RU2447202C1 - Method of producing magnesium alloy-based protective coats - Google Patents
Method of producing magnesium alloy-based protective coats Download PDFInfo
- Publication number
- RU2447202C1 RU2447202C1 RU2011112960/02A RU2011112960A RU2447202C1 RU 2447202 C1 RU2447202 C1 RU 2447202C1 RU 2011112960/02 A RU2011112960/02 A RU 2011112960/02A RU 2011112960 A RU2011112960 A RU 2011112960A RU 2447202 C1 RU2447202 C1 RU 2447202C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sodium
- electrochemical treatment
- electrolyte
- sodium silicate
- ratio
- Prior art date
Links
Landscapes
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к получению защитных покрытий на магниевых сплавах путем электрохимической обработки магниевых сплавов микродуговым оксидированием и может найти применение в машиностроении, авиастроении, компьютерной технике и автомобилестроении.The invention relates to the production of protective coatings on magnesium alloys by electrochemical processing of magnesium alloys by microarc oxidation and can find application in mechanical engineering, aircraft manufacturing, computer technology and automotive industry.
Известен способ получения защитных покрытий на магниевых сплавах, включающий двухстадийную электрохимическую обработку микродуговым оксидированием с последующим нанесением гальванического покрытия. Микродуговое оксидирование осуществляют при постоянном анодном токе плотностью 5-10 А/дм2 в растворе электролита, содержащем силикат натрия, фосфат натрия и гидроокись натрия, при следующем соотношении компонентов, г/л:A known method of producing protective coatings on magnesium alloys, including a two-stage electrochemical treatment by microarc oxidation, followed by electroplating. Microarc oxidation is carried out at a constant anode current density of 5-10 A / dm 2 in an electrolyte solution containing sodium silicate, sodium phosphate and sodium hydroxide, in the following ratio of components, g / l:
(заявка США №2009223829)(US application No. 2009223829)
Нанесение гальванического покрытия ведут в растворе электролита, содержащем сульфат никеля.The plating is carried out in an electrolyte solution containing Nickel sulfate.
Недостатками известного способа являются высокая трудоемкость и длительность процесса электрохимической обработки магниевых сплавов, использование соединений никеля в растворе электролита требует энергоемких очистительных сооружений.The disadvantages of this method are the high complexity and duration of the process of electrochemical treatment of magnesium alloys, the use of nickel compounds in an electrolyte solution requires energy-intensive treatment facilities.
Также известен способ получения защитных покрытий на магниевых, алюминиевых, титановых сплавах, включающий электрохимическую обработку переменным анодно-катодным током в щелочном электролите, электрохимическую обработку ведут при переменном токе плотностью 30-70 А/дм2 с длительностью импульсов и пауз 100-300 мкс, с соотношением амплитуд анодного и катодного тока 1,06-2, при температуре электролита 15-30°С (патент РФ №2046157).Also known is a method of producing protective coatings on magnesium, aluminum, titanium alloys, including electrochemical treatment with alternating anode-cathode current in an alkaline electrolyte, electrochemical treatment is carried out with alternating current density of 30-70 A / dm 2 with a pulse duration and pauses of 100-300 μs, with a ratio of amplitudes of the anode and cathode current of 1.06-2, at an electrolyte temperature of 15-30 ° C (RF patent No. 2046157).
