Перейти к содержанию
joker

Микродуговое оксидирование алюминия

Рекомендуемые сообщения

9 минут назад, Guner сказал:

есть ли какие преимущества по сравнению с оксидированием титана и алюминия

Добрый день. Вообще в литературе встречается упоминание оксидирования гамма-TiAl. Но ваш вопрос не совсем ясен, что значит преимущества? На разных подложках растут разные по составу и свойствам покрытия. На TiAl получаются смешанные фазы и смеси фаз индивидуальных оксидов.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
37 минут назад, Guner сказал:

Если да, то есть ли какие преимущества по сравнению с оксидированием титана и алюминия по отдельности?

Скорее недостатки, а не преимущества, так как в реальных сплавах из алюминида титана кроме титана и алюминия есть и другие элементы, которые могут ухудшать качество оксидного слоя. Например, в сплаве TNM-B1 есть ниобий, молибден и бор, и их оксиды при микродуговом оксидировании превратят покрытие в рыхлую бурую корку. Лучше уж окислять такие сплавы нагревом до 700-800°C на воздухе, так как в этом случае оксидная пленка получается хотя и темного цвета, но довольно плотная. Кстати, в отличие от обычных титановых сплавов, сплавы на основе алюминидов титана не теряют своих отличных механических свойств даже после длительных выдержек при 900°C на воздухе, но оксидная пленка на них становится рыхлой.

Чтобы проиллюстрировать образование оксидного слоя на сплавах на основе гамма TiAl, привожу фото гоночных клапанов из TNM-B1 после выдержек на воздухе при 800°C и 900°C разное время. Для анализа окисления сплава TNM-B1 показательна только коническая часть этих клапанов, так как на штоке и тарелке были покрытия: штоки клапанов до окисления были покрыты PVD слоем из CrN (этот слой сгорел за первые 50 часов выдержки, но следы от него кое-где остались), а на плоскость тарелок плазменным напылением было нанесено покрытие на снове хрома.

TNM-B1.thumb.jpg.f5dada0b99a7c0353b49e596fa236696.jpg

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
18 часов назад, Alex-lab сказал:

Но ваш вопрос не совсем ясен, что значит преимущества?

Например по твёрдости и износостойкости, не обязательно при высоких температурах.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
1 час назад, Guner сказал:

не обязательно при высоких температурах

А какой смысл применять алюминид титана при нормальных температурах, когда есть значительно более дешевые и технологичные альфа-бета титановые сплавы с более высокой удельной прочностью? Алюминиды титана имеют преимущества перед титановыми сплавами только для применений выше 600°C.

Изменено пользователем Авас Петяев

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
3 часа назад, Авас Петяев сказал:

более дешевые и технологичные альфа-бета титановые сплавы с более высокой удельной прочностью

А разве МДО этих сплавов даст твёрдое и износостойкое покрытие?

К тому же, вопрос дешевле ли они получаться.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 час назад, Guner сказал:

К тому же, вопрос дешевле ли они получаться.

Не знаю, насколько хорошо или плохо МДО покрытие на обычных титановых сплавах, но сами эти сплавы многократно дешевле алюминидов титана, которые применяются только для лопаток третьей ступени самолетных газовых турбин. Клапаны для Формулы 1 - это так, игрушки, хотя один единственный клапан из тех, что на фото продавался за 1200 евро.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Alex-lab, Здравствуйте. 

Попробовали оксидировать покрытие из Д16 и получилась такая вещь

1225163311_IMG_20191206_1301243D1.thumb.jpg.acc02db6b75065c99bbe11f6c124cff0.jpg

Черный цвет - это нормально? И почему он меняется по радиусу?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Добрый день. Черный цвет получается из-за присутствия меди в сплаве. Это нормально.

Меняется по радиусу, т.к. неоднородное распределением плотности тока по поверхности образца. Более толстое покрытие, окрашено сильнее.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Alex-lab, Здравствуйте.

Не подскажите, какой электролит лучше использовать для МДО титана? Желательно щелочной.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Добрый день,

Лучше чего или для чего?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 час назад, Alex-lab сказал:

Лучше чего или для чего?

По сравнению с электролитом для алюминия

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Доброго времени суток, друзья!
Так сложилось что я попал на производство, где пытаются внедрить МДО для защитно-декоративных покрытий Д16Т.
Пока в моем ведении лабораторная установка и я делал образцы небольших размеров из листа, но скоро начнут поступать детали в работу. В том числе детали сложной формы.
Задача: наносить 35 мкм покрытия, используя купленный импульсный источник тока (напряжение до 600 В) и небольшую ванночку на 12 литров.

Хотел попросить знающих поделиться опытом и помочь мне, ответив на следующие вопросы:
 

- на производствах какие применяют составы электролитов для черного МДО, какие компоненты за что отвечают, можно ли и нужно ли их анализировать, как часто менять, на что обращать внимание?... Мной опробован электролит: KOH - 2 г/л, K4[Fe(CN)6] - 10 г/л, Na2SiO3 - 6 г/л, (NaPO3)6 - 4 г/л. Электролит дает хорошее покрытие, но очень низкая скорость роста пленки. 

