День Химика — 2016!

Уважаемые друзья и коллеги! 

Поздравляю Вас с профессиональным праздником – Днем Химика!

Химия – это особенная наука, полная творчества и волшебства, так как результаты любого эксперимента всегда не предсказуемы. Помните и соблюдайте заветы великих алхимиков:

День Химика 2016!

  • Почитай опыт предков, при этом всегда двигайся вперед.
  • Учись на чужих ошибках, но не утаивай свои.
  • Воспитай учеников и передай им свои навыки.

 И только тогда удача будет на Вашей стороне!

Желаю творческих успехов, счастья и благополучия!


Королева Галина Владимировна.

День Химика 2016_2

 

Рубрика: Новости | Комментарии к записи День Химика — 2016! отключены

Оксидирование титана. Часть 2.

Анодное оксидирование титана (анодирование).

Анодирование это процесс, в котором непосредственно на поверхности  металлов образуется  покрытие в виде окислов при нагревании, воздействии  химических веществ (см. «Оксидирование титана.Часть 1.»)  или с помощью электричества.

Наиболее распространенным методом формирования оксидного слоя на поверхности титана является процесс оксидирования титана под воздействием электрического тока, при котором титановая деталь помещается в токопроводящий раствор и подключается к аноду. В качестве катода используют пластины из свинца или нержавеющей стали.

Анодное оксидирование титана проводят с целью:

  • дополнительной защиты от коррозии;
  • повышения адсорбционной способности;
  • повышения износостойкости;
  • уменьшения задиров;
  • улучшения декоративности поверхности.

На производстве оксидирование титана проводится анодной обработкой деталей в растворах серной, щавелевой, фосфорной, хромовой кислот или их смесей, иногда с добавками других компонентов.

Составы растворов для повышения коррозионной стойкости:

Раствор №1:

Серная кислота  50 – 60 г/л

Температура 15 – 25°С,  плотность тока 1,0 – 1,5 А/дм2.

Время обработки 50 – 60 мин.

При анодировании титана первые 2 – 6 минут поддерживают заданную плотность тока, напряжение на ванне возрастает до 90 – 110 В, после чего плотность тока падает до 0,2 А/дм2. Дальнейший процесс анодного оксидирования титана проводят без регулировки тока. Процесс ведут при перемешивании электролита. Катоды применяют свинцовые или из стали Х18Н9Т. Пленки получаются бесцветные.

Раствор №2:

Серная кислота 18%-ный раствор

Температура 80ºС,  плотность тока  0,5 А/дм2.

Время обработки до 8 часов.

Пленка получается черного цвета. Толщина пленки около 2,5 мкм.

Кроме того, для защиты от коррозии применяют химически стойкие лакокрасочные покрытия, нанесение которых требует применения толстых оксидных пленок (20 – 40 мкм) с повышенными адсорбционными свойствами.

Повышение адсорбционной способности достигается за счет увеличения толщины оксидной пленки до 20 – 40 мкм. Для этого используют электролит из смеси кислот.

Состав электролита для получения толстых пленок, г/л:

Серная кислота  H2SO4  350 – 400

Соляная кислота HCl 60 – 65

Электрохимическое оксидирование титана проводят  при 40 – 50ºС; плотность тока ступенчато повышают через каждые 2 – 3 мин на 0,5 А/дм2 до напряжения пробоя, после которого устанавливается плотность тока 2 – 4 А/дм2, при которой продолжают электролиз до получения пленки требуемой толщины.

Фрикционные свойства титановых деталей улучшаются, если на их поверхность нанесены оксидные пленки толщиной 0,2 – 0,3 мкм.

Состав электролита для получения тонких пленок:

5%-ый раствор щавелевой кислоты.

Электролиз ведут при 18 – 25°С в течение 60 мин. Анодную плотность тока в начале процесса оксидирования титана  устанавливают 1 – 1,5 А/дм2 и поддерживают постоянной в течение 5 – 10 мин, напряжение на ванне за это время повышается до 100 – 120 В. В дальнейшем плотность тока понижается до 0,2 – 0,3 А/дм2. Использование коллоидно-графитовой смазки еще больше повышает износостойкость оксидированной поверхности.

