Способ анодирования алюминия и его сплавов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик(511 М. Кп,з С 25 Р 11/06 с присоединением заявки Мф(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 070383 Л.З.Динабурская, Л,Н, КодомсКой:; Г:,ВПроценко,(54) СПОСОБ АНОДИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯИ ЕГО СПЛАВОВ Изобретение относится к области " электрохимической обработки металлов, в частности к анодированию алюминия, и может быть использовано для получения электроизоляционных анодных пленок на алюминии и его сплавах.Известен способ получения анодных пленок на алюминии и его сплавах пу" тем обработки в растворе, содержащем серную кислоту и соли магния и марганца).1. Для улучшения качества пленки в электролит вводят щаве- левую кислоту, гексаметилентетраамин и процесс в 2 едут при плотности тока 1-2,5 А/дм и напряжении 10-25 В. Однако этот способ не позволяет получить пленки, сохраняющие высокое электрическое сопротивление после нанесения на них металлических покрытий и не обеспечивает высокой адгезии покрытия к упомянутой анодной пленке,Известен также способ анодирования алюминия и его сплавов в кислых растворах, обеспечивающий получение пленок с высоким значением напряжения пробоя 21Однако в этом случае адгезионные свойства пленок по отношению к наносюым на них покрытиям невелики. Известен, кроме того, способ анодирования алюминия и его сплавов прииспользовании постепенного возрастания плотности тока в интервале от1, 5 до 2, 5 А/дм 2 31Однако, в этом случае не обеспечивается постоянство плотности тока вкаждый момент времени, и :оответственно полученные пленки не обладаютнеобходимыми свойствами,Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ анодирования алюминия и его сплавов, в соответствиис которым процесс осуществляют вэлектролите на основе кислот илиих смесей, выбранных из.группы, вклю". чающей серную, щавелевую и салйциловую (сульфосалициловую) кислоты4 1,Однако в этом случае пленки необладают высокими электроизоляционными и адгезионными свойствами.Целью изобретения является повышение электроизоляционных и адгези 25 онных свойств пленок.Указанная цель достигается засчет того, что при анодировании алюминия и его сплавов в электролите наоснове кислот или их смесей, выбран 30 ных из группы, включающей серную,1002413 Сцепление,кг/мм " Состав электролита Про- бив- ное Режимзадания то -ка,мА/сммин на- пряжение,В 0,3 84 767 БО + 0,3 г/л ДН 9 738 0,5 698 92 0,3 щавелевую и сульфосалициловую кислоты,в электролит дополнительно вводят0,3-0,5 г/л диизопропилнафталинсульфоната натрия и процесс осуществляютв гальванодинамическом режиме соскоростью подъема тока 0,03-0,05 А/дм 2,в минуту до рабочей плотности тока0,5-2,5 А/дм.Дополнительное введение в электролит диизопропилнафталинсульфоната натрия (ДНС) предотвращает связывание .10воды в гидратированные соединения типа А 120 пН О. Поэтому при дальнейшей сушке из анодной пленки удаляется в среднем в 1,4-1,5 раза больше воды, чем из пленки, полученной в отсутствие добавКи, что приводит к существенному повышению электроизоляционного свойства анодной пленки.Однако применение указанной добавкиДНС без предлагаемого гальванодинамического режима не позволяет достичьпоставленной цели, так как установлено, что в предлагаемом режиме задания тока от его нулевого значениядо достижения требуемой плотности тока 0,5-2, 5 А/дм 2 обеспечивается равномерное образование пленки на участках с различным уровнем поверхностной энергии и только совместное действие адсорбции ДНС и гальванодинамического режима анодирования позволитполучить анодные пленки с высокимиэлектроизоляционными характеристиками.При этом за счет адсорбиции ДНС наповерхности алюминия происходит сдвиганодного потенциала, и процесс идЕтпри повышенном напряжении, что и обуславливает дополнительно образованиепленки с высоким электрическим сопротивлением,40Выбор концентрации ДНС в О, 3-0, 5 г/лобусловлен тем,что при . концентра-,ции ДНС ниже 0,3 г/л не наблюдаетсяэффекта улучшения электроизоляционныхи адгезионных свойств анодной пленки, 45Повышение концентрации ДНС выше0,5 г/л также нецелесообразно,так какдополнительного повышения качестваанодной пленки с точки зрения ее 20 Н С 20 Н ЯО + 0,3 г/л ДНС 20 Н 280 + 0,4 г/л ДНС электроизоляционных и адгезионныхсвойств не наблюдается.