RU2066716C1 - Process of manufacture of tinted coast on valve metals and alloys - Google Patents
Process of manufacture of tinted coast on valve metals and alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2066716C1 RU2066716C1 RU93011901A RU93011901A RU2066716C1 RU 2066716 C1 RU2066716 C1 RU 2066716C1 RU 93011901 A RU93011901 A RU 93011901A RU 93011901 A RU93011901 A RU 93011901A RU 2066716 C1 RU2066716 C1 RU 2066716C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloys
- sodium
- oxidation
- blue
- cobalt
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электрохимическому нанесению защитно-декоративных окрашенных покрытий на вентильные металлы и их сплавы, преимущественно на алюминий и его сплавы, титан и его сплавы, цирконий и его сплавы, ниобий и его сплавы, и может быть использовано в разных отраслях народного хозяйства при окрашивании изделий из этих металлов в различные оттенки синего цвета, отделке приборов, помещений, изготовлении панелей, корпусов и т.д. в производстве декоративных украшений, катализаторов в химической промышленности. В сочетании с другими цветами обеспечивает высокие декоративные качества внешнего вида изделий. The invention relates to the electrochemical deposition of protective and decorative painted coatings on valve metals and their alloys, mainly on aluminum and its alloys, titanium and its alloys, zirconium and its alloys, niobium and its alloys, and can be used in various sectors of the economy when painting products from these metals in various shades of blue, decoration of devices, rooms, manufacturing of panels, cases, etc. in the production of decorative jewelry, catalysts in the chemical industry. In combination with other colors provides high decorative qualities of the appearance of products.
Известен способ окрашивания изделий из алюминия и некоторых его сплавов, в том числе и в синий цвет, включающий в себя пористое анодирование, беспористое анодирование и электрохимическое окрашивание анодной пленки переменным током в растворах солей металлов Ni, Co, Sn, Fe, Cd, Zn, Pb, Au при температуре 15-30oС, плотности тока 0,3-1 А/дм2, напряжении 8-50 В в течение 1-10 мин (а.с. СССР N 802409, опубл. 07.02.81 г.). По данному способу получаются анодные окрашенные пленки, в том числе и от голубого до темно-синего цвета. Недостатком способа является сложность технологии (обязательное обезжиривание, травление, пористое анодирование, беспористое анодирование, электрохимическое окрашивание).A known method of staining products from aluminum and some of its alloys, including blue, includes porous anodizing, non-porous anodizing and electrochemical staining of the anode film with alternating current in solutions of metal salts of Ni, Co, Sn, Fe, Cd, Zn, Pb, Au at a temperature of 15-30 o C, a current density of 0.3-1 A / dm 2 , a voltage of 8-50 V for 1-10 minutes (AS USSR N 802409, publ. 07.02.81, ) By this method, anodic colored films are obtained, including from blue to dark blue. The disadvantage of this method is the complexity of the technology (mandatory degreasing, etching, porous anodizing, non-porous anodizing, electrochemical staining).
Известен способ анодного получения окрашенных силикатных пленок на изделиях из алюминия и его сплавах (пат. США N 3812023. опубл. 21.05.74 г.). Электрохимическую обработку деталей осуществляют в водных растворах силикатов щелочных металлов на переменном токе при плотности 3,2-15,6 А/дм2, напряжении 250-350 В, при температуре 100oС, времени обработки от 1 минуты до 1 часа. Для окрашивания силикатных покрытий в ванну вводят различные красящие пигменты неорганического и органического происхождения в зависимости от желаемого цвета. В частности, для получения пленок синего цвета добавляют голубой ультрамарин. Недостатком способа является сложность технологии, низкая светостойкость покрытий.A known method of anodic production of colored silicate films on products from aluminum and its alloys (US Pat. US N 3812023. publ. 21.05.74,). The electrochemical processing of parts is carried out in aqueous solutions of alkali metal silicates with alternating current at a density of 3.2-15.6 A / dm 2 , voltage 250-350 V, at a temperature of 100 o C, processing time from 1 minute to 1 hour. For coloring silicate coatings, various coloring pigments of inorganic and organic origin are introduced into the bath, depending on the desired color. In particular, blue ultramarine is added to obtain blue films. The disadvantage of this method is the complexity of the technology, low light resistance of the coatings.
