Раствор для химического оксидирования алюминия и его сплавов

(5) С 23 С 22 6 инениео тли ское и о, с елью ения по- лнительн сцепл н доло итана неорга товодо в кач ническогородную киошении комп 0-5,0 Калий желсинероди зо 5-15-1,5 ,8" 1,0 Фтористоводородная кислота вуокись титан ЭввЬ ГОСУДАРСТВЕННцй НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1, Авторское свидетельство СССРВ 865977, кл. С 23 Р 7/26, 1980,.2, Авторское свидетельство СССРВ 388062, кл. С 23 Р 9/00, 1972.(54)(57) РАСТВОР ДНЯ ХИМИЧЕСКОГООКСИДИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВсодержащий хромовый ангидрид, фторсо держащее неорганиче и калий железосинер чающий с;я те повышения прочности крытия с основой, о содержит двуокись т ве фторсодержащего соединения - фторис лоту при следующем нентов, г/л:Хромовый ангидриИзобретение относится к области защиты металлов от коррозии посредством химической обработки поверхности металлов, в частности к раствору для химического оксидирования алюминия и его сплавов, и может быть использовано в автомобилестроении, приборостроении и т.д.Известен раствор для оксидирования алюминия и его сплавов, содержащий 10 соединения шестивалентного хрома, фторсодержащее неорганическое соединение, преимущественно натрий кремнефтористый, и вещество, выбранное из группы, включающей калий железо синеродистьй, натрий, нитроэопентацианоферрат и ацетонитрил 1 11.Недостатком данного раствора является то, что он обладает невысокой прочностью сцепления покрытия с осно-О вой, особенно при обработке деталей из высококремнистых литейных алюминиевых сплавов.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае мому результату является раствор для химического оксидирования алюминия и его сплавов 2, содержащий, г/л:3-10Хромовый ангидрид30Натрий кремнефтористый.Калий железосинеродистыйЭ 5Борная кислотаНедостатком известного раствора является то, что при его использовании для покрытия высококремнистых литейных алюминиевых .сплавов, широ ко приМеняемых в автомобилестроении, вследствие слабой прочности сцепления его с основой, требуется глубокое травление деталей в сильно- щелочных растворах. Вследствие это го, при обработке деталей типа пары цилиндр - поршень, требующих коррозионной стойкости и высокого класса чистоты поверхности трущейся пары, необходима дополнительная опера ция по восстановлению требуемой чистоты механической обработкой, в частности хонингования, что снимает и само покрытие. Кроме того, более глубокое травление снижает коррозионную стойкость и требует дополнительного пассивирования после оксидирования, Цель изобретения - повышение прочности сцепления покрытия с основой,Эта цель достигается тем, что раствор для химического оксидирования алюминия и его сплавов, содержащий хромовый ангидрид, фторсодержа. щее неорганическое соединение и калий железосинеродистый, дополнительно содержит двуокись титана, а в качестве фторсодержащего неорганического соединения - фтористоводородную кислоту при следующем соотношении компонентов, г/л: 3,0-5,0 Хромовый ангидрид Калий железосинеродистый 0,5-1,0 Фтористоводородная кислота 0,5-1,5 Двуокись титана 0,8-1,0 При введении в раствор двуокиси титана и использовании в качестве фторсодержащего неорганического соединения фтористоводородной кислоты протекает реакция Т 10 + 2 НРТ 1 ОР + Р + Н 0 Эта реакция является равновесной, соблюдается постоянство концентраций фторид-ионов и ионов Т 1 ОР , а также свободной фтористоводородной кислоты в недиссоциированном виде, В процессе оксидирования протекание этой реакции с расходованием фторид-ионов и ионов Т 10 ведет к смещению направления реакции вправо с постепенным растворением твердой фазы двуокиси титана и диссоциацией свободной фтористоводородной кислоты. Поэтому наличие в растворе двуокиси титана в виде твердой Фазы подцерживает постоянную концентрацию активных фтор-ионов на оптиМальном уровне для протекания реакции образования окисно-фторидной пленки на алюминии, повышающей прочность пленки сцепления с основой. Образующийся в результате реакции ион Т 1 ОР взаимодействует с хромовым ангидридом, входит в состав окисной пленки, повышает ее корроэионную стойкость, а также увеличивает прочность сцепления пленки с основой вследствие наличия в составе пленки ионов титана.