Процесс эматалирования.

Эматалирование – это разновидность процесса анодного окисления алюминия и его сплавов (см. «Анодирование алюминия»). Эматалевые покрытия, в отличие от анодных пленок, которые практически не изменяют фактуру основного металла, способны придавать поверхности «неметаллический» вид. В процессе эматалирования формируются непрозрачные, матовые оксидные пленки, молочного цвета толщиной около 10 – 20 мкм, напоминающие по внешнему виду эмаль, пластмассу, фарфор и т.п.

Эматалированные покрытия  придают поверхности изделиий декоративный вид, повышенную  твердость, износостойкость, сопротивление воздействию коррозионных сред, а также действию органических растворителей.

Эматалирование применяют в производстве светотехнической аппаратуры, медицинских инструментов, в приборостроении и др. отраслях промышленности. Шифр покрытия: Ан.Окс.эмт. рекомендуется для деталей из низколегированных алюминиевых сплавов

Цвет пленки при эматалировании в соответствии с ГОСТ 9.301-86 допускается  от светло-серого до темно-серого. Оттенок зависит от состава сплава и применяемого электролита.

Алюминиевая деталь с эматалевым покрытием.

Алюминиевая деталь с эматалевым покрытием.

Формирование пленки при эматалировании можно осуществлять из двух типов электролитов:

  • На основе щавелевой кислоты, борной, лимонной и двойной щавелевокислой соли титана со щелочным металлом;
  • На основе борной кислоты с хромовым ангидридом.

На практике наиболее широко применяется электролит эматалирования состава, г/л:

Калий-титан щавелевокислый 40 – 43

Щавелевая кислота 1 – 2,

Лимонная кислота 1 – 2

Борная кислота 8 – 10

рН 1,5 – 2,5; температура 55 – 60ºС.

Назначение компонентов: щавелевая кислота является пленкообразователем, двойная соль  способствует заполнению пор окислами титана, в результате чего она теряет прозрачность, борная и лимонная кислоты поддерживают pH раствора и содействуют формированию мелкозернистой структуры пленки.

В процессе эматалирования заданную плотность тока 2 – 3 А/дм2 поддерживают путем подъема напряжения:  вначале электролиз ведут при напряжении 70 – 90 В, в течение 10 – 15 минут, затем напряжение необходимо плавно повысить до 115 – 120В в течение10 – 15 минут. Общая продолжительность процесса эматалирования 30 – 40 минут, при этом плотность тока постепенно снижается до 0,8 – 1,0 А/дм2.

При оптимальных условиях формируется покрытие серовато-молочного цвета толщиной 10 – 12 мкм. Цвет пленки при эматалировании  зависит от состава сплава и температурного режима.

На чистом алюминии, алюминиево-магниевых сплавах и сплавах типа Д1 формируются пленки светло-серого цвета, на кремнистых сплавах АЛ4, АЛ9 – темные, несколько худшего декоративного вида.

Снижение температуры электролита эматалирования ниже 55ºС ведет к образованию покрытий с зеленоватым оттенком. Возрастание температуры  свыше 65ºС вызывает частичное осаждение соединений титана.

Электролит эматалирования  в ходе работы защелачивается, поэтому требует корректировки добавлением щавелевой кислоты: 10 мл 20%-го раствора щавелевой кислоты на 1л электролита снижает pH на 0,35. Каждые 5 – 6 А-час/л прошедшего через электролит электричества требует введения  1г/л соли титана.

Электролит эматалирования чувствителен к примесям: не допускается наличие ионов NO3, ионы хлора могут присутствовать в количестве не более 0,2 г/л. При накоплении в растворе более 30 г/л алюминия электролит необходимо сменить.

Для защитно-декоративной отделки алюминиевых деталей применяют более экономичные электролиты эматалирования  на основе хромовой кислоты.

Состав электролита эматалирования  на основе хромовой кислоты, г/л:

Хромовый ангидрид 30 – 35

Борную кислоту 1 – 2

Температура 40 – 45ºС, анодная плотность тока 0,3 – 1,0 А/дм2,

катоды – сталь Х18Н10Т или свинец.

В ходе процесса анодная плотность тока поддерживается за счет повышения напряжения, которое необходимо повысить в течение первых 5 минут до 40В, сделать выдержку 30 минут, а затем увеличить напряжение до 80В в течение 5 минут. Общая продолжительность процесса 60 минут.

При одинаковом режиме электролиза толщина пленок зависит от состава сплава: на сплаве АМг она в 1,8 раза больше, чем на сплаве АК-6.

Температурный режим необходимо устанавливать также с учетом состава сплава: для АЛ4, АЛ9 оптимальной является температура 38 – 40ºС, а для сплава АЛ 28 – 45ºС.

Подготовку поверхности алюминиевых деталей перед эматалированием проводят по обычной схеме (см. «Обезжиривание поверхности», «Травление поверхности. Часть1 и Часть 2»).

По вопросам разработки и внедрения технологии эматалирования обращайтесь к нам!

New!

Похожие публикации:

 

Запись опубликована в рубрике В помощь технологам. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Комментарии запрещены.