Тема реферата: Анодное оксидирование металла

Реферат на тему "Анодное оксидирование металла" содержит следующие главы:
Введение.
1. Виды анодирования.
2. Процесс анодного оксидирования.
3. Оборудование и приспособления.
4. Подготовка детали для анодного оксидирования.
5. Анодное оксидирование меди и ее сплавов
6. Анодное оксидирование цинка и кадмия.
7. Анодное оксидирование титана
8. Анодное оксидирование алюминия и его сплавов.
9. Применение анодированного алюминия.
10. Автоматизация процесса анодирования.
Заключение.
Список литературы.
P.S. Во время сдачи работы никаких пререканий со стороны преподавателя не возникало.

[b]Анодное оксидирование титана.[/b]

Титан и его сплавы отличаются низкой износостойкостью, что затрудняет их применение для деталей, работающих в условиях фрикционного износа. В резьбовых соединениях наблюдается задирание и наволакивание металла. Титан недостаточно устойчив в некоторых химических средах (растворы серной, соляной, фосфорной кислот). Для устранения этих недостатков рекомендуется применять оксидные покрытия. Тонкие оксидные пленки улучшают фрикционные свойства, повышают химическую стойкость металла, изменяют окраску его поверхности. Пленки повышенной толщины обладают хорошей адсорбционной способностью.

Оксидирование проводится анодной обработкой деталей в растворах серной, щавелевой, фосфорной, хромовой кислот или их смесей, иногда с добавками других компонентов. Оксидные пленки черного цвета, повышающие стойкость титана в 40 %-ной H2SO4, могут быть получены анодной обработкой его в 18 %-ном растворе H2SO4 по следующему режиму: температура электролита 80 °С, плотность тока 0,5 А/дм2, продолжительность обработки до 8 ч. Толщина получаемых при этом пленок около 2,5 мкм. Оксидные пленки толщиной около 1 мкм получаются при электролизе в течение 2 ч при 100 °С и плотности тока 1 А/дм .

Фрикционные свойства титановых деталей улучшаются, если на их поверхность нанесены оксидные пленки толщиной 0,2-0,3 мкм. Такие покрытия формируются в 5 %-ном растворе щавелевой кислоты. Электролиз ведут при 18-25 °С в течение 60 мин. Анодную плотность тока в начале процесса устанавливают I - 1,5 А/дм2 и поддерживают постоянной в течение 5-10 мин, напряжение на ванне за это время повышается до 100-120 В. В дальнейшем плотность тока понижается до 0,2-0,3 А/дм2. При эксплуатации в отсутствии смазки лучшие результаты показывают оксидные пленки, полученные при указанных условиях, за исключением температуры, которая должна быть понижена до 6-8 °С. Использование коллоидно-графитовой смазки еще больше повышает износостойкость оксидированной поверхности.

Для получения оксидных пленок толщиной 20-40 мкм предложен электролит, содержащий (г/л) 350-400 H2SO4 и 60-65 HCl. Анодную обработку ведут при 40-50 °С; плотность тока ступенчато повышают через каждые 2-3 мин на 0,5 А/дм2 до напряжения пробоя, после которого устанавливается плотность тока 2-4 А/дм2, при которой продолжают электролиз до получения пленки требуемой толщины.

Цвет оксидных пленок зависит от состава титанового сплава и условий его анодирования. При обработке сплава ВТ-5 в 15 %-ном растворе H2SO4 с повышением температуры и напряжения на ванне окраска формируемых пленок изменяется от светло-коричневой до фиолетовой. Увеличение продолжительности электролиза также сказывается на окраске пленок. Меньшая зависимость окраски оксидных пленок от температуры электролита была выявлена для процесса оксидирования титана в растворе, содержащем (г/л) 140 СrОз и 4 Н3SО3 Цвет пленки в данном случае изменялся с продолжительностью электролиза при постоянном напряжении или с величиной приложенного напряжения. Так, при обработке титана ВТ1-0 в течение 15 мин и повышении напряжения от 5 до 50 В цвет пленки сначала был бледно-коричневый, затем синевато-фиолетовый и потом золотисто-желтый. При постоянном напряжении 50 В и увеличении продолжительности электролиза от 1 до 15 мин цвет пленки изменялся от светло-голубого до золотисто-желтого.

Оксидирование в хромово-борном электролите указанного состава ведут при 95-100 °С, напряжении 50-60 В в течение 2 ч. На титане ВТ-1 формируются оксидные пленки темно-коричневого цвета, на сплаве ОТ4-1 - черного цвета.

Для получения на титане и его сплавах равномерно окрашенной пленки, отличающейся стойкостью против коррозии, предложено вести анодирование в разбавленном растворе гидроксида натрия при анодной плотности тока не выше 2,5 А/дм .

