|
ХИМИЧЕСКОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ. И.И. Денкер, И.Д. Кулешова Метод
химического оксидирования алюминия и алюминиевых сплавов в хроматных растворах
(хроматирование) нашел весьма широкое применение. Оксидные пленки, образующиеся
на поверхности металла, способствуют значительному повышению адгезии лакокрасочных
покрытий. В этом отношении они являются более универсальными, чем пленки,
полученные анодным оксидированием, особенно для покрытий на основе синтетических
смол и, в частности, эпоксидных.
Оксидирование
в растворах № 1, 5 и 6, наиболее широко, применяемых в нашей стране, производится
в течение 10–oo 20 мин при 15–25 °С, а в растворах № 2, 3 и 4 – в течение
1–5 мин при 18–26 °С. Продолжительность оксидирования определяется для
каждого сплава опытным путем. Для промывки после оксидирования в холодной
проточной воде требу–ется не менее 25 л воды на 1 м2 поверхности деталей;
затем детали промывают в проточной воде при температуре не ниже 20 °С
из расчета 15 л на 1 м2. По окончании промывки детали сушат в сушильном
шкафу при температуре не выше 60 °С. При более высокой температуре верхние
слои оксидной пленки могут разрушиться. Сушить можно также теплым чистым
воздухом. После удаления воды из пленки повышение температуры для нее
не опасно. С оксидированными деталями нужно обращаться осторожно, так
как оксидная пленка легко повреждается при механическом воздействии. Недоброкачественные
оксидно–фосфатные пленки можно удалить обработкой деталей в течение 5–10
мин при 90–95 °С в растворе, содержащем 150– 180 г/л хромового ангидрида.
В последние годы в СССР разработан [8, с. 42–44] ряд новых составов для
хроматирования алюминия и алюминиевых сплавов типа алькон. С их помощью
можно получить желтые хроматные пленки за 7–10 с при обработке поверхности
методом распыления из пистолета, а обработкой составом алькон–2 можно
получить бесцветный хроматный слой даже на полированной поверхности алюминия
методами окунания и распыления за 10–20 с. Для хроматирования поверхности
собранных изделий рекомендуется применять алькон–3, который наносят кистью
или распылением в течение 30–120 с. За рубежом для химического оксидирования
широко используют составы алодин (США) и алохром (Англия) [4, с. 113].
Некоторые из них приведены ниже (г/л):
Пленки, полученные с помощью этих составов, имеют толщину около 2 мкм. Продолжительность процесса 5 мин при 18–19 °С и 1,5 мин при 50 °С. После оксидирования детали промывают в холодной проточной воде в течение 10–15 с, затем в 0,05 %–ном растворе хромового ангидрида или фосфорной кислоты при 35–50 °С в течение 10–15 с, после чего сушат при 38–66 °С. В случае плохого обезжиривания деталей, более высокой концентрации компонентов, более высокой температуры раствора и большей продолжительности оксидирования, а также сушки при температуре выше 60 °С покрытия могут получиться порошкообразными и легко осыпаются. Для приготовления составов для химического оксидирования расчетное количество компонентов растворяют при перемешивании в подогретой умягченной воде. Применение жесткой водопроводной воды нежелательно, так как содержащиеся в ней соли кальция адсорбируются оксидной пленкой, что приводит к возникновению белых пятен, ухудшающих защитные свойства оксидной пленки. Для получения качественной пленки необходимо строго соблюдать технологические режимы подготовительных операций и самого оксидирования. Ванны химического оксидирования периодически проверяют на содержание компонентов, входящих в их состав. В 1 л свежего раствора, содержащего фтор–силикат натрия (раствор 1), можно обрабатывать примерно 30 дм2 поверхности деталей без корректировки ванны. Ванну корректируют по мере образования слабоокрашенной пленки небольшими добавками хромового ангидрида (0,5–1,0 г/л) и фторсиликата натрия (0,1–0,25 г/л). При накоплении хромового ангидрида более 25 г/л и фторсиликата натрия более 6– 8 г/л ванну сменяют. В 1 л свежего раствора, содержащего фосфорную кислоту (растворы № 2 и № 3), можно обработать 