Декоративное анодирование титана и его сплавов позволяет получить различные интерференционно – окрашенные окисные пленки (коричнево-желтые, синие, голубые, различные оттенки желтого цвета, включая розовый, малиновый, а также различны оттенки зеленого цвета). Решающее влияние на цветность пленки оказывает напряжение при анодировании титана  и состав сплава (см.«Покрытие титана. Часть 1.»).

Декоративное анодирование титана

Декоративное анодирование титана.

При обработке сплава ВТ-5 в 15%-ном растворе H2SO4 с повышением температуры и напряжения на ванне окраска формируемых пленок изменяется от светло-коричневой до фиолетовой. Увеличение продолжительности электролиза также сказывается на окраске пленок (см. «Пассивация металлов»).

Меньшая зависимость окраски оксидных пленок от температуры наблюдается при введении в состав электролита хромового ангидрида.

Состав электролита для стабильного окрашивания титана, г/л:

Хромовый ангидрид CrO3   140

Серная кислота H2SO4    4

Цвет пленки в данном случае изменяется только с продолжительностью электролиза при постоянном напряжении или с величиной приложенного напряжения.

Так, при обработке титана ВТ1-0 в течение 15 мин и повышении напряжения от 5 до 50 В цвет пленки сначала бывает бледно-коричневый, затем синевато-фиолетовый и потом золотисто-желтый. При постоянном напряжении 50 В и увеличении продолжительности электролиза от 1 до 15 мин цвет пленки изменяется от светло-голубого до золотисто-желтого.

Анодированные изделия могут служить  много лет без изменения своих декоративных свойств. Анодная защита от коррозии настолько эффективна, что может защитить детали от самых агрессивных воздействий.

По вопросам технологии оксидирования титана обращайтесь к нам!

New!

Похожие публикации:

Рубрика: В помощь технологам | Комментарии к записи Оксидирование титана. Часть 2. отключены

С Новым 2016 годом!

Дорогие друзья и коллеги!

С Новым 2016 годом!

Поздравляю Вас с Новым Годом и Рождеством!

Желаю оптимизма, хорошего настроения, огромных успехов и достижений в делах!

Новый год – это всегда ожидание интересных перемен, удивительных поворотов событий. Будьте уверены в собственных силах и только тогда мечты и цели найдут свое воплощение!

Всем благополучия, счастья и много-много удачи!

Королева Галина Владимировна.

Рубрика: Новости | Комментарии к записи С Новым 2016 годом! отключены

Оксидирование титана. Часть 1.

Химическое оксидирование титана.

Титан благодаря  своим ценным свойствам – легкости, прочности, высокой термической и коррозионной устойчивости является очень важным конструкционным материалом.

Наличие на поверхности тонкой, но достаточно плотной оксидной пленки, придает титану и его сплавам коррозионную стойкость в атмосфере, в пресной и морской воде, под напряжением, а также в кислотах органического происхождения.

Но в процессе эксплуатации от изделий порой требуются свойства, не соответствующие основному металлу, поэтому на  поверхность титана наносят специальные гальванические или химические покрытия (см.«Покрытие титана. Часть 1»).

В частности, титан и его сплавы отличаются низкой износостойкостью, что затрудняет их применение для деталей, работающих в условиях фрикционного износа. В резьбовых соединениях наблюдается задирание и наволакивание металла.

Для устранения этих недостатков рекомендуется применять процесс оксидирования титана. Оксидные  покрытия, образующиеся при этом, воздействуют на поверхностные слои, и  часто оказывают более сильное влияния на общие свойства металла, чем весь остальной материал изделия.

Оксидирование титана – это преднамеренное окисление поверхностного слоя металлических изделий, введение его в пассивное состояние. Полученные в результате оксидирования титана пленки позволяют:

  • повысить химическую стойкость металла;
  • изменить окраску его поверхности, придавая декоративность;
  • повысить адсорбционную способность поверхности для последующего нанесения лакокрасочных покрытий.

Эффективность такого метода определяется условиями процесса, составом металла, а также состоянием его поверхности.

Пассивное состояние (оксидирование титана) достигается двумя методами:

  • воздействием окислителей;
  • анодной поляризацией.

