Анодирования алюминия, сплавов алюминия и устройство для этого процесса
Полезная модель относится к электролитическому нанесению покрытий, в частности, к устройствам для анодирования алюминия и его сплавов. Установка состоит из ванны с электролитом, катода, расположенного выше уровня электролита и соединенного с генератором колебаний, что позволяет ему совершать возвратно-поступательные движения в вертикальном направлении, анода, погруженного в электролит, источника постоянного напряжения или тока, реостата, амперметра и вольтметра. При этом внешняя часть анода и токоподвод покрыты изоляционным материалом для предотвращения контакта с электролитом, в ванну из наполнительной емкости через насос и регулировочный кран подается электролит, обогащенный озоно-воздушной смесью с помощью генератора озона и барботера, электролит в наполнительной емкости охлаждается холодильным агрегатом, а излишки электролита из ванны поступают в наполнительную емкость через патрубок, ванна дополнительно закрыта экраном. Повышается коррозионная стойкость оксидного покрытия.
1 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 илл.
Полезная модель относится к электролитическому нанесению покрытий, в частности, к устройствам для анодирования алюминия и его сплавов.
Известна установка для анодирования алюминия и его сплавов [Аверьянов Е.Е. Вопросы теории образования и формирования анодных оксидов: Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. - Казань, 2004, рис.8], состоящая из ванны с электролитом, катода, расположенного выше уровня электролита, анода, погруженного в электролит, причем внешняя часть анода и токоподвод защищены от контакта с электролитом изоляционным материалом, а также источника постоянного напряжения или тока, реостата для регулирования тока, амперметра и вольтметра для контроля режима анодирования. Указанная установка выбрана в качестве прототипа.
Известной причиной, препятствующей достижению технического результата, обеспечиваемого предлагаемой установкой, является пониженная коррозионная стойкость оксидных покрытий.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка установки для анодирования алюминия и его сплавов, обеспечивающей повышение качества оксидного покрытия.
При осуществлении полезной модели поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении коррозионной стойкости оксидного покрытия на алюминии и его сплавах.
Указанный технический результат достигается тем, что установка для анодирования алюминия и его сплавов содержит ванну с электролитом, катод, расположенный выше уровня электролита, анод, погруженный в электролит, источник постоянного напряжения или тока, реостат, амперметр, вольтметр и токоподводы, причем внешняя часть анода по отношению к катоду и токоподвод покрыты изоляционным материалом для предотвращения контакта с электролитом, установка дополнительно снабжена генератором колебаний, генератором озона, барботером, наполнительной емкостью, холодильным агрегатом, насосом, регулировочным краном и патрубком, при этом указанный катод соединен с генератором колебаний с возможностью совершения возвратно-поступательного движения в вертикальном направлении, ванна с электролитом соединена посредством патрубка с наполнительной емкостью, в линию подачи электролита подключены генератор озона, барботер, насос, регулировочный кран, в наполнительную емкость погружен холодильный агрегат, ванна дополнительно закрыта экраном с отверстиями для подвода элементов установки.
Обогащение электролита озоно-воздушной смесью с помощью генератора озона и барботера повышает долю кристаллической составляющей в оксидном покрытии. Барботаж озоно-воздушной смесью и охлаждение электролита холодильным агрегатом в наполнительной емкости (а не в ванне) дополнительно позволяет ускорить реакции окисления алюминия и его сплавов в результате более полного растворения газа в электролите за счет увеличения времени контакта при перекачивании электролита. Происходит также активизация озона и анодируемого материала в процессе циклического изменения пробивного напряжения и условий разряда при варьировании расстояния между катодом и анодом за счет применения генератора колебаний. Чтобы предупредить выплескивание электролита из ванны, излишки электролита переливают в наполнительную емкость через патрубок и ванна дополнительно закрыта экраном с отверстиями для подвода элементов установки.
С целью задания, регулирования и контроля параметров режима анодирования алюминия и его сплавов применяют реостат, амперметр и вольтметр.
На фиг. изображена схема установки для анодирования алюминия и его сплавов.
