Исследование получения покрытия на алюминиевых сплавах методом микродугового оксидирования

АННОТАЦИЯ

В настоящее время алюминий и его сплавы являются основным сырьем в авиационной и авиакосмической промышленности, также они широко используются в пищевой промышленности, строительстве и в других отраслях народного хозяйства. При этом на изделия из алюминия и его сплавов требуется наносить гальванические, лакокрасочные покрытия. Получение прочных покрытий на алюминии затрудняется слабой адгезией к нему многих лакокрасочных  и металлических покрытий.  Вследствие этого покрытия, нанесенные на металл без предварительной подготовки, под воздействием различных факторов могут легко отслоиться. Улучшение адгезии покрытий к металлу достигается главным образом химическим или электрохимическим оксидированием. Пленки, образующиеся при анодной обработке алюминия, являются хорошим подслоем под лакокрасочные и другие покрытия. Одним из перспективных методов получения оксидных покрытий на вентильных металлах является метод микродугового оксидирования, позволяющий получить оксидные слои с различными функциональными свойствами, хорошей адгезией в подложке и большим диапазоном пористости.

В работе рассмотрены возможности использования тонких оксидных покрытий, полученных методом микродугового оксидирования в качестве подслоя на изделия из алюминия и его сплавов. Показано, что природа электролита, соотношение анодного и катодного импульсов тока, длительность анодного импульса тока оказывают влияние на пористость и форму пор. Установлено, что введение органических добавок в исходный электролит приводит к образованию пор овальной удлиненной формы, хаотическому их расположению. В анодно-катодном режиме в щелочном электролите, содержащем бораты, фосфаты щелочных металлов, получены оксидные покрытия толщиной до 3 мкм с размерами округлых пор 0,5—1,0 мкм и распределением 2—3,5*10⁸ пор/см², которые могут быть использованы в качестве подслоя при нанесении гальванических и лакокрасочных покрытий на изделия из алюминия и его сплавов.

ABSTRACT

Nowadays, aluminum and its alloys are the main raw materials in the aviation and aerospace industry; also, they are widely used in the food industry, construction and other sectors of the economy. At the same time it is required to spread galvanic, paint coatings on products made with aluminum and its alloys. It is difficult to get strong coatings on aluminum because of weak adhesion of many paints and metal coatings. By virtue of this coating, spread on the metal without any preliminary preparation, under various factors may easily peel off. Improving the adhesion of coatings to the metal is achieved mostly by chemical or electrochemical oxidation. Sheetings formed by the anodized aluminum is a good underlay for paints and other coatings. One of the prospective methods of obtaining oxide coatings on valve metals is the method of micro-arc oxidation which allows obtaining oxide layers with different functional properties, good adhesion to the substrate, and a large range of porosity.

In the article possibilities of using thin oxide coatings produced by micro-arc oxidation as an underlay on products from aluminum and its alloys are considered. It is shown that the nature of the electrolyte, the ratio of the anodic and cathodic current pulses, the duration of the anode current pulse influence the porosity and pore shape. It is stated that the introduction of organic additives in the electrolyte source leads to the formation of long elongated oval shape and chaotic arrangement. In the anode-cathode regime in the alkaline electrolyte containing borates, phosphates of alkali metal, oxide coatings are obtained in thickness under 3 micron with pore size rounded 0.5—1.0 microns and distribution 2—3.5 * 10⁸ pores / cm² which can be used as an underlay for application of coatings and electroplating on articles of aluminum and its alloys.