RU2353716C1 - Method of protective coating receiving on steel - Google Patents
Method of protective coating receiving on steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2353716C1 RU2353716C1 RU2007139570/02A RU2007139570A RU2353716C1 RU 2353716 C1 RU2353716 C1 RU 2353716C1 RU 2007139570/02 A RU2007139570/02 A RU 2007139570/02A RU 2007139570 A RU2007139570 A RU 2007139570A RU 2353716 C1 RU2353716 C1 RU 2353716C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plasma
- electrolytic oxidation
- steel
- products
- anode
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к способам нанесения защитных, в частности антикоррозионных, покрытий на изделия из стали, например изделия судового машиностроения, эксплуатируемые в коррозионно-активной среде, в частности в морской воде. Защитное покрытие должно являться барьером для проникновения к поверхности стали кислорода или хлорид-ионов, вызывающих коррозионный процесс.The invention relates to methods for applying protective, in particular anti-corrosion, coatings on steel products, for example, marine engineering products, operated in a corrosive environment, in particular in sea water. The protective coating should be a barrier to the penetration of oxygen or chloride ions to the surface of the steel, causing the corrosion process.
Известен способ оксидирования поверхности стали [1] с использованием асимметричного переменного тока в кислом электролите, содержащем соли меди или никеля, или кобальта, или кадмия, пассиватор и стабилизатор, при отношении катодной и анодной составляющих тока 1,5:1 или 2:1 при напряжении 15 или 20 В соответственно в течение 40-90 мин. Недостатком известного способа являются невысокие защитные свойства формируемых с его помощью покрытий, что обусловлено тем, что, несмотря на присутствие в составе электролита пассиватора и стабилизатора, его кислая среда и низкие значения формирующего напряжения обусловливают формирование покрытий недостаточной толщины, не обеспечивающих антикоррозионной защиты при эксплуатации в средах с высокой коррозионной активностью в коррозионных парах с титаном и сплавами на его основе.A known method of oxidizing the surface of steel [1] using asymmetric alternating current in an acidic electrolyte containing salts of copper or nickel, or cobalt, or cadmium, a passivator and a stabilizer, with respect to the cathodic and anodic components of the current 1.5: 1 or 2: 1 at voltage of 15 or 20 V, respectively, for 40-90 minutes The disadvantage of this method is the low protective properties of the coatings formed with its help, which is due to the fact that, despite the presence of a passivator and stabilizer in the electrolyte, its acidic environment and low values of the forming voltage cause the formation of coatings of insufficient thickness that do not provide corrosion protection during operation environments with high corrosivity in corrosive vapors with titanium and alloys based on it.
Известен способ микродугового нанесения защитного силикатного покрытия на углеродистую сталь [2] в щелочном электролите, включающем гидроксид калия и жидкое стекло, в два этапа: на первом этапе зажигают дугу при плотности тока 70-130 А/дм2, а затем снижают плотность тока до 5-25 А/дм2 и наращивают покрытие. Недостатком известного способа является то, что формируемое в известном электролите покрытие на стали при его длительной эксплуатации, в частности, в кислой среде не обеспечивает защитных антикоррозионных свойств вследствие разрушения с образованием гелеобразных продуктов гидролиза, в состав которых входит кремниевая кислота.A known method of microarc coating a silicate protective coating on carbon steel [2] in an alkaline electrolyte, including potassium hydroxide and water glass, in two stages: at the first stage, ignite the arc at a current density of 70-130 A / dm 2 , and then reduce the current density to 5-25 A / dm 2 and increase the coverage. The disadvantage of this method is that the coating formed on the steel in the known electrolyte during its long-term operation, in particular in an acidic medium, does not provide protective anticorrosion properties due to destruction with the formation of gel-like hydrolysis products, which include silicic acid.
Наиболее близким к заявляемому является способ обработки поверхности железа и стали с целью ее защиты от коррозии и износа [3], включающий предварительную обработку поверхности и ее последующее микродуговое (плазменно-электролитическое) оксидирование в биполярном режиме в течение 1-120 мин при плотности тока 1-300 А/дм2, Ua=200-1000 В, Uk=20-400 В и частоте источника энергии 1-2000 Hz в щелочном электролите, содержащем фосфат-, карбонат-, сульфат- или силикат-ионы.Closest to the claimed is a method of treating the surface of iron and steel to protect it from corrosion and wear [3], including preliminary surface treatment and its subsequent microarc (plasma-electrolytic) oxidation in bipolar mode for 1-120 min at a current density of 1 -300 A / dm 2 , Ua = 200-1000 V, Uk = 20-400 V and the frequency of the energy source is 1-2000 Hz in an alkaline electrolyte containing phosphate, carbonate, sulfate or silicate ions.
