-1 размерами 50x20x1 мм. Титановые пластины подвергают анодированию в растворе ацетата натрия с концентрацией например 4 мас.% при напряжении 42 В в течение 7 с до образования на поверхности металла анодного слоя желтого цвета. После этого образцы промывают водой, вытирают фильтровальной бумагой или высушивают на воздухе или в сушильном шкафу. Анодированные титановые пластины подвергают термообработке на воздухе при температуре 650°С в течение 30 мин. Затем образцы вынимают из печи и охлаждают. При этом поверхность титановых пластин приобретает светло-зеленую окраску.

Пример 2. Для нанесения покрытий используют пластины из титанового сплава марки ОТ4-0 размерами 50x20x1 мм, которые подвергают предварительному анодированию например в 12%-ном растворе ацетата натрия при напряжении 44 В в течение 4 с. После электрохимической обработки образцы промывают водой и высушивают.

Анодированные титановые пластины помещают в обжиговую печь и подвергают термообработке на воздухе при температуре 700°С в течение 18 мин. Затем образцы вынимают из печи и охлаждают. Поверхность пластин при этом окрашивается в интенсивный зеленый цвет.

Пример 3. Для нанесения защитно- декоративного покрытия используют пластины из титанового сплава марки ОТ4-1 размерами 50x20x1 мм. Образцы подвергают анодной обработке в растворе ацетата натрия с концентрацией соли например 8 мас.% при напряжении 42 В в течение 5 с до образования на их поверхности анодного слоя желтого цвета. Затем образцы промывают водой и высушивают.

Анодированные титановые образцы подвергают термообработке на воздухе при температуре 675°С в течение 24 мин. Затем образцы вынимают из печи и охлаждают.

В результате проведенной обработки поверхность образца приобретает устойчивую и яркую зеленую окраску.

Предложенный способ обработки титана и его сплавов позволяет получать

покрытия, характеризующиеся высокой коррозионной стойкостью в нейтральных, щелочны и кислых средах. Покрытия не разрушаются в растворах едких щелочей, а также устойчивы к действию света и влаги.

Получаемые покрытия не теряют интенсивности цвета от воздействия окружающей атмосферы в течение ряда лет. Кроме того, они обладают высокими защитными свойствами в растворах неорганических кислот (соляной, азотной, серной).

Эстетический вид покрытия значительно улучшается при обработке механически- или электрохимическиполированных образцов металла с зеркальной поверхностью.

Процесс обработки металла может быть интенсифицирован за счет одновременной термообработки большого числа анодированных титановых пластин,

40

Формула изобретения

Способ обработки титана и его сплавов, включающий анодирование в растворе ацетата натрия, отличающийся тем, что,

с целью повышения коррозионной стойкости и получения покрытия зеленого цвета, анодирование ведут при напряжении 42-44 В в течение 4-7 с, а затем термообрабаты- вают на воздухе при 650-700°С в течение

18-30 мин.

Характеристика способа

Способ обработки металла ИзвестныйПредложенный

Использование: при химической и электрохимической обработке титана и его сплавов. Сущность изобретения: анодирование титана и его сплавов ведут в растворе ацетата натрия при напряжении 42-44 В в течение 4-7 с. После анодирования изделие подвергают термообработке на воздухе при температуре 650-700°С в течение 18-30 мин. 1 табл.

обра

Анодирование титана в растворах ацетата натрия

для

и, с

мин

1-15

4-12

6-2042-Н

5-84-7

Металл термообработ- 650-700 ке не подвергается

18-30

Коричневый Зеленый

Фиолетовый

Синий

Голубой

700

Цвет покрытия для

испытаний:

синий желтый

в 12%-чом растворе соляАнодирование титана в растворах ацетата натрия и последующая термообработка анодированного металла на воздухе

4-12

1300

Цвет покрытия для испытаний - зеленый