DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2023.8(39).1.20-27

Дослідження впливу температури електроліту при імпульсному анодуванні на властивості поверхневих шарів технічного алюмінію

В.М. Гвоздецький, С.І. Маркович, Х.Р.Задорожна, М.М. Студент

Об авторах

В.М. Гвоздецький, старший науковий співробітник, кандидат технічних наук, Фізико-механічний інститут НАН України, м. Львів, Україна, e-mail: gvosdetcki@gmail.com

С.І. Маркович, доцент, кандидат технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, e-mail: marko60@ukr.net, ORCID ID: 0000-0003-1393-2360

Х.Р.Задорожна, науковий співробітник, кандидат технічних наук, Фізико-механічний інститут НАН України, м. Львів, Україна, e-mail: 880988@ukr.net, ORCID ID: 0000-0002-1310-6467

М.М. Студент, старший науковий співробітник, професор, доктор технічних наук, Фізико-механічний інститут НАН України, м. Львів, Україна, e-mail: student.phmi@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-5992-5898

Анотація

Імпульсне анодування формує оксидні шари на алюмінієвих сплавах, що дозволяє отримати поверхневі шари з високою твердістю (до 2000 HV), низьким коефіцієнтом тертя, високою адгезією до металевої основи та низькою екологічною небезпекою. Проведено дослідження впливу температури імпульсного анодування на структуру та зносостійкість анодованих шарів. Встановлено, шо більше молекул води та сірки в анодованому шарі, то менша його мікротвердість та абразивна зносостійкість. Мінімальний знос анодованого шару, а значить найвищу його зносостійкість, зафіксовано для шарів, синтезованих за температури анодування -8ºС, а максимальний знос та найменшу зносостійкість за температури анодування -5ºС. Висока зносостійкість анодованих шарів, синтезованих за температур електроліту від -8 до +10ºС за умов тертя без мащення зумовлена наявністю кристалічної води в анодованому шарі.

Ключові слова

алюмінієві сплави, температура імпульсного анодування, структура, твердість, зносостійкість

Повний текст:

PDF

Посилання

1. Junghoon Lee, Yonghwan Kim, Heuiun Jang, Uoochang Jung and Wonsub Chung (2011). Cr2O3 Sealing of Anodized Aluminium Alloy by Heat Treatment. Procedia Engineering, 10, P. 2803–2808 [in English]

2. Ivasenko, I.B., Zadorozhna, Kh.R., Posuvailo, V.M. et al. (2019). Otsinka rozpodilu vkliuchen i defektiv plazmoelektrolitnykh i lazerno modyfikovanykh pokryttiv na aliuminiievykh splavakh [Evaluation of the distribution of inclusions and defects of plasma-electrolyte and laser-modified coatings on aluminum alloys] . Naukovi notatky : Mizhvuzivskyi zbirnyk  Scientific notes: interuniversity. coll, Vol. 66, 135–140 [in Ukrainian]

3. Pylypenko, O.I. (Eds.). (2016). Elektrokhimichne oksyduvannia aliuminiiu i yoho splaviv : Metodychni vkazivky do laboratornoi roboty dlia studentiv spetsialnosti «Tekhnichna elektrokhimiia» dennoi ta zaochnoi form navchannia [Electrochemical oxidation of aluminum and its alloys: method. directions to the lab. do for full-time and part-time students of the "Technical Electrochemistry" specialty] . Kharkiv : NTU «KhPI» [in Ukrainian]

4. Shih, H. & Tzou, S. (2000). Study of anodic oxidation of aluminum in mixed acid using a pulsed current. Surface and Coatings Technology. 124, P. 278–285 [in English]

5. Stoiev, P.I., Lytovchenko, S.V., Hirka, I.O. & Hrytsyna, V.T. (2019). Khimichna koroziia ta zakhyst metaliv [Chemical corrosion and protection of metals]. Kharkiv : KhNU imeni V. N. Karazina [in Ukrainian]

6. Li-Rong Zhao, Jian Wang, Yan Li, Cheng-Wei Wang, Wei-Min Liu. (2010). Anodic aluminum oxide films formed in mixed electrolytes of oxalic and sulfuric acid and their optical constants / Physica B: Condensed Matter, 405, №11, P.456-460 [in English]

