Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_2895
.pdf
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB225058A
[]
Способ гальванического покрытия алюминия и его сплавов. Мы, Уильям Генри Дайсон и Хьюберт Саттон из
Королевского авиационного научно-исследовательского института, Южный Фарнборо, Хэмпшир, британские
подданные, настоящим заявляем, что данное изобретение имеет следующую природу: данное изобретение
относится к способу электроосаждения полностью адгезивного и прочного цинкового покрытия на алюминии и
алюминиевых сплавах для защиты основного металла от окисления или коррозии. Хорошо известно, что
алюминий и его сплавы быстро окисляются или подвергаются коррозии в присутствии влаги, особенно
морской воды, если не защищены. Таким образом, успешная разработка алюминиевых сплавов, например,
для открытых частей летательных аппаратов, особенно гидросамолетов или дирижаблей, пересекающих
моря, зависит от эффективной защиты этих открытых частей от окисления или коррозии. В качестве средств
защиты обычно используются краски, эмали, лаки или другие органические препараты. Однако такие
покрытия ненадежны и перестают быть эффективными, когда повреждаются или насыщаются влагой.
Обычные процессы гальванического покрытия непригодны для защиты алюминия и его сплавов, в частности,
из-за неоднородности и несвязности осажденных покрытий, а также недостаточной адгезии к основному
металлу. Сложность гальванического покрытия алюминия и его сплавов заключается в том, что при
использовании кислот, щелочей или других реагентов для подготовки поверхности необходимо удалить все
следы таких реагентов перед помещением изделия в гальваническую ванну. Обычно изделия промывают для
удаления реагентов, но в процессе такой операции поверхность покрывается оксидом алюминия, поэтому
степень успеха зависит от скорости манипуляций, что приводит к неудовлетворительному удалению
реагентов. Согласно настоящему изобретению, в процессе электроосаждения полностью адгезионного и
прочного цинкового покрытия на алюминии или его сплавах, основной металл сначала очищают
растворителями или реагентами для удаления масла, смазки или других посторонних веществ, затем
подвергают пескоструйной обработке для удаления растворителей или реагентов, и сразу после такой
обработки наносят электролитическое покрытие.
Предпочтительно, раствор для гальванического покрытия представляет собой водный раствор сульфата
цинка, содержащий небольшой процент бета-нафтола. Перед пескоструйной обработкой основной металл
должен быть очищен от масла, смазки, лака или других посторонних веществ. Условия давления воздуха,
качества песка и тому подобное зависят от характера обрабатываемого изделия, но для чистого металла
пескоструйная обработка эффективна при использовании песка с размером частиц около 50 меш и давления
воздуха или аналогичного давления около 25 фунтов на квадратный дюйм. При осуществлении процесса в
соответствии с настоящим изобретением алюминий или алюминиевый сплав, листовой металл, пруток,
поковка, отливка или любое изделие, изготовленное из алюминия или алюминиевых сплавов, могут быть
очищены от масла, смазки или других посторонних веществ известными методами, а затем подвергнуты
пескоструйной обработке непосредственно перед гальваническим цинкованием. Далее будет описан способ
приготовления подходящего электролитического раствора для осаждения цинка на алюминий или его сплавы.
Раствор, содержащий 200 граммов ZnSO·7HO на литр и 0,1 грамма на литр бета-нафтола, готовят
следующим образом: 74 мл чистой серной кислоты разбавляют водой до объема 740 мл.
Полученный раствор обрабатывают избытком чистого цинка и оставляют на несколько дней, пока цинк
перестанет растворяться. 0.2 грамм бета- вода, и температура поддерживается в диапазоне точки кипения до
тех пор, пока бета-нафтол не будет полностью поглощен. Использование дистиллированной воды облегчает
этот процесс. Раствор бета-нафтола добавляют к раствору сульфата цинка, и объем доводят водой до 2000
мл. Полученный раствор образует раствор для ванны и содержит: 200 граммов ZnSO4·7H2O на литр; и 0,01
грамма бета-нафтола на литр. Раствор для электролитического покрытия следует использовать с литыми или
прокатанными цинковыми анодами, площадь поверхности которых в два-три раза превышает площадь
обрабатываемого изделия. Используемая плотность тока составляет около 8 ампер на квадратный фут при
разности потенциалов в источнике около 6 вольт. Предпочтительно поддерживать температуру раствора в
ванне в диапазоне от 15°C до 40°C. Во время работы желательно перемешивать раствор в ванне.
