Долговечность электролита при формировании МДО-покрытий (80
..pdfОБЩИЕ И НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ
УДК 621.794.61
Долговечность э п е к т р о п и т а при формировании МДО-покрытий
А. Н. НОВИКОВ, В. В. ЖУКОВ (Орловский государственный технический университет)
Рассмотрено влияние продолжительности работы ванны при формировании МДО-покрытий на рН элек тролита, а также на концентрацию растворенного в электролите алюминия. Исследования показали, что оп тимальные покрытия удается получить при работе ван ны в течение 4...12 ч.
Технология оксидирования в условиях микроду говых разрядов является весьма перспективной, поскольку позволяет получать на деталях из алю миниевых сплавов керамические покрытия, проч но связанные с основой и отличающиеся высокими микротвердостью, термо- и коррозионной стойко стью. Благодаря этим свойствам оксидно-керами-
РЕМОНТ, ВОССТАНОВЛЕНИЕ, МОДЕРНИЗАЦИЯ № 9. 2006
(РВМ |
ОБЩИЕ И НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ |
|
ческие покрытия, сформированные микродуговым оксидированием (МДО), находят все большее при менение в ремонтном производстве [1].
Качество покрытий, сформированных МДО, зависит от многих факторов процесса, одним из которых является электролит. Состав и концен трация компонентов вносят большой вклад в ка чество МДО-покрытий. Долговечность — это спо собность электролита сохранять свои свойства при формировании МДО-покрытий требуемого качества.
Долговечность электролита оценивали по изме нению водородного показателя рН и содержанию растворенного в электролите алюминия.
После приготовления электролита и в процессе его работы контролировали величину рН с помо щью прибора "Checker В" фирмы "HANNA". Перед измерением стеклянный электрод вымачивали в растворе HI 70300 в течение 4 ч. Настройку осуще ствляли по буферным растворам HI 7007 со значе нием рН 7,01 и HI со значением рН 10,01 при тем пературе 25 °С.
Режимы формирования покрытия: КОН — 3 г/л; Na2Si03 — 10 г/л; Дт = 20 А/дм . В процессе рабо ты электролита контролировали концентрацию растворенного алюминия с помощью спектрофо тометра "UNICO 1200". Сравнение проводили с дистиллированной водой. По полученным данным строили кривую зависимости концентрации от длин волн.
По мере работы ванны МДО происходит сни жение рН раствора (рис. 1). При работе ванны в течение первых четырех часов рН электролита ос тается неизменным. Покрытия имеют невысокое качество из-за недостаточной проработки электро лита. В интервале 4... 12 ч рН раствора снижается незначительно. Покрытия оптимального качества имеют серый цвет и минимальную шероховатость. После 20 ч работы наблюдается интенсивное сни жение рН раствора, наблюдается повышенная шероховатость, образование наростов, цвет по крытия изменяется до темно-серого.
Полученные результаты показывают, что сни жение качества сформированных покрытий свя зано с изменением состава раствора и его рН. При оксидировании щелочной электролит со време нем переходит в алюминатный [2], так как в про цессе МДО происходит растворение алюминиево го сплава (рис. 2).
Электролит, постепенно обедняясь ионами Na , Si03 , обогащается алюминат-ионами А102 , которые, как ионы слабой кислоты, подвергаются гидролизу с образованием гидроксида алюминия [3].
рн
12,212,4 |
^ |
t |
^ |
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
11,8 |
|
|
|
|
|
|
|
11,6 |
|
|
|
|
|
|
|
11,4 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11,2 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
Т,ч |
|
|
|
12 |
16 |
24 |
28 |
36 |
Рис. 1. Влияние продолжительности работы ванны МДО на рН электролита
Сльг/л
!
1 А
^— 1
ол • |
-"^ |
0< >
16 |
20 |
24 |
28 |
32 |
36 |
Рис. 2. Влияние продолжительности работы ванны МДО на кон центрацию растворенного алюминия в электролите
Раствор мутнеет, насыщаясь гидроксидом алюми ния, в результате чего нормальный процесс МДО прекращается.
Таким образом, исследования показали, что оп тимальные покрытия удается получить при работе ванны в течение 4...12 ч.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Новиков А. Н., Бакаева Н. В. Восстановление и упрочне ние деталей машин, изготовленных из алюминиевых спла вов, электрохимическими способами: Учебное пособие. Орел: ОрелГТУ, 2004. 170 с.
2.Булычев С. И., Федоров В. А., Данилевский В. П. Кине тика формирования покрытия в процессе микродугового оксидирования / / Физика и химия обработки материалов. 1993. № 6. С. 53-59.
3.Экологическая безопасность региона: опыт, проблемы, пу ти решения: Сб. научных статей/Под ред. А. Н. Новикова. Орел: ОрелГТУ, 2004. 363 с.
РЕМОНТ, ВОССТАНОВЛЕНИЕ, МОДЕРНИЗАЦИЯ № 9. 2006