Долговечность электролита при формировании МДО-покрытий (80

Рассмотрено влияние продолжительности работы ванны при формировании МДО-покрытий на рН элек­ тролита, а также на концентрацию растворенного в электролите алюминия. Исследования показали, что оп­ тимальные покрытия удается получить при работе ван­ ны в течение 4...12 ч.

Технология оксидирования в условиях микроду­ говых разрядов является весьма перспективной, поскольку позволяет получать на деталях из алю­ миниевых сплавов керамические покрытия, проч­ но связанные с основой и отличающиеся высокими микротвердостью, термо- и коррозионной стойко­ стью. Благодаря этим свойствам оксидно-керами-

ческие покрытия, сформированные микродуговым оксидированием (МДО), находят все большее при­ менение в ремонтном производстве [1].

Качество покрытий, сформированных МДО, зависит от многих факторов процесса, одним из которых является электролит. Состав и концен­ трация компонентов вносят большой вклад в ка­ чество МДО-покрытий. Долговечность — это спо­ собность электролита сохранять свои свойства при формировании МДО-покрытий требуемого качества.

Долговечность электролита оценивали по изме­ нению водородного показателя рН и содержанию растворенного в электролите алюминия.

После приготовления электролита и в процессе его работы контролировали величину рН с помо­ щью прибора "Checker В" фирмы "HANNA". Перед измерением стеклянный электрод вымачивали в растворе HI 70300 в течение 4 ч. Настройку осуще­ ствляли по буферным растворам HI 7007 со значе­ нием рН 7,01 и HI со значением рН 10,01 при тем­ пературе 25 °С.

Режимы формирования покрытия: КОН — 3 г/л; Na2Si03 — 10 г/л; Дт = 20 А/дм . В процессе рабо­ ты электролита контролировали концентрацию растворенного алюминия с помощью спектрофо­ тометра "UNICO 1200". Сравнение проводили с дистиллированной водой. По полученным данным строили кривую зависимости концентрации от длин волн.

По мере работы ванны МДО происходит сни­ жение рН раствора (рис. 1). При работе ванны в течение первых четырех часов рН электролита ос­ тается неизменным. Покрытия имеют невысокое качество из-за недостаточной проработки электро­ лита. В интервале 4... 12 ч рН раствора снижается незначительно. Покрытия оптимального качества имеют серый цвет и минимальную шероховатость. После 20 ч работы наблюдается интенсивное сни­ жение рН раствора, наблюдается повышенная шероховатость, образование наростов, цвет по­ крытия изменяется до темно-серого.

Полученные результаты показывают, что сни­ жение качества сформированных покрытий свя­ зано с изменением состава раствора и его рН. При оксидировании щелочной электролит со време­ нем переходит в алюминатный [2], так как в про­ цессе МДО происходит растворение алюминиево­ го сплава (рис. 2).

Электролит, постепенно обедняясь ионами Na , Si03 , обогащается алюминат-ионами А102 , которые, как ионы слабой кислоты, подвергаются гидролизу с образованием гидроксида алюминия [3].

рн

Рис. 1. Влияние продолжительности работы ванны МДО на рН электролита

Сльг/л

!

1 А

^— 1

0< >

Рис. 2. Влияние продолжительности работы ванны МДО на кон­ центрацию растворенного алюминия в электролите

Раствор мутнеет, насыщаясь гидроксидом алюми­ ния, в результате чего нормальный процесс МДО прекращается.

Таким образом, исследования показали, что оп­ тимальные покрытия удается получить при работе ванны в течение 4...12 ч.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Новиков А. Н., Бакаева Н. В. Восстановление и упрочне­ ние деталей машин, изготовленных из алюминиевых спла­ вов, электрохимическими способами: Учебное пособие. Орел: ОрелГТУ, 2004. 170 с.

2.Булычев С. И., Федоров В. А., Данилевский В. П. Кине­ тика формирования покрытия в процессе микродугового оксидирования / / Физика и химия обработки материалов. 1993. № 6. С. 53-59.

3.Экологическая безопасность региона: опыт, проблемы, пу­ ти решения: Сб. научных статей/Под ред. А. Н. Новикова. Орел: ОрелГТУ, 2004. 363 с.