Оценка пористости покрытий на алюминиевых сплавах, полученных микродуговым оксидированием Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Решетневскце чтения

2. Сидняев Н. И. Аэродинамические характеристики гиперзвуковых летательных аппаратов с поверхностным массообменном // Мат. моделирование. 2008. Т. 20. № 4. С. 23-34.

3. Sidnyaev N. I. Nonstationary heat conduction over a blunt body with surface mass exchange plased in a supersonic flow // Zhurnal technicheskoi physiki. 2005. Vol. 50. № 7. P. 828-834.

N. I. Sidnyaev

Bauman Moscow State Technical University, Russia, Moscow

RESEARCH OF FLOW BY HYPERSONIC FLOW OF FUME FLUCTUATING BODY OF OSCILLATING BODIES WITH DESTROYING COVER

The author presents the results of researches offlow of combined fluctuating cones with intensive superficial masstransfer are presented. Influence of cross-section mass input to nonstationary gasdynamics performances of hypersonic flight vehicles is shown.

© CHflrneB H. H., 2011

УДК 620.197

Т. В. Трушкина, А. Е. Михеев, А. В. Гирн, Е. В. Вахтеев, Д. В. Орлова

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ОЦЕНКА ПОРИСТОСТИ ПОКРЫТИЙ НА АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВАХ, ПОЛУЧЕННЫХ МИКРОДУГОВЫМ ОКСИДИРОВАНИЕМ

Рассмотрены способы определения пористости покрытий полученных микродуговым оксидированием (МДО), проведены исследования по определению гигроскопичности. Выявлен характер пористости анодно-оксидного покрытия, который зависит от напряжения и времени микроплазменной обработки.

МДО-покрытия находят широкое применение в промышленности. Коррозионная стойкость, электроизоляционные и другие свойства МДО-покрытий в значительной степени зависят от пористости, поэтому ее определение при оценке защитных свойств покрытий имеет большое значение.

Исследованию пористости посвящено достаточное количество работ, но причины образования пористости и влияние технологических режимов находятся в начальной стадии изучения.

В электролитических покрытиях поры по размерам делятся на микропоры, макропоры и поры, промежуточные по размеру. Поры могут быть сквозными, т. е. доходящими до основного металла или подслоя, или замкнутыми. Поры могут иметь разнообразную форму (точечная, канальчатая пористость) и значительно отличаться по размерам. Пористость МДО-покрытий варьируется в интервале от 5 до 50 %, размеры пор колеблются от 0,01 до 10 мкм. Строение пор при толщине покрытия более 5...10 микрон сложное, с множеством ответвлений и замкнутых пространств. При необходимости пористость может быть понижена с помощью пропитки различными материалами либо с помощью нанесения слоя полимера (красителя). Наиболее часто применяется пропитка фторопластами и нанесение полимерных порошковых красок [1]

Существует несколько методов определения пористости защитных и защитно-декоративных покрытий. Наиболее простыми и распространенными методами измерения пористости электролитических покрытий являются коррозийные методы. Сущность их заключается в том, что для выявления пор испытуемый образец помещают в специальный раствор, который, не действуя на покрытие, реагирует через поры с металлом основы и образует хорошо видимые продукты реакции. Метод нанесения паст применим для определения пористости металлических покрытий на стали, меди, алюминии, цинке и их сплавах, а также неметаллических неорганических покрытий на алюминии и его сплавах. Деталь обезжиривают, затем кистью, пульверизатором, окунанием или другим способом наносят на ее поверхность пасту. Применяют пасту, согласно ГОСТ 9.302-88, следующего состава: калий железосинеродистый - 3 г/дм3, натрий хлористый - 10 г/дм3. К полученному раствору добавляют каолин до образования консистенции кашицы.

Для проведения исследований влияния технологических параметров обработки на пористость МДО-покрытий были взяты образцы площадью 1 дм2 из алюминиевого сплава марки АМГ6. Образцы были взвешены на весах ВЛР-200 2-го класса точности,

Проектирование и производство летательных аппаратов, космические исследования и проекты

погрешность измерения = 0,5 мг по ГОСТ 24104. Состав электролитов и другие параметры представлены в таблице.

Для выявления гигроскопичности покрытия, т. е. его способности впитывать влажность из атмосферы, провели ряд экспериментов. Покрытые образцы после обработки взвесили и уложили в эксикатор с силика-гелем-осушителем. Затем через 48 часов образцы подвергали сушке в печи при температуре 150 оС в течение 20 минут и производили повторное взвешивание. Затем образцы погружали в воду на 20 минут и снова взвешивали. Данные масс образцов представлены в таблице.

Проведенные исследования показали, что покрытия обладают незначительной гигроскопичностью. Явление гигроскопичности можно связать с пористостью покрытий: в процессе смачивания поры заполняются влагой.

Исследования показали, что характер пористости анодно-оксидного покрытия зависит от напряжения и времени микроплазменной обработки. Значение по-

ристости при увеличении времени до 1 800 с и задающего напряжения до 520 В уменьшается. Это объясняется тем, что осаждение оксида происходит не только на поверхности подложки (металла), но и внутри пор, что приводит к уменьшению их диаметра и постепенному зарастанию. Процесс «заращивания» пор ведет к снижению значения объемной пористости до 10... 15 %. Кроме того, с увеличением плотности тока растет степень оплавления оксида микродугой, за счет чего пористость поверхности также уменьшается. Уменьшение количества пор и увеличение толщины покрытия ведет к увеличению электрической прочности покрытия.

Библиографическая ссылка

1. Область применения и свойства покрытий, получаемых микродуговым оксидированием / Э. С. Ат-рощенко, И. А. Казанцев, А. Е. Розен, Н. В. Голованова // Физика и химия обработки материалов. 1996. № 3. С. 8-11.

Составы электролитов и результаты исследований

№ образца Состав электролита, г/л Толщина покрытия, мкм Масса образца с покрытием, г Масса образца с покрытием после сушки, г Масса образца после выдержки в воде, г

1 Без покрытия 24,095 0 24,094 5 24,132 0

2 КОН - 4 г/л, №28Ю3 - 10 г/л 65 24,888 3 24,882 0 24,990 1

3 КОН - 4 г/л, №28Ю3 - 10 г/л 20 24,382 5 24,380 8 24,503 1

4 ЫаН2РО4-2Н2О - 20 г/л, К4|Те(СК)6]-4Н2О - 25 г/л, Ыа2МоО4-2Н2О - 5 г/л 40 23,639 1 23,635 8 23,733 0

5 КОН - 2 г/л, №ЛЮ2 - 14 г/л 14 23,459 8 23,458 6 23,541 8

6 Н2БО4- 180 г/л, Л12 (БО4)3 - 10 г/л + пропитка в хромпике 18 23,806 1 23,791 1 23,837 0

T. V. Trushkina, A. E. Mikheev, A. V. Girn, E. V. Vakhteev, D. V. Orlova Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

EVALUATION OF POROSITY IN ALUMINUM ALLOYS COATINGS OBTAINED

BY MICROARCH OXIDATION

The article presents methods of determination of porosity of MAO coating, studies of determination of water absorption. Nature of porosity of the anode-oxide coating, which depends on the voltage and time of the microplasma treatment is presented as well.

© Трушкина Т. В., Михеев А. Е., Гирн А. В., Вахтеев Е. В., Орлова Д. В., 2011