181135. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kopásálló kemény oxidréteg előállítására szobahőmérsékletű, szerves sav-alapú elektrolitban alumíniumon és ötvözetein
5 181135 6 SEN 317 típusú kopásállóságvizsgáló berendezéssel határoztuk meg. A táblázat adatainak összehasonlításából megállapítható, hogy a találmányunk szerinti eljárással előállított réteg keménysége a többi, a jelentős hűtési igény miatt nagyobb beruházást és üzemi költséget igénylő keményanódos oxidáló eljárással kialakított rétegek keménységértékeknek tartományában van, s a mért kopásállóság is eléri a drágább eljárások által biztosított értékeket. Az eljárás szerint készült réteg keménysége a rétegen belül egyenletes, szemben a hűtött kénsavban készült rétegekkel, ahol általában a réteg keménysége az oxidréteg felületéhez közel kisebb, mint az oxidréteg-fém határfelületen. Az eljárással kialakított rétegek egyéb tulajdonságai, így korrózióállósága, hővezetőképessége, elektromos szigetelőképessége igen jó, az egyéb anódos oxidáló eljárásokkal gyakorlatilag elérhető tulajdonságbeli értékeket biztosítja. A találmány szerinti eljárás alkalmazásakor a réteg képződési sebessége - ahogy a többi eljárásnál is - igen sok paraméter függvénye. így nagymértékben befolyásolhatja az alapanyag (alumíniumötvözet) típusa, összetétele, az adott berendezés geometriai felépítése, a felületkezelendő munkadarabok kiképzése, alakja, stb. az adott idő alatt kialakuló réteg vastagságát. Az általunk vizsgált esetekben a rétegképződés sebessége nem rosszabb az egyéb eljárásokénál tapasztalható értékeknél, így pl. AlMgSiO, 5 ötvözet esetén lemez alakú munkadarab anódos oxidációjakor a reálisan alkalmazott 10-120 perces kezelési idő alatt 0,5-0,8 pmjperc rétegképződési sebességet lehet elérni. Az anódos oxidációt követően a felhasználási céltól függő utókezelést lehet alkalmazni. Különböző korróziós és koptató igénybevételek együttes fellépésekor megfelelő tisztaságú forró vízben való pórustömítést kell alkalmazni. Igen erős koptató igénybevétel esetén a tömítő utókezelés elhagyásával, mechanikai felület utókezelést, pl. hónoiást, polírozást lehet végezni, (pl, hidraulikus, pneumatikus alkatrészeknél) illetve különleges siklási követelmények esetén a megfelelően polírozott felületre vékony műanyag filmet biztosító utókezelés alkalmazható (pl. szelepeknél). Találmány szerint késziát kemény, kopásálló rétegek előnyösen ott alkalmazhatók, ahol olyan nagy tömegben gyártott munkadarabok felületkezelését kell megoldani, amelyeknek egyes felületei rendszeres koptató igénybevételnek vannak kitéve, például dugattyú hengerek belső, csúszó felületeit, hidraulikus berendezések egymáson elmozduló szerkezeteit célszerű kemény, kopásálló réteggel ellátni. A találmány szerinti eljárás kiviteli módjait az alábbi példákon mutatjuk be anélkül, hogy ezzel a találmány terjedelmét bármely vonatkozásban korlátoznánk: Az anódos oxidálásra kerülő munkadarabokat a szokásos technológia szerint 60-70°C hőmérsékletű, 15%-os nátriumhidroxidban zsírtalanítjuk és oxidmentesítjük, majd vizes öblítés után 1 :1 arányban hígított salétromsav oldatban pácoljuk. Ismételt vizes öblítés után következik az anódos oxidáció, azt követően vizes öblítés és esetenként utókezelés, pl. pórustömités. 1. példa A megfelelően előkészített AlMgSiO, 5 munkadarabot 100 g/liter szulfoszalicilsavat, 15 g/liter bórsavat, 15 g/liter mannitot és 5 g/liter kénsavat tartalmazó, 20 ± 2 °C hőmérsékletű elektrolitban anódként kapcsoljuk, s egyenárammal 56 V feszültségen átlagosan kb. 4 A/dm2 áramsűrűséggel 40 percig kezeljük. Katódként felületkezelés nélküli alumíniumlemezt kapcsolunk. A kezelés után vizes öblítés, majd szárítás következik. A felületen sötétszürke színű 20 pm vastagságú egyenletes oxidréteg képződik, amelynek keménysége metallográfiái csiszolaton mérve HV20 = 450 kp/mm2. 2. példa Az 1. példa szerinti munkadarab előkezelés, elektrolit és áramparaméterek alkalmazásával a kezelést 90 percig végezzük. A kapott réteg fekete színű, vastagsága 50 pm, keménysége a réteg teljes keresztmetszetében egyenletesen HV2 0 = 450-500 kp/mm2. 3. példa Az 1. példa szerinti felületkezelést A199.5 alapanyagon végezzük. A 40 perces kezelés esetén a réteg vastagsága 25 pm, keménysége HV2 0 = = 400 kp/mm. 4. példa Az 1. példa szerinti felületkezelést AIZnMg ötvözeten végezzük. A 40 perces kezelés után a réteg vastagsága 25 pm, keménysége HV20 = = 620 kp/mm2. 5. példa Az 1. példa szerinti munkadarabok előkezelés és elektrolit paraméterek alkalmazásával az anódos oxidációt 65 V egyenáramú feszültségen, 5,5 A/dm2 áramsűrűséggel 40 percig végezzük. A réteg vastagsága 30 pm, keménysége HV20 = 600 kp/mm2. 6. példa Az 1. példa szerinti munkadarabok előkezelés, elektrolit paraméterek alkalmazásával az anódos oxidációt olyan áramforrással végezzük, amely biztosítja a művelet során az egyenletes 5 A/dm2 áramsűrűséget (áramszabályozás). 40 perces kezelés után kapott réteg vastagsága 30 pm, keménysége HVJ0 =550 kp/mm2. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás kemény kopásálló anódos oxidréteg előállítására alumíniumon és ötvözetein anódos oxi-3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