Наиболее близким к заявляемому является способ получения цветных защитных покрытий на изделиях из алюминия в условиях электроискрового разряда, включающий в себя обработку в основном электролите (М/л: NaF 0,5; NaH2PO4 0,5; Na2B4O7 • 10H2O - 0,1; NH4F 0,1) импульсным или постоянным током при плотности 10-30 А/дм2 в течение 10 мин. и конечном напряжении 250-750 В (пат. ГДР N 229163, опубл.30.10.85 г.). В качестве красящих веществ вводят различные соединения металлов Mn, Fe, Cr, V, Zn, в том числе и кобальта в виде [Co(NH4)6]2+, в концентрации 0,01-1 М/л, комплексообразователи или комплексоны в избытке 5-10% относительно стехиометрического количества красящего соединения. В результате обработки получаются цветные покрытия, в том числе и голубые светостойкие, с хорошей адгезией к металлу. Недостатком способа является наличие высокой плотности тока, что обуславливает высокую энергоемкость процесса, а также сложность технологии, т.к. для поддержания устойчивости комплекса [Co(NH4)6]2+, обеспечивающего синий цвет покрытия, необходимо постоянно контролировать концентрацию комплексообразователя и при необходимости вводить дополнительно. При этом покрытие получается одной тональности голубое с содержанием кобальта до двух процентов.Closest to the claimed is a method for producing colored protective coatings on aluminum products under the conditions of an electric spark discharge, which includes processing in the main electrolyte (M / L: NaF 0.5; NaH 2 PO 4 0.5; Na 2 B 4 O 7 • 10H 2 O - 0.1; NH 4 F 0.1) by pulsed or direct current at a density of 10-30 A / dm 2 for 10 min. and a final voltage of 250-750 V (US Pat. GDR N 229163, publ. 30.10.85 g.). Various metal compounds Mn, Fe, Cr, V, Zn, including cobalt in the form of [Co (NH 4 ) 6 ] 2+ , at a concentration of 0.01-1 M / L, complexing agents or complexones are introduced as coloring substances. in excess of 5-10% relative to the stoichiometric amount of the coloring compound. As a result of processing, color coatings are obtained, including blue light-resistant ones, with good adhesion to metal. The disadvantage of this method is the presence of a high current density, which leads to a high energy intensity of the process, as well as the complexity of the technology, because to maintain the stability of the complex [Co (NH 4 ) 6 ] 2+ , which provides the blue color of the coating, it is necessary to constantly monitor the concentration of the complexing agent and, if necessary, introduce additionally. In this case, the coating turns out to be one tonality blue with a cobalt content of up to two percent.
Задача, решаемая предлагаемым техническим решением, заключается в получении на поверхности изделий из вентильных металлов, преимущественно из алюминия и его сплавов, титана и его сплавов, ниобия и его сплавов, циркония и его сплавов, защитной, равномерноокрашенной пленки с широким спектром тональности синего цвета (от светло-голубого до глубокого темно-синего и темно-фиолетового) с содержанием кобальта на поверхности до 32 мас. на алюминии, 18,5% на титане, 18% на ниобии и цирконии соответственно. The problem solved by the proposed technical solution is to obtain on the surface of products from valve metals, mainly from aluminum and its alloys, titanium and its alloys, niobium and its alloys, zirconium and its alloys, a protective, uniformly colored film with a wide spectrum of blue tonality ( from light blue to deep dark blue and dark purple) with a cobalt content on the surface of up to 32 wt. on aluminum, 18.5% on titanium, 18% on niobium and zirconium, respectively.
Решение поставленной задачи обеспечивается за счет того, что окрашенные декоративно-защитные покрытия на указанных вентильных металлах получают в условиях микроплазменных разрядов в гальваностатическом режиме на постоянном токе при плотности 0,5-6 А/дм2 и конечном напряжении формирования 150-180 В для алюминия и его сплавов, 110-140 В для титана, циркония, ниобия и их сплавов или на переменном токе при его плотности 3-20 А/дм2 и конечном напряжении формирования 180-250 В для алюминия и его сплавов и плотности тока 8-30 А/дм2 и конечном напряжении формирования 150-220 В для титана, циркония, ниобия и их сплавов в водном электролите, содержащем дигидрофосфат натрия, буду, фосфат кобальта (II), гексаметафосфат натрия, вольфрамат калия или натрия при следующих соотношениях компонентов, г/л:
дигидрофосфат натрия NaH2PO4 3-7
бура Na2B4O7 • 10H2О 4-7
кобальт фосфорнокислый (II) Co3(PO4)2 • 8H2О 6-15
гексаметафосфат натрия Na6P6O18 20-60
вольфрамат калия K2WO4 4-8
или вольфрамат натрия Na2WO4 • 2H2O 4-8
