Черное покрытие на сплавах алюминия для машиностроения и приборостроения, полученное микродуговым оксидированием

Бутягин П.И., Арбузова С.С., Большанин А.В.
28.09.2020 1993

В настоящее время анодирование алюминия в черный цвет востребовано в машиностроении, приборостроении – это производство корпусов различных приборов (для оптики, преобразователей тока и других), производство радиаторов для электроники. Однако получаемые анодированием покрытия черного цвета не всегда отвечают требованиям заказчика.

Довольно часто анодные черные покрытия имеют неравномерный цвет, неустойчивы к воздействию ультрафиолета, краситель может частично смываться с поверхности детали, из-за неравномерности покрытия проявляется пятнистость, глянцевость – нежелательное свойство для оптических приборов, низкая износостойкость. Практически подтвержденной альтернативой анодированию, при получении покрытия черного цвета, является микродуговое оксидирование компании МАНЭЛ, позволяющее решать вышеуказанные проблемы.

МИКРОДУГОВОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ МАНЭЛ И ЕГО ПРЕИМУЩЕСТВА

Общая характеристика МДО – это электрохимический процесс окисления поверхности вентильных металлов – сплавов алюминия, магния, титана, сопровождающийся локальными микроплазменными разрядами. В зоне пробоя развиваются высокие температуры и давления, что позволяет получать покрытие, качественно отличающееся от покрытий, полученных анодированием.

Основные преимущества МДО компании МАНЭЛ в сравнении с анодированием приведены в таблице 1.

Таблица 1. Сравнение МДО-технологии МАНЭЛ и анодирования.

Таблица 2. Сравнение коррозионной стойкости покрытий, полученных анодированием и МДО МАНЭЛ.

СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ ЧЕРНОГО МДО-ПОКРЫТИЯ МАНЭЛ

Оптические свойства

Популярность черного покрытия у заказчиков обусловлена в первую очередь его оптическими свойствами. Получаемое покрытие матовое, а степень черноты достигает 94%.

Кроме этого оно обладает более высокой износостойкостью, чем покрываемый металл. Покрытие с таким набором свойств перспективно для оптических приборов – телескопов, инфракрасных сенсоров, прицелов, приборов ночного видения и других.

Примеры применения черного МДО-покрытия МАНЭЛ приведены на рисунке 1. Оптические свойства МДО-покрытия МАНЭЛ нашли применение в технологии сортировки сыпучих материалов (зерновые культуры), основанной на анализе продукта по цвету. На рисунке 2 представлены детали с МДО-покрытием, которые входят в состав фотосепараторов.

Рисунок 1. Детали оптических приборов (деформируемые и литейные сплавы алюминия), радиаторы (сплав АД31).

Рисунок 2. Детали фотосепаратора

ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ

Важнейшим свойством МДО-покрытия МАНЭЛ является коррозионная стойкость.

Коррозионную стойкость оценивали в процессе ускоренных испытаний согласно ГОСТ 9.308-85 в течение 1000 часов.

На образцах, прошедших испытания, наблюдалось:

  • Аноцвет.ч очаги коррозии занимают около 20 % поверхности, и наблюдается частичный сход покрытия;
  • Мд. Окс. Черное разрушений не обнаружено.

Такое преимущество позволило многим нашим заказчикам произвести частичную или полную замену анодирования алюминиевых деталей на покрытия, полученные МДО МАНЭЛ.

В числе основных заказчиков, предъявляющих жесткие требования к коррозионной стойкости черного покрытия, предприятия ВПК.

Износостойкость черного МДО-покрытия

Мд.Окс. Черное (ГОСТ Р 9.318-2013) характеризуется высокой прочностью и адгезией. Эти свойства позволяют применять покрытие при изготовлении снаряжения для альпинизма, а также в производстве деталей для стрелкового оружия (рисунок 3), где от покрытия требуется высокая прочность – защита от сколов и отслоения.

Рисунок 3. Оружейные детали и детали для скалолазания с черным МДО-покрытием МАНЭЛ.

Высокая микротвердость (600-800 HV) и износостойкость обусловлены формированием в черном МДО-покрытии наряду со шпинелями FeAl2O4, Fe2SiO4 высокотемпературной модификации оксида алюминия (α- и γ-оксиды алюминия).

МДО-покрытия МАНЭЛ, состоящие из оксидов алюминия, шпинелей и перовскитов, являются диэлектриками. В настоящее время не менее 3-4 раз в год к нам обращаются с такими задачами, как получение электроизоляционных покрытий на деталях из сплавов алюминия.

Сами покрытия, без дополнительной обработки, выдерживают пробивное напряжение не менее 600 В. Однако существуют задачи, когда необходимо обеспечить пробивное напряжение 1000 В и более. Последние наши работы показали, что получаемые покрытия выдерживают на пробой 1900 – 3100 В.

В таблице 3 представлены результаты измерения электроизоляционных свойств черного МДО-покрытия без пропитки и с пропиткой различными материалами. Видно, что при закрытии пор лаком удалось значительно увеличить напряжение на пробой с 600 В до 3100 В.

