Электрохимические и химические методы декоративной обработки алюминия и его сплавов (стр. 10 )

Количество радиаторов, на которые наносят черные декоративные покрытия до замены электролита, рабочий объем которого 280 л, - 117. Их суммарная площадь 115,1.

Полученное покрытие на радиаторах имеет высокие микротвердость (810-890 HV), антикоррозионную способность - после выдержки в камере соляного тумана в течение 336 ч отсутствуют коррозионные поражения (требование ISO 9227) - и равномерный черный декоративный цвет на глубину 125±3 мкм.

Таким образом, полученные декоративные покрытия по данному способу имеют высокую микротвердость, антикоррозионную способность, адгезию к металлической основе. Получение их на поверхности легких сплавов не требует сложного оборудования, а производительность получения таких покрытий, длительность работоспособности электролита являются высокими. Кроме того, покрытия неизменяют цвет после сошлифовки толщины покрытия практически до внутреннего слоя.

7.4. Способ микроплазменного анодирования с одновременным окрашиванием алюминия и его сплавов

Изобретение относится км электрохимическому получению на поверхности алюминия и его сплавов разноцветной окраски, в том числе в виде узоров, рисунков, надписей, разноцветной отделки, и может быть использовано при изготовлении товаров народного потребления, а также шкал, лицевых панелей приборов, других деталей в приборостроении, машиностроении, авто - и авиастроении, в строительной и других областях промышленности.

Известен способ получения узора на алюминиевом материале, согласно которому на поверхность алюминия после электролитического окрашивания наносят защитную пленку, образующую требуемый узор, с применением состава, содержащего алкидную смолу, метилцеллюлозу и поливинилбутираль. Затем участки поверхности алюминия без защитной пленки подвергают электролитическому окрашиванию в другой цвет с получением на поверхности алюминия двухцветного узора (А. з. Японии N 62-60480). Недостатком способа является сложность и многостадийность (обезжиривание, травление, осветление, анодирование в растворах кислот или щелочей, первичное электрохимическое окрашивание, нанесение защитной пленки, процесс полимеризации, вторичное электрохимическое окрашивание в обязательными промывками обрабатываемых изделий водой).

Предлагаемое изобретение направлено на создание более простого способа разноцветного окрашивания поверхности изделий из алюминия и его сплавов, который бы обеспечивал получение разноцветной окраски или изображений при высоком качестве анодных покрытий на широком круге сплавов алюминия при значительном сокращении стадий способа и, соответственно, времени и трудозатрат.

Поставленная задача достигается способом, в котором первичное анодирование (основы) и вторичное анодирование (зоны, подлежащей окрашиванию в другой цвет) проводят в условиях микроплазменных разрядов на аноде в электролитах, обеспечивающих формирование разноокрашенных пленок непосредственно в процессе анодирования при конечном напряжении формирования первичной анодной пленки большем конечного напряжения формирования вторичной анодной пленки.

При необходимости выполнения многоцветного (более двух цветов) окрашивания перечисленные операции последовательно повторяют, разрушая анодную пленку в зонах, подлежащих окрашиванию в разные цвета, непосредственно перед анодированием в соответствующих электролитах, при конечном напряжении формирования предыдущей окрашенной зоны большем конечного напряжения формирования последующей окрашенной зоны.

Способ осуществляют следующим образом.

При микроплазменном анодировании в результате действия микроплазменных (искровых) разрядов происходит переработка естественной оксидной пленки, с одновременным эффектом выравнивания мелких неоднородностей поверхности металла (заусениц, царапин и т. д.), в связи с этим на стадии предварительной подготовки изделия к анодированию-окрашиванию не требуется механической шлифовки, травления, осветления изделия и обязательных при этом промежуточных промывок водой.

При проведении гальваностатического микроплазменного анодирования для поддержания постоянной плотности тока через электроды необходим постоянный подъем напряжения на ванне. При этом нарастает толщина анодной пленки, увеличивается ее электрическое сопротивление. Если процесс первичного анодирования закончить при напряжении U1, то при повторном подъеме напряжения на ванне с тем же образцом микроплазменные разряды возникнут только при напряжении, близком к U1, т. е. в этом случае продолжится процесс микроплазменного анодирования. При напряжении, меньшем U1, процесс не идет.

