Способ анодирования титана и его сплавов

Союз Советскмн Соцмалмстицескин РеслублннОП ИСАНИИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСИОМУ СВНДИВЛЬСТВУ(23) ПриоритетОпубликовано 05,03.795 аллетень М Гаеударственннй квинтет СССР ее делам нэаеретенн н вткрытнйать опубликования описания 07(72) Автор изобрете;и ек шева Воронежский политехнический институт 1) Заявите) СПОСОБ ЛНОДИРОВ И ЕГО СПЛАВО ИТАНА п остатков.ависит от створа,пособные Изобретение относится к цветному анодированию титана и его сплавов (получению окрашенных окисных пленок неосредственно 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 олределяют 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 способокрашивания поверхности титана, включающий нанесение пленкообразующего 5 раствора, например сульфата меди иаммония, с помощью кисти или войлочной подушки при разности потенциалов между ними и обрабатываемой поверхностью, При этом на поверхности проис- О ходит образование пленки, напримерокисной, Разность потенциалов меншот в интервале 5-80 В при движении кисти или подушки по поверхности для изменения цвета. Перед получением пленки 5. поверхность подвергают механическому травлению, защищая необх участки масками, которые нан использованием светочувствите материалов 2 .Этот способ имеет ряд нед Цвет образующейся пленки з 1 состава пленкообразующего ра содержащего соли металлов, сокрашивать окисный слой на титане, чтоусложняет технологию приготовленияпленок различной окрашенности, Крометого, он не позволяет получать пленкиравномерной окрашенности, а использование высоких напряжений приводит кполучению пористых покрытий, обладающих низкими защитными свойствами вагрессивных средах,Наиболее близким к изобретению является способ анодирования титана иего сплавов в растворе, содержащемгидроокись щелочного металла, Растворсодержит также силикат щелочногометалла и щелочную соль этилендиаминтетрауксусной кислоты илн диэтилентриаминпентауксусной кислоты. Анодирование ведут ползи рН 11,0-11,5, температуре 18-38 С и наложении увеличивающегося во времени постоянного тока,При достижении силы тока 1,1-5,4 А/смастабилизируют режим и выдерживаютанодируемое изделие в таком состоянии.в течение 10-60 мин 133.Однако этим способом получают только бесцветные окисные пленки, процессидет длительное время, требует контролядля поддержания определенного режима, коррозионная стойкость покрытияво влажной атмосфере составлает 24 ч,Цель изобретения - получение равномерно окрашенной в широком цветовомдиапазоне окисной пленки с повышеннойкорроэионной стойкостью, интенсифи-.кация и упрощение процесса. Дпя этого анодирование ведут в 130%-ном растворе едкого кали при плотности тока 0,004-2,5 А/смСпособ осуществляют следующимобразом,Перед анодированнем титановое изделие обезжиривают и промывают водой. Затем иэделие подсоединяют каноду постоянного источника тока н помещают в электролитическую ванну сводным раствором едкбго кали. Изменачплотность тока от 0,004 до 2,5 А/см,2можно подучить покрытия различногоцвета в одном и том же растворе. Времяанодирования 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.%Окисные пленки, получаемые предлагаемым способом, повышают коррозионную устойчивость изделий в агрессивных средах. Например, время устойМчивости иэделия иэ титанового сплаваОТ 4-0, аноднрованного до синего цвета,достигает:в 16%-ном растворесоляной кислоты 184 ч;35в 60%-ном растворесерной кислоты 320 ч,Изделия беэ скрашенной окисной пленкина поверхности начинают разрушатьсяуже после 30 мин,выдержки их в этихсредах, и весовые потери металла достигают за 4 ч:в 16%-ном растворесоляной кислоты - 0,832 г/м;М,в 60%-ном растворесерной кислоты - 3,25 г/мПодученные пленки характеризуютсятакже высокой устойчивостью к действию света и атмосферных явлений, неизменяют интенсивности окраски в те,0 чение более двух лет, в то время каксветостойкость окрашенных покрытий,полученных другими способами, невелика и достигает 2-3-х месяцев.Декоративный вид окисной пленкиулучшается, если перед ее нанесениемпровести предварительное полированиеповерхности. В этом случае после анодирования изделия получают блестящиеокрашенные пленки,0,740 1,500 2,500 Н р и м е рПля получения окиснойпленки синего цвета на титановом иэделии прямоугольной формы процесс ведут в 20%-ном растворе едкого калипри плотности тока 1,7 А/см в течение40-60 сек.Влияние плотности тока на цвет окисной пленки при анодировании титанапредставлено в таблице.165 6510Таким обравоч,предлагаемый способпозволяет значительно снизить продолжительность процесса,.что дает возможность увеличить производительность труда, а также позволяет получить окисные 5 пленки различных цветов при прямом анодировании титановых изделий любой формы в одном и том же однокомпоненч ном растворе беэ использования наполнителей и. различных органических и ф неорганических красителей. При этом процесс ведут при значительно меньших значениях плотности тока.Кроме того, предлагаемый способ позволяет снизить цористость окисных пленок с 20-80% до 5-15% и повысить их корроэионную стойкость,Формула изобретенияСпособ анодирования титана и его сплавов в растворе, содержащем гидроокись щелочного металла, о т л и ч а к- щ и й с я тем, что, с целью получения равномерно окрашенной в широком цветовом диапазоне жисной пленки с повыщенной корроэионной стойкостью, интенсификации и уппощения процесса, анодирование ведут в 1-30%-ном растворе едкого кали при плотности тока 0,004- 2,5 А/смИсточники информации принятые вовнимание при экспертизе1. 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. МигайКорректор М, ыЗаказ 742/29 Тираж 719 Подписное БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4т