Способ осуществляют следующим образом. Деталь, обезжиренную в случае необходимости (с целью сохранения чистоты электролита), погружают в электролит и проводят оксидирование при описанных выше значениях плотности тока и напряжения формирования в условиях микроплазменных разрядов в гальваностатическом режиме в течение 2-20 минут. Обрабатываемая деталь является анодом, в качестве катода могут быть использованы сплавы никеля, титана, нержавеющая сталь. Электролит для оксидирования готовят путем раздельного растворения каждого компонента и последующего сливания в общий объем. PH приготовленного электролита равен 3-6, температура электролита 0-40oС.The solution to this problem is provided due to the fact that painted decorative protective coatings on these valve metals are obtained under microplasma discharges in a galvanostatic mode at constant current at a density of 0.5-6 A / dm 2 and a final formation voltage of 150-180 V for aluminum and its alloys, 110-140 V for titanium, zirconium, niobium and their alloys or on alternating current at a density of 3-20 A / dm 2 and a final formation voltage of 180-250 V for aluminum and its alloys and a current density of 8-30 A / DM 2 and the final voltage formiro 150-220 V for titanium, zirconium, niobium and their alloys in an aqueous electrolyte containing sodium dihydrogen phosphate, will, cobalt (II) phosphate, sodium hexametaphosphate, potassium or sodium tungstate in the following ratios of components, g / l:
sodium dihydrogen phosphate NaH 2 PO 4 3-7
borax Na 2 B 4 O 7 • 10H 2 O 4-7
cobalt phosphate (II) Co 3 (PO 4 ) 2 • 8H 2 O 6-15
sodium hexametaphosphate Na 6 P 6 O 18 20-60
potassium tungstate K 2 WO 4 4-8
or sodium tungstate Na 2 WO 4 • 2H 2 O 4-8
The method is as follows. A part that is defatted if necessary (in order to preserve the purity of the electrolyte) is immersed in the electrolyte and oxidized at the current density and formation voltage described above under microplasma discharges in the galvanostatic mode for 2-20 minutes. The workpiece is an anode; alloys of nickel, titanium, and stainless steel can be used as a cathode. An electrolyte for oxidation is prepared by separately dissolving each component and then draining it into a total volume. The pH of the prepared electrolyte is 3-6, the temperature of the electrolyte is 0-40 o C.
В результате обработки на поверхности изделия формируется гладкое, эмалевидное покрытие, окрашенное в цвет от светло-голубого до насыщенного темно-синего либо фиолетового в зависимости от условий формирования и обрабатываемого сплава, толщиной 3-20 мкм. As a result of processing, a smooth, enamel-like coating is formed on the surface of the product, painted in color from light blue to saturated dark blue or violet, depending on the conditions of formation and the alloy being processed, with a thickness of 3-20 microns.
Максимумы спектра отражения составляют для Al 420 нм, Ti 430 нм, Zr - 440 нм, Nb 435 нм. The maxima of the reflection spectrum for Al are 420 nm, Ti 430 nm, Zr - 440 nm, Nb 435 nm.
Полученные пленки обладают высокой светосойкостью. При облучении нефильтрованным светом ртутной лампы ЭРТ 250 на расстоянии 20 см в течение 2 часов цвет пленки не изменился. Нефильтрованный свет содержит более 50% жесткого ультрафиолета и соответствует длине волны λ 365 нм. The resulting films have high light fastness. When the ERT 250 mercury lamp was irradiated with unfiltered light at a distance of 20 cm for 2 hours, the color of the film did not change. Unfiltered light contains more than 50% hard ultraviolet and corresponds to a wavelength of λ 365 nm.
Пленки обнаруживают хорошую адгезию к подложке, низкую пористость, высокие декоративные качества. The films exhibit good adhesion to the substrate, low porosity, and high decorative qualities.
Кроме того, они характеризуются высокими электрозащитными свойствами (напряжение пробоя в системе металл-оксид-металл при положительной и отрицательной полярности составляет 400-900 В для Al и его сплавов и 550-750 В для Ti, Nb, Zr и их сплавов соответственно). In addition, they are characterized by high electrical protective properties (the breakdown voltage in the metal-oxide-metal system with positive and negative polarity is 400-900 V for Al and its alloys and 550-750 V for Ti, Nb, Zr and their alloys, respectively).
Методом рентгенофазового анализа установлено наличие шпинели CoAl2O4, Co2O3 и AlPO4 на сплавах алюминия. Для сплавов титана, ниобия, циркония характерным является наличие соединения типа Co(II)Co(III) Me(PO4)x (Me Ti, Zr, Nb), Co2O3 и оксида соответствующего металла (TiO2 рутил, б-Nb2O5 - высокотемпературная кристаллическая модификация, ZrO2 кубич.). Кроме того, в окрашенном покрытии на цирконии установлено наличие соединения NaZr2(PO4)2.Using X-ray phase analysis, the presence of CoAl 2 O 4 , Co 2 O 3 and AlPO 4 spinels on aluminum alloys was established. For titanium, niobium, zirconium alloys, the presence of a compound of the type Co (II) Co (III) Me (PO 4 ) x (Me Ti, Zr, Nb), Co 2 O 3 and the oxide of the corresponding metal (TiO 2 rutile, b- Nb 2 O 5 is a high-temperature crystalline modification, ZrO 2 cubic). In addition, the presence of the compound NaZr 2 (PO 4 ) 2 was found in the colored coating on zirconium.