Недостатками известного способа нанесения покрытий являются пониженные защитные свойства покрытий, высокая энергоемкость технологического процесса.The disadvantages of the known method of coating are reduced protective properties of the coatings, high energy intensity of the process.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является способ получения защитных покрытий на магниевых сплавах, включающий электрохимическую обработку переменным током в растворе электролита, содержащем силикат натрия и фторид натрия, в котором электрохимическую обработку осуществляют переменным током, при увеличении значения напряжения от 0 до 250-300 В со скоростью 0,25-0,28 В/с и плотности тока 0,5-1,0 А/см2 при анодной поляризации, напряжении 25-30 В при катодной поляризации изделия и соотношении периодов анодной и катодной поляризации τa/τk, равном 1, в течение 8-20 мин в электролите, имеющем следующий химический состав, г/л:The closest analogue taken as a prototype is a method of producing protective coatings on magnesium alloys, including electrochemical treatment with alternating current in an electrolyte solution containing sodium silicate and sodium fluoride, in which the electrochemical treatment is carried out with alternating current, with an increase in voltage value from 0 to 250- 300 V at a speed of 0.25-0.28 V / s and a current density of 0.5-1.0 A / cm 2 at anodic polarization, voltage 25-30 V at the cathodic polarization of the product and the ratio of the periods of the anodic and cathodic polarization τ a / τ k, avnom 1 for 8-20 min in an electrolyte having the following chemical composition, g / l:
(патент РФ 23 5 7016)(RF patent 23 5 7016)
Недостатком известного способа является невозможность получения равномерного по толщине и пористости покрытия на деталях сложной конфигурации, при этом ухудшается адгезия лакокрасочных материалов к покрытию и снижаются его антикоррозионные свойства. Также при воздействии огнем покрытие на магниевом сплаве не обеспечивает защиту от воспламенения.The disadvantage of this method is the inability to obtain a uniform thickness and porosity of the coating on parts of complex configuration, while the adhesion of the paint materials to the coating is deteriorated and its anticorrosion properties are reduced. Also, when exposed to fire, a magnesium alloy coating does not provide protection against ignition.
Технической задачей изобретения является разработка способа получения защитных покрытий на магниевых сплавах с повышенными коррозионной стойкостью и пожароустойчивостью.An object of the invention is to develop a method for producing protective coatings on magnesium alloys with increased corrosion resistance and fire resistance.
Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен способ получения защитных покрытий на магниевых сплавах, включающий электрохимическую обработку с переменным током поляризации в растворе электролита, содержащем силикат натрия и воду, в котором электрохимическую обработку осуществляют при плотности тока 5-25 А/дм2 и соотношении амплитуд анодного и катодного напряжения поляризации Uа/Uк, равном 2-4, в электролите, дополнительно содержащем гидроокись щелочного металла, натрий ванадиевокислый и бензолтриазол при следующем соотношении компонентов, г/л:The stated technical problem is achieved by the fact that the proposed method for producing protective coatings on magnesium alloys, including electrochemical treatment with alternating polarization current in an electrolyte solution containing sodium silicate and water, in which the electrochemical treatment is carried out at a current density of 5-25 A / dm 2 and the ratio the amplitudes of the anodic and cathodic polarization voltages U a / U k equal to 2-4 in the electrolyte additionally containing alkali metal hydroxide, sodium vanadium and benzol triazole in the next the ratio of components, g / l:
Установленно, что введение в предлагаемый способ бензотриазола, образующего в процессе формирования покрытия комплексные соединения, позволяет за счет их ингибирующего действия повысить коррозионную стойкость. Проведение электрохимической обработки при заявленных соотношениях амплитуд анодного и катодного напряжения поляризации Uа/Uк, плотности тока в присутствии катионов ванадия в растворе электролита позволяет формировать композиционную гетерооксидную структуру покрытия, повышающую пожароустойчивостью. Введение гидроокиси щелочного металла, например гидроокиси калия и натрия, позволяет использовать ток меньшей плотности, что значительно снижает энергозатраты при осуществлении предлагаемого способа.It has been established that the introduction of benzotriazole into the proposed method, which forms complex compounds in the process of coating formation, makes it possible to increase corrosion resistance due to their inhibitory effect. Carrying out electrochemical processing at the declared ratios of the amplitudes of the anodic and cathodic polarization voltage U a / U k , current density in the presence of vanadium cations in the electrolyte solution allows the formation of a composite heteroxide coating structure that increases fire resistance. The introduction of alkali metal hydroxide, for example potassium hydroxide and sodium, allows the use of a current of lower density, which significantly reduces energy consumption in the implementation of the proposed method.
