Электролит анодирования алюминия и его сплавов

Электролит анодирования алюминия и его сплавов

Реферат

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	-

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