Раствор для ванны содержится в чистоте, без примесей и посторонних веществ, и периодически фильтруется.
Когда изделия из алюминия или алюминиевого сплава, подлежащие гальваническому покрытию, имеют
неправильную форму, плотность тока снижается. Изделия с глубоким профилем удовлетворительно
покрываются методом электролитического осаждения при плотности тока около 2 ампер на квадратный фут.
Для гальванического покрытия таких изделий можно использовать растворы, содержащие только 100 граммов
на литр сульфата цинка, с добавлением 0,01% бета-нафтола. Для быстрого гальванического покрытия листов
и изделий из алюминия и алюминиевых сплавов правильной формы могут использоваться более
концентрированные растворы, например, 400-500 граммов на литр сульфата цинка и 0,1-0,5% бетанафтола.
Нанесение цинкового покрытия толщиной 0,0005 дюйма занимает примерно 50 минут при плотности тока
около 8 ампер на квадратный фут, затем примерно 1 час 40 минут при плотности тока около 4 ампер на
квадратный фут и так далее. Такое покрытие достаточно для защиты алюминия и алюминиевых сплавов от
окисления или коррозии на неопределенный срок при воздействии атмосферы, а также в течение
относительно длительного периода воздействия морской воды или соленой атмосферы.
Покрытие имеет мелкозернистую структуру и прочно сцепляется с основным металлом. Цинк пластичен, и
осадок не имеет склонности к сколам или отслаиванию. Следует понимать, что изобретение не
ограничивается указанными точными пропорциями, и что они могут быть изменены для удовлетворения
требований различных видов работ. Способ гальванического покрытия алюминия и его сплавов. Мы, Уильям
Генри Дайсон и Представительство, Южный Фарнборо, Хэмпшир, британские подданные, настоящим
заявляет о характере данного изобретения и о том, каким образом оно должно быть выполнено, что будет
подробно описано и установлено в следующем заявлении: «Настоящее изобретение относится к процессу
электроосаждения полностью адгезивного и прочного покрытия из цинка на алюминии и алюминиевых
сплавах для защиты основного металла от окисления или коррозии». Хорошо известно, что алюминий и его
сплавы быстро окисляются или подвергаются коррозии в присутствии влаги, особенно морской воды, если не
защищены. Таким образом, успешная разработка алюминиевых сплавов, например, для открытых частей
летательных аппаратов, особенно гидросамолетов или дирижаблей, пересекающих моря, зависит от
эффективной защиты этих открытых частей от окисления или коррозии.
В качестве средств защиты обычно используются краски, эмали, лаки или другие органические препараты.
Однако такие покрытия ненадежны и перестают быть эффективными, когда повреждаются или насыщаются
влагой. Обычные процессы гальванического покрытия непригодны для защиты алюминия и его сплавов, в
частности, из-за неоднородности и несвязности осажденных покрытий, а также недостаточной адгезии к
основному металлу. Сложность гальванического покрытия алюминия и его сплавов заключается в том, что
при использовании кислот, щелочей или других реагентов для подготовки поверхности необходимо удалить
все следы таких реагентов перед помещением изделия в гальваническую ванну. Обычно изделия промывают
для удаления реагентов, но в процессе такой обработки поверхность покрывается оксидом алюминия,
поэтому степень успеха зависит от скорости манипуляций, что приводит к неудовлетворительному удалению
реагентов.
Согласно настоящему изобретению, в процессе электроосаждения или нанесения полностью адгезионного и
прочного цинкового покрытия на алюминий или его сплавы, основной металл сначала очищают
растворителями или реагентами для удаления масла, смазки или других посторонних веществ, затем
подвергают пескоструйной обработке для удаления растворителей или реагентов, и сразу после такой
обработки наносят электроосаждение. Раствор для гальванического покрытия предпочтительно представляет
собой водный раствор сульфата цинка, содержащий небольшой процент бета-нафтола. Перед пескоструйной
обработкой основной металл должен быть очищен от масла, смазки, лака или других посторонних веществ.