Примеры осуществления способаExamples of the method
Пример 1.Example 1
Электролит готовили путем последовательного растворения исходных компонентов при непрерывном перемешивании с помощью механической мешалки и выдерживали приготовленный раствор в течение 30 минут. Предварительно обработанный образец из магниевого сплава МА20 размером 25×15×2 мм (анод), помещали в приготовленный электролит, содержащий, г/л: силикат натрия (Na2SiO3·5H2O) - 15; гидроокись натрия (NaOH) - 12; натрий ванадиевокислый (NaO3V·2H2O) - 1; бензотриазол (С6H5N3) - 0,05.The electrolyte was prepared by sequentially dissolving the starting components with continuous stirring using a mechanical stirrer and holding the prepared solution for 30 minutes. A pre-treated sample of magnesium alloy MA20 with a size of 25 × 15 × 2 mm (anode) was placed in a prepared electrolyte containing, g / l: sodium silicate (Na 2 SiO 3 · 5H 2 O) - 15; sodium hydroxide (NaOH) - 12; sodium vanadium (NaO 3 V · 2H 2 O) - 1; benzotriazole (C 6 H 5 N 3 ) - 0.05.
Охлаждение электролита, в процессе нанесения покрытия осуществляли с помощью теплообменника, выполненного в виде змеевика из стекла и охлаждаемого проточной водой.The cooling of the electrolyte during the coating process was carried out using a heat exchanger made in the form of a coil made of glass and cooled with running water.
В качестве катода использовали пластину из нержавеющей стали, площадь которой на порядок больше обрабатываемого образца.A stainless steel plate was used as a cathode, the area of which is an order of magnitude larger than the sample being processed.
Образец подвергали электрохимической обработке при плотности тока 5А/дм2, соотношении анодного и катодного напряжения поляризации Ua/Uк, равном 4, промывали и подвергали сушке. Исследование защитных свойств полученного покрытия на магниевом сплаве МА20 проводили в камере солевого тумана Votsch VSC-1000 по ГОСТ9.905, ГОСТ9.308. Толщину покрытия измеряли с помощью переносного электронного толщинометра MiniTest 2100.The sample was subjected to electrochemical treatment at a current density of 5A / dm 2 , the ratio of the anodic and cathodic polarization voltage U a / U k equal to 4, washed and dried. The study of the protective properties of the obtained coating on magnesium alloy MA20 was carried out in a salt spray chamber Votsch VSC-1000 in accordance with GOST9.905, GOST9.308. Coating thickness was measured using a MiniTest 2100 portable electronic thickness gauge.
Для исследования воспламеняемости металлические образцы с покрытиями подвергали воздействию пламени горелки Бунзена с соплом, имеющим номинальный внутренний диаметр 9,5 мм и высоту пламени 38 мм, температура пламени в его центре составляла 800-850°С (Авиационные правила часть 25. Нормы летной годности самолетов транспортной категории. Международный Авиационный комитет. 2004 г.).To study flammability, coated metal samples were exposed to a Bunsen burner flame with a nozzle having a nominal internal diameter of 9.5 mm and a flame height of 38 mm, and the flame temperature in its center was 800-850 ° C (Aviation Rules Part 25. Airworthiness Standards transport category. International Aviation Committee. 2004).
Примеры 2, 3 проводили аналогично примеру 1.Examples 2, 3 were carried out analogously to example 1.
Пример 4 проводили по способу-прототипу. Электролит готовили путем последовательного растворения исходных компонентов при непрерывном перемешивании с помощью механической мешалки и выдерживали приготовленный раствор в течение 30 минут. Предварительно обработанный образец из магниевого сплава МА14 размером 30×5×1 мм (анод), помещали в приготовленный электролит, содержащий, г/л: силикат натрия (Na2SiO3·5H2O) - 30; фторид натрия (NaF) - 10.Example 4 was carried out according to the prototype method. The electrolyte was prepared by sequentially dissolving the starting components with continuous stirring using a mechanical stirrer and holding the prepared solution for 30 minutes. A pre-treated sample of magnesium alloy MA14 with a size of 30 × 5 × 1 mm (anode) was placed in a prepared electrolyte containing, g / l: sodium silicate (Na 2 SiO 3 · 5H 2 O) - 30; sodium fluoride (NaF) - 10.
