ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Глубокое оксидирование из "Оксидирование и фосфатирование металлов Издание 3 " Глубоким оксидированием называют процесс получения оксидных пленок толщиной более 40 мкм, отличающихся высокой твердостью, износостойкостью и хорошими электроизоляционными свойствами. Такие пленки представляют практический интерес для ряда отраслей промышленности. С их помощью можно повысить износостойкость трущихся поверхностей деталей, например зубчатых передач, увеличить сопротивление эрозионному износу, получить термостойкую электроизоляцию. Глубокое оксидирование тонкостенных деталей повышает жесткость конструкции. [c.43] При подборе деталей для глубокого оксидирования следует учитывать, что образование толстых оксидных пленок приводит к ухудшению некоторых механических свойств металла уменьшается предел выносливости, относительное удлинение и сужение поперечного сечения образцов. Это влияние глубокого оксидирования незначительно при малой толщине пленки и возрастает с ее увеличением. После удаления оксидного слоя свойства металла остаются такими же, какими были до анодной обработки. [c.43] Механические и электрические свойства толстых оксидных пленок и степень их влияния на характеристики металла зависят от условий оксидирования и состава металла или сплава, подвергаемого электрохимической обработке. [c.43] Анодная плотность тока при глубоком оксидировании 2—2,5 а/дм , в случае интенсивного охлаждения ее можно повысить до 5—10 а/дм . Напряжение на ванне по мере увеличения толщины оксидной пленки увеличивается и достигает 40—80 в. Скорость повышения и величина напряжения зависят как от режима электролиза, так и от состава обрабатываемого металла (рис. 8). [c.44] При оксидировании поддерживают постоянную плотность тока с помощью реостатов, включенных в цепь питания ванны. В зависимости от требуемой толщины оксидной пленки изменяют скорость повышения напряжения от 22—26 до 30—36 в за 15 мин или до 45—60 в за 45 мин. [c.44] При охлаждении и перемешивании электролита на алюминии и его сплавах можно получить оксидные пленки толщиной 40—60 мкм, а на некоторых деталях до 120— 150 мкм. Хорошие результаты в этом случае дает применение циркуляции электролита в ванне с помощью кислотоупорных насосов. Для получения пленок толщиной 200—300 мкм такое охлаждение оказывается недостаточным и приходится применять внутреннее охлаждение обрабатываемых деталей. Этот способ пригоден для деталей, имеющих внутренние неоксидируемые полости, через которые можно осуществить циркуляцию охлаждающего раствора. Для этой цели используют жидкие хладоагенты или воду, предварительно охлажденную до —3 -i-0° С. Скорость циркуляции охлаждающего раствора должна быть такой, чтобы разница температур при входе и выходе из детали не превышала 1°. [c.45] Лучшие результаты по качеству пленок дает глубокое оксидирование алюминия и его сплавов с магнием и марганцем. На литейных сплавах типа силумина пробивное напряжение оксидных пленок в 2—3 раза ниже, чем на деформируемых сплавах АВ, АК4, В95, АМг—5ВМ. Износостойкость деформируемых сплавов также относительно ниже. [c.45] Электроизоляционные оксидные пленки получают в 15—20-процентном растворе H2SO4 при температуре от —5 до 4-2° С и анодной плотности тока 5 а дм . Электрический режим процесса устанавливают с учетом материала, из которого изготовлены обрабатываемые детали. [c.45] Для деталей из алюминия марки А7 начальное напряжение на ванне составляет 20—25 в, конечное — 60—65 в, продолжительность оксидирования 75—90 мин, пробивное напряжение пленки 600—800 в. Для деталей из сплава Д-16 начальное напряжение 20—25 в, конечное — 60— 65 в, продолжительность оксидирования 25—30 мин пробивное напряжение пленки 380—450 в. Детали из сплава АМг оксидируют в течение 60—90 мин, начальное напряжение на ванне 20—25 в, конечное 60—70 в, пробивное напряжение 600—800 в. [c.46] Детали, подвергаемые электроизоляционному оксидированию, должны иметь чистоту поверхности, соответствующую 9-му классу. Не допускается наличие острых углов и граней, радиус закругления должен быть не менее 2—3 мм уменьшение его приводит к снижению пробивного