Для реализации заявляемого способа могут быть использованы известные электролиты и соответствующие режимы обработки, например, описанные в следующих источниках информации:

·  А. с. СССР N 1783004, опубл. 23.12.92 г. БИ N 47, C 25 D 11/02;

·  заявка N 5004969/02 (72569), решение о выдаче патента РФ от 22.03.93;

·  заявка N 5024924/26 (004576), решение о выдаче патента РФ от 22.03.93;

·  заявка N 93011901/26 (011396) от 05.03.93г.

·  заявка Японии N 59-45722, опубл. 08.11.84г.

·  Руднев электролита на результаты микродугового оксидирования алюминиевых сплавов. Ж. Защита металлов. 1991, т.27, N 1, с.106-110. Характеристика некоторых электролитов приведена в разделе описания "Примеры осуществления способа".

Варьируя различные сочетания электролитов для первичного и вторичного анодирования, можно получить разноцветные покрытия или изображения на изделиях из алюминия и его сплавов в широкой цветовой гамме.

Для осуществления способа используют стандартное оборудование, предназначенное для микроплазменного анодирования, а для приготовления электролитов известные выпускаемые промышленностью химические соединения.

Возможность осуществления способа подтверждается также примерами его конкретного выполнения.

Примеры конкретного осуществления.

Обработке подвергают образец из сплава алюминия марки АМцМ площадью 15 см2, представляющий собой шильдик серийно выпускаемый заводом "Радиоприбор" (г. Владивосток) с рельефно-выступающей надписью "Серенада РЗ·308", полученной штамповкой на металле.

В электролитическую ячейку, снабженную мешалкой, погружают электроды. В качестве анода используют подготовленный к анодированию образец, в качестве катода никелевую трубку, через которую в процессе анодирования осуществляют циркуляцию холодной воды для охлаждения электролита. К электродам подводят напряжение от стандартного тиристорного источника постоянного тока типа ТЕР4-100/460Н.

Остальные примеры осуществляли аналогично примеру 1, за исключением конкретных параметров способа. В примерах 2 9 разрушение зон, подлежащих окрашиванию, нанесение надписей, штрихов, рисунков осуществляли с помощью механической гравировки или фрезеровки.

Условия осуществления примеров и результаты сведены в таблицу 7.4.1.

Таблица 7.4.1.

Как следует из примеров предлагаемый способ позволяет получать разноцветные окрашивания и изображения (надписи, узоры, рисунки) на чистом алюминии и широком круге алюминиевых сплавов. При этом достигается как двухцветное (примеры 1 7), так и многоцветное окрашивание (примеры 8, 9).

7.5. Способ многоцветного эматалирования

Подготовку поверхности производят посредством механической и химической ее обработки. После промывки изделие эматалируют в гальванической ванне, например, с хромо-боровым электролитом. После получения эматаль-пленки толщиной 8 … 12 мкм и промывки, эматалированный слой окрашивают в требуемый цвет в водном растворе органического красителя.

Для уплотнения пленки изделие опускают на 20 … 30 минут в кипящую дистиллированную воду, а затем подвергают сушке при температуре порядка 100˚С.

В качестве кислотостойких красок можно использовать грунтовки ХС-010, ХС-059, ХС-068, ЭП-208; эмали ХВ-784, ХС-759, ХС-75У, УР-1161, ХВ-774; лаки ХС-724, ХС-76.

7.6. Окрашивание алюминия и его сплавов

непосредственно при анодировании

Известен способ непосредственного окрашивания алюминия и его сплавов, при котором в электрлитическую ванну непосредственно вводят органические кислоты и их соли. Однако окрашенный слой получается недостаточно устойчивым при действии атмосферных условий.

Продолжительность обработки составляет от 1 до 120 минут в зависимости от требуемой толщин слоя окиси и от плотности тока.

В течение всего процесса электролиза рекомендуется перемешивание ванны либо механически, либо струей воздуха. Перед обработкой производят обычную механическую полировку, обезжиривание и декапирование, а после обработки – промывание.

8. Декоративная отделка алюминия

8.1. Имитация алюминия «под золото»

Известные способы декоративной отделки алюминиевых изделий «под золото» предусматривают их предварительное анодирование, например, в серной кислоте.

Для окрашивания анодированных изделий применяют различные органические красители как кислого, так и основного типа. Растворы для окрашивания приготавливают на основе дистиллированной воды. Сначала краситель растворяют в небольшом количестве воды до получения пастообразной массы, которую затем вводят в горячую воду, тщательно растворяют и разбавляют водой до требуемого объема.