Для приготовления раствора растворяют в воде расчетные количества1148 хромового ангидрида и калия железоеинеродистого, затем добавляют расчетные количества фтористоводородной кислоты и двуокиси титана припостоянном перемешивании. Обработкадеталей производится при постоянномперемешивании раствора для поддержания двуокиси титана во взвешенномсостоянии, Корректирование ведетсяпо данным химического анализа. До Обавление титана производится периодически по мере его выработки визуально.Предлагаемый раствор был испытанс различными соотношениями компонентов. Для сравнения был испытан также известный раствор. Примеры растворов приведены в табл. 1. Обработке подвергались детали из высококремнистого литейного алюминиевого сплава АКпри 25 С в течение 1,5 мин,Обезжиривание деталей перед оксидированием производят для того, чтобы шероховатость поверхности деталейне увеличивалась и осуществлялась 25по ГОСТУ 9,047-75 химически в растворе Лабомида30 г/л при 60 Св течение 3 мин, затем после промывки детали активируют в растворе азотной кислоты 150 Г/л и фтористоводородной кислоты 20 г/л при комнатнойтемпературе в течение 5 с. Послепромывки детали оксидируют в растворах, приведенных в табл,Качество полученных покрытий 35проверяют на коррозионную стойкость,прочность сцепления покрытия с подложкой и по внешнему виду,Коррозионную стойкость определяют в коррозионной камере распылением ЗХ-ного раствора поваренной солив течение 1 мин через каждые 14 миннри комнатной температуре. Испытанияпроводят в течение 200 ч. Прочность сцепления определяют стойкостью к истиранию в сухом виде путем трения мягким резиновым лас 897 4тиком по покрытию, Если после 2-3 протирок покрытие не стирается,то прочность сцепления удовлетвори, тельная (+). Результаты испытанийприведены в табл. 2.Замеры шероховатости до и послепокрытия показывают, что она неснижается для предлагаемого раствораи известного при данной схеме проведения техпроцесса. Исходная шероховатость и шероховатость после оксидирования составляет 0,32 + 0,63lчто соответствует о 8 + ч 9.Как видно, из табл. 2, предлагаемый раствор для химического оксидирования при заданных соотношенияхкомпонентов (примеры 2-4) обеспечи:вает высокую прочность сцепленияпокрытия с основой и коррозионнуюстойкость. При уменьшении концентрации компонентов в предлагаемомрастворе снижается коррозионнаястойкость, а при увеличении - снижается коррозионная стойкость и прочность сцепления.Предлагаемый раствор позволяетповысить прочность сцепления с основой. Проведенные промышленные испытания показали, что срок службыпредлагаемого раствора в 3-4 раза выше, чем известногоВвиду более низких концентраций основных компонентов в предлагаемом растворе расходих меньше, чем в известном. Такимобразом, достигается экономия в расходе химикатов, идущих на процессоксидирования. Сохранение чистотыповерхности исключает дополнительные затраты на механическую обработку по восстановлению чистоты поверхности, затраты на инструмент, технологическую оснастку, высвобождениепроизводственной площади, экономиюэлектроэнергии, высвобождение рабочих-станочников.Технико-экономическая эффективность от использования изобретениясоставит около 40 тыс, руб/год.1148897 Продолжение табл.1 Компоненты, г/л 0,5 1 Калий железосинеродистый 0,75 0,3 1,2 3,5 0,8 099 07 1 ъ 1 Фтористоводороднаякислота 0,5 0,3 1,7 Таблица 2 Свойства Прочность сцепления Внешний вид Коррозионнаястойкость Коррозия 1 Серый 2 Светложелтый Нет коррозии 3 Желтый Следы коррозии 5 Светложелтый Коррозия 6 Темножелтый,Составитель А. Бордачева Редактор А. Шишкина Техред Ж.Кастелевич Корректор А. ЗимокосовЗаказ 1828/17 Тираж 900 ПодписноеВНИИПИ Государственного,комитетаСССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент",. г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Борная кислота Двуокись титана Примерырастворов Примеры растворов234 1 1 5