Способ микродугового анодирования металлов и сплавов

.К,Шулепк лонова детельствО 9/06, 19детельств О 11/02,СССР82 ктрохимиожет быть и и радиося к эл тий и троени ектрол рытий ютвре ния сных по ампл итического (1);Нанесежиме одноаложением лупериодов тудой 50 анесения поых разрядов ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ Изобретение относит. ческому нанесению покры использовано в приборос электронной технике. Известен способ эл нанесения силикатных пок ние покрытий осуществля полупериодного напряже через 5-500 положительн одного отрицательного с 500 В, Недостатком этого способа является высокая шероховатость (неоднородность по толщине) покрытия (до 200 мкм).Известен также способ нанесения покрытия на металлы и сплавы, который осу-. ществляют в. щелочном электролите, подавая нэ изделие катодный ток в интервале 0,5-.24 А/ум и а 11 одный ток в интервале 0,6-25 А/дм, а соотношение между ампли-тудными значениями тока поддерживают в пределах 0,5-0,95, при этом чередуют поло(57) Изобретение относится к микродуговому анодировайию металлов и сплавов и может найти применение в приборостроении и радиоэлектронике. Цель изобретения - уменьшение шероховатости пбкрытий. Анодирование ведут асимметричным током в щелочных растворах. Уменьшение шероховатости покрытий достигают тем, что при завершении процесса дополнительно проводят обработку в том же растворе, ступенчато снижая плотность тока на 20-60.при длительности каждой ступени 10-120 мин. 1 ил 1 табл. Ж жительный импульс напряжения с отрица- С тельным.Однако, недостатком этого способа яв-, Б ляется высокая шероховатость покрытия. При ведении процесса при постоянном зна- чении плотности тока на кромках и углах изделия толщина покрытия больше, чем на поверхности,Целью изобретения является снижение бд шероховатости покрытия. ОДля этого процесс завершают, ступен- К чато снижая г 01 отность тока на 20 - 60; при С длительности каждой ступени 10-120 мин,Отличием предлагаемого способа является режим проведения процесса. Если в известном способе плотность тока поддер- Я живают постоянной в течение всего процесса, то в предлагаемом способе процесс завершают, ступенчато снижая плотность тока на 20-60 при длительности каждой ступени 10-120 мин,Контроль за процессом нкрытий в режиме микродуговосуществляют по формовочным кривым. При ведении процесса по прототипу на формовках имеется характерный излом для аиодного напряжения, который характеризует, что основная масса технологического покрытия нанесена, Время достижения излома зависит от плотности тока. Снижать плотность тока рекомендуется после того как на формовочной кривой анодное напряжение достигнет излома.На чертеже приведены формовочные кривые (анодные), полученные для разных значений плотности тока и обозначены участки ,после которых снижают плотность тока,Ступенчатое снижение плотности тока приводит к уменьшению выделяемой мощности на основе, снижению температуры изделия и увеличению сопротивления по-, крытия, В связи с этим увеличивается пробивное напряжение покрытия (возрастает сопротивление) и разряды, возникающие в слабь 1 х и дефектных местах, наносят покрытие, что приводит к снижению его шероховатости,Величина ступени плотности тока зависит от выбранного значения плотности тока. При небольших плотностях тока снижать их больше, чем на 60%, не рекомендуется, т.к. это приводит к условиям, когда возникают лишь единичные разряды или не возникают совсем, В связи с этим процесс становится неэффективным. Снижение плотности тока меньше, чем на 20%, приводит к сложности коммутации большого числа конденсаторов.Как известно, зависимость длительности процесса от плотности тока обратно пропорциональна, т.е. чем больше плот- кость тока, тем меньше время процесса. Поэтому плотность тока и длительность ступени подбираюТ таким образом, чтобы нижней границе плотности тока отвечала верхняя граница длительности ступени процесса и наоборот. Скорость нанесения покрытия зависит от плотности тока. Длительность ступени так же зависит от плотности тока. При длительности ступени менее 10 мин даже при высоких плотностях тока, когда скорость нанесения покрытия высокая, покрытие не успевает нарасти на всех тонких местах и шероховатость снижается незначительно. При длительности ступени более 120 мин происходит не только снижение шероховатости покрытия, но и образование нового слоя, который имеет высокую шероховатость. П р и м е р 1, Образец из алюминиевогосплава Дпомещают в ванну с электроли- том следующего состава:Едкое кали (КОН) 2 г/л5 Жидкое стекло (йаг 310 з) 4 г/лВода до 1 лУстанавливают анодную плотность токаОа 0,6 А/дм; катодную- Ок - 0,5 А/дм,отношение токов Ок/Оа = 0,95.10 Процесс ведут по прототипу до достижения излома анодного напряжения, затемснижают плотность тока на 20% до О = 0,48А/дмг, Ок = 0,4 А/дм и при этой плотноститока ведут процесс в течение 120 мин. Затем15 плотность тока вновь снижают на 20%. О =0,38 А/дмг, Ок = 0,32 А/дмг. Длительностьступени - 120 мин. Снижают плотность токаеще в 2 раза до О = 0,24 А/дмг, О, = 0,24А/дм и после 120 мин процесс выключают.20 Толщина покрытия достигает 180 мкм, хотяеще есть возможность снижать плотностьтока. Шероховатость покрытия составляет 5 мкм.