Лако-красочные материалы — производство

Этот способ был разработан в США Государственным бюро эталонов в процессе поисков нового процесса анодирования, который мог бы протекать при неизменном электронном напряжении, и который позволил бы избавиться от резвого обеднения раствора. Было найдено, что при содержании 5-10 % хромовой кислоты цикл обработки Бенгафа-Стюарта не является неотклонимым, но неизменное напряжение в 40 вольт может применяться в цикле обработки, на который требуется еще наименьшего времени. Очевидно, коэффициент использования тока миниатюризируется до того времени, пока не будет достигнута сдерживающая высота покрытия, когда темп роста равен темпу распада.

Эдвардсом и Келлером провели измерения на 3-х дюралевых сплавах в процессе ускоренного процесса анодирования хромовой кислотой. Использовались последующие сплавы: 1200-0 (на техническом уровне незапятнанный алюминий), 2024-Т (сплав Al-Cu-Mg-Mn), и литейный сплав Al-4,5%Cu-0,8%Si (195-Т4). Они были обработаны в 8 % растворе хромовой кислоты при температуре 35°С и электронном напряжении 40 вольт в течение 30 минут. Благодаря этому же способу было образовано покрытие шириной 0,14 мил (3,5 µм) на 1200-0, 0,12 мил (3,0 µм) на 2024-T и 0,10 мил (2,5 µм) на 195-T4. Поперечник эталона для тесты, прошедшего процесс анодирования,  изменялся в согласовании со сплавом и положением самого эталона, но в любом случае он не превосходил 0,08 мил.

Покрытие, образованное в ускоренном процессе, может быть уплотнено в жаркой воде при температуре 82-93°С либо же окрашено, а потом уплотнено в растворе уксуснокислого никеля (0,4 унций/галлон; 2,5 г/л) при показателях уровня  рН = 5,0.

Прелингер утверждал, что концентрация свободной хромовой кислоты составляет приблизительно 5-6 унций/галлон (31-37 г/л) – это минимум, при котором в концентрированном растворе хромовой кислоты появляется анодное покрытие, способное сопротивляться солевому туману в согласовании с военными стандартными требованиями США MIL-A-8625A.

Благодаря своим преимуществам процесс анодирования при неизменном электронном напряжении с внедрением 9-10 % раствора хромовой кислоты практически стопроцентно поменял собой способ Бенгафа-Стюарта в США. В Англии его пробовали использовать на практике Брейс и Пик, которые при температуре 54°С и напряжении 30 вольт получили покрытие шириной 5 µм в течение 20 минут и 10 µм в течение 1-го часа, как показано на рис. 7-38. При обозначенных значениях коэффициент использования тока был равен 30 %. Были получены отличные результаты на сверхчистых сплавах (S1) и на сплавах 1200 (SIC), 6063 (HE9), 6082 (HE30), 3103 (N3), 5251 (N4), 5154(N5) и 5056A (N6). Покрытие серого цвета было получено на 3103 (NS3), а тонкое и достаточно мягкое покрытие – на 2014A (H15). Если эти эталоны обладали высочайшей пористостью, то в итоге литья в формы LM4M, LM5M, LM8, LM10W, LM11W и LM16W можно было получить полностью удовлетворительные покрытия. В отличие от покрытий, образованных при использовании процесса Бенгафа-Стюарта, эти покрытия имеют симпатичный вид и, будучи непрозрачными,  имеют сходство с эмалированным покрытием. Это является следствием того, что во время процесса анодирования происходит маленькое травление алюминия. После расцветки получаются изделия симпатичного вида, и при использовании органических красок получаются цвета желтоватого, бронзового, оранжевого, голубого, бирюзового, зеленоватого, красноватого и темного цветов. Упругость такового покрытия существенно превосходит упругость покрытия, образованного серной кислотой, которое, невзирая на низкое сопротивление изнашиванию, лучше переносит температурные конфигурации.

Харрис также испытал процесс анодирования в 10 % растворе хромовой кислоты за приблизительно таковой же период времени, применив однофазовый выпрямленный ток, для проверки КПД образования покрытия либо количество алюминия в покрытии, выраженного в процентном соотношении к полному количеству алюминия, участвующего в реакции во время процесса анодирования. Результаты молвят, что при таковой крепости кислоты наилучшей температурой для более действенного образования покрытия является 30-40°С, но высота покрытия в данном случае будет очень маленькая. Очень толстые покрытия, образованные при различных критериях, выполняются при низком КПД, наименее 22 %, указывая на  лишний распад покрытия и, тем, на его низкое качество. Несоответствие форм кривых на графике показывает на нестабильные условия, от интенсивности смешивания зависит то, сколько оксида остается на поверхности в виде пленки. Еще наилучшие результаты были получены при применении шестифазного выпрямленного тока, но снова же с низким КПД. Следует также отметить, что при фиксировании этих результатов, как и тех, что были получены Брейсом и Пиком, подсчеты толщины проводились методом обдирания и взвешивания покрытия при предполагаемой плотности 2,5, что не является удовлетворительным показателем для покрытий, образованных с низким КПД.

