Способ анодирования циркония

(54) (57) 1. КО НИЯ, в ключ электролите ПОСОБ АНОДИющий обрабо добавкамиоты или ее ОВАНИЯ в кислом тористовосолей,тем, что,службыпров роднои кист л и ч а деровичина поВ.И.Ленина и с целью увелиэлектролита,использованина которых и ни ка анод м ка одят сия руют в нскии А,Ф ение цирных ато- Межвуе окисле,формипри н два ную тельн ленку дную ии 60 2, Сп В.по п. 1, ем, что и ия прерыв ниобиевь отличаюроцесс анодироают через кажс ия цирк 24-36мии. Под .я, 1981,е катоды мывают в ,них анод бывают в створа, пр ормируют н пленку, пр ают из оде, ую одеанин повторно барьерну и затем кония,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМЪГ(71) Харьковский ордена Лелитехнический институт им.(56) Киселев И,П., БогоявлТолстослойное анодное окислкония по данным метода мечмов. - Реферат докладов 2-изовской конференции."Анодноние металлов". Казань. КАИс. 259-261.Справочник по электрохиред. А.М.Сухотина. Л.: Химис, 320-321. льзуют при анодиро1 11715Изобретение относится к электрохимическому окислению вентильных металлов, в частности циркония, иможет быть использовано для формирования толстых анодных окислов на 5цирконии.Цель изобретения - увеличениесрока службы электролита,Увеличение срока службы электролита достигается за счет проведения 10анодирования с использованием ниобиевых катодов с предварительноформированной анодной барьернойпленкой,П р и м е р. Для анодирования35 циркония применяют ванну объемом 100 л с общей площадью загрузки 0,25 м, Отношение анодной поверхности к катодной составляет 1:4, Предварительное оксидирование ниобиевых катодов с целью формирования на них барьерных пленок производят в ;специальной ванне такого же объема. Ванну заполняют 0,053-ным раствором сернокислого натрия. Ниобиевые като ды в этой ванне выполняют функции анодов. Формовку анодной пленки проводят постоянным током при напряжении 80 В и температуре 20 С в тео чение 15 мин. В этих условиях на нио-З 0 бии происходит образование барьерногоослоя толщиной 1700 А. Оксидированный ниобий вынимают из раствора, промывают в воде и устанавливают в ванну для анодирования циркония. В ванну 35 завешивают детали из циркония, которые в процессе анодирования циркония служат анодами. Между электродами прикладывают постоянное напряжение 120 В и в течение 60 мин пропускают 40 электрический ток, Процесс анодирования циркония ведут при 20 С. Вс таких условиях зауказанное время на цирконии формируют слой пористого анодного. оксида толщиной 40 мкм. 45 Анодированные детали из циркония вынимают из ванны и в нее завешивают новые детали из цирконий и т.д. Через 30 ч эксплуатации ванны для анодирования циркония процесс аноди рования прерывают, вынимают их ванны катоды из ниобия и на их место устанавливают новые катоды из ниобия, на которых предварительно формируют слой барьерного оксида. Через сле дующие 30 ч вновь прерывают процесс анодирования, заменяют катоды и т,д. В указанном электролите для анодиро 71 2вания циркония при 20 С скорость кор розни оксидированного ниобия 10 г/м 2ч, поэтому за год эксплуатации раствора объемом в 100 л в него переходит 0,5 г ниобия, т,е. количество, которое совершенно не влияет на процесс анодирования циркония.Для реализации предлагаемого способа не обязательно после каждых 30 ч анодирования заменятьотработанные катоды из ниобия на новые. Вместо этого можно отработанные катоды промыть в воде, повторно установить в ванну для оксидирования ниобия и провести восстановление барьерного оксида на ниобии по той же методике, по которой производят первоначальное формирование барьерного оксида на ниобии.Описанный в примере режим анодирования циркония не единственный для реализации предлагаемого способа. Качественное анодирование циркония может производиться в диапазоне, температур электролита 15-40 С при изменении концентрации гидрофторида аммония в пределах 1-2 г/л, в диапазоне напряжений, приложенных меж,ду катодом и анодом, 60-120 В. При этом можно варьировать вреМя анодирования циркония и толщину анодной пленки на нем.В табл. 1 приведеныпримеры ис- пользования различных режимов анодирования.Первоначальное формирование барьерного оксида на ниобии и его восстановление на отработанных катодах можно производить в диапазоне напряжения 60-100 В при 15-30 С в течео ние 50-60 мин в растворе, неагрессивном к ниобию и его оксиду, например в растворах серной, щавелевой или ортофосфорной кислот, а также в растворах иэ калиевых, натриевых и аммониевых солей при их концентрациях 0,05-3%. При этом происходит изменение толщины барьерного оксида, а следовательно, и времени, в течение которого можно производить процесс анодирования циркония без камены катодов.В табл, 2 приведены примеры практической реализации растворов и режимов оксидирования ниобия.1171571 Таблица 1 Температурараствора, С Толщина анодного оксида на цирконии мкм Клеммовое напВремяанодиряжение, В рования,) мин 20 120 120 40 80 60 72 50 120 32 80 20 50 37 180 100 20 50 10 14 60 20 50 Время одного цикла эксплуатации катодов из ниобия в табл. 2 соответствует концентрации гидрофторида аммония 2 г/л в растворе для толстослойного анодирования циркония и 5 составляет 24-36 ч (в зависимостиФ от выбранного электролита, температуры, клеммового напряжения и времени оксидирования). Основным Фактором, определяющим время одного цикла 1 О эксплуатации катодов, служит клеммовое напряжение. Оксидирование ниобия нецелесообразно проводить вне указанных в табл. 2 диапазона формирующих напряжений и времени формовки. 1 Оксидирование ниобия более 60 мин нецелесообразно, так как после 60 мин дальнейшее пропускание тока через электролит практически не изменяет коррозионно-химических свойств 2 п барьерной пленки на этом металле. При оксидировании менее 5 мин толщина пленок недостаточна, из-за чего пленка не обладает необходимой коррозионной стойкостью. Оксидиро Состав электролита, г/л Щавелевая Гидрофторидкислота аммония вание ниобия при Формирующих напряжениях выше 100 В начинает приводить к электрическим пробоям и, следовательно, к ухудшению свойств пленки, а формирующие напряжения ниже 60 В приводят к образованиюопленки толщиной менее 1200 А, из-за чего происходит резкое снижение срока службы барьерной пленки на ниобии в в растворе для анодирования цирконияПредлагаемый способ обеспечивает качественное анодирование циркония и длительную эксплуатацию раствора при любых площадях покрываемых деталей и любых размерах ванн. Исключение свинца из процесса анодирования циркония существенно улучшает санитарно-гигиенические условия эксплуатации раствора для анодирования, поскольку последний не загрязнен соединениями свинца. Не будут также загрязнены соединениями свинца и сточные воды при периодической смене рабочих растворов.0,05 Зб 20 2430 151590 26 80 30 0,5 Калий шавелевокислый 26 20 1550 20 1710 80 15 80 60 30 То же Составитель Ю.ПоздееваРедактор С.Саенко Техред Л.Мартяшова Корректор А.Обручар Заказ 4825/30 Тираж 637 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5