Краткий справочник гальванотехника - 1993 - Ильин. Справочник гальванотехника санктПетербург " политехника"
 Скачать 3.02 Mb.
|
Глава 12АНОДНЫЕ СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ34. Анодирование алюминияОбщие сведения. При анодной обработке алюминия одновременно, но с разной скоростью протекают два процесса: образование пленки А12О3 и растворение основы. В результате этого создаются пористые и прочно-сцепленные с основой оксидные пленки толщиной от 5 до 100 мкм в зависимости от режимов электролиза и состава электролита. Оксидные покрытия обладают высокой износоустойчивостью, электроизоляционными свойствами, а пористая пленка хорошо адсорбирует красители. Указанные выше свойства оксидированного алюминия широко используются во всех отраслях техники, виды обработки обозначают шифрами: Ан.Окс.Из., Ан.Окс.Нхр., Ан.Окс.Хром, Ан.Окс.Тв., Ан.Окс.Цв. и т. д. Процессу оксидирования предшествует подготовка поверхности травлением в щелочных растворах NaOH (80—100 г/л) и сульфанола НП-3 (0,4—0,8%) при температуре 60—70 °С в течение 0,1—1,0 мин с последующим осветлением в HNO3 (300—400 г/л). После травления силуминов осветление следует производить в растворе с добавкой фтористоводородной кислоты (30—50 г/л). Для травления пористого литья рекомендуется насыщенный раствор гидрата оксида кальция. Температура травления 70—80 °С продолжительность 10—I5 мин. Анодирование в растворе серной кислоты. Электролит — серная кислота (150—200 г/л). Температура 18—25 °С. Анодная плотность тока 1—2 А/дм2. При защитно-декоративном оксидировании время выдержки составляет 15—20 мин, что обеспечи- вает получение оксидной пленки 4—5 мкм. Повышение температуры электролита недопустимо из-за растворения пленки, поэтому раствор, особенно в летнее время, нужно охлаждать. Катодами служат пластины из рольного свинца. Оксидная пленка имеет пористость до 30% и пропитывается хромпиком или лакокрасочным покрытием для повышения коррозионной устойчивости. Пропитка пор анилиновыми красителями широко применяется для декоративной отделки алюминиевых деталей. Пропитка хромпиком производится в растворе Na2Cr2О7 (100 г/л) при температуре 70—80 °С в течение 10 мин. Оксидная пленка при этом приобретает лимонно-желтый цвет. Окраска анодированных деталей производится в растворах, приведенных в табл. 149. Органические красители не обладают стойкостью к воздействию ультрафиолетовых лучей, поэтому для деталей, подвергающихся интенсивному световому воздействию, рекомендуется окрашивание в неорганических, солях. Для этого оксидированные изделия обрабатывают последовательно в растворах двух солей, Таблица 149. Составы растворов для окрашивания оксидных покрытий органическими красителями
Таблица 150. Состав растворов солей для окрашивания оксидных покрытий на алюминии и его сплавах
составы некоторых из них приведены в табл. 150. В растворе № 1 детали выдерживают 10—20 мин, а затем промывают в воде и погружают на такое же время в раствор № 2. Температура обоих растворов 25—60 °С. Режимы окраски уточняют в зависимости от состава сплава толщиной оксидной пленки. Перспективным направлением является электролитическое окрашивание оксидных пленок переменным током в водных растворах солей металлов. Этот способ благодаря высокой светостойкости нашел применение для декоративной отделки панелей приборов и бытовых изделий. Окрашиванию подвергают оксидные покрытия сплавов. В табл. 151 представлены составы растворов и режимы окраски оксидных покрытий переменным током. В качестве противоэлектрода рекомендуется графит. Способность алюминия выпрямлять переменный ток позволяет использовать этот эффект для оксидирования переменным током, в этом случае в качестве электродов служат детали. При снижении температуры электролита до (–5) ÷ (–7) °С достигается возможность получения более толстых оксидных пленок (глубокое анодирование). Анодная плотность тока поддерживается величиной 2,5 А/дм2. Напряжение на ванне по мере роста оксидной пленки приходится повышать с 20 – 25 до 40 В. Глубокое анодирование применяют для повышения износостойкости алюминиевых деталей, например, шестерен. Толщина оксидной пленки достигает 60 мкм, при этом увеличение толщины детали на сторону составляет примерно половину толщины пленки. Охлаждение раствора осуществляют обычными фреоновыми холодильниками. Анодирование в щавелевокислом электролите. Этот способ применяется для получения электроизоляционных покрытий, Таблица 151. Состав растворов и режим окраски оксидных покрытий переменным током