Микрозондовый анализ элементного состава поверхности (глубина возбуждения 3-5 мкм) пленок, полученных при плотности постоянного тока 0,03 А/дм2 в течение 10 минут, показал наличие следующих элементов в массовых процентах: для сплава алюминия АМцМ 7,5 Al; 32 Co; 17,3 P; 4,5 W; 0,8 Na; 0,3 K; для сплава титана ВТ1-0 19,8 Ti; 18,5 Co; 17,9 P; 4,1 W; 1 Na; 0,3 K; для сплава ниобия НбЦУ 17,2 Nb, 18 Co; 18 P; 3,9 W; 0,9 Na; 0,2 K.Microprobe analysis of the elemental composition of the surface (excitation depth 3-5 microns) of the films obtained at a direct current density of 0.03 A / dm 2 for 10 minutes showed the presence of the following elements in mass percent: for aluminum alloy AMtsM 7.5 Al; 32 Co; 17.3 P; 4.5 W; 0.8 Na; 0.3 K; for titanium alloy VT1-0 19.8 Ti; 18.5 Co; 17.9 P; 4.1 W; 1 Na; 0.3 K; for the niobium alloy NbCCU 17.2 Nb, 18 Co; 18 P; 3.9 W; 0.9 Na; 0.2 K.
Элементный состав полученных покрытий исследовали с помощью электронного микрозонда на рентгеноспектральном анализаторе УХА-5А при ускоряющем напряжении U 20 кВ, I 48 нА. Рентгенограммы получены на установке ДРОН - 2,0 (CuK$$$ -излучение). Спектры отражения на пленке для видимой области света сняты на приборе "SPECORd" М-40.The elemental composition of the obtained coatings was studied using an electron microprobe using a UHA-5A X-ray analyzer at an accelerating voltage of
На основании количественных данных анализов следует, что внешний слой пленки на сплавах алюминия состоит из шпинели состава CoAl2O4, которая за счет существования иона кобальта (II) в тетраэдрической координации имеет синий цвет. В такой же координации ион Со (II) находится и в соединениях Сo(II)Co(III)Ti(PO4)3, Co(II)Co(III)Zr(PO4)3 и Co(II)Co(III)Nb(PO4)4, образующихся на сплавах титана, ниобия, циркония, обеспечивая синий цвет последних.Based on the quantitative analysis data, it follows that the outer layer of the film on aluminum alloys consists of a spinel of the composition CoAl 2 O 4 , which due to the existence of a cobalt (II) ion in tetrahedral coordination has a blue color. In the same coordination, the Co (II) ion is also found in the compounds Co (II) Co (III) Ti (PO 4 ) 3 , Co (II) Co (III) Zr (PO 4 ) 3 and Co (II) Co (III ) Nb (PO 4 ) 4 formed on alloys of titanium, niobium, zirconium, providing a blue color of the latter.
Механизм образования окрашенных покрытий можно представить следующим образом. Известно, что раствор гексаметафосфата натрия (ГМФ) имеет слабокислую реакцию и прочно связывает катионы двухвалентных металлов, в частности катион Сo2+, путем обменного разложения с образованием соединений Na4CoP6O18 или Na2Co2P6O18. В результате диссоциации указанных соединений под воздействием электрической разницы потенциалов сложные комплексные анионы с кобальтом (II) [CoP6O18]4-, [Co2P6O18]2- подходят к аноду, где в условиях микроплазменных разрядов осуществляется высокотемпературный синтез вышеназванных окрашенных соединений. Интенсивность окраски зависит от условий формирования (времени, плотности тока).The mechanism of formation of colored coatings can be represented as follows. It is known that a solution of sodium hexametaphosphate (GMF) has a slightly acidic reaction and firmly binds divalent metal cations, in particular the Co 2+ cation, by exchange decomposition with the formation of compounds Na 4 CoP 6 O 18 or Na 2 Co 2 P 6 O 18 . As a result of the dissociation of these compounds under the influence of an electric potential difference, complex complex anions with cobalt (II) [CoP 6 O 18 ] 4- , [Co 2 P 6 O 18 ] 2- approach the anode, where in the conditions of microplasma discharges the high-temperature synthesis of the above stained compounds. The color intensity depends on the formation conditions (time, current density).