- раствор греется... Причем греется локально верхняя часть, так как перемешивания в ванне нет. Насколько это допустимо, какое нужно перемешивание, как все это влияет на скорость процесса?

- от чего в принципе зависит скорость процесса, особенно от каких составляющих электролита?

- какая рассеивающая и кроющая способность в МДО? Насколько близко можно завешивать деталь к краю ванны? Стоит ли думать об использовании защитных непроводящих экранов, чтобы сгладить разницу в толщине покрытия между краями заготовки и серединой? 

- И основной на данный момент вопрос: как завешивать детали, если их несколько, конструкция и материал подвески, что можно изолировать и чем изолировать? Я думаю про болтовое соединение, но получается нужны алюминиевые или титановые болты, гайки? Было бы очень здорово, если бы кто-нибудь поделился изображением подвесочного приспособления.

Литературу по теме изучаю, но попадается очень много теории и электроники, а по части ведения и контроля процесса очень мало сведений.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Добрый день.

Д16 - хороший сплав для МДО.

1. Составы электролитов влияют сложным образом, не одна диссертация написана. Упрощенно электролиты можно разделить на три основных типа:

  • а) суспензии/взвеси, где нанесение идет за счет включения частиц твердой фазы в растущий слой. Имеют весьма высокую скорость нанесения. Включение частиц начинается с определенного момента процесса, когда "размер разрядов" станет достаточным для захвата частиц. То есть, чем крупнее частицы, тем позднее они начнут включаться (или вообще не начнут).
  • б) растворы солей способных образовывать труднорастворимые осадки, например, силикат натрия/жидкое стекло, соли переходных металлов.
  • в) растворы обеспечивающие пассивацию поверхности и электропроводность электролита, например, низкие концентрации гидроксида натрия или калия.

То есть функция электролита сводится к созданию барьера/пассивации для устойчивого зажигания разрядов, а так же источника компонентов для придания дополнительных функциональных свойств (окраска, коррозионная стойкость, биосовместимость и т.д.).
Черные покрытия в основном получают с помощью неорганических добавок таких как ванадат, перманганат и гексацианоферрат, как в вашем случае. Остальные компоненты обеспечивают пассивацию, буфер и требуемый уровень pH. Глубина окраски зависит от количества пигмента вошедшего в состав покрытия, это требует заметной толщины для получения глубокого черного цвета. Кроме того, скорость роста находится в противоречии с равномерностью нанесения. Чем медленнее, тем равномернее.

2. Допустимый перегрев зависит от состава и требуемого качества покрытий. В целом, чем холоднее тем стабильнее и дольше живет. Обычно стараются держать до 40 градусов, допустимо повышение до 60, но обычно электролиты гораздо раньше перестают работать, а выше уже процесс обычно переходит в совершенно другой режим мало совместим с качественными плотными бездефектными покрытиями. Перемешивание обязательно, тут подходит все, что удобно применить: барботаж воздуха, механические или магнитные мешалки, прокачку электролита через теплообменник и т.д.

3. Рост покрытия зависит от того, какое покрытие нарастает. Одно дело если набрасывает из электролита, а другое если за счет окисления подложки (см. выше). В любом случае скорость роста зависит от плотности тока почти линейно.

4. Кроющая способность определяется двумя главными факторами, первичным распределением поля в  электролизере (форма детали и противоэлектрода), а кроме этого, вторичным распределением поля определяемым свойствами самого покрытия. Иногда получается создать так называемый мигрирующий/сканирующий разряд, который перемещаясь по поверхности выравнивает слой.
На практике, нужно по возможности делать противоэлектрод примерно похожей формы и ставить его ближе к детали, обеспечивать хорошее интенсивное перемешивание раствора между электродами.

5. Главный принцип при завешивании, это материал детали должен соответствовать материалу подвеса. Титан на титан, алюминия на алюминия. Или полностью надежно изолировать контакт исключая протечки на 100%, тогда материал не важен, можно хоть на сталь, но это далеко не всегда возможно или удобно. Материалы для изоляции в основном на основе силикона и тефлона. Общая идея оставлять только те участки, которые должны быть покрыты, все остальное укрывать. В моей практике приходилось изготавливать спец оснастку под каждый тип детали. Только так удавалось получать воспроизводимые качественные покрытия на деталях сложной формы, особенно с внутренней обрабатываемой поверхностью.

Какая у вас частота импульсов, длительность импульса, паузы?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Сам не занимался - из общих соображений:

Электрический контакт детали на подвеске должен обеспечиваться упругостью последней (конструктивно).

Рассеивающая способность электролита, вроде, нормальная. На такого рода процессах сложность формы не должна быть критичной.

Метафосфат в растворе медленно гидролизуется, нагрев ускоряет реакцию.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Alex-lab, 

Все, что известно:

Частота импульсов 20-50 Гц;

Импульсы напряжения  60 - 600 В;

Импульсы тока до 6кА;

Мощность не более 7кВа.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу

×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.