Устройство для получения оксидокерамических покрытий

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДОКЕРАМИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ(71) Заявитель Институт надежности машин Национальной академии наук Беларуси(73) Патентообладатель Институт надежности машин Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство для получения оксидокерамических покрытий, содержащее технологическую емкость с электролитом, средства для перемешивания и охлаждения электролита, электрод, отличающееся тем, что электрод выполнен из графита.(56) 1. Магурова Ю.В., Тимошенко А.В. Влияние катодной составляющей на процесс микроплазменного оксидирования сплавов алюминия переменным током//Защита металлов, 1995. - Т. 31. -4. - С. 414-418. 2. Мамаев А.И., Чеканова Ю.Ю., Рамазанова Ж.М. Получение анодно-оксидных декоративных покрытий на сплавах алюминия методом микродугового оксидирования//Физика и химия обработки материалов. 1999. -4. - С.41-44 (прототип). 725 Полезная модель относится к электрохимическому формированию оксидных износостойких покрытий на алюминии и его сплавах и может быть использована в машиностроении, химической, нефтехимической,нефте- и газодобывающей промышленности. Известно устройство для получения оксидокерамических покрытий методом микродугового оксидирования. Устройство содержит ванну из нержавеющей стали, механическую мешалку с электродвигателем для перемешивания электролита, систему охлаждения электролита и источник питания. Один из выводов источника питания подключен к ванне 1. Недостатком устройства является сложность получения однородного по толщине и свойствам оксидокерамического покрытия на деталях, имеющих глубокие пазы, полости или отверстия. Ближайшим аналогом к предлагаемой полезной модели является устройство для микродугового оксидирования, содержащее электролитическую ванну, средства для перемешивания и охлаждения электролита,электрод из нержавеющей стали и источник питания. Размеры электрода выбираются в зависимости от формы и площади поверхности обрабатываемой детали 2. К недостатку устройства можно отнести следующее. Использование электрода из нержавеющей стали приводит к накоплению в электролите ионов железа вследствие электрохимической коррозии электрода,причем активность этого процесса возрастает с уменьшением соотношения площадей электрода и обрабатываемой детали. Повышенная концентрация ионов железа ухудшает пассивирующие свойства электролита и тем самым замедляет рост толщины покрытия в процессе микродугового оксидирования. Задачей, решаемой в данном устройстве, является увеличение толщины и повышение твердости оксидокерамического покрытия на деталях любой конфигурации из алюминия и его сплавов. Решение поставленной задачи достигается в устройстве, содержащем технологическую емкость с электролитом, средства для перемешивания, охлаждения электролита и электрод, выполненный из графита. На чертеже представлена схема устройства для получения оксидокерамических покрытий. Устройство содержит технологическую ванну 1 с электролитом 2, электрод из графита 3, источник питания 4 и обрабатываемую деталь 5. При включении источника питания 4 напряжение подается на графитовый электрод 3 и обрабатываемую деталь 5. Источником питания 4 задают параметры тока и напряжения, при которых в электролите 2 на поверхности детали 5 протекает процесс микродугового оксидирования. Являясь химически инертным материалом, графит не растворяется в электролите и не меняет его ионный состав. В процессе микродугового оксидирования, под воздействием приложенного напряжения, на поверхности электрода происходит активный процесс газовыделения, вызывающий отрыв ультрадисперсных частиц графита и выход их в электролит. Ввиду малых размеров частицы не выпадают в осадок и образуют коллоидный раствор. Поскольку не происходит значительного изменения ионного состава электролита, процесс микродугового оксидирования протекает стабильно. Кроме того, коллоидные частицы графита, находясь вблизи поверхности детали, способствуют увеличению напряженности электрического поля в участках, локализованных между ними. Это приводит к более интенсивному развитию микродугового разряда, повышению его мощности и, соответственно, более интенсивному росту толщины покрытия. Повышенная мощность микродуговых разрядов, кроме того, создает условия для образования высокотемпературной модификации оксида алюминия -А 12 О 3. Увеличение содержания этой модификации в покрытии сопровождается повышением его твердости. Для оценки эффективности предлагаемой полезной модели было проведено микродуговое оксидирование образцов из алюминия 3 с применением электрода из нержавеющей стали 12 Х 18 Н 10 Т и электрода из графита МПГ-ОСЧ. Площадь образцов составляла 4,5 см 2, площадь электродов - 8,5 см 2. В обоих случаях оксидирование проводилось в переменно-полярном режиме при напряжении 300-350 В и плотности тока 25 А/дм 2 в электролите следующего состава гидроксид калия - 1 г/л, жидкое натриевое стекло - 3 г/л, вода - остальное. Время оксидирования составляло 30 мин для каждого образца. Толщину и микротвердость покрытия определяли на поперечных шлифах образцов с помощью микротвердомера ПМТ-3. Состав оксидокерамического покрытия определяли методом рентгенофазового анализа на дифрактометре ДРОН-3 М в СК- излучении с использованием монохроматизации дифрагированного пучка. Оценку пористости проводили методом секущих линий на поперечных шлифах образцов. Характеристики полученных покрытий представлены в таблице. Представленные в таблице данные позволяют заключить, что использование электрода из графита при микродуговом оксидировании алюминия и его сплавов позволяет получить оксидные покрытия с более высокими свойствами и характеристиками по сравнению с аналогичными покрытиями, полученными с электродом из нержавеющей стали. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.