Введение вольфрамата калия или натрия улучшает условия искрения на аноде, что способствует получению ровных, плотных, равномерноокрашенных пленок. The introduction of potassium or sodium tungstate improves the conditions of sparking at the anode, which contributes to the production of even, dense, uniformly colored films.
Наличие буры в электролите способствует ускорению процесса образования окрашенных соединений, улучшает внешний вид покрытий (гладкость, сплошность, равномерность). The presence of borax in the electrolyte helps to accelerate the formation of colored compounds, improves the appearance of coatings (smoothness, continuity, uniformity).
Дигидрофосфат натрия в данном электролите выполняет функции буфера, регулируя pH раствора, и стабилизирует образование комплексного аниона с кобальтом в ходе анодного процесса. Sodium dihydrogen phosphate in this electrolyte acts as a buffer, regulating the pH of the solution, and stabilizes the formation of a complex anion with cobalt during the anode process.
Заявляемое техническое решение осуществимо при концентрациях компонентов электролита и значениях параметров формирования в соответствии с формулой изобретения. The claimed technical solution is feasible at concentrations of electrolyte components and values of the formation parameters in accordance with the claims.
При содержании гексаметафосфата меньше 20 г/л pH раствора электролита сдвигается в щелочную область, что приводит к осаждению кобальта в виде гидроокиси. При увеличении концентрации гексаметафосфата свыше 60 г/л ухудшается внешний вид покрытия, нарушается сплошность окраски. When the content of hexametaphosphate is less than 20 g / l, the pH of the electrolyte solution is shifted to the alkaline region, which leads to the precipitation of cobalt in the form of hydroxide. With an increase in the concentration of hexametaphosphate over 60 g / l, the appearance of the coating worsens, the color continuity is violated.
При концентрации буры меньше 4 г/л pH раствора приближается к значению 2-3, при этом увеличивается конечное напряжение формирования, происходит травление подложки, окраска становится пятнистой, в виде "варенки". При концентрации буры больше 7 г/л pH раствора электролита сдвигается в щелочную область, что приводит, как указано выше, к осаждению кобальта. When the borax concentration is less than 4 g / l, the pH of the solution approaches 2–3, while the final formation stress increases, the substrate is etched, the color becomes spotty, in the form of a “jam”. At a borax concentration of more than 7 g / l, the pH of the electrolyte solution is shifted to the alkaline region, which leads, as described above, to cobalt precipitation.
При концентрации вольфрамата калия или натрия меньше 4 г/л ухудшается внешний вид пленок, появляется блеклость окраски. При концентрации вольфрамата калия или натрия выше 7 г/л появляется неравномерность окрашивания, увеличивается конечное напряжение формирования, что приводит к травлению подложки. When the concentration of potassium or sodium tungstate is less than 4 g / l, the appearance of the films deteriorates, fading appears. At a concentration of potassium or sodium tungstate above 7 g / l, uneven coloring appears, the final formation stress increases, which leads to etching of the substrate.
При содержании дигидрофосфата натрия меньше 3 г/л pH раствора сдвигается в кислую область (2-3), при этом происходит подтравливание образцов, появляется блеклость в окраске. При концентрации больше 7 г/л внешний вид пленок не меняется, окраска яркая, равномерная и дальнейшее увеличение концентрации дигидрофосфата нецелесообразно. When the content of sodium dihydrogen phosphate is less than 3 g / l, the pH of the solution is shifted to the acidic region (2-3), while the samples are etched, and fading appears in the color. At a concentration of more than 7 g / l, the appearance of the films does not change, the color is bright, uniform, and a further increase in the concentration of dihydrogen phosphate is impractical.
Заявляемое техническое решение осуществимо при следующих значениях параметров формирования. Формирование окрашенных покрытий на постоянном токе плотностью меньше 0,5 А/дм2, а на переменном токе меньше 3 А/дм2 для алюминия и его сплавов и 8 А/дм2 для сплавов титана, ниобия, циркония дает тонкие слабоокрашенные пленки в случае алюминия и анодные в случае титана, ниобия и циркония.The claimed technical solution is feasible with the following values of the formation parameters. The formation of colored coatings with direct current with a density of less than 0.5 A / dm 2 and with alternating current of less than 3 A / dm 2 for aluminum and its alloys and 8 A / dm 2 for alloys of titanium, niobium, zirconium gives thin, slightly colored films in the case of aluminum and anode in the case of titanium, niobium and zirconium.
При плотности постоянного тока больше 8 А/дм2, а переменного тока больше 20 А/дм2 для алюминия и его сплавов и 30 А/дм2 для титана, ниобия и циркония получаются пленки с видимыми механическими повреждениями по краям вследствие сильного перегрева электролита в области анодного пространства.At a direct current density of more than 8 A / dm 2 and an alternating current of more than 20 A / dm 2 for aluminum and its alloys and 30 A / dm 2 for titanium, niobium and zirconium, films with visible mechanical damage along the edges are obtained due to severe overheating of the electrolyte in areas of the anode space.
