Покрытие магния и его сплавов. Часть 1.

Оксидирование поверхности.

Магниевые сплавы весьма привлекательны для использования  в качестве конструкционных материалов благодаря уникальным свойствам: малому удельному весу и высокой прочности, что позволяет получать более легкие изделия, а это немаловажный фактор в авиационной промышленности. Экономия в весе конструкции при замене алюминия составляет 20 – 30%.

Магниевые сплавы обладают высокой способностью гасить энергию удара и вибрационных колебаний, имеют хорошую пластичность. Существенной причиной, ограничивающей их применение, является недостаточная коррозионная стойкость в атмосферных условиях.

Наиболее распространенный метод защиты от коррозии сводится к покрытию магния и его сплавов путем оксидирования, чаще с дополнительной окраской и смазкой (см.«Пассивация металлов»).

Оксидирование магниевых сплавов.

Оксидирование магниевых сплавов.

Оксидные пленки при покрытии магния получают химической или анодной электрохимической обработкой.

При покрытии магния методом химического оксидирования размеры деталей несколько уменьшаются, но, тем не менее, именно этот способ нашел в промышленности широкое применение, как более простой и технологичный.

Для временного межоперационного хранения оксидные покрытия магния осуществляют путем обработки в растворе хромового ангидрида 200 г/л при 50 – 60ºС в течение 8 – 10 минут. Предварительно необходимо провести обезжиривание в органическом растворителе (см. «Обезжиривание поверхности»), промывку в горячей воде с добавкой 0,5% бихромата калия и сушку в течение 10 – 15 минут при 40 – 50ºС.

Для длительной защиты от коррозии при покрытии магния применяют растворы, составы которых подбираются с учетом структуры металла:

Для оксидирования литьевых сплавов раствор состава, г/л:

Бихромат калия  40 – 50

Азотная кислота  75 – 90

Хлористый аммоний  0,8 – 1,2

Температура 70 – 80ºС, время обработки 0,5 – 2 минуты.

Для покрытия магния из деформированных сплавов концентрации компонентов в растворе снижаются, г/л:

Бихромат калия  20 – 25

Азотная кислота  30 – 35

Хлористый аммоний  1 – 1,5

Температура 70 – 80ºС, время обработки 2 – 5 минут.

При проведении процесса покрытия магния очень важно соблюдать временной и температурный режим: понижение температуры растворов приводит к ухудшению защитных свойств, повышение – сопровождается интенсивным травлением и получением рыхлой пленки.

В зависимости от продолжительности процесса покрытия магния цвет пленки меняется от желтого до темно-коричневого. По мере работы раствора скорость формирования оксидного слоя уменьшается, при этом происходит уменьшение размеров деталей на 0,01 мм.

Для оксидирования точных деталей рекомендуется применять раствор состава, г/л:

Бихромат калия  30 – 50

Алюмокалиевые квасцы  8 – 12

Уксусная кислота (60%-ная)  5 – 8

Температура 15 – 30ºС, время обработки 5 – 15 минут.

Увеличение концентрации уксусной кислоты ведет к активному растворению металла: при концентрации свыше 8 мл/л ухудшается качество пленки, при содержании уксусной кислоты менее 5 мл/л на поверхности образуется желто-зеленый налет. Введение бихромата способствует пассивированию поверхности металла.

Электрохимическим методом при покрытии магния формируются более твердые, износостойкие пленки. При этом размеры деталей практически не изменяются.

Электрохимическая оксидная пленка.

Электрохимическая оксидная пленка.

Электрохимическое оксидирование магния и его сплавов можно проводить в кислых и щелочных растворах в зависимости от требований, предъявляемых к оксидным пленкам.

Щелочной раствор для покрытия магния состава, г/л:

Едкий калий  80 – 90

Фтористый калий 200 – 300

Температура 45 – 50ºС, напряжение 70 – 80 В

Анодная плотность тока 3 – 4 А/дм2

Данный раствор со стальными катодами в течение 10 – 15 минут позволяет получить бесцветную пленку толщиной до 30 мкм, которую можно окрасить органическими красителями, пропитать парафином или компаундами.

Кислый раствор  для покрытия магния состава г/л:

Бихромат натрия 90 – 100

Натрий фосфорнокислый однозамещенный  38 – 40

Температура 50 – 55ºС, напряжение 5 – 6 В

Анодная плотность тока 1,5 – 3 А/дм2

Данный раствор со свинцовыми катодами в течение 40 – 60 минут позволяет получать коричневые или черные пленки, в зависимости от состава сплава.

При электрохимическом покрытии магния путем нанесения оксидных пленок необходимо соблюдать те же правила, что и при анодировании алюминия (см. «Анодирование алюминия»): детали должны загружаться в ванну на приспособлениях, обеспечивающих плотный электрический контакт со штангой. Не допускается превышения оптимальной температуры электролита и времени обработки, т.к. может произойти подтравливание пленки.

Некачественные пленки удаляют в растворе щелочи 250 – 300 г/л с последующей обработкой в растворе хромового ангидрида.

По вопросам разработки и внедрения техпроцесса покрытия магния обращайтесь к нам!

New!

Похожие публикации:

Запись опубликована в рубрике Советы молодым специалистам. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Комментарии запрещены.