2.5 Получение конверсионных покрытий на примере алюминиевых сплавов

К группе конверсионных покрытий относят неметаллические, неорганические покрытия, которые образуются в результате конверсии, т.е. превращении при взаимодействии металла срабочими растворами. При этом ионы металла вводят в структуру покрытия. К числу таких покрытий относятся оксидирование, фосфатирование, анодирование, химическое никелирование и др. конверсионные покрытия наносят путём химической или электрохимической обработки поверхности металла. Наибольшее распространение получили алюминий и его сплавы.

Выбор основного оборудования зависит от характера обрабатываемых деталей, производственной программы, технологического процесса. Т. к. планируется большая годовая программа выпуска изделий одного и того же типа рекомендуется применять установки автоматического типа.

Покрытия мелких деталей в стационарных ваннах связано с большими трудозатратами, вызванными длительным монтажом деталей на подвесочные приспособления. Поэтому для нанесения покрытий на такие детали применяют вращающиеся ванны колокольного типа. Благодаря вращению детали непрерывно пересыпаются, что обеспечивает равномерность покрытия. К достоинствам этих ванн относятся также простота загрузки и выгрузки деталей.

Колокольная ванна в форме усечённого конуса изготавливают из непроводящего материала (винипласта, оргстекла, стали, покрытой резиной и др.). Его устанавливают наклонно на чугунных стойках, к которым на кронштейне присоединен электромотор с червячным или другим редуктором для медленного вращения колокола. Частота вращения колокола 5-15 об/мин. Токопровод к катоду осуществляется с помощью металлических щёток, соприкасающихся с медным кольцом, которое укреплено на днище колокола. Отсюда ток передаётся деталям посредством медных болтов, проходящих сквозь днище колокола и соединяющихся с внутренними контактными пластинами. Токопровод к деталям может осуществляться и сверху с помощью гибкого обрезиненного провода с металлическим грузом на конце, контактирующим с деталями. Анод представляет собой пластину, опускаемую в колокол сверху на специальном стержне. Его изготавливают из металла, которым покрывают детали. Сила тока в такой ванне ограничена малой поверхностью анода, что приводит к длительности протекания электролиза. Недостаток ванн такого типа в необходимости частой корректировки электролита из-за загрязнения и убыли при загрузке и выгрузки деталей. Более производительны ванны погружённого типа. Перфорированный колокол погружён в стационарную ванну с электролитом. Аноды в виде пластин подвешивают в ванну на штангах по обе стороны колокола. Достоинство такой конструкции в том, что отпадает необходимость в переливании электролита при загрузке и выгрузке деталей. Выгрузка производится при подъёме колокола над ванной. Электролит при этом выливается в ванну, а детали высыпаются в сетку сборника, установленного рядом с ванной. В этих ваннах площадь поверхности анодов достаточна для поддержания довольно большой катодной плотности тока.

2.5.1 Детали, изготовленные методом штамповки с целью повышения коррозионной стойкости и улучшения товарного вида анодируют в растворах серной кислоты. Содержание кислоты 170-200 г/л в электролите. Ток может быть постоянным и переменным. Режим зависит от состава обработки материала. i=0.5-2 А/дм2, U=12-20 В, t=16-22°C. Для поддержания теплового режима электролит перемешивают сжатым воздухом и охлаждают с помощью змеевиков с проточной водой. Обработка для окрашивания органическими красителями производится 40-60 минут. При электролизе на постоянном токе в качестве катода используется свинец. Содержание примесей в электролите не должно превышать: 30 г/л Аl, 0.2 г/л Cu, 5 г/л Мg, 0.1 г/л Сl, 0.2 г/л NO, з г/л Fe. Ионы Аl и Fe вызывают появление тёмных пятен, ионы Сl и NO – его растравливание. При оксидировании переменным током i=1-2 А/дм2, U=25-28 В, τ=40-60 минут. Содержание кислоты 170-200 г/л в электролите. Детали монтируются и на катод и на анод.

Для получения покрытий используют электролиты на основе серной, хромовой, щавелевой и сульфосалициловой кислот. Первые наиболее экономичны, универсальны и распространены. Бесцветные прозрачные оксидные покрытия формитуются в растворах серной кислоты. Эти пленки хорошо окрашиваются органическими красителями и минеральными пигментами, пригодны для электрохимического окрашивания.Остальные электролиты в зависимости от состава сплава и плотности тока позволяют получить пленки разнообразных цветов

2.5.2 окрашивание органическими красителями.

Широкая гамма цветов, простота тех.процесса сделали этот способ наиболее распространеннымВысокая светопрочность. Краситель адсорбируется в порах оксида, образуя нерастворимое соединение. Толщина окрашиваемой плёнки 10-15 мкм. Используемые красители: красный 5С и зеленый ТП t=50-60°С, вр=60 мин