Таким образом, заявляемые значения параметров способа обеспечивают возможность его реализации с получением технического результата, заключающегося в формировании окрашенных покрытий от голубого до темно-синего цвета на поверхности деталей из алюминия, титана, ниобия, циркония и их сплавов соответственно. Thus, the claimed values of the parameters of the method provide the possibility of its implementation with obtaining a technical result, which consists in the formation of colored coatings from blue to dark blue on the surface of parts of aluminum, titanium, niobium, zirconium and their alloys, respectively.
Для осуществления способа используют стандартное оборудование, предназначенное для электрохимического оксидирования металлов и их сплавов, включая и источник тока. To implement the method using standard equipment designed for electrochemical oxidation of metals and their alloys, including a current source.
Возможность осуществления предлагаемого способа подтверждается примерами его конкретного осуществления. The possibility of implementing the proposed method is confirmed by examples of its specific implementation.
Для оксидирования были взяты образцы в виде пластин площадью 0,1-5 дм2 следующих сплавов (химический состав,):
1. алюминия АМцМ (Mn 1-1,6; Si 0,6; Cu 0,2; Ti 0,2; Zn 0,1; Mg 0,05), АОО (Fe 0,3; Si 0,3; Cu 0,02; Mn 0,025; Zn 0,1; Mg - 0,05), АЛ-2 (Si 10-13; Mg 0,1; Fe 0,8-1,5; Mn 0,5; Cu 0,6; Zn - 0,3), АМГ6 (Mg 5,8-6,8; Mn 0,5-0,8; Ti 0,02-0,1; Si 0,4; Cu 0,1; Zn 0,2),
2. титана ВТ1-О (Fe 0,2; Si 0,1; C 0,07; N 0,04; O 0,12), 3В (Al 3,5-5; V 1,2-2,5, остальные элементы на уровне примесей),
3. ниобия НбЦУ (Zr 1-1,4; C 0,08-0,12),
4. циркония (Nb 0,01-0,02; Su, Fe на уровне примесей).For oxidation, samples were taken in the form of plates with an area of 0.1-5 dm 2 of the following alloys (chemical composition,):
1. aluminum AMtsM (Mn 1-1.6; Si 0.6; Cu 0.2; Ti 0.2; Zn 0.1; Mg 0.05), AOO (Fe 0.3; Si 0.3; Cu 0.02; Mn 0.025; Zn 0.1; Mg - 0.05), AL-2 (Si 10-13; Mg 0.1; Fe 0.8-1.5; Mn 0.5;
2. titanium VT1-O (Fe 0.2; Si 0.1; C 0.07; N 0.04; O 0.12), 3B (Al 3.5-5; V 1.2-2.5 , other elements at the level of impurities),
3. niobium NbTsU (Zr 1-1,4; C 0,08-0,12),
4. zirconium (Nb 0.01-0.02; Su, Fe at the level of impurities).
Перед оксидированием образцы обезжиривали, промывали водой, этиловым спиртом. Электролит готовили путем растворения каждого компонента отдельно, затем сливали в общий объем. Before oxidation, the samples were degreased, washed with water, ethyl alcohol. An electrolyte was prepared by dissolving each component separately, then poured into the total volume.
В электролитическую ячейку, снабженную мешалкой, погружают электроды. Анодом является оксидируемое изделие, в качестве катода был использован сплав никеля. Процесс проводили при заданной плотности постоянного или переменного тока в течении 10 минут, температура электролита 15-22oС.Electrodes are immersed in an electrolytic cell equipped with a stirrer. The anode is an oxidizable product, a nickel alloy was used as a cathode. The process was carried out at a given density of direct or alternating current for 10 minutes, the temperature of the electrolyte was 15-22 o C.
Значения параметров способа (концентрация компонентов электролита, плотности постоянного и переменного тока, конечный потенциал формирования), а также значения содержания кобальта (мас.) на поверхности пленки приведены в таблице. The values of the parameters of the method (concentration of electrolyte components, density of direct and alternating current, final formation potential), as well as the values of the cobalt content (wt.) On the film surface are shown in the table.
Кроме того, в таблице показаны результаты оксидирования для алюминия марки АОО и трех его сплавов (АМцМ, АЛ-2, АМГ6), для титана ВТ1-0 и его сплава 3В, одного сплава ниобия НбЦУ и сплава циркония на постоянном и переменном токе. При этом для сплава алюминия АМцМ проведено оксидирование при значениях концентраций электролита, плотности тока и напряжения, выходящих за пределы заявляемых. In addition, the table shows the oxidation results for aluminum of the AOO brand and its three alloys (АМцМ, АЛ-2, АМГ6), for titanium VT1-0 and its alloy 3В, one niobium alloy NbTsU and an alloy of direct and alternating current. Moreover, for aluminum alloy AMtsM, oxidation was carried out at values of electrolyte concentrations, current density, and voltage that went beyond the declared limits.