Установка состоит из ванны 1 с электролитом 2, в который помещен анод 3 из алюминия или его сплава. Поверхность анода 3 снизу и с боков (внешняя часть по отношению к катоду 10) покрыта изоляционным материалом 4 для предотвращения контакта с электролитом 2, например эпоксидной смолой или клеем БФ-6. Изоляционный материал 4, например эпоксидная смола или поливинилхлоридная трубка, защищает и токоподвод 5. С целью поддержания постоянного уровня электролит из ванны 1 через патрубок 6 отводится в наполнительную емкость 7. Для предупреждения выплескивания электролита 2 из ванны 1, она дополнительно закрыта экраном 8 с отверстиями 9 для подвода элементов установки. Внутри ванны 1 выше уровня электролита 2 размещен катод 10, соединенный с генератором колебаний 11 с возможностью совершения возвратно-поступательного движения в вертикальном направлении. Анод 3 и катод 10 подключены к соответствующим полюсам источника постоянного напряжения или тока 12. С целью задания, регулирования и контроля параметров режима анодирования алюминия и его сплавов применяют реостат 13 и амперметр 14, включенные в цепь последовательно, а также вольтметр 15, включенный параллельно.
В наполнительной емкости 7 размещены насос 16, барботер 17, холодильный агрегат 18. Озоно-воздушная смесь из генератора озона 19 через барботер 17 поступает в электролит 2 наполнительной емкости 7, откуда через насос 16 и регулировочный кран 20 подается в электролит 2 ванны 1, омывая анод 3.
Установка для анодирования алюминия и его сплавов работает следующим образом.
Перед опытом анод 3 соединяют с токоподводом 5 и наносят на них изоляционный материал 4 (поливинилхлоридную трубку надевают на токоподвод 5 перед его соединением с анодом 3). Затем анод 3 через токоподвод 5 подключают к положительному полюсу источника постоянногонапряжения или тока 12 и помещают в ванну 1. Используют достаточно жесткий токоподвод 5, который удерживает анод 3 в требуемом положении.
В наполнительную емкость 7, где установлены насос 16, барботер 17 и холодильный агрегат 18, наливают электролит 2, включают холодильный агрегат 18 и генератор озона 19. Озоно-воздушная смесь, проходя из генератора озона 19 через барботер 17, перемешивает и насыщает электролит 2.
В ванну 1 на требуемый уровень помещают катод 10, подключенный к отрицательному полюсу источника постоянного напряжения или тока 12. После охлаждения электролита 2 до требуемой температуры опыта включают насос 16 и, регулируя скорость потока регулировочным краном 20, подают обогащенный озоно-воздушной смесью электролит 2 из наполнительной емкости 7 в ванну 1.
По достижении требуемого уровня электролита 2 в ванне 1 включают источник постоянного напряжения или тока 12, задают параметры режима анодирования алюминия и его сплавов, применяя реостат 13, амперметр 14 и вольтметр 15. Включают генератор колебаний 11 и, контролируя и регулируя параметры режима, выполняют анодирование.
После анодирования определили коррозионную стойкость покрытий по ускоренной методике: фиксировали время позеленения в результате взаимодействия с алюминием нанесенной на горизонтальную поверхность образца капли бихромата калия, растворенного в разбавленной соляной кислоте. Время защитного действия оксидных покрытий, полученных с применением предлагаемой установки, повышается до 24,1 мин на алюминии А5 и до 23,6 мин на сплаве Д16, в то время как при использовании известной установки коррозионная стойкость составляла 18,9 и 18,2 мин соответственно.
1. Установка для анодирования алюминия и его сплавов, содержащая ванну с электролитом, линию подачи электролита, катод, расположенный выше уровня электролита, анод, погруженный в электролит, источник постоянного напряжения или тока, реостат, амперметр, вольтметр и токоподводы, причем внешняя часть анода по отношению к катоду и токоподвод покрыты изоляционным материалом для предотвращения контакта с электролитом, отличающаяся тем, что она снабжена генератором колебаний, генератором озона, барботером, наполнительной емкостью, холодильным агрегатом, насосом, регулировочным краном и патрубком, при этом указанный катод соединен с генератором колебаний с возможностью совершения возвратно-поступательного движения в вертикальном направлении, ванна с электролитом соединена посредством патрубка с наполнительной емкостью, при этом генератор озона, барботер, насос и регулировочный кран подключены в линию подачи электролита, а холодильный агрегат погружен в наполнительную емкость.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что ванна дополнительно закрыта экраном с отверстиями для подвода элементов установки.