50 дм2 поверхности деталей без корректировки ванны. По мере истощения ванны (это видно по образованию слабоокрашенной пленки) производят корректировку, добавляя небольшие количества компонентов, входящих в состав ванны (0,5 г/л фторида натрия или 1 мл/л фтористоводородной кислоты). Во избежание сползания пленки количество фторида натрия и фтористоводородной кислоты не должно превышать указанного в составе. Хромовый ангидрид и фосфорную кислоту добавляют, если их содержание в ванне соответственно менее 5 и 25 г/л. Возможные дефекты химического оксидирования в основном сводятся к образованию рыхлой пленки, легко стирающейся при протирке после высушивания, либо пленки с бледной окраской или со светлыми пятнами. Эти дефекты возникают главным образом при оксидировании в свежеприготовленном электролите вследствие большой его активности. После проработки ванны с бракованными деталями в течение 4–5 ч дефекты обычно устраняются. Дефекты могут также появиться при нарушении состава ванны, режима оксидирования, особенно температурного, продолжительности выдержки, истощения ванны, накопления в ней растворенного алюминия. Качество пленки проверяют по внешнему виду: она должна покрывать всю поверхность и прочно удерживаться на металле. При протирке салфеткой пленка не должна стираться. Цвет пленки, полученной в растворе, содержащем фторсиликат натрия, – от желто–золотистого до коричнево–золотистого. Цвет пленки, полученной в растворе, содержащем фосфорную кислоту, на деталях из алюминия и малолегированных сплавов – светло–зеленый, на легированных сплавах – более темный. По мере истощения раствора цвет пленки становится серо–зеленым. Светлые пятна на поверхности указывают на отсутствие пленки в этих местах. Детали с такими дефектами следует оксидировать заново. .......ДРУГИЕ СПОСОБЫ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ. На практике при защите алюминиевых сплавов не всегда представляется возможным применить для подготовки поверхности химическое оксидирование или анодное окисление. В таких случаях можно использовать и некоторые другие способы, нашедшие применение в промышленности. К ним относятся травление в различных кислотах и механическая обработка поверхности. Травление в растворе фосфорной кислоты. При травлении поверхности алюминия и его сплавов в фосфорной кислоте происходит удаление с металла естественной оксидной пленки и образуются фосфатные покрытия, способствующие повышению адгезии лакокрасочных покрытий. Удовлетворительные результаты получаются после травления в растворе фосфорной кислоты с концентрацией 200–300 г/л при 40 °С в течение 5 мин [9]. Добавки хромового ангидрида, бихромата калия, фторси–ликата натрия, а также винной, щавелевой и лимонной кислот к раствору фосфорной кислоты способствуют повышению адгезии. Механизм влияния органических добавок на адгезию, по–видимому, заключается в снижении разрушающего действия фосфорной кислоты на алюминий, что способствует образованию на поверхности алюминия фосфатных пленок кристаллической структуры, отличающихся большой пористостью. Лучшие результаты получаются после обработки в растворах следующего состава [% (масс.)]:
Продолжительность
обработки при 20 °С в первом растворе – 5 мин, во втором – 20 мин.
Температура
раствора 60.–65 "С, продолжительность обработки 20–30 мин. При применении
этого способа подготовки, называемого пиклинг–процессом, достигается высокая
адгезия грунтовок к поверхности алюминиевых сплавов. В ряде случаев применяется
ускоренный пиклинг–процесс, заключающийся в предварительной подготовке
поверхности деталей из алюминиевых сплавов в растворе следующего состава
[%(масс.)]:
Поверхность обрабатывают этим раствором при комнатной температуре в течение 1 мин, а затем в растворе, применяемом для основного пиклинг–процесса, в течение 1 мин при 60–65 °С. глава из книги И.И. Денкер, И.Д. Кулешова "Зашита изделий из аллюминия и его сплавов лакокрасочными покрытиями", Москва, Химия, 1985, стр. 23-27. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||