147102. lajstromszámú szabadalom • Eljárás különlegesen vastag és nagykeménységű oxidréteg előállítására alumíniumon anódos oxidáció útján
,. Megjelent: 1980. július 1. &-£ , . .... ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 147.102 SZÄM 48. a. 11 — 16. OSZTÁLY — FE—438. ALAPSZÁM Eljárás különlegesen vastag és nagykeménységű oxidréteg előállítására alumíniumon anódikus oxidáció útján Fémipari Kutató Intézet, Feltalálók: dr. Csókán Pál (45%), Lichtenberger Endréné (20%), Simon Ferenc (15%), dr. Domony András (10%), Kukovics József (10%) A bejelentés napja: 1959. március 3. A találmány tárgyát képező eljárás 150—250 mikron vastag extrakemény oxidréteg alumínium, ill. alumíniumötvözeteken anódikus oxidáció útján történő előállítására vonatkozik. Ismeretes, hogy világszerte végeznek olyan kísérleteket, amelyekkel a munkafeltételek szokványos határainak kiterjesztése útján az anódikus oxidáció paramétereit megváltoztatni, s annak eredményeként új, eddig alig, vagy egyáltalában nem ismert tulajdonságú oxidbevonatokat előállítani törekednek. Ilyen kísérletek folynak pl. a vastag, kopásálló és igen kemény, tehát nem anynyira dekorációs, mint inkább műszaki felhasználásra alkalmas oxidbevonatok előállítására. A külföldi kísérletek fő jellegzetességének az elektrolit-hőmérséklet 10 C° alá, egyes esetekben 0 C° körüli hőfokra való csökkentését tekinthetjük. Az elektrolit csaknem minden esetben kénsav, melynek 10—25%-os töménysége általában azonos a szokványos anódos oxidációnál alkalmazott fürdő koncentrációval. A kezdő oxidáló feszültséget 20— 25 V-ra állítják be, ezt az oxidréteg vastagodásnak előrehaladásával 2—3-szorosára, egyes külföldi eljárásoknál 10—15-szörösére, tehát igen nagy végfeszülteégre kell emelni. Az áramsűrűséget 1—5 A/dm2 határok közt tartják. A szakirodalomban leírt módszerekkel legfeljebb 35—125 mikron vastag, pórusszegény, tömör szerkezetű oxidréteg állítható elő 60—120 perc alatt. Ezen bevonat általában 350—450 kg/mm2 Vickers keménységű. A keményoxid kopásállósága — eredetileg is sima, vagy mechanikailag utólagosan simított felület esetén — a betétben edzett acélénál 50%-kal, a keménykróm bevonaténál mintegy 10%-kal jobb. A réteg átütési feszültsége 1000 V körül van, tehát igen jó szigetelő tulajdonságú. Korrózióval szemben mutatott ellenállóképessége ugyancsak kiválónak mondható. A kemény-oxid bevonat színe az alapfém összetételétől függően világosszürkétől feketésszürkéig változhat. Ellentétben a szokványos oxidbevonattal festékoldatokban alig, vagy egyáltalában nem színezhető. Az ismert eljárások hátránya, hogy a kemény oxidréteg előállítása viszonylagosan nagy oxidoldó képességű, tömény elektrolitban történik, amiáltal az oxidréteg vastagsága és keménysége a megadott kb. t00 mikron vastagság és 450 kg/mm2 Vickers keménység fölé nem növelhető. Rendkívül érzékenyek továbbá a különböző eljárások az elektrolit hőfok ingadozására. A fürdőnek már 2—3 C°-kal történő melegedése az oxidhártya tulajdonságait nagymértékben rontja. Az általunk kidolgozott és az alábbiakban közölt eljárásunk a fenti hiányosságok kiküszöbölésére alkalmas. Eljárásunk lényege abból áll, hogy az oxidációt kis oxidoldó képességű, híg elektrolitban — előnyösen 0,5—2,5%-os kénsavban, 40—60 V-os cellafeszültséggel, +5 . . .—5 C° hőmérsékleti határokon belül' — végezzük. Az adott elektrolit a közölt áram- és hőmérsékietviszonyok mellett az. alumínium felületén 150 mikronnál vastagabb és 450 kg/mm2 Vickers-nél keményebb oxidhártya kialakítására alkalmas. Eljárásunk elektrolitja továbbá sem a hőfok ingadozásokra, sem az összetétel változásokra nem érzékeny. Ezáltal módszerünk az eddig ismert eljárásokhoz viszonyítva lényeges, műszaki fejlődést jelent. Kiviteli példa: A keményoxid réteggel bevonandó alumíniumtárgyat szokásos módon, 80—90 C° hőmérsékletű 10%-os nátronlúgoldatban zsírtalanítani, majd 1 : 1 hígüású salétromsavban pácolni kell. Az oxidálást hármasfalú kádban végezzük. A külső és középső kádfal közt megfelelő hőszigetelő anyag (pl. üveggyapot), a középső és belső kádfal között pedig jég + konyhasó vagy jég -f- nátronsalétrom hűtőkeverék van. A kád belsejét 2—3 mm vastag ólomlemezzel kell bélelni.