Охлаждение электролита, в процессе нанесения покрытия, осуществляли с помощью теплообменника, выполненного в виде змеевика из стекла и охлаждаемого проточной водой.The cooling of the electrolyte during the coating process was carried out using a heat exchanger made in the form of a coil made of glass and cooled with running water.
В качестве катода использовали пластину из нержавеющей стали, площадь которого на порядок больше обрабатываемого образца.A stainless steel plate, the area of which is an order of magnitude larger than the sample being processed, was used as a cathode.
Образец подвергали электрохимической обработке переменным током, при увеличении значения напряжения от 0 до 250-300 В со скоростью 0,25-0,28 В/с и плотности тока 0,78 А/см2=78 А/дм2 при анодной поляризации, напряжении 25-30 В при катодной поляризации изделия и соотношении периодов анодной и катодной поляризации τа/τk, равном 1, в течение 15 мин.The sample was subjected to electrochemical treatment with alternating current, with increasing voltage from 0 to 250-300 V at a speed of 0.25-0.28 V / s and a current density of 0.78 A / cm 2 = 78 A / dm 2 at anodic polarization voltage 25-30 V at the cathodic polarization of the product and the ratio of the periods of the anodic and cathodic polarization τ a / τ k equal to 1 for 15 minutes
Иследование толщины покрытия, пожароустойчивости и коррозионной стойкости проводились аналогично примеру 1.The study of coating thickness, fire resistance and corrosion resistance was carried out analogously to example 1.
Состав электролитов, параметры процесса и свойства полученных покрытий приведены в таблице.The composition of electrolytes, process parameters and properties of the resulting coatings are shown in the table.
Из анализа таблицы видно, что коррозионная стойкость покрытия по предлагаемому способу в 1,8-2 раза выше, чем покрытия по способу-прототипу. Пожароустойчивость покрытия по предлагаемому способу в 1,7 раз выше, чем покрытия по способу-прототипу.From the analysis of the table it is seen that the corrosion resistance of the coating according to the proposed method is 1.8-2 times higher than the coating according to the prototype method. The fire resistance of the coating according to the proposed method is 1.7 times higher than the coating according to the prototype method.
Применение предлагаемого способа позволит использовать изделия из деформируемых и литейных магниевых сплавов широкой номенклатуры во всеклиматических условиях, снизит энергоемкость процесса формирования покрытия.Application of the proposed method will allow the use of products from wrought and cast magnesium alloys of a wide range in all climatic conditions, and will reduce the energy consumption of the coating formation process.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011112960/02A RU2447202C1 (en) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Method of producing magnesium alloy-based protective coats |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011112960/02A RU2447202C1 (en) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Method of producing magnesium alloy-based protective coats |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2447202C1 true RU2447202C1 (en) | 2012-04-10 |
Family
ID=46031687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011112960/02A RU2447202C1 (en) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Method of producing magnesium alloy-based protective coats |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2447202C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2710597C1 (en) * | 2019-06-07 | 2019-12-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Method of producing composite material for bioresorbable magnesium implant |
RU2812435C1 (en) * | 2023-05-10 | 2024-01-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) | Composite wear-resistant chemical coating and method for its preparation |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5264113A (en) * | 1991-07-15 | 1993-11-23 | Technology Applications Group, Inc. | Two-step electrochemical process for coating magnesium alloys |
RU2046157C1 (en) * | 1992-07-01 | 1995-10-20 | Мамаев Анатолий Иванович | Method for microarc oxidation of valve metals |
RU2260078C1 (en) * | 2004-05-14 | 2005-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Method of making protective coats on surfaces of articles made from magnesium and magnesium-based alloys |