Для пассивации многих металлов используют растворы на основе окисляющих агентов, способных к образованию труднорастворимых соединений (хроматы, молибдаты, нитраты в щелочной среде и др.). Цвет поверхности при этом не изменяется.

Титан и его сплавы подчиняются общим закономерностям перехода из активного состояния в пассивное и обратно, установленным для других  пассивирующихся металлов (см. «Пассивация металлов»).

Скорость коррозии многих металлов часто значительно меньше в растворах сильных окислителей, чем в растворах окислителей более слабых. Сюда относятся такие металлы, как железо, хром, никель, титан, цирконий, алюминий и многие другие. Резкое уменьшение скорости коррозии на несколько порядков в сильных окислителях, казалось бы, противоречащее термодинамическим свойствам металла и окислителя, называется пассивацией, а состояние металла пассивным.

При повышенной температуре химическая активность титана значительно возрастает. Титан реагирует с кислородом, хлором, разбавленной серной кислотой. В азотной кислоте титан пассивируется, а в плавиковой кислоте в размельченном состоянии образует фторидные комплексы (см. «Покрытие титана. Часть 2»).

Присутствие в агрессивных средах небольших количеств окислителей смещает потенциал титана и его сплавов в растворах серной и соляной кислот в пассивную область, оксидируя титан,  при этом резко повышается коррозионная стойкость.

Присутствие в среде ионов тяжелых металлов и окислителей или наложение положительного потенциала способствует пассивации (оксидированию титана) в большинстве агрессивных сред.

Растворы пассивации (оксидирования титана).

1). 40 и 60%-ный раствор серной кислоты с контактом палладия и рения.

Пассивация наступает очень быстро и находится в устойчивом состоянии.

2). 60%-ный раствор серной кислоты в контакте с вольфрамом.

Пассивация наступает не сразу, а через длительный промежуток времени.

3). 80%-ная серная кислота в контакте с палладием.

Оксидирование титана.

Оксидирование титана.

Обнаружен еще один вид пассивации титана: химическая адсорбция отрицательных ионов, в частности гидроксила ОН. Коррозионная стойкость титана увеличивается, особенно против язвенной коррозии, при   добавлении  едкого натрия к раствору поваренной соли. Это можно объяснить адсорбцией гидроксильной группы OH и образованием защитного поверхностного слоя.

Тем не менее, на практике образование пассивирующего окисла в результате обычных реакций с участием атомов титана и молекул воды, не происходит.

Причина такого явления лежит в том, что поверхность титана всегда покрыта гидридным слоем, и в реакциях с водой участвует не сам титан, а его гидрид.

Для дополнительной, защиты от коррозии, повышения износостойкости, уменьшения задиров и декоративности поверхности применяют анодирование, т.е. электрохимическое оксидирование титана.

По вопросам технологии оксидирования титана обращайтесь к нам!

New!

Похожие публикации:

Рубрика: В помощь технологам | Комментарии к записи Оксидирование титана. Часть 1. отключены

Покрытие марганцем.

Марганец – немагнитный металл светло-серебристого цвета, быстро покрывается оксидной пленкой, твердый. Активно вступает в реакции (при нагревании) с неметаллами, соляной и разбавленной серной кислотой, проявляет валентность от 2 до 7. Плохо реагирует с водой. Образует кислоты и щелочи, соответствующие им соли, сплавы со многими металлами.

Марганец – металл с широким спектром применения. В промышленном масштабе он используется в качестве защитного покрытия металлов, в том числе при химическом фосфатировании. Фосфатирование представляет собой процесс обработки металлических изделий растворами кислых фосфорнокислых солей под названием МАЖЕФ (марганец, железо, фосфор), с образованием на поверхности защитной солевой пленки из нерастворимых фосфатов (см. Фосфатное покрытие металлов. Часть1., Фосфатное покрытие металлов. Часть 2.).

Покрытие марганцем надежнее цинкового, так как марганец имеет более отрицательный электродный потенциал (см. Процесс цинкования.).

По микротвердости покрытие марганцем находится между хромовым и никелевым покрытиями. Кроме того оно обладает большой коррозионной устойчивостью.