Процесс осуществляют в гальванодинамическом режиме со скоростьюподъема тока 0,03-0,05 А/дмв минуту до рабочей плотности тока 0,52,5 А/дм 2 и затем ведут процесс приэтой плотности тока до полученияпленки требуемой толщины,П р и м е р.Проводили анодированиеобразцов, изготовленных из сплаваАМг. Размер образцов 30 х 60 мм,Состав сплава,Ъ: медь - 0,5; магний - 2,4; марганец - 0,35; хром -0,1; кремний - 0,5, остальноеалюминий, Образцы обезжиривали спиртом, промывали водой и травили втечение 15 с в 30-ном раствореМаОН с последующей промывкой холодной водой. Затем образцы обрабатывали в 30-ном растворе азотной кислоты в течение 20 с и промывали холодной водой, Далее образцы подвергали анодированию в растворе серной кислоты, щавелевой или сульфосалициловой кислот, содержащем добавку диизопропилнафталинсульфоната натрия. Анодирование осуществляли в гальванодинамическом режиме со скоростью задания постоянного тока 0,03-0,05 А/дм 2 в минуту до достижения требуемой плотности тока, например 1,5 А/дм , после чего процесс осуществляли. при постоянной плотности тока до достижения требуемой толщины анодной пленки -60 мкм.После анодирования образцы промывали холодной водой и сушили при температурк 80 ОС. Затем проводилось осаждение никеля химическим путем по обычной технологии, например иэ электролита состава, г/л: ЮБОЕ;СН СООИа - 10; БаН 2 РО 2- 15; СН СООН6,1 мл/л. Температура 80 С. Во всехгруппах образцов определяли пробивное.напряжение анодной пленки после осаждения на нее металлопокрытия иоценивали на специальной установкепрочность сцепления металлопокрытияс анодной пленкой, Полученные данные приведены в таблице.,5 г-моль/л ДНС - 0,5 г/л Формула изобретения Составитель Л.Казакова Редактор Н.Коляда Техред С.Мигунова Корректор О. БилакЗаказ 1734/11 Тираж 641 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Как видно из приведенных данных, предлагаемый способ обеспечивает получение анодных пленок с высоким 25 пробивным напряжением и высокой адгезионной способностью к наносимым на них металлопокрытиям, которые намного превышают эти показатели для известного способа, для которого проО бивное напряжение не превышает 400- 500 В, а адгезия 70-75 кг/мм "Таким образом, использование изобретения для получения электроизоляционных анодных пленок на алюминии и его сплавах обеспечивает по сравнению с существующими способами, следующие преимущества: возможность получения обладающих высокими электро- изоляционными свойствами анодных пленок, сохраняющих диэлектрические свойства после нанесения на них металлопокрытий из растворов электролитов, и значительное увеличение прочности сцепления металлопокрытия с. анодной пленкой. 45Указанные выше преимущества позволят широко использовать изобретение в различных отраслях техники.Экономический эффект от внедрения изобретения только на одном предприятии составит ф 127 тыс.руб. в год. Способ анодирования алюминия и его сплавов в электролите на основе кислот или их смесей, выбранных из груп" пы, включающей серную, щавелевую и сульфосалициловую кислоты, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения электроизоляционных и ад; гезионных свойств анодных пленок, в электролит дополнительно вводят 0,3- 0,5 г/л диизопропилнафталинсульфоната натрия, и анодирование осуществляют в гальванодинамическом режиме со скоростью подъема тока 0,03-0,05 А/дм2 в минуту до рабочей плотности тока 0,5-2,5 А/дм 2. Источники информации,тринятые Во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 312895, кл, С 25 Р 11/00, 1971.2, Авторское свидетельство СССР Р 590374, кл, С 25 Р 11/00, 1976,3. Шрейдер А.В, Оксидирование алюминия и его сплавов, М., Металлургиздат,1960, с. 198.4, Авторское свидетельство СССР Р 181940, кл, С 25 Р 11/06, 1964