Установка для анодирования алюминия и его сплавов
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, анода, погруженного в электролит, электроимпульсного разрядника и мобильного регистратора технологических процессов, причем токоподвод к аноду покрыт изоляционным материалом для предотвращения контакта с электролитом. Имеется также наполнительная емкость, в которой электролит обогащают озоно-воздушной смесью с помощью генератора озона и барботера, охлаждают холодильным агрегатом и с помощью насоса и регулировочного крана пропускают через полый катод, имеющий конусное уширение нижнего торца, излишки электролита из ванны поступают в наполнительную емкость через патрубок. Повышается микротвердость оксидного покрытия на 
30%. 1 н.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 токоподвод к аноду защищен от контакта с электролитом изоляционным материалом, а также источника питания и приборов контроля параметров процесса. Указанная установка выбрана в качестве прототипа.
Известной причиной, препятствующей достижению технического результата, обеспечиваемого предлагаемой установкой, является пониженная микротвердость 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 микротвердости 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 питания, прибор контроля параметров процесса, токоподвод покрыт изоляционным материалом для предотвращения контакта с электролитом, установка дополнительно снабжена генератором озона, барботером, наполнительной емкостью, холодильным агрегатом, насосом, регулировочным краном и патрубком, в качестве источника питания использован электроимпульсный разрядник, а в качестве прибора контроля параметров процесса - мобильный регистратор технологических процессов, при этом указанный катод выполнен полым, имеет конусное уширение нижнего торца и соединен с отрицательным полюсом электроимпульсного разрядника, ванна с электролитом соединена посредством патрубка с наполнительной емкостью, в линию подачи электролита через полый катод подключены генератор озона, барботер, насос, регулировочный кран, в наполнительную емкость погружен холодильный агрегат.
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. Чтобы предупредить выплескивание электролита из ванны, излишки электролита переливают в наполнительную емкость через патрубок. Наличие полости в катоде и конусного уширения его нижнего торца также активизирует окисление алюминия озоном за счет повышения давления в паро-газовом столбе в момент импульса электрического разряда.
С целью задания и регулирования параметров режима анодирования алюминия и его сплавов применяют электроимпульсный разрядник, а для контроля параметров процесса - мобильный регистратор технологических процессов, который позволяет фиксировать большие значения тока и напряжения с высокой дискретностью (малая длительность импульса).
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. Токоподвод 4 к аноду покрыт изоляционным материалом 5, например поливинилхлоридной трубкой, для предотвращения контакта с электролитом 2. С целью поддержания постоянного уровня электродит из ванны 1 через патрубок 6 отводится в наполнительную емкость 7. В наполнительной емкости 7 размещены насос 8, барботер 9 и холодильный агрегат 10. Озоно-воздушная смесь из генератора озона 11 через барботер 9 поступает в электролит наполнительной емкости 7, откуда через насос 8 и регулировочный кран 12 подается внутрь полого катода 13, имеющего конусное уширение нижнего торца 14.
Анод 3 и катод 13 подключены к соответствующим полюсам электроимпульсного разрядника 15. В качестве прибора контроля параметров процесса в установке использован мобильный регистратор технологических процессов 16, позволяющий фиксировать импульсы тока и напряжения.
Установка для анодирования алюминия и его сплавов работает следующим образом.
Перед опытом на токоподвод 4 помещают изоляционный материал 5 и соединяют анод 3 с токоподводом 4, который подключают к мобильному регистратору технологических процессов 16 и положительному полюсу электроимпульсного разрядника 15. Анод 3 помещают в ванну 1, где он удерживается с помощью достаточно жесткого токоподвода 4.
В наполнительную емкость 7 наливают электролит 2, включают холодильный агрегат 10 и генератор озона 11. Озоно-воздушная смесь, проходя из генератора озона 11 через барботер 9, перемешивает и насыщает электролит.
В ванну 1 на требуемый уровень помещают катод 13, подключенный к отрицательному полюсу электроимпульсного разрядника 15. После охлаждения электролита 2 до требуемой температуры опыта включают насос 8 и, регулируя скорость потока регулировочным краном 12, подают обогащенный озоно-воздушной смесью электролит 2 из наполнительной емкости 7 в полый катод 13, откуда он перетекает в ванну 1.
По достижении требуемого уровня электролита 2 в ванне 1 задают параметры режима анодирования алюминия и его сплавов и включают электроимпульсный разрядник 15. Анодирование выполняют, перемещая полый катод 13 вдоль поверхности анода 3, контролируя и регулируя параметры режима с помощью мобильного регистратора технологических процессов 16 и электроимпульсного разрядника 15.
После анодирования с применением предлагаемой установки микротвердость оксидного покрытия на алюминии А5 повышается до 9,5 ГПа, а на сплаве Д16 - до 9,2 ГПа, в то время как при использовании известной установки микротвердость составляла 7,4 и 7,0 ГПа соответственно.
Установка для анодирования алюминия и его сплавов, содержащая ванну с электролитом, линию подачи электролита, катод, расположенный выше уровня электролита, анод, погруженный в электролит, источник питания, прибор контроля параметров процесса, токоподвод, покрытый изоляционным материалом для предотвращения контакта с электролитом, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена генератором озона, барботером, наполнительной емкостью, холодильным агрегатом, насосом, регулировочным краном и патрубком, в качестве источника питания использован электроимпульсный разрядник, а в качестве прибора контроля параметров процесса использован мобильный регистратор технологических процессов, при этом указанный катод выполнен полым, имеет конусное уширение нижнего торца и соединен с отрицательным полюсом электроимпульсного разрядника, ванна с электролитом соединена посредством патрубка с наполнительной емкостью, в линию подачи электролита через полый катод подключены генератор озона, барботер, насос, регулировочный кран, в наполнительную емкость погружен холодильный агрегат.