Покрытия марганцем имеют серый цвет с красноватым оттенком и температуру плавления 1260°С. Качественные полублестящие покрытия марганцем можно получать толщиной до 15 мм. В основном их применяют для специальных целей, в частности при ручной сварке электродами, т.к. покрытие марганцем повышает  износостойкость.

Покрытие марганцем на электродах для сварки.

Покрытие марганцем на электродах для сварки.

Запасы марганца в природе весьма значительны, что говорит о перспективности его использования с целью замены более дефицитных металлов в ряде отраслей производства, в том числе гальванотехнике. Покрытия марганцем применимы в некоторых случаях для защиты стали от коррозии, улучшения паяемости высоколегированных сталей.

Антикоррозионные свойства  марганцевых покрытий  проявляются в нейтральной среде. Повышение его стойкости в атмосферных условиях возможно путем пассивирования, но соответствующие рекомендации пока отсутствуют.

В различных сферах производства марганец применяется и в чистом виде, и в виде соединений: почти 90% всего металла расходуется в черной металлургии. В виде ферромарганца – сплава с железом, его добавляют в сталь, чтобы повысить ее ковкость, прочность, износоустойчивость.

Применяется марганец также для создания устойчивых к коррозии гальванических покрытий металлических изделий. Покрытия марганцем можно получить из сульфатных, сульфатно-оксалатных  и сульфатно-фторидных электролитов.

Состав сульфатного электролита, г/л:

Сульфат марганца MnSO4  100 – 250

Сульфат аммония (NH4)2SO4  75 – 100

Кислота щавелевая  15 – 20

Моющее средство «Прогресс»   0,3 – 0,5

Температура 15 – 25°С, pH 6 – 7, Дк = 10 – 30 А/дм2

Аноды из сплава свинца с серебром (3%) или из платины.

Перед процессом осаждения марганца следует подготовить аноды и провести очистку раствора. Аноды сначала поляризуют в серной кислоте, затем в электролите марганцевания и помещают в чехлы из хлопчатобумажной ткани.

Очистка раствора заключается в добавлении сульфата алюминия 1 – 3 г/л  с подщелачиванием аммиаком и последующей фильтрацией выпавшего осадка. При плотности тока до 20 А/дм2 осаждаются гладкие, блестящие покрытия.

Сульфатно-фторидный электролит покрытия марганцем отличается наличием в его составе  40%-ного раствора плавиковой кислоты.

Состав сульфатно-фторидного электролита, г/л:

Сульфат марганца MnSO4   180

Сульфат аммония (NH4)2SO4   130

Кислота  плавиковая 40%-ная  3 – 5 мл/л

Аноды из платины.

Температура 15 – 25°С, pH 6 – 7, Дк = 25 А/дм2, Вт= 70%

Покрытия марганцем получаются блестящими.

Имеются разработки электролита для получения покрытия повышенной коррозионной стойкости путем осаждения сплава цинк-марганец. Электролит содержит дополнительно сернокислый алюминий и органическую добавку – сорбит, а в качестве комплексона трилон Б – динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты.

Состав электролита для осаждения сплава цинк-марганец, г/л:

Сернокислый цинк  40 – 50

Сернокислый марганец  30 – 40

Трилон Б  50 – 60

Сернокислый алюминий  30 – 40

Сорбит – 2 – 4

Электроосаждение покрытий ведут при катодной плотности тока 1 – 5 А/дм2, температуре 20 – 25°С, рН 3,0 – 4,0 при перемешивании с использованием цинкового анода.

В предлагаемом электролите ионы цинка и марганца связаны в очень прочные трилонатные комплексы, что препятствует гидролизу солей. При этом возрастает стабильность электролита и рассеивающая способность, что позволяет наносить покрытия сплавом марганца на детали сложной конфигурации.

В настоящее время покрытие марганцем используется для деталей, где необходимо сочетание прочности и коррозионной устойчивости.

По вопросам разработки и внедрения технологий гальванических покрытий обращайтесь к нам!

New!

Похожие публикации:

Рубрика: Гальваника для бизнеса | 2 комментария
Страница 2 из 2412345...Последняя »