Способ электролитического железнения алюминия и его сплавов

Фф тф .3 н 11 с,5ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ Союз Соаетскми Соцмалистммескмх Респубпни(61) дополнительйое авт. свид-ву(21) 2386419/22.02 22) Заяв но 15,07.76 М, Кл.С 25 О 3/20 С 25 О 5/18 С 25 О 5/44 исоединеннем заявк еиудерстееииьй иаетит СССР иа делам изобретений и открытий(53) иковано К 621357.7: 669, 1 (088.8) Дат бликования описания 30.10,79) Заявитель шиневский сельскохозяйственный инсти м. Руп для хромовых или медных покрытий и нФобеспечивает прочного сцепления с основой дляжелезных покрытий, осаждаемых из сернокислого электролита.Цель изобретения - обеспечение прочногосцепления покрытия с основой.Указанная цель достигается тем, что анодную обработку ведут с использованием импуль.сного тока промышленной частоты при плотности тока 5-20 А/дм и продолжительностйимпульса 1/3 - 1/б периода в течение 30 - 120 сек,а осаждение покрытия ведут на переменном ассиметричном токе промышленной частоты присоотношении катодной и анодной плотноститока от 2:1 до 4:1 и их амплитуд от 1:1 до1:2 с увеличением плотности тока цо 20 -. 80 А/дм после переключения детали на катодсо скоростью 4 - 8 А/дм/мин. При этом процесс осуществляют в электролите, содержащем,железо сернокислое (семиводное) 300-500 г/л, 20 серную кислоту до рН 1,4 - 2,4, при температуре 60-90 .При осуществлении способа предварительнообезжиренную, протравленную и промытую по. Изобретение относится к злектроосаждению металлических покрытий, в частности на алюминий и его сплавы, и преимущественно к электроосаждению железных покрытий.Известны способы электролитического железнения металлов, в том числе и алюминия, при осуществлении которых для увеличения адгезии покрытий к основе проводят предварительную анодную обработку поверхности в растворе соляной кислоты или хлористом электролите железнения 11 и 23Однако такая анодная обработка требует: удаления образующегося шлама перед нанесением покрытия, что усложняет процесс,Наиболее близким к изобретению по техническому существу и достигаемому результату является способ электролитического осаждения металлических покрытии на алюминий, включа. ющий предварительную анодную обработку в электролите для нанесения покрытия и затем осаждение покрытия в том же электролите при переключении детали на катод 3),Однако известный способ позволяет получать хорошее сцепление с алюминием только(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ЖЕЛЕЗНЕНИЯ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ692913верхность алюминия помещают в ванну с элек тролитом, содержащим 300 - 500 г/л сернокис., лого железа и серную кислоту до рН 1,4 - 2,4 при температуре 60 - 90 С и подвергают обра., ботке периодическими анодными импульсами промышленной частоты в течение 30 - 120 секпри начальной средней анодной плотности то.ка 5 - 20 А/дм 2 и продолжительности импульса,равной 1/3 - 1/6 периода. Такая обработка вызыВает пассивацию поверхности, о чем свидетельствует падение тока в цепи. Стабилизация про.цесса пассивации проходит в течение. 30 в 1 сек,Увеличение или сокращение этого времени при.водит к ухудшению сцепления покрытий до 85и 72% соответственно. 5Снижение начальной плотности тока ниже5 А/дм, также как и ее увеличение более20 А/дм, приводит к снижению прочностисцепления до 60% при 02 А/дм и 8 приОА 25 А/дм, 20Прочность сцепления покрытий определяласьпо количеству оставшегося на образце осадка,после сжатия его на 20% длиныУвеличение длительности анодного импульсасвыше 1/3 периода также снижает прочность гсцепления покрытий до 85%, а уменьшение вре.мени анодного импульса менее 1/б для существующих источников тока нецелесообразно из-занеобходимости при этом для получения требуемой силы тока увеличивать 3 а аУказанные параметры тока могут быть получены от источников тока, которые преобразуют трехфазный переменный ток промышленнойчастоты в периодический ток с обратным, регу.лируемым по времени и амплитуде импульсом. 