RU2357016C1 (en) * | 2008-05-08 | 2009-05-27 | Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) (Институт химии ДВО РАН) | Method of receiving of protective coating on magnesium alloys |
-
2011
- 2011-04-05 RU RU2011112960/02A patent/RU2447202C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5264113A (en) * | 1991-07-15 | 1993-11-23 | Technology Applications Group, Inc. | Two-step electrochemical process for coating magnesium alloys |
RU2046157C1 (en) * | 1992-07-01 | 1995-10-20 | Мамаев Анатолий Иванович | Method for microarc oxidation of valve metals |
RU2260078C1 (en) * | 2004-05-14 | 2005-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Method of making protective coats on surfaces of articles made from magnesium and magnesium-based alloys |
RU2357016C1 (en) * | 2008-05-08 | 2009-05-27 | Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) (Институт химии ДВО РАН) | Method of receiving of protective coating on magnesium alloys |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2710597C1 (en) * | 2019-06-07 | 2019-12-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Method of producing composite material for bioresorbable magnesium implant |
RU2812435C1 (en) * | 2023-05-10 | 2024-01-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) | Composite wear-resistant chemical coating and method for its preparation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Famiyeh et al. | Plasma electrolytic oxidation coatings on aluminum alloys: microstructures, properties, and applications | |
JP6806151B2 (en) | Sn plated steel sheet | |
Xia et al. | Investigations on the thermal control properties and corrosion resistance of MAO coatings prepared on Mg-5Y-7Gd-1Nd-0.5 Zr alloy | |
US10865491B2 (en) | Sn-based alloy plated steel sheet | |
RU2357016C1 (en) | Method of receiving of protective coating on magnesium alloys | |
RU2447202C1 (en) | Method of producing magnesium alloy-based protective coats | |
CN105220216B (en) | A kind of aluminum or aluminum alloy electrochemical polishing method | |
US7396446B2 (en) | Magnesium anodisation methods | |
US20200354847A1 (en) | Compositionally modulated zinc-iron multilayered coatings | |
CN108149232B (en) | Environment-friendly passivation solution for aluminum or seven-series aluminum alloy and preparation method and treatment process thereof | |
CN112501663B (en) | Cyanide-free gold plating electroplating liquid of compound phosphate system and electroplating process thereof | |
Devyatkina et al. | Anodic oxidation of complex shaped items of aluminum and aluminum alloys with subsequent electrodeposition of copper coatings | |
RU2529328C1 (en) | Electrolyte for anode treatment of aluminium and alloys thereof before copper plating | |
JPWO2019098378A1 (en) | Magnesium or aluminum metal member having a black oxide film and its manufacturing method | |
NO833388L (en) | PROCEDURE FOR SURFACE TREATMENT OF ALUMINUM AND ALUMINUM ALLOYS | |
CN111788334B (en) | Sn-plated steel sheet and method for producing Sn-plated steel sheet | |
RU2550393C1 (en) | Method for electrolyte-plasma treatment of metal surface | |
Devyatkina et al. | Deposition of protective-decorative coatings onto aluminum alloys | |
CN103498138B (en) | Parkerizing method before titanium alloy fastener coating | |
EP3412799A1 (en) | Compositionally modulated zinc-iron multilayered coatings | |
KR100917325B1 (en) | Method of plating nickel on magnesium alloy and nickel plating magnesium alloy | |
JP3916222B2 (en) | Surface treatment method of magnesium alloy | |
RU2260078C1 (en) | Method of making protective coats on surfaces of articles made from magnesium and magnesium-based alloys | |
RU2489525C2 (en) | Method of applying nickel coating on steel and copper components in nickel plating electrolyte | |
CN114829675B (en) | Sn-based plated steel sheet |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130406 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150727 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20170130 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190211 Effective date: 20190211 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190212 Effective date: 20190212 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200218 Effective date: 20200218 |