Электрохимическое оксидирование резьбовых деталей из титановых сплавов можно проводить в импульсном режиме2, когда постоянный ток подается на ванну импульсами, чередующимися с перерывами тока. В зависимости от соотношения продолжительности периодов подачи и перерыва тока изменяются толщина и свойства формирующихся пленок. Для обработки сплавов ВТЗ-1, ВТ20, ВТ5-Л применяется электролит, содержащий 200-210 мл/л серной кислоты (плотность 1,84) и 10-20 мл/л фосфорной кислоты (плотность 1,7) при анодной плотности тока в импульсе 5-10 А/дм2, длительности импульса 0,2 с, длительности перерыва тока 0,8 с, частоте 60 импульсов в секунду.



[b]Автоматизация процесса анодирования[/b].

Из автоматизированного оборудования наибольшее распространение получили кареточные линии с жестким циклом и автооператорные линии с программным управлением. Линии первого типа применяют в основном в крупносерийном и массовом производстве, для которого характерна стабильность технологических процессов. Линии второго типа более универсальны; область их применения – от единичного до массового производства.

Кареточные линии с жестким циклом.

Линии этого типа применяют для анодирования деталей по одному технологическому процессу. Они обеспечивают высокую производительность, доходящую до 100 м2/ч для анодных покрытий. По принципу загрузки линии разделяют на подвесочные, колокольные, барабанные, шнековые и автоматы для получения покрытий на проволоке и ленте. По характеру расположения ванн в автоматической линии их подразделяют на кареточные овальные, кареточные круглые, карусельные и шнековые.

Кареточные овальные линии представляют собой совокупность ванн, установленных в порядке технологической последовательности операций. Между рядами ванн расположены устройства для горизонтального и вертикального перемещения кареток. В подвесочных линиях каретка перемещает подвески от одной позиции к другой. Свое название овальная линия получила от характерного для нее расположения ванн в виде овала.

В зависимости от назначения ванны снабжают устройствами для нагрева и перемешивания электролита, штангами и т. п. В автоматической линии обычно предусмотрена также сушильная камера с подогревом воздуха от калорифера.

Для кареточных круглых линий характерно расположение ванн по окружности. В центре окружности располагается гидропривод для вертикального перемещения кареток. Перемещение кареток горизонтальной плоскости осуществляют с помощью храпового механизма с гидравлическим приводом.

В карусельных линиях в центре ванн, размещенных по окружности, располагается карусель, служащая для подъема и перемещения подвесок или барабанов.

Для покрытия мелких деталей служат шнековые автоматы. В них детали с помощью шнека передвигаются по изогнутому желобу, который частично в необходимых местах погружен в ванны.

Линии компонуют в основном из унифицированных деталей и выполняют с гидравлическими приводами.

По заданной производительности и габаритным размерам деталей выбирают типоразмеры подвески и устанавливают загрузку на подвеску.

Темп выхода подвесок:

Т= 60f/F,

где f-площадь изделий, загружаемых на подвеску, м2; n-число анодных рядов; F-производительность линии, м2/ч.

Число позиций в ванне:

m=T_0/T,

где Т0-заданная продолжительность операции, мин; Т-темп выхода подвесок, мин.



Автооператорные автоматические линии.

Линии этого типа предназначены для обработки деталей на подвесах или в барабанах по одному или нескольким технологическим процессам. Они обеспечивают производительность анодирования до 60 м2/ч при анодировании на подвесах и до 90 м2/ч в барабанах. Линии обычно содержат один или два ряда ванн, размещенных прямолинейно в порядке выполнения технологических операций, автооператоры, направляющие рельсы для автооператоров, захватные устройства для удержания подвесок и барабанов, сушильную камеру, площадку обслуживания, командоаппарат и другие приспособления. Привод автооператоров обычно выполняют электромеханическим.

Для линий этого типа характерна возможность выполнения одним автоматом анодирования по нескольким программам, возможность быстрой настройки на нужную программу. Последовательность технологических операций определяется программой, вносимой в командоаппарат. В соответствии с этой программой автооператоры перемещают детали. Автооператоры имеют индивидуальный привод, с помощью которого они могут выполнять горизонтальное и вертикальное перемещение деталей.

Автооператоры могут быть расцепляемыми и нерасцепляемыми. В первом варианте автооператор может быть отделен от штанги, несущей подвеску, и перемещен для выполнения операций на других ваннах.

В зависимости от монтажа автооператоров различают консольные, тельферные и портальные линии.

Консольные автооператоры имеют боковую направляющую и не требуют для своего размещения большой высоты цеха. Однако их грузоподъемность не превышает 250 кг.

Тельферные автооператоры располагают на монорельсе, смонтированном над ванными. Эти линии более грузоподъемны и стабильны в работе. Однако они менее удобны в монтаже и обслуживании.

Портальные автооператоры имеют простую конструкцию, большую грузоподъемность и высокую надежность в работе. Автооператор в них перемещается по рельсовому пути, расположенному с двух сторон вдоль бортов ванн. Автооператоры могут иметь два захватных механизма, направленных в противоположные стороны, и, таким образом, образом обслуживать две ванны.

Расчет линий выполняют в такой последовательности. По заданной производительности и габаритным размерам деталей выбирают типоразмеры электромеханических ванн, ванн химической обработки и промывочных и устанавливают загрузку на подвеску.