Способ анодирования титана и его сплавов

Способ анодирования титана и его сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

т е и; и с/,,-. и.:, ч Р с::.;=. и

Союз Советскмн

Социалмстимеснин

Республик (61) Дополнительное к евт. свид-ву (22) Заявлеио18.10.77 (2т) 2531305/22 с присоединением заявки №

Гаоуднрстеенный номнтет

СССР ео делам нэооретеннй н открытий (23) ПриоритетОпубликовано 05.03.795юллетеиь №

Дата опубликования описания 07.0 (72) Автор изобрете;ия

H. П. Пекшева

Воронежский политехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ АНОДИРОВАНИЯ ТИТАНА

И ЕГО СПЛАВОВ

Изобретение относится к цветному аиодированию титана и его сплавов (получению окрашенных окисных пленок непосредственно в процессе анодирования).

Известен способ окрашивания титана путем нагрева, заключающийся в следующем. Металлический материал, такой как титан или нержавеющая сталь, нагревают до определенной температуры в защитной атмосфере. Нагретый металл затем охлаждают в присутствии охлаждающей атмосферы определенного состава, например воздуха. В результате поверхность металла приобретает стабильную декоративную окраску. Тон окраски определяется температурой металла при помещении его в охлаждающую атмосферу. Эту температуру оцределяют косвенно по характеристическому цвету металла. Тон окраски определяется также составом защитной и охлаждающей атмосфер (1).

Однако известный способ позволяет получать покрытия лишь определенного цвета, обусловленного условиями ведения процесса.

Известен электрохимический способ окрашивания поверхности титана, включающий нанесение пленкообразующего

5 раствора, например сульфата меди и аммония, с помощью кисти или войлочной подушки при разности потенциалов между ними и обрабатываемой поверхностью. При этом на поверхности проис1ц ходит образование пленки, например окисной. Разность потенциалов меншот в интервале 5-80 В при движении кисти или подушки по поверхности для изменения цвета. Перед получением пленки

15. поверхность подвергают механическому травлению, защищая необходимые участки масками, которые наносят с использованием светочувствительных материалов j2).

Этот способ имеет ряд недостатков.

Ивет образующейся пленки зависит от состава пленкообразующего раствора, содержащего соли металлов, способные

651054 окрашивать окисный слой на титане, что усложняет технологию приготовления пленок различной окрашенности. Кроме того, он не позволяет получать пленки равномерной окрашенности, а использование высоких напряжений приводит к получению пористых покрытий, обладающих низкими защитными свойствами в агрессивных средах.

° Наиболее близким к изобретению является способ анодирования титана и его сплавов в растворе, содержащем гидроокись щелочного металла. Раствор содержит также силикат щелочного металла и щелочную соль этипендиаминтетрауксусной кислоты ипн диэтилентриаминпентауксусной кислоты. Анодирование ведут ползи рН 11,0-11,5, температуре 18-38 С и наложении увеличивающегося во времени ностоянного тока.

При достижении силы тока 1,1-5,4 А/см 3. стабилизируют режим и выдерживают аноднруемое изделие в таком состоянии в течение 10-60 мин 33.

Однако этим способом получают только бесцветные окисные пленки, процесс идет длительное время, требует контроля дпя поддержания определенного режима, коррозионная стойкость покрытия во влажной атмосфере составляет 24 ч, Цель изобретения — получение равномерно окрашенной в широком цветовом диапазоне окисной пленки с повьпценной

I коррозионной стойкостью, интенсифи-кация и упрощение процесса.

Дпя этого анодирование ведут в 130%-ном растворе едкого кали при плотности тока 0,004-2,5 A/ñì

Способ осуществляют следующим образом.

Перед анодированием титановое изделие обезжиривают и промывают водой. Затем иэделие подсоединяют к аноду постоянного источника тока н помещают в электролитическую ванну с водным раствором едкого кали. Изменяч плотность тока от 0,004 до 2,5 A/ñì, 2 можно получить покрытия различного цвета в одном и том we растворе. Время анодирования составляет 20-80 сек.

Предлагаемый способ позволяет получить равномерно окрашенные покрытия на изделиях любой формы (прямоугольной, круглой, шарообразной, цилиндрической и т.д.) в одну стадию, анодированием изделия в растворах ед° кого кали.

Светло-желтый О, 004 О, 004 О, 005

Желтый 0,007 0,008 0,009 0 Коричневый 0,230 0 450 0 700

Фиолетовый 0,300 0,625 1,075

Синий 0,480 1,050 1,900

Голубой

Окисные пленки, получаемые предлагаемым способом, повышают коррозионную устойчивость изделий в arpeccmmsx средах. Например, время устой30 чивости изделия иэ титанового сплава

ОТ4-0, аноднрованного до синего цвета, достигает: в 16%-ном растворе соляной кислоты 184 ч;

М в 60%-ном растворе серной кислоты 320 ч.

Изделия без скрашенной окисной пленки на поверхности начинают разрушаться уже после 30 мин,выдержки их в этих средах, и весовые потери металла достигают за 4 ч: в 16%-ном растворе соляной кислоты — 0,832 г/м;

М, в 60%-ном растворе серной кислоты -325 г/м

Полученные пленки характеризуются также высокой устойчивостью к действию света и атмосферных явлений, не изменяют интенсивности окраски в те0 чение более двух лет, в то время как светостойкость окрашенных покрытий, полученных другими способами, невелика и достигает 2-3-х месяцев, Декоративный вид окисной пленки улучшается, если перед ее нанесением провести предварительное полирование поверхности. В этом случае после анодирования изделия получают блестящие окрашенные пленки.

0,740 1,500 2,500

Н р и м е р,,для получения окисной пленки синего цвета на титановом изделии прямоугольной формы процесс ведут в 20%-ном растворе едкого кали при плотности тока 1,7 А/см в течение

40-60 сек.

Влияние плотности тока на цвет окисной пленки при анодировании титана представлено в таблице.

5 6510

Таким обраеоч, предлагаемый способ позволяет значительно снизить продолжительность процесса,.что дает возможность увеличить производительность трупа„ a также позволяет получить окисные 5 пленки различных цветов при прямом анодировании титановых изделий любой формы в одном и том же однокомпонентном растворе беэ использования наполнителей и.- различных органических и неорганических красителей. При этом процесс ведут при значительно меньших значениях плотности тока.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет снизить нористость окисных пленок с 20-80% до 5-15% и повысить их корроэионную стойкость.

Формула изобретения

Способ анодирования титана и его сплавов в растворе, содержащем гидроокись щелочного металла, о т л и ч а KJшийся тем, что, с целью получения равномерно окрашенной в широком цветовом диапазоне жисной пленки с повышенной корроэионной стойкостью, интенсификации и уппощения процесса, анодирование ведут в 1-30%-ном растворе едкого кали при плотности тока 0,0042,5 А/см .

Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США. % 3664884, кл, 148-6.3, 1972. 2. Патент Великобритании %1319542, кл. С 7 В, 1973.

3. Патент США % 3663379, кл. 204-56, 1972.

Составитель В, Бобок

Редактор Ж, Рожкова Техред С. Мигай Корректор М. Ряшко

Заказ 742/29 Тираж 719 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4