Вместо термина «микродуговое оксидирование» в настоящее время в научной и научно-технической литературе более используемым является термин «плазменно-электролитическое» или «плазменно-химическое» оксидирование, который более точно отражает суть процессов, происходящих на поверхности обрабатываемых металлов в электролитах под воздействием электрического тока.Instead of the term "microarc oxidation", the term "plasma-electrolytic" or "plasma-chemical" oxidation, which more accurately reflects the essence of the processes occurring on the surface of the processed metals in electrolytes under the influence of electric, is more used in the scientific and technical literature current.
Получаемые с помощью известного способа покрытия проявляют недостаточно высокие защитные антикоррозионные свойства вследствие своей значительной пористости, а также дефектов и неоднородной структуры их поверхностного слоя.The coatings obtained using the known method exhibit insufficiently high protective anticorrosive properties due to their significant porosity, as well as defects and the inhomogeneous structure of their surface layer.
Задачей изобретения является создание способа получения на поверхности стали покрытий, обладающих высокими защитными антикоррозионными свойствами при эксплуатации в коррозионно-активных средах за счет более однородной структуры и отсутствия дефектов поверхностного слоя покрытий.The objective of the invention is to provide a method for producing coatings on the surface of steel with high protective anticorrosive properties when used in corrosive environments due to a more uniform structure and the absence of defects in the surface layer of coatings.
Поставленная задача решается способом получения защитных покрытий на изделиях из стали, включающим предварительную обработку поверхности изделия и ее последующее плазменно-электролитическое оксидирование в биполярном режиме в щелочном фосфатсодержащем электролите, в котором в отличие от известного предварительную подготовку осуществляют путем плазменно-электролитического оксидирования в анодном режиме в течение 5-10 мин при напряжении формирования, изменяющемся от 0 до 180-200 В со скоростью 0,2-0,3 В/с, последующее плазменно-электролитическое оксидирование в биполярном режиме проводят в течение 5-10 мин при постоянном анодном напряжении 180-200 В, постоянной плотности катодной составляющей тока 0,5-1,0 А/см2 и соотношении продолжительности анодного и катодного периодов поляризации τа/τк=1, затем оксидированную поверхность изделия дополнительно обрабатывают путем нанесения высокодисперсного низкомолекулярного политетрафторэтилена и нагревания при 80-90°С в течение 50-70 мин, при этом плазменно-электролитическое оксидирование в анодном и биполярном режимах осуществляют в водном электролите следующего состава, г/л:The problem is solved by a method of producing protective coatings on steel products, including preliminary processing of the surface of the product and its subsequent plasma-electrolytic oxidation in bipolar mode in an alkaline phosphate-containing electrolyte, in which, in contrast to the known one, preliminary preparation is carried out by plasma-electrolytic oxidation in the anode mode in 5-10 minutes for a formation voltage varying from 0 to 180-200 V at a rate of 0.2-0.3 V / s, followed by plasma-electrolytic Bipolar oxidation is carried out for 5-10 minutes at a constant anode voltage of 180-200 V, a constant density of the cathode current component of 0.5-1.0 A / cm 2 and a ratio of the duration of the anode and cathode polarization periods τ a / τ k = 1, then the oxidized surface of the product is additionally treated by applying highly dispersed low molecular weight polytetrafluoroethylene and heating at 80-90 ° C for 50-70 min, while plasma-electrolytic oxidation in the anode and bipolar modes is carried out in aqueous ohm electrolyte of the following composition, g / l:
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Готовят электролит путем последовательного растворения в дистиллированной воде входящих в его состав компонентов: 15-30 г/л фосфата натрия Na3PO4·12Н2O, 10-25 г/л алюмината натрия NaAlO2 и 3,8-4,5 г/л гексацианоферрата (II) калия K4 [Fe(CN)6] и тщательно перемешивают. Подготовленный таким образом электролит перед использованием выдерживают не менее суток.An electrolyte is prepared by successively dissolving the constituent components in distilled water: 15-30 g / l sodium phosphate Na 3 PO 4 · 12H 2 O, 10-25 g / l sodium aluminate NaAlO 2 and 3.8-4.5 g / l potassium hexacyanoferrate (II) K 4 [Fe (CN) 6 ] and mix thoroughly. The electrolyte prepared in this way is kept for at least 24 hours before use.