7. Kwolek P., Krupa K., Obłój A., Kocurek P., Wierzbińska M. & Sieni J.. (2018). Alloy in the hard anodizing process / Journal of Materials Engineering and Performance, 27, P. 3268–3275 [in English]

8. Student, M.M., Hvozdetskyi, V.M., Veselivska, H.H. et al. (2021). Vplyv skladu elektrolitu na kharakterystyky syntezovanoho pid chas tverdoho anoduvannia aliuminiiu oksydnoho sharu [Influence of the electrolyte composition on the characteristics of the oxide layer synthesized during hard anodization of aluminum]. Tsentralnoukrainskyi naukovyi visnyk. Tekhnichni nauky – Central Ukrainian scientific bulletin. Technical sciences, Issue 4 (35), 63–69 [in Ukrainian]

9. Veselivska, H.H., Sirak, Ya.Ya., Hvozdetskyi, V.M. et al. (2017). Znosostiikist ta koroziina tryvkist PEO shariv na pokrytti zi splavu D16 [Wear resistance and corrosion resistance of PEO layers on D16 alloy coating] . Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn : zahalnoderzh. mizhvid. nauk.-tekhn. zb  Design, production and operation of agricultural machines: general government. between science and technology coll, Issue 47, part. 2, 31-37 [in Ukrainian]

10. Student, M.M., Pokhmurska, H.V. & Hvozdetskyi, V.M. et al. (2018). Bahatofunktsionalni elektroduhovi pokryttia [Багатофункціональні електродугові покриття]. Lviv : Prostir-M [in Ukrainian]

Пристатейна бібліографія ГОСТ

  1. Cr2O3 Sealing of Anodized Aluminium Alloy by Heat Treatment / Junghoon Lee, Yonghwan Kim, Heuiun Jang, Uoochang Jung and Wonsub Chung. Procedia Engineering. 2011. 10. P. 2803–2808.
  2. Оцінка розподілу включень і дефектів плазмоелектролітних і лазерно модифікованих покриттів на алюмінієвих сплавах / І.Б. Івасенко та ін. Наукові нотатки: міжвуз. зб., 2019. Вип. №66. С. 135–140.
  3. Електрохімічне оксидування алюмінію і його сплавів: метод. вказівки до лаб. роб. для студентів спеціальності «Технічна електрохімія» денної та заочної форм навчання / уклад.: О.І. Пилипенко. Х. : НТУ «ХПІ», 2016. 36 с
  4. Shih H., Tzou S. Study of anodic oxidation of aluminum in mixed acid using a pulsed current. Surface and Coatings Technology. 2000. 124. P. 278–285.
  5. Хімічна корозія та захист металів : навчальний посібник / П. І. Стоєв та ін. Х. : ХНУ імені В. Н. Каразіна, 2019. 216 с
  6. Anodic aluminum oxide films formed in mixed electrolytes of oxalic and sulfuric acid and their optical constants / Li-Rong Zhao, Jian Wang, Yan Li, Cheng-Wei Wang, Wei-Min Liu. Physica B.: Condensed Matter. 2010. 405. №11. P.456-460
  7. Alloy in the hard anodizing process / P. Kwolek, K. Krupa, A. Obłój, P. Kocurek, M. Wierzbińska, J. Sieni. Journal of Materials Engineering and Performance. 2018. 27. P. 3268–3275
  8. Вплив складу електроліту на характеристики синтезованого під час твердого анодування алюмінію оксидного шару / М.М. Студент та ін. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки : зб. наук. пр. 2021. Вип. 4 (35). С. 63–69.
  9. Зносостійкість та корозійна тривкість ПЕО шарів на покритті зі сплаву Д16 / Г. Г. Веселівська та ін. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин : загальнодерж. міжвід. наук.-техн. зб. 2017. Вип. 47, ч. 2. С. 31-37.
  10. Багатофункціональні електродугові покриття : монографія / М. М. Студент та ін. Львів : Простір-М, 2018. 335 с.

Copyright (c) 2023 В.М. Гвоздецький, С.І. Маркович, Х.Р.Задорожна, М.М. Студент