В таблице также приведены результаты оксидирования для прототипа. The table also shows the results of oxidation for the prototype.
Как видно из таблицы (примеры 1-2, 7, 8), заявляемый способ обеспечивает получение глубоко и равномерно окрашенных покрытий от голубого до темно-синего или фиолетового цвета на алюминии, титане, ниобии, цирконии и их сплавах. As can be seen from the table (examples 1-2, 7, 8), the inventive method provides deep and evenly colored coatings from blue to dark blue or violet on aluminum, titanium, niobium, zirconium and their alloys.
При этом покрытие, полученное по способу в соответствии с прототипом, получается достаточно равным, голубоватого цвета. Более интенсивных оттенков синего цвета этот известный способ получить не позволяет. In this case, the coating obtained by the method in accordance with the prototype, is quite equal, bluish in color. More intense shades of blue, this known method does not allow to obtain.
Claims (4)
Дигидрофосфат натрия NaH2PO4 3 7
Бура Na2B4O4 • 10H2O 4 7
Фосфат кобальта Co(PO4)2 • 8H2O 6 15
Гексаметафосфат натрия Na6P6O1 8 20 60
Вольфрамат натрия Na2WO4
или
вольфрамат калия K2WO4 • 2H2O 4 8
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при получении окрашенных покрытий на алюминии и его сплавах оксидирование проводят при конечном напряжении 150 180 В.1. The method of obtaining painted coatings on valve metals and alloys of microarc oxidation methods in an aqueous electrolyte containing sodium dihydrogen phosphate, borax and cobalt compound, characterized in that the oxidation is carried out at a constant current density of 0.5 to 6.0 M / dm 2 , with the final voltage of coating formation is 110 180 V, and sodium hexametaphosphate, potassium tungstate or sodium are additionally introduced into the electrolyte, while cobalt phosphate is used as a cobalt compound in the following ratio of components, g / l:
Sodium dihydrogen phosphate NaH 2 PO 4 3 7
Borax Na 2 B 4 O 4 • 10H 2 O 4 7
Cobalt Phosphate Co (PO 4 ) 2 • 8H 2 O 6 15
Sodium hexametaphosphate Na 6 P 6 O 1 8 20 60
Sodium tungstate Na 2 WO 4
or
potassium tungstate K 2 WO 4 • 2H 2 O 4 8
2. The method according to p. 1, characterized in that upon receipt of the painted coatings on aluminum and its alloys, the oxidation is carried out at a final voltage of 150-180 V.
Дигидрофосфат натрия NaH2PO4 3 7
Бура NaB4O7 • 10H2O 4 7
Фосфат кобальта Co3 (PO4)2 • 8H2O 6 - 15
Гексаметафосфат натрия Na6P6O1 8 20 60
Вольфрамат натрия Na2WO4
или
вольфрамат калия K2WO4 • 2H2O 4 8
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что при получении окрашенных покрытий на алюминии и его сплавах оксидирование проводят при плотности тока 3 20 А/дм2 и конечном напряжении 180 250 В.4. The method of obtaining painted coatings on vertical metals and alloys by the method of microarc oxidation in an aqueous electrolyte containing sodium dihydrogen phosphate, borax and cobalt compound, characterized in that the oxidation is carried out with alternating current density of 3 30 A / dm 2 with a final coating formation voltage of 150 250 B, and sodium hexametaphosphate, potassium tungstate or sodium are additionally introduced into the electrolyte, while cobalt phosphate is used as the cobalt compound in the following ratio of components, g / l:
Sodium dihydrogen phosphate NaH 2 PO 4 3 7
Borax NaB 4 O 7 • 10H 2 O 4 7
Cobalt Phosphate Co 3 (PO 4 ) 2 • 8H 2 O 6 - 15
Sodium hexametaphosphate Na 6 P 6 O 1 8 20 60
Sodium tungstate Na 2 WO 4
or
potassium tungstate K 2 WO 4 • 2H 2 O 4 8
5. The method according to p. 4, characterized in that upon receipt of the painted coatings on aluminum and its alloys, oxidation is carried out at a current density of 3 20 A / dm 2 and a final voltage of 180,250 V.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93011901A RU2066716C1 (en) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | Process of manufacture of tinted coast on valve metals and alloys |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93011901A RU2066716C1 (en) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | Process of manufacture of tinted coast on valve metals and alloys |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93011901A RU93011901A (en) | 1996-01-10 |
RU2066716C1 true RU2066716C1 (en) | 1996-09-20 |
Family
ID=20138248
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93011901A RU2066716C1 (en) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | Process of manufacture of tinted coast on valve metals and alloys |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2066716C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012018285A1 (en) * | 2010-08-04 | 2012-02-09 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Гознак" (Фгуп "Гознак") | Multilayered metal composite article |