Изделие из стали помещают в электролитическую ванну с электролитом, при этом изделие является одним из электродов, а в качестве противоэлектрода используют полый холодильник, выполненный из нержавеющей стали в виде змеевика, охлаждаемого проточной водой. В процессе оксидирования температуру электролита поддерживают таким образом, чтобы она не превышала 25°С.The steel product is placed in an electrolytic bath with an electrolyte, while the product is one of the electrodes, and a hollow refrigerator made of stainless steel in the form of a coil cooled by running water is used as a counter electrode. During the oxidation process, the temperature of the electrolyte is maintained so that it does not exceed 25 ° C.
На этапе предварительной обработки подают напряжение на электроды, реализуя потенциодинамический монополярный режим, при этом величину прилагаемого анодного напряжения увеличивают со скоростью 0,2-0,3 В/с в течение 5-10 мин от 0 до выбранного значения в интервале 180-200 В.At the pre-processing stage, voltage is applied to the electrodes, realizing a potentiodynamic monopolar mode, while the value of the applied anode voltage is increased at a speed of 0.2-0.3 V / s for 5-10 minutes from 0 to the selected value in the range of 180-200 V .
Затем, не снижая достигнутого напряжения формирования, переходят на биполярный (анодно-катодный) режим, сочетающий потенциостатический анодный (UA=180-200 В) и гальваностатический катодный режимы (jк=0,5-1,0 А/см2) при соотношении продолжительности анодного и катодного периодов поляризации τа/τк, равном 1, и продолжают обработку при выбранных значениях параметров в течение 5-10 мин.Then, without reducing the achieved formation voltage, they switch to a bipolar (anodic-cathodic) mode, combining the potentiostatic anodic (U A = 180-200 V) and galvanostatic cathodic modes (j к = 0.5-1.0 A / cm 2 ) when the ratio of the duration of the anode and cathode periods of polarization τ a / τ k equal to 1, and continue processing at the selected parameter values for 5-10 minutes
На полученное в результате двухступенчатого плазменно-электролитического оксидирования покрытие одним из известных способов (натиранием, погружением, погружением с использованием галтовки и др.) наносят низкомолекулярный высокодисперсный политетрафторэтилен (ПТФЭ) и нагревают при температуре 80-90°С в течение 50-70 мин.One of the known methods (rubbing, dipping, dipping using a tumbling, etc.) is applied to the coating obtained as a result of two-stage plasma electrolytic oxidation using low molecular weight highly dispersed polytetrafluoroethylene (PTFE) and heated at a temperature of 80-90 ° С for 50-70 min.
На первой стадии двухступенчатого плазменно-электролитического оксидирования в предлагаемом электролите при значениях напряжения, вызывающих протекание электрических микроразрядов на поверхности изделия, на ней формируется покрытие толщиной до 25 мкм, пористое, с кратероподобными углублениями диаметром до нескольких микрон.At the first stage of two-stage plasma electrolytic oxidation in the proposed electrolyte at voltage values causing electric microdischarges to flow on the product surface, a coating with a thickness of up to 25 μm, porous, with crater-like depressions with a diameter of up to several microns is formed on it.
На второй стадии плазменно-электролитического оксидирования в результате реализации на поверхности обрабатываемого стального изделия химических и электрохимических реакций с участием ионов Fe3+ и входящего в состав электролита гексацианоферрата (II) калия (желтая кровяная соль) образуется нерастворимый осадок гексацианоферрата (II) железа (III) синего цвета (нерастворимая берлинская лазурь):At the second stage of plasma-electrolytic oxidation, as a result of the implementation of chemical and electrochemical reactions involving Fe 3+ ions and potassium hexacyanoferrate (II) (yellow blood salt) on the surface of the treated steel product, an insoluble precipitate of iron (III) hexacyanoferrate (II) is formed ) blue (insoluble Prussian blue):
4Fe3++3[Fe(CN)6]4-→Fe4[Fe(CN)6]3↓, 4Fe 3+ +3 [Fe (CN) 6 ] 4- → Fe 4 [Fe (CN) 6 ] 3 ↓,
который заполняет поры формирующегося покрытия, что приводит к снижению его пористости и выравниванию поверхности. Наглядно об этом свидетельствует формирование покрытия темно-синего цвета.which fills the pores of the forming coating, which leads to a decrease in its porosity and surface leveling. This is clearly evidenced by the formation of a dark blue coating.