Таблица 3. Электроизоляционные характеристики МДО-покрытия.

Стойкость к воздействию плесневых грибов

По требованию заказчика, производителя преобразователей тока, проводились испытания черного МДО-покрытия МАНЭЛ с военной приемкой на его стойкость к воздействию плесневых грибов. Грибостойкость оценивали по ГОСТ 9.048–89 и ГОСТ 9.050–75. В течение 28 суток на черном МДО-покрытии визуально и под микроскопом спор грибов и развития мицелия не наблюдалось, его грибостойкость оценена баллом «0».

Таблица 4. Результаты тестирования МДО-покрытий МАНЭЛ на грибостойкость.

Покрытие выдержало испытания. В таблице 4 представлены результаты испытаний. На протяжении более 2-х лет АО «МАНЭЛ» наносит черное покрытие на корпуса преобразователей в количестве 3 — 5 тысяч корпусов в неделю, выдерживая все требования заказчиков.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

  1. Черное МДО-покрытие характеризуется высокой коррозионной стойкостью, износостойкостью, электроизоляционными свойствами, грибостойкостью и декоративностью. Такая многофункциональность покрытий позволяет применять их в самых разнообразных отраслях промышленности.
  2. В течение последних четырех лет компанией МАНЭЛ накоплен фактический материал по нанесению оптически черных покрытий на различные сплавы алюминия, в том числе и литейные.
  3. Опыт серийного покрытия деталей для заказчиков из таких отраслей, как машиностроение, приборостроение, многочисленные испытания покрытий МАНЭЛ подтверждают возможность применения однослойного черного МДО-покрытия в качестве замены черного покрытия, получаемого анодированием.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ

Бутягин Павел Игоревич, к.х.н.

Генеральный директор АО МАНЭЛ.

Тел.: 3822 606590

E-mail: pavel.butyagin@manel.ru

Арбузова Светлана Сергеевна,

к.х.н. начальник отдела разработки

МДО-покрытий.

Большанин Антон Владимирович,

начальник цеха МДО-покрытий.

Связаться с нами

Готово, ваша заявка успешно отправлена.
Ошибка, попробуйте обновить страницу и попробовать снова.

Вам будет интересно

Анодирование тормозных суппортов
Анодирование тормозных суппортов
Процесс предполагает выполнение особых требований специалистами и поставщиками.
Стефан Лензер
12.08.2020
1093
Dürr представляет ротационный распылитель с возможностью быстрой смены цветов
Dürr представляет ротационный распылитель с возможностью быстрой смены цветов
Распылитель EcoBell4 отличается новой технологией четырех главных игл, благодаря которой для смены цвета требуется всего…
05.03.2022
398
Улучшение системы подвесок для нанесения порошковых покрытий
Улучшение системы подвесок для нанесения порошковых покрытий
Каждый продукт, на который вы наносите покрытие, имеет свои собственные уникальные характеристики. И даже несмотря…
Скотт Ремпала
12.08.2020
154
Окончательная отделка поверхностей в аэрокосмической промышленности
Окончательная отделка поверхностей в аэрокосмической промышленности
Спустя 80 лет, мы вспоминаем, какой вклад внесла окончательная отделка в космические проекты NASA.
Кит Эйдшун
11.06.2019
588
Самовосстанавливающееся покрытие на основе поли(мочевиноформальдегидных) микрокапсул
Самовосстанавливающееся покрытие на основе поли(мочевиноформальдегидных) микрокапсул
В недавно опубликованной статье описывается полимеризация на месте, свойства и области применения самовосстанавливающегося покрытия на…
04.01.2022
147
Инновации в сфере умных, высокоэффективных ингибиторов коррозии
Инновации в сфере умных, высокоэффективных ингибиторов коррозии
По имеющимся оценкам, на данный момент в странах ЕС 786 000 рабочих подвергается воздействию токсичного,…
Джорджия Какасе
18.05.2021
201
Akzo Nobel ожидает, что ее Российские заводы обанкротятся
Akzo Nobel ожидает, что ее Российские заводы обанкротятся
Голландский производитель красок и покрытий Akzo Nobel (AKZO.AS) ожидает, что его четыре завода в России…
14.03.2022
489
Хромирование и напыление покрытий из паровой фазы с использованием алюминиевой мишени на полимерные подложки
Хромирование и напыление покрытий из паровой фазы с использованием алюминиевой мишени на полимерные подложки
Декоративные электроосажденные хромовые покрытия на пластиковых подложках производятся десятилетиями. По экологическим соображениям произошел переход с…
Эмад Бехдад, Мохаммад Джанатян, Джавад Сахебан, Мохсен Дарзи
07.06.2021
426
Фитиновая кислота повышает огнестойкость древесины
Фитиновая кислота повышает огнестойкость древесины
В недавно опубликованном исследовании изучали влияние фитиновой кислоты на огнестойкость и адгезионные характеристики поли(винилспиртового) гидрогелевого…
02.01.2022
142