RU2484181C1 (en) * | 2011-12-30 | 2013-06-10 | Российская академия наук Учреждение Российской академии наук Институт систем обработки изображений РАН (ИСОИ РАН) | Decorative coating production method |
RU2500474C1 (en) * | 2012-09-05 | 2013-12-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Method of producing oxide catalytically active surface layers of valve metal or its alloy |
RU2803631C1 (en) * | 2022-12-03 | 2023-09-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Method for single tone coloring of part(s) of product(s) from titanium, tantalum, zirconium, niobium, hafnium, tungsten alloys |
-
1993
- 1993-03-05 RU RU93011901A patent/RU2066716C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент ГДР N 229163, C 25 D 11/14, 1984 г. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012018285A1 (en) * | 2010-08-04 | 2012-02-09 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Гознак" (Фгуп "Гознак") | Multilayered metal composite article |
RU2484181C1 (en) * | 2011-12-30 | 2013-06-10 | Российская академия наук Учреждение Российской академии наук Институт систем обработки изображений РАН (ИСОИ РАН) | Decorative coating production method |
RU2500474C1 (en) * | 2012-09-05 | 2013-12-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Method of producing oxide catalytically active surface layers of valve metal or its alloy |
RU2803631C1 (en) * | 2022-12-03 | 2023-09-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Method for single tone coloring of part(s) of product(s) from titanium, tantalum, zirconium, niobium, hafnium, tungsten alloys |
RU2803630C1 (en) * | 2022-12-03 | 2023-09-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Method for single tone coloring of product(s) from titanium, tantalum, niobium, hafnium, tungsten alloys |
RU2814780C1 (en) * | 2023-07-10 | 2024-03-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА-Российский технологический университет" | Method for gradient colouring of full surface of article made from alloys of titanium, tantalum, zirconium, niobium, hafnium, tungsten or part thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5472788A (en) | Colored anodized aluminum and electrolytic method for the manufacture of same | |
WO1999042641A1 (en) | Corrosion-resistant, magnesium-based product exhibiting luster of base metal and method for producing the same | |
US20060260947A1 (en) | Color Stabilization of Anodized Aluminum Alloys | |
US20040004003A1 (en) | Methods for treating the surfaces of aluminium alloys by means of formulations containing alkane sulfonic acid | |
US5779871A (en) | Process of manufacturing aluminum surfaces for technical lighting purposes | |
JPH0347994A (en) | Method for coloring titanium or alloy thereof by controlling quantity of supplied electric current | |
RU2066716C1 (en) | Process of manufacture of tinted coast on valve metals and alloys | |
JPH0577755B2 (en) | ||
US2987417A (en) | Pigmenting aluminum oxide coating | |
US3812023A (en) | Anodic production of pigmented siliceous coatings for aluminous metals | |
JP4223088B2 (en) | Corrosion-resistant magnesium material product exhibiting metallic substrate gloss and method for producing the same | |
GB2096644A (en) | Colour anodizing aluminium or aluminium alloys | |
RU2096534C1 (en) | Method of applying optically black protective coatings onto valve metals | |
CN103320838B (en) | The method of the yellow ceramic film of a kind of TC4 titanium alloy surface growth in situ | |
CN108085729A (en) | A kind of Mg alloy surface blueness pore self-sealing ceramic layer and preparation method | |
RU2607875C2 (en) | Method for application of ceramic black coating on valve metals by microarc oxidation and coating obtained using said method | |
CA2412647A1 (en) | Process for the production of gold-colored surfaces of aluminum or aluminum alloys by means of silver salt-containing formulations | |
EP0039360B1 (en) | A process for the preparation of a dark-coloured, weave-length selective oxide film on aluminium | |
US4632735A (en) | Process for the electrolytic coloring of aluminum or aluminum alloys | |
JPS5916994A (en) | Formation of colored protective film on surface of aluminum material | |
AU609320B2 (en) | Colour anodizing of aluminium surfaces with p-toluenesulfonic acid | |
AU1002799A (en) | A process for producing colour variations on electrolytically pigmented anodized aluminium | |
JPH01225793A (en) | Anodic oxide film composition on titanium and titanium alloy and production thereof | |
JP3817772B2 (en) | Method for coloring anodized film of aluminum material | |
JP7517355B2 (en) | Manufacturing method of galvanized steel sheet |