П р и м е р 2. Образец из алюминиевогосплава Дпомещают в электролит - 6%25 ный раствор йагЯОз.Устанавливают анодную плотность токаОз = 5 А/дм, катодную О = 4,2 А/дм . Отгношение токов О/Оа = 0,84. Процесс ведутпо прототипу до достижения излома анод 30 ного напряжения, затем плотность тока снижают на 35%, т.е. Оа =3,25 А/дм, а Ок =2,7А/дмг. При этой плотности тока процессведут в течение 50 мин. Затем вновь снижают на 35% и выдерживают при этой плотно 35 сти тока 50 мин и так повоторяют до концапроцесса. Толщина покрытия - 142 мкм, ашероховатость 7,0 мкм,П р и м е р 3. Образец из алюминия АВпомещают в электролит,40 Едкое кали (КОН) 3 г/лАлюминат натрия (МаАЮг) 3 г/лВода до 1 лКатодную и анодную плотности токаподдерживают О = 23,8 А/дм и О = 25г45 А/дм соответственно. Отношение токовгО/Оа = 0,90. При достижении излома,снижают плотность тока на 60%, т.е, катоднуюдо 9,5 А/дм, а анодную до 10 А/дмг. Длительность ступени задают 10 мин. За мень 50 шее время шероховатость снижается. незначительно. Затем вновь снижают плотность тока до Ок = 3,8 А/дмг, Оа = 4,0 А/дмг,длительность ступени задают 10. мин. Процесс ведут в таком режиме до достижения55 требуемой толщины. Толщина покрытияравна 180 мкм, шероховатость - 11 мкм.П р и м е р 4, Алюминиевый образец изсплава АМГ 6 помещают в электролит состава:Жидкое стекло (йа 90 з) 9 г/л1713990 6 01 Г Параметры процессапп и характеристикипокрытия 1 Нзвестныв способ ПреМагаемый способ 2 134 15 6в1 Состав электролита,г/л НКО 3 КОН3 НаА 1 овАВ23,825,00,9060,0,2 КОН4 Хвг 020 тД 0,60,50,95.20,0 60 На 3201 9 Нвг 020 зНвАТгбв АД 1 0,96 1,0 0,95 70,0 9 На 2000 з 1 ЬНавРвбв АНгЬ 23,8 25,0 090 10,0 3 КОН3 НвА 102ЯВ23,825,00,90. 60 Яагбзбь 2 КОН4 На ВКОВ0-950,60;50.95 ДД 5,04,20,84 СплавОв, А/дм2гОке А/лмВк/ОоСниаение тока, 2 5,04,2В,8435,0 Длительность ступени, мнм 120,0 50 10,0 5,0 130,0 Напряаение процес-са, В640 600 360 600 380 690 270 640 560 690 270 635 320 620 9 Время процесса, иин 500 230 10 Томкина покрытия, мкм 180 180 100 142 150 172 127 135 31 42 11 Шероховатость покрытия ики 5 40 29 16 Температуру элец 3 ролита в процессе нанесения покрытия предлагаемым и известным способами полдераивают в интервале 30-40 С.Ф Гексаметофосфат натрия (йабР 60 18) 15 г/лВода до 1 л Катодную и анодную плотности задают Ок - 23,8 А/дм и Он = 25 А/дм соответстгвенно, Отношение токов Ок/Он 0,90. При достижении излома начинают ступенчато снижать плотность тока на 10. Длительность ступени 5 мин. Вновь снижают плотность на 10 и выдерживают 5 мин и так повторяют до конца процесса. Шероховатость покрытия составляет 31 мкм, а толщина - 127 мкм.П р и м е р 5. Образец из сплава Адпомещают в ванну с электролитом следующего состава:Жидкое стекло (ИагЯОз), 9 г/л Алюминат натрия (ИаАЮ 2) 1 г/л Гексаметафосфат натрия 18 г/л Вода до,1 л Задают катодную плотность тока 0,96 А/дм, а анодную - 1 А/дм . Отношение ТОКОВ Ок/Он - 0,95. ПРИ ДОСтожЕНИИ ИЗЛОМа снижают плотность тока на 70, катодную до 0,29 А/дм, айодную до 0,3 А/дм . Выдерживают при этой плотности тока 130 мин. Затем снижают еще на 70, т,е. до Ок = 0,089 А/дм и ОН = 0,09 А/дм. При этих плотностях тока на поверхности образца не возникают микродуговые разряды. Поэтому шероховатость покрытия очень высокая 42. Толщина 5 - 135 мкм.Были проведены эксперименты по известному способу в условиях (сплав, состав электролита, плотность тока, отношение токов), аналогичных условиям примеров 1-3.10 В таблице приведены данные по предлагаемому и известному способам.Анализ данных показывает, что шероховатость покрытий по сравнению с прототипом снизилась в 3-4 раза.15 Таким образом, использование предлагаемого способа позволит улучшить класс чистоты поверхности и исключить механическую обработку.Формула изобретен и я 20 . Способ микродугового анодированияметаллов и сплавов по.автсв, ЬВ 1200591, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения шероховатости покрытий, про-.цесс завершают в том же растворе, ступен-25 чато снижая плотность тока на 20-60 придлительности каждой ст 1 упени 10-120 мин.Тираж ПодписноеПИ Государственного.комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5