Умопомрачительно, что способ анодирования хромовой кислотой до сего времени употребляется без каких-то особенных конфигураций. Невзирая на то, что при использовании способа анодирования серной кислотой раскрывается обширное поле для тестов с целым рядом разных критерий обработки, по не поддающейся объяснению причине до сего времени употребляется этот практически ритуальный процесс, состоящий из сложных циклов конфигурации электронного напряжения  (способ Бенгафа-Стюарта). Реальная причина этого осталась кое-где в прошедшем и, может быть, вначале она даже связана с ограничением электроснабжения. Более умопомрачительно и то, что некие особенности способа анодирования хромовой кислотой были обнаружены достаточно не так давно, и так не достаточно было понятно об их сути. К примеру, принципиальная роль содержания солей серной кислоты не была изучена прямо до 1945 года; совершенно прозрачное покрытие будет непрозрачным на незапятнанных металлах; колебание напряжения является очень нехорошим условием для процесса анодирования; покрытие будет  броским и незапятнанным, если в базисном металле имеется хоть маленькое содержание меди (если не произойдет травления, что очень возможно при использовании способа Бенгафа-Стюарта, при очень высочайшем содержании меди).

Скотт и Томас применяли способ анодирования хромовой кислотой с неизменным электронным напряжением более 30 лет, а в ближайшее время – с применением неизменного тока. Они употребляют 30 г/л раствора хромовой кислоты при температуре 45°С и, если мощность выпрямителя либо генератора позволяет, наращивают напряжение до 45 вольт, чтоб плотность тока равнялась 0,5 А/дм2 (5 А/квадратный фут), при которой в течение 60 минут появляется покрытие шириной 5 µм (0,2 мил). Вправду, чтоб стопроцентно держать под контролем процесс анодирования и избежать возникновения травления на медных сплавах, рекомендуется прирастить напряжение как можно резвее при относительно высочайшем электронным токе. В итоге анодирования на сплаве 2014А (4 % Cu) при неизменном электронном напряжении в течение 45 минут было получено покрытие шириной 4 µм, в сопоставлении с шириной только 1,9 µм при процессе Бенгафа-Стюарта, хотя оно и было существенно тверже, а снаружи было броским и незапятнанным. Электронное напряжение нужно поднять до 70 В, по сопоставлению со размеренным напряжением 45 В в случае с незапятнанным алюминием, но покрытие выходит неплохого свойства.

Французская компания «Алюминиум Франсэ» обрисовала способ анодирования с внедрением 15-19 % (вес) раствора хромовой кислоты при низкой температуре (ниже 30°С) и низком электронном напряжении (21-23 В). Этот способ просит маленький площади катода, которая соотносится с объемом электролита. Полагается, что при использовании этого способа наблюдается очень маленький расход хромовой кислоты из-за пероксидных реакций, протекающих на анодах. Очень благотворное воздействие также оказывает добавление в раствор перекиси водорода. Скорость процесса анодирования маленькая, но, все же, после 2-ух часов обработки можно получить пленку шириной 6 микрон. Позднее Печини получил патент на внедрение резвого процесса анодирования хромовой кислотой, при котором используется  100-200 г/л электролита хромовой кислоты при температуре 55-70°С, неизменном прямом напряжении 35-45 В и плотности тока на анодах 3,5-5 А/дм2. Площадь поверхности анодов приравнивается 1,7В-2,3В дм2, а площадь катода – менее, чем 0,06В дм2, где В обозначает объем электролита в литрах. При таких критериях скорость образования оксидной пленки приравнивается 1 микрон за минуту. Покрытие выходит непрозрачным и обладает хорошей  окрашиваемостью и эластичностью. Время анодирования не должно превосходить более 10 минут, но, все же, покрытие может достигать толщины до 10 микрон.

Созданием толстого покрытия способом анодирования хромовой кислотой также занимались и в Институте науки и техники при Манчестерском институте.171 Способ, разработанный его сотрудниками, содержит в себе внедрение 30-40 г/л электролита хромовой кислоты при температуре 55-70°С и очень высочайшем электронном напряжении около 90-150 В. Плотность используемого неизменного тока равна 1,5 А/дм2, что относительно много для анодирования хромовой кислотой. Этим методом было получено покрытие шириной 25 микрон в течение 90 минут. Соотношение анод:катод приравнивается 15-30:1, при всем этом требуется очень насыщенное пневматическое смешивание, направленное на аноды. Молер172 рассматривал процесс анодирования хромовой кислотой авиационных сплавов серии 7000 (Al-Zn-Mg) и 2000 (Al-Cu) и сделал вывод, что наилучшим является процесс анодирования с применением неизменного электронного напряжения 22 В. Авиационно-космическая компания Англии «Бритиш аэроспейс» также заявляет о преимуществах анодирования хромовой кислотой при высочайшей температуре. При температуре выше 55°С возрастает поперечник пор, что упрощает подготовку изделия к процессу соединения склеиванием.