напряжения пленки. [c.46] Если при глубоком оксидировании напряжение на ванне длительное время не увеличивается, это указывает на то, что идет растравливание пленки. Внезапное падение напряжения свидетельствует об электрическом пробое оксидного слоя. Резкое повышение напряжения указывает на быстрый рост оксида, что связано с недостаточным охлаждением. Во всех указанных случаях необходимо прервать электролиз, чтобы выяснить и устранить причину нарушения нормального режима процесса. [c.46] Различие в составе анодируемых сплавов сказывается и на изменении размеров деталей. Так, например, при одинаковых условиях электролиза, толщина пленки на алюминии может быть на 30—40% больше, чем на сплаве АК4. Для ориентировочных расчетов принимают, что при глубоком оксидировании увеличение толщины деталей на сторону составляет около половины толщины оксидной пленки. [c.46] Глубокое оксидирование с использованием наложенного тока ведут в 20-процентном растворе серной кислоты при температуре от —3 до —5° С. При обработке дюралюминия типа Д1 и Д16 суммарная плотность тока составляет 5—10 Ыдм при соотношении плотности постоянного и переменного тока 1 1 и продолжительности электролиза 40—20 мин. Для силумина суммарная плотность тока может быть 2,5 5 10 а дм при соотношении плотности постоянного и переменного тока 3 1 и продолжительности электролиза соответственно 90, 60 и 30 мин. Увеличение продолжительности электролиза свыше указанной приводит к разрыхлению пленки. Толщина пленок на дюралюминии достигает 60 мкм, на силумине — ПО мкм, микротвердость их около 500 кПмм . [c.47] На некоторых предприятиях для глубокого анодирования дюралюминия используют более концентрированные, чем обычно, сернокислые растворы [4]. Для сплавов с высоким содержанием меди, например Д16, концентрация Н,504 составляет 300—350 г л, для сплавов, содержащих до 4% меди — 200—300 г л. Температура электролита от —5 до —15° С, электролит перемешивают сжатым воздухом или механическими мешалками. В начале электролиза анодная плотность тока составляет 0,5 а дм , затем ее плавно повышают в течение 30— 35 мин до 2—2,5 а/дм и поддерживают на этом уровне до конца электролиза. При электролизе в течение 90 мин формируется пленка толщиной 35—40 мкм, микротвердость ее в среднем слое составляет 270—320 кПмм . [c.47] Глубокое оксидирование в сернокислом электролите проводится при постоянной анодной плотности тока. В процессе электролиза напряжение на ванне увеличивается за счет возрастания омического сопротивления оксидного слоя. Это, в свою очередь, вызывает увеличение количества выделяющегося джоулева тепла, необходимость отвода его и интенсивного охлаждения электролита. Анодирование при температуре электролита от —5 до —15° С требует специального оборудования, ведет к затруднениям в производстве и повышает стоимость обработки деталей. [c.47] По сравнению с режимом постоянной плотности тока применение режима постоянной мощности увеличивает предельное количество электричества, которое можно пропустить через металл при одинаковой температуре электролита, т. е. позволяет получить оксидные пленки большей толщины. [c.48] Применение для оксидирования режима падающей мощности также позволяет значительно уменьшить количество выделяющегося джоулева тепла. Электролиз ведут в растворе, содержащем 170 г л H2SO4, при начальной плотности тока 15—20 а/дм и температуре электролита 15—20° С. По мере роста оксидной пленки, увеличивается напряжение на ванне и одновременно падает плотность тока и мощность. Эти изменения происходят самопроизвольно и наиболее резко в первые 10—20 мин электролиза, после чего скорость изменения электрических параметров процесса замедляется. За 30—40 мин напряжение повышается до 40—50 в. [c.48] В рассматриваемом случае электролиз идет в условиях саморегулирования электрического режима работы ванны. Скорость изменения параметров режима определяется в основном величиной начальной плотности тока. [c.48] По сравнению с режимом глубокого анодирования при постоянной плотности тока режим падающей мощности позволяет в несколько раз уменьшить продолжительность электролиза. [c.48] Вернуться к основной статье