Спосіб одержання оксидних покриттів на титані та його сплавах

Спосіб одержання оксидних покриттів на титані та його сплавах шляхом анодування мікродуговим способом, який відрізняється тим, що анодування здійснюють в гальваностатичному режимі при напрузі 100-140В, температурі 20-25°С, впродовж 30-60 хвилин при густині струму 1,0-7,0А/дм2, з електроліту, що містить дифосфат лужного металу та катіон і/або оксоаніон співосаджуваного металу при такому співвідношенні компонентів, г/л: дифосфат лужного металу 35-650 катіон і/або оксоаніон співосаджуваного металу 15-90. (19) (21) a200711445 (22) 15.10.2007 (24) 10.02.2010 (46) 10.02.2010, Бюл.№ 3, 2010 р. (72) САХНЕНКО МИКОЛА ДМИТРОВИЧ, ВЕДЬ МАРИНА ВІТАЛІЇВНА, ЯРОШОК ТАМАРА ПЕТРІВНА, БОГОЯВЛЕНСЬКА ОЛЕНА ВОЛОДИМИРІВНА (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ" (56) RU 2238351, C1, 20.10.2004 RU 2263163, C1, 27.10.2005 RU 2285066, C1, 10.10.2006 3 89526 100...140В, густині струму 1,0...7,0А/дм2 , температурі 20...25°С, впродовж 30...60 хвилин з електроліту, що містить дифосфат лужного металу та катіон і/або оксоаніон спів осаджуваного металу при такому співвідношенні компонентів, г/л: дифосфат лужного металу 35...650 катіон і/або оксоаніон співосаджуваного металу 15...90. Для надання наочності та адекватного визначення корозійної стійкості сплавів титану з оксидними покриттями в хлоридвмісних середовищах, її 4 оцінювали за групою стійкості із застосуванням глибинного показника швидкості корозії (kh, мм/рік). Фазовий склад анодних покриттів проводили за допомогою рентгенівського дифрактомера ДРОН-3. Визначено витрати електроенергії на одиницю оброблюваної поверхні, яка складає 6...35кВт·год/м2 в залежності від режимів формування покриттів (Табл.). Таблиця Зіставний аналіз винаходу і прототипу Матеріал Спосіб обробки Режим процесу Склад електроліту, г/л Густина струму, А/дм2 Кінцева напруга, В Час електролізу, хвилин Товщина анодної плівки, мкм Фазовий склад анодної плівки Витрати електроенергії на одиницю оброблюваної поверхні кВт·год/м2 Корозійна стійкість, ((kh·102), мм/рік) Прототип сплави титану мікродуговий змінна анодно-катодна поляризація з тривалістю мпульсів 0,0033...0,1с тринатрійфосфат 12-водний 20...120; натрій татрабрат 10водний 10...80; натрій вольфрамат 2-водний 1...12 1...30 3...30 Винахід сплави титану мікродуговий гальваностатичний дифосфат лужного металу 35...650; катіон і/або оксоаніон співосаджуваного металу 15...90 6...35 1,0...7,0 100...140 30...60 50...100 ТiO, ТiO2, Ті3О5 та СоТі2O5, СоТiO3, Со(ОН)2 або ТiO, ТіО2, Ті3О5 та МnО2, МnО1,88, Мn2О3, Мn3О4, МnО 6...35 0,95...4,8 Мікродуговий спосіб обробки в гальваностатичному режимі забезпечує отримання товстошарових покриттів з високою адгезією до титану та його сплавів з включеннями оксидів металів з каталітичними властивостями, корозійностійких щодо дії агресивних середовищ. Приклад 1 Пластину із сплаву титану ВТ1-0 розміром 50´10´2мм оксидували у водному розчині, який містить, г/л: калій дифосфат - 330, при густині струму 3А/дм2 максимальній напрузі формування 120В впродовж 30 хвилин при перемішуванні та охолодженні електроліту. Отримано емалеподібне покриття світло-сірого кольору фазового сладу: ТіО, ТіО2, Ті3О5, товщиною 50мкм, kh=4,8·10-2мм/рік, що відповідає групі стійкості «Вельми стійкі». Приклад 2 Пластину із сплаву титану ВТ1-0 розміром 10´50´2мм оксидували в водному розчині, який містить, г/л: калій дифосфат - 330, кобальт сульфат - 70, при густині струму 5А/дм2 максимальній напрузі формування 115В впродовж 30 хвилин при перемішуванні та охолодженні електроліту. Отримано покриття синього кольору фазового складу: СоТі2О5, СоТіО3, Со(ОН)2, ТіО, ТіО2, Ті3О5, товщи ною 60мкм, kh=0,95·10-2мм/рік, що відповідає групі стійкості «Вельми стійкі». Приклад 3 Зразок із сплаву титану ОТ4-0 у вигляді пластини розміром 10´50´2мм оксидували в водному розчині, який містить, г/л: калій пірофосфат - 330, манган сульфат 50, при густині струму 2А/дм2 максимальній напрузі формування 135В впродовж 30 хвилин при перемішуванні та охолодженні електроліту. Отримано склоподібне незабарвлене покриття з включеннями чорного кольору товщиною 80мкм фазового складу: Мn2О3, Мn3О4, ТіО, ТiO2, kh=1,1·10-2мм/рік, що відповідає групі стійкості «Вельми стійкі». Приклад 4 Зразок із сплаву титану ОТ4-0 у вигляді пластини розміром 10´50´2мм оксидували в водному розчині, який містить, г/л: калій дифосфат - 330, калій перманганат - 30, при густині струму 3А/дм2 максимальній напрузі формування 130В впродовж 30хвилин при перемішуванні та охолодженні електроліту. Отримано покриття фазового складу: МnО2, Мn2О3, Мn3О4, МnО, ТіО, ТіО2 темно-сірого кольору товщиною 55мкм., kh=2,1·10-2мм/рік, що відповідає групі стійкості «Вельми стійкі». 5 89526 Приклад 5 Зразок із сплаву титану ВТ1-0 у вигляді пластини розміром 10´50´2мм оксидували в водному розчині, який містить, г/л: калій дифосфат - 330, калій перманганат - 50, кобальт сульфат - 20 при густині струму 7А/дм2 максимальній напрузі формування 100В впродовж 30 хвилин при перемішу Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 6 ванні та охолодженні (температура 20...25°С) електроліту. Отримано покриття фазового складу: СоТі2О5, СоТіО3, Со(ОН)2, МnО2, Мn2О3, Мn3О4, MnO, ТіО, ТіО2 темно-сірого кольору товщиною 50мкм., kh=2,0·10-2мм/рік, що відповідає групі стійкості «Вельми стійкі». Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601