а также для получения защитных пленок на литейных сплавах АМг, АМц, AD21. Оксидные пленки отличаются малой плотностью и выдерживают до 500 В пробивного напряжения без пропитки изоляционными лаками. Процесс оксидирования ведут в растворе щавелевой кислоты с концентрацией 40—60 г/л при комнатной температуре, анодной плотности тока.2,5—3,5 А/дм2 и выдержке 2—3,5 ч. Напряжение постоянного тока постепенно возрастает от 20—30 до 120 В. Во избежание поражения электрическим током ванны анодирования должны оборудоваться соответствующим блокировочным устройством. Анодирование в хроматных растворах. Этот способ применяют для деталей, имеющих точные размеры, так как оксидная пленка толщиной 2—5 мкм практически не изменяет размеров деталей. Оксидные пленки бесцветны; стекловидны и имеют малую пористость. Анодирование ведут в растворе хромового ангидрида с концентрацией от 30 до 100 г/л. Температура электролита 20—40 °С, анодная плотность тока до 2,5 А/дм2, продолжительность процесса 30—60 мин. Эматалирование. Защитно-декоративные непрозрачные анодно-оксидные покрытия, имеющие молочно-эмалевый вид, называют эматаль-покрытием. Покрытия отличаются износоустойчивостью и обладают хорошими электроизоляционными свойствами. Коррозионная стойкость обеспечивается протиркой деталей промасленной тканью. Эматаль — покрытия получают в электролите состава (г/л): хромовый ангидрид — 6—8; калий—титан щавелевокислый — 40—43; щавелевая кислота — 1—2; лимонная кислота — 1—2; борная кислота — 8—10. Величина рН 1,5—2,5. Электролиз ведут при температуре 55—60 °С. Первоначальное напряжение на ванне 70—90 В, при этом достигается анодная плотность тока 2—3 А/дм2. Затем в течение 10—15 мин повышают напряжение до 115—120 В. Общая продолжительность процесса 30—40 мин, в течение которых плотность тока постоянно понижается до 0,8—1,0 А/дм2. Толщина пленки не более 10—12 мкм. Расход щавелевой кислоты для корректировки электролита составляет 180—200 г/л на 1 м2 изделий. Через 5—6 А∙ч/л прошедшего электричества следует добавлять 1 г/л соли титана. Рекомендуется также периодически обрабатывать электролит сжатым воздухом. Электролит очень чувствителен к примесям: не допускается NO3– и С1– > 0,2 г/л. При накоплении в растворе алюминия более 30 г/л раствор необходимо сменить. Таблица 152. Основные неполадки при анодировании и их устранение
Для защитно-декоративной отделки алюминиевых деталей используют более экономичный электролит состава (г/л): хромовый ангидрид 30—35; борная кислота — 1—2. Температура электролита 40—45 °С, анодная плотность тока 0,4—1,0 А/дм2. Напряжение 80 В. Продолжительность обработки 60 мин. Основные неполадки, встречающиеся при анодировании алюминия, и способы их устранения представлены в табл. 152. В процессах анодирования всех видов особо большое значение приобретает способ контактирования и материал подвесочных приспособлений. В качестве материалов используются анодноустойчивые металлы: алюминий и титан, причем алюминиевые сплавы для подвесок должны быть максимально приближены по составу к сплавам, из которых изготовлены детали. Контакт деталей на подвеске должен быть жестким. Рекомендуется после каждого цикла анодирования алюминиевые подвески подтравливать в растворе NaOH для снятия оксидного слоя с мест контакта. Подвесочные приспособления из титана в подобной обработке не нуждается и поэтому более долговечны. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||