Условия давления воздуха, качества песка и тому подобное зависят от характера обрабатываемого изделия,
но для чистого металла пескоструйная обработка эффективна при использовании песка с размером частиц
около 50 меш и давления воздуха или аналогичного давления около 25 фунтов на квадратный дюйм. При
осуществлении процесса в соответствии с настоящим изобретением алюминий или алюминиевый сплав,
листовой металл, пруток, поковка, отливка или любое изделие, изготовленное из алюминия или алюминиевых
сплавов, могут быть очищены от масла, смазки или других посторонних веществ известными методами, а
затем подвергнуты пескоструйной обработке непосредственно перед гальваническим цинкованием.
Далее будет описан способ приготовления подходящего стандартного раствора для электроосаждения цинка
на алюминии или его сплавах. Раствор, содержащий 200 граммов ZnSO·7HO на литр и 0,1 грамма на литр
бета-нафтола, готовят следующим образом: 74 мл чистой серной кислоты разбавляют водой до объема 740
мл. Полученный раствор обрабатывают избытком чистого цинка и оставляют на несколько дней, пока цинк
перестанет растворяться. 0.2 1 грамм бета-нафтола добавляют к 200 мл горячей воды, и температуру
поддерживают в области точки кипения до тех пор, пока бета-нафтол полностью не растворится.
Использование дистиллированной воды облегчает этот процесс. Раствор бета-нафтола добавляют к раствору
сульфата цинка, и объем доводят до 2000 ECs водой. Полученный раствор образует раствор для ванны и
содержит: 200 граммов ZnSO4·7H2O на литр; и 0,01 грамма бета-нафтола на литр. При желании раствор
можно приготовить, растворив кристаллы сульфата цинка в воде с добавлением нескольких капель серной
кислоты, а затем добавив раствор бета-нафтола.
Раствор для электролитического покрытия следует использовать с литыми или прокатанными цинковыми
анодами, площадь поверхности которых в два-три раза превышает площадь обрабатываемого изделия. В
нормальных условиях эксплуатации плотность тока составляет около 8 ампер на квадратный фут при
разности потенциалов в источнике около 6 вольт. Предпочтительно поддерживать температуру раствора в
ванне в диапазоне от 15 до 40 °C. Во время работы желательно перемешивать раствор в ванне. Раствор для
ванны содержится в чистоте, без примесей и посторонних веществ, и периодически фильтруется.
Периодически необходимо вносить в ванну небольшое количество серной кислоты, причем ее количество
зависит от размера и температуры ванны, скорости осаждения цинка, площади и характеристик анодов и тому
подобного. Когда изделия из алюминия или алюминиевого сплава, подлежащие гальваническому покрытию,
имеют неправильную форму, плотность тока может быть с успехом изменена. Например, для
удовлетворительного покрытия глубоких углублений целесообразно в начале операции гальванического
покрытия использовать 16 ампер на квадратный фут, а затем по мере продолжения операции ток может быть
снижен до стандартного значения.
Аналогичным образом можно варьировать концентрацию раствора в ванне: для сложных углублений
используются более слабые растворы, тогда как для быстрой электролитической обработки листов и изделий
из алюминия и алюминиевых сплавов правильной формы могут использоваться более концентрированные
растворы, например, 400-500 граммов на литр сульфата цинка и 0,1-0,5% бета-нафтола. При использовании
стандартного раствора покрытие из цинка толщиной 0,0005 дюйма наносится примерно за 50 минут при
плотности тока около 8 ампер на квадратный фут, примерно за 1 час 40 минут при плотности тока около 4
ампер на квадратный фут и так далее. Такое покрытие достаточно для защиты алюминия и алюминиевых
сплавов от окисления или коррозии на неопределенный срок при воздействии атмосферы, а также в течение
относительно длительного периода воздействия морской воды или соленой атмосферы. Покрытие имеет
мелкозернистую структуру и прочно сцепляется с основным металлом. Цинк пластичен, и осадок не склонен к
сколам или отслаиванию.
Следует понимать, что изобретение не ограничивается указанными точными пропорциями, и что они могут
изменяться для удовлетворения требований различных видов работ. Следует отметить, что ранее
предлагалось пескоструйную обработку стали или железа вместо очистки кислотой перед электроосаждением
железа или меди, а также очистку алюминия песчаником для придания шероховатости поверхности перед
гальваническим цинкованием. Однако новаторским подходом к гальваническому цинкованию алюминия или
его сплавов является пескоструйная обработка алюминия с целью удаления растворителей или реагентов,
использованных для очистки, а также гальваническое цинкование алюминия сразу после пескоструйной
обработки. Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы
заявляем, что...
Соседние файлы в папке патенты