ЭЛЕКТРОЛИТ АНОДИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ
ELECTROLYTE OF ALUMINIUM AND ITS ALLOYS ANODIC TREATMENT

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.
2
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/дм, 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
-