55После анодной обработки производят переключение детали на катод и осуществляют железнение с питанием ванны от источника периоди.: ние средней катодной плотности тока от нуля до20 - 80 А/дм при соотношении ее к среднейанодной плотности 2:1 до 4:1 и соотношении "амплитудных величин катодных и анодных им пульсов 1:1 - 1:2. При этом повышение скорос. 45ти изменения Ок более 8 А/дм /мин снижает прочность сцепления до 78% при скорости 10 А/дм/мин, а снижение скорости менее, 4,0 А/дм /мин экономически нецелесообразно, так как увеличивает время .выхода на режим железнения.Увеличение отношения эффективных значений О; Оа более 4:1 ухудшает сцепление покрытий до 72%, а снижение этого соотношения менее 2;1 нецелесообразно из-эа снижения результирующей плотности тока и, следовательно, скорости осаждения.Оптимальное значение амплитуд тока Э :иа Х: 3 а находится в пределах от 1:1 до 1;2, ча иахизменение этого соотношения вызывает ухудше.ние качества сцепления покрытия,Использование при указанных условиях хлосристого электролита не обеспечивает хорошегосцепления покрытий. При этом понижение кон.,центрации сернокислого железа менее 300 г/лприводит к снижению прочности сцеплен 11 я до80% и выхода по току до 70% при концентрации 200 г/л, а повьпцение концентрации более500 г/л ограничено растворимостью сернокислого железа.Уменьшение рН электролита ниже 1,4 приво.дит к резкому снижению выхода по току до3 при рН 1,2, а увеличение рН до 2,6 приводит к получению рыхлого покрытия.Изменение температуры электролита такжевлияет на прочность сцепления. Снижение температуры до 50 С снижает прочность сцепленияпокрытия до 48%, а ведение процесса при температуре более 90 С технологически нецелесообразно из-за интенсивного испарения электролита.Использование способа для обработки алюми. ниевых сплавов АЛ 25, АЛ 10 В и АЛ 30, при-меняемых при изготовлении поршней двигателей внутреннего сгорания может быть проиллюстрировано примерами, представленными в таблице.Все образцы подвергались обезжириванию в четыреххлористом углероде и травлению в 2.ной соляной кислоте в течение двух минут. при 20 С, а затем промывались водой.(д И 61 2 сМ а 2о С 0 О ах о х- о о ай о о 4 а бй омоа 2СС.Со . мр хдМ оЯ оО6929 Формула изобретения 10 Составитель Е, Кубасоваредактор Л. Веселовская Техред Н.Ковалева Корректор Е., Лукач Заказ 6052/8, Тираж 720 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и. открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д, 4/5Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Как видно из представленных в таблице данных при укаэанных условиях анодной обработ.ки и желеэнения в сернокислом электролите достигается прочное сцепление покрытий с ос.новой, Прочность сцепления в основном состав,ляет 100%, При сжатии образцов до разрушенияпокрытие также не отделяется от осйовы,1. Способ электролитического железнения алюминия и его сплавов, включающий предварительную анодную обработку в электролите; йелез нение и осаждение покрытия в том же элек.тролите при переключении детали на катод, отличающийся т."м, что, с целью повыше. ния сцепления покрытий с основой,. анодную обработку ведут с использованием импульсного тока промышленной частоты при плотности то- О ка 5-20 А/дм и продолжительнос 1 и импульса 1/3 - 1/6 периода в течение 30 в 1 сек, а осаж 14 8дение покрытия ведут на переменном ассимет. ричном токе промышленной частоты при соот. ношении катодной и анодной плотности тока от 2 1 до 4:1 и их амплитуд от 1:1 до 1:2 с увеличением плотности тока до 20 - 80 А/дмф после переключения детали на катод со ско ростью 4 - 8 А/дмз/мин.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что процесс осуществляют в электролите, содержащем железо сернокислое (семиводное) 100 - 500 г/л, серную кислоту до рН 1,4 - 2,4, при теМературе 60 - 90 . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР И 72680,кл. С 25 О 3/20, 1947,2. Авторское свидетельство СССР Мо 165627,кл. С 25 О 5/44, 1974.3, Авторское свидетельство СССР й". 34251,кл. С 25 О 5/44, 1934.