По данным рентгенофазового анализа в состав полученного покрытия преимущественно входят нерастворимые соединения: фосфат алюминия AlP04 и гексацианоферрат (II) железа (III) [Fe4(Fe(CN)6]3.According to x-ray phase analysis, the composition of the obtained coating mainly includes insoluble compounds: aluminum phosphate AlP0 4 and iron (III) hexacyanoferrate (II) [Fe 4 (Fe (CN) 6 ] 3 .
Дополнительная обработка покрытия низкомолекулярным высокодисперсным политетрафторэтиленом (ПТФЭ) обеспечивает окончательное заполнение пор, уплотнение и выравнивание поверхностного слоя покрытия за счет того, что высокодисперсные (0,1-1,0 мкм) сферические частицы низкомолекулярного ПТФЭ имеют чешуйчатое строение, при этом его чешуйки легко отслаиваются за счет механического воздействия при нанесении на поверхность и равномерно распределяются в порах и по поверхности покрытия. При термической обработке нанесенного полимерного слоя обеспечивается дополнительное выравнивание (уменьшение шероховатости) его поверхности в результате более равномерного распределения частиц ПТФЭ. Одновременно при термической обработке происходит выравнивание нанесенного высокодисперсного ПТФЭ по составу (молекулярному весу и температурным фракциям), что в конечном итоге способствует уплотнению полимерного слоя.Additional processing of the coating with low molecular weight finely dispersed polytetrafluoroethylene (PTFE) provides final pore filling, densification and alignment of the surface layer of the coating due to the fact that the finely dispersed (0.1-1.0 μm) spherical particles of low molecular weight PTFE have a scaly structure, while its flakes are easily peeled off due to mechanical stress when applied to the surface and evenly distributed in the pores and on the surface of the coating. During the heat treatment of the applied polymer layer, an additional leveling (reduction of roughness) of its surface is ensured as a result of a more uniform distribution of PTFE particles. At the same time, during heat treatment, the applied fine PTFE is equalized in composition (molecular weight and temperature fractions), which ultimately contributes to the compaction of the polymer layer.
В результате обработки предлагаемым способом изделия из стали на его поверхности формируется композиционное покрытие общей толщиной до 20-30 мкм, имеющее алюмофосфатный подслой, включающий также нерастворимое соединение железа (гексацианоферрат (II) железа (III) [Fe4(Fe(CN)6]3), и плотный беспористый поверхностный слой из низкомолекулярного ПТФЭ толщиной до 10 мкм с равномерной и гладкой поверхностью. Полученное покрытие благодаря двойному барьерному слою, препятствующему диффузии ионов железа на поверхность и его последующему коррозионному разрушению под действием агрессивных факторов внешней среды, обеспечивает надежную защиту поверхности стали от коррозии при эксплуатации в коррозионно-активных средах.As a result of processing the steel product by the proposed method, a composite coating is formed on its surface with a total thickness of up to 20-30 μm, having an aluminophosphate sublayer, which also includes an insoluble iron compound (iron (III) hexacyanoferrate (II) [Fe 4 (Fe (CN) 6 ]] 3 ), and a dense non-porous surface layer of low molecular weight PTFE with a thickness of up to 10 μm with a uniform and smooth surface.The resulting coating is due to the double barrier layer that prevents diffusion of iron ions on the surface and its subsequent corrosion p damage under the influence of aggressive environmental factors, provides reliable protection of the steel surface from corrosion during operation in corrosive environments.
О высокой устойчивости полученных покрытий в коррозионно-активной среде свидетельствуют уменьшение тока свободной коррозии на два порядка и увеличение значения модуля импеданса на два порядка у образца с покрытием, полученным предлагаемым способом, в сравнении с покрытиями, полученными известным способом (прототип). Кроме того, покрытия, полученные предлагаемым способом, обнаруживают значительное снижение тока контактной коррозии при эксплуатации в коррозионно-активных средах (морской воде, ее аналогах) в контактных парах с титаном и сплавами на его основе.The high stability of the obtained coatings in a corrosive environment is evidenced by a decrease in the free corrosion current by two orders of magnitude and an increase in the value of the impedance modulus by two orders of magnitude for the sample with the coating obtained by the proposed method, in comparison with coatings obtained by the known method (prototype). In addition, the coatings obtained by the proposed method exhibit a significant decrease in the contact corrosion current during operation in corrosive environments (sea water, its analogues) in contact pairs with titanium and alloys based on it.
Таким образом, полученные предлагаемым способом покрытия обладают более высокими защитными антикоррозионными свойствами за счет уплотнения своей структуры, в том числе повышения плотности и однородности поверхностного слоя, что является техническим результатом изобретения.Thus, the coatings obtained by the proposed method have higher protective anticorrosion properties due to compaction of their structure, including increasing the density and uniformity of the surface layer, which is a technical result of the invention.
Примеры конкретного осуществления способаExamples of specific implementation of the method
Пластинку стали размером 25×5×1 мм, последовательно обработанную шлифовальной бумагой с уменьшением ее зернистости до 25 мкм, помещали в стеклянную электролитическую ванну, содержащую водный раствор электролита заявляемого состава.A steel plate with a size of 25 × 5 × 1 mm, sequentially treated with sanding paper with a decrease in its grain size to 25 μm, was placed in a glass electrolytic bath containing an aqueous electrolyte solution of the claimed composition.
Электролит готовили путем растворения соответствующих количеств алюмината натрия NaAlO2 марки «ч» (ТУ 6009-01727-87), фосфата натрия Na3PO4·12H2O марки «хч» и гексацианоферрата калия K4[Fe(CN)6] марки «хч» (ГОСТ 4217-75) в дистиллированной воде при перемешивании с помощью механической мешалки и выдерживали приготовленный раствор в течение 24 часов.The electrolyte was prepared by dissolving the appropriate amounts of sodium aluminate NaAlO 2 grade “h” (TU 6009-01727-87), sodium phosphate Na 3 PO 4 · 12H 2 O grade “hch” and potassium hexacyanoferrate K 4 [Fe (CN) 6 ] grade "Hch" (GOST 4217-75) in distilled water with stirring using a mechanical stirrer and kept the prepared solution for 24 hours.
Температура электролита в процессе плазменно-электролитической обработки не превышала 25°С. Охлаждение электролита осуществляли с помощью помещенного непосредственно в электролитическую ванну теплообменника, выполненного в виде змеевика из нержавеющей стали и охлаждаемого проточной водой.The temperature of the electrolyte during the plasma-electrolytic treatment did not exceed 25 ° C. The electrolyte was cooled using a heat exchanger placed directly in the electrolytic bath, made in the form of a stainless steel coil and cooled with running water.
Источником тока служил компьютеризированный источник питания с регулируемой формой поляризующего сигнала, созданный на базе реверсивного тиристорного преобразователя ТЕР4-100/460Н-2-2УХЛ4.The current source was a computerized power source with an adjustable shape of the polarizing signal, created on the basis of a TER4-100 / 460N-2-2UHL4 reversible thyristor converter.
Одним электродом являлась оксидируемая стальная пластинка, противоэлектродом - теплообменник.One electrode was an oxidizable steel plate, and the counter electrode was a heat exchanger.
Пластинку, подвергнутую плазменно-электролитической обработке, промывали проточной водой, затем высушивали на воздухе.The plate subjected to plasma-electrolytic treatment was washed with running water, then dried in air.
Высокодисперсный низкомолекулярный ПТФЭ с размерами частиц 0,1-1,0 мкм на подготовленную пластинку наносили механическим натиранием с помощью аппликатора подходящей формы с наконечником из мягкого материала типа фетра.Highly dispersed low molecular weight PTFE with a particle size of 0.1-1.0 μm on the prepared plate was applied by mechanical rubbing using an applicator of a suitable shape with a tip made of soft material such as felt.
Затем пластинку помещали в муфельную печь и нагревали при заявляемой температуре в течение 50-70 мин.Then the plate was placed in a muffle furnace and heated at the claimed temperature for 50-70 minutes.
Фазовый состав покрытий, полученных плазменно-электролитическим оксидированием, определяли с использованием дифрактометра D8 ADVANCE (Германия) по методу Брег-Брентано с вращением образца в CuKα-излучении (V=35 кВ, I=мА). При выполнении рентгенофазового анализа была использована программа поиска EVA с банком данных порошковых образцов PDF-2.The phase composition of the coatings obtained by plasma electrolytic oxidation was determined using a D8 ADVANCE diffractometer (Germany) according to the Breg-Brentano method with rotation of the sample in CuKα radiation (V = 35 kV, I = mA). When performing x-ray phase analysis, an EVA search program with a database of powder samples PDF-2 was used.
Антикоррозионные и защитные свойства покрытий оценивали путем измерения токов коррозии и модуля импеданса (общего сопротивления переменному току), нормированного на площадь образца, значения которых определяли с помощью электрохимической системы 12558 WB фирмы Solartron Analytical (Англия) с применением программного обеспечения CorrWare/ZPlot (Scribner Associates, Inc.).The anticorrosive and protective properties of the coatings were evaluated by measuring the corrosion currents and the impedance modulus (total AC resistance) normalized to the area of the sample, the values of which were determined using the 12558 WB electrochemical system (Solartron Analytical, England) using CorrWare / ZPlot software (Scribner Associates) , Inc.).
Кроме того, с помощью методики измерения, описанной в работе [4], были прослежены изменения значений токов контактной коррозии в зависимости от времени выдержки в коррозионно-активной среде (3% NaCl) в следующих контактных парах: сталь с покрытием, полученным предлагаемым способом, -титан; сталь без покрытия - титан; сталь с покрытием, полученным известным способом, - титан. Результаты приведены в таблице.In addition, using the measurement procedure described in [4], the changes in contact corrosion currents were monitored depending on the exposure time in a corrosive medium (3% NaCl) in the following contact pairs: coated steel obtained by the proposed method, -titanium; uncoated steel - titanium; steel coated in a known manner is titanium. The results are shown in the table.
Пример 1Example 1
Плазменно-электролитическое оксидирование образца стали Ст.3 (вес.%: Fe - 99,29; Mn - 0,40; Si 0,17; С - 0,14) проводили в электролите следующего состава, г/л:Plasma-electrolytic oxidation of a steel sample St.3 (wt.%: Fe - 99.29; Mn - 0.40; Si 0.17; C - 0.14) was carried out in an electrolyte of the following composition, g / l:
первоначально в анодном режиме в течение 5 мин при напряжении формирования, изменяющемся от 0 до 180 В со скоростью 0,3 В/с, а затем в биполярном режиме при постоянном анодном напряжении формирования 180 В и плотности катодной составляющей тока 1,0 А/см2 в течение 10 мин. Соотношение продолжительности анодного и катодного периодов поляризации τа/τк=1.initially in the anode mode for 5 min at a formation voltage varying from 0 to 180 V at a speed of 0.3 V / s, and then in a bipolar mode with a constant anode voltage of formation of 180 V and a cathode current density of 1.0 A / cm 2 for 10 minutes The ratio of the duration of the anodic and cathodic polarization periods is τ a / τ k = 1.
Затем образец с помощью аппликатора натирали высокодисперсным низкомолекулярным ПТФЭ, полученным термодеструкцией полимера при температуре около 500°С в потоке газа, и нагревали в течение 70 минут при температуре 80°С.Then the sample using the applicator was rubbed with highly dispersed low molecular weight PTFE, obtained by thermal degradation of the polymer at a temperature of about 500 ° C in a gas stream, and was heated for 70 minutes at a temperature of 80 ° C.
Общая толщина покрытия - около 30 мкм, минимальная толщина полимерного слоя полученного покрытия - 4,0 мкм, максимальная 10 мкм (за счет заполнения имеющихся пор толщина полимерного слоя является неоднородной).The total coating thickness is about 30 μm, the minimum thickness of the polymer layer of the obtained coating is 4.0 μm, and the maximum is 10 μm (due to the filling of existing pores, the thickness of the polymer layer is non-uniform).
Измеренное значение тока свободной коррозии для полученного покрытия составило 1,3·10-7 А/см2. Значение модуля импеданса, нормированного на площадь образца, составило 1,45-105 Ом·см2.The measured value of the current of free corrosion for the resulting coating was 1.3 · 10 -7 A / cm 2 . The value of the impedance modulus normalized to the sample area was 1.45-10 5 Ohm · cm 2 .
Пример 2Example 2
Плазменно-электролитическое оксидирование образца стали Ст3 проводили в электролите следующего состава, г/л:Plasma-electrolytic oxidation of a St3 steel sample was carried out in an electrolyte of the following composition, g / l:
в анодном режиме в течение 10 мин при напряжении формирования, изменяющемся от 0 до 200 В со скоростью 0,2 В/с, а затем в биполярном режиме в течение 5 мин при постоянном анодном напряжении формирования 200 В и плотности катодной составляющей тока -0,5 А/см2. Соотношение продолжительности анодного и катодного периодов поляризации τа/τк=1.in the anode mode for 10 min at a formation voltage varying from 0 to 200 V at a speed of 0.2 V / s, and then in a bipolar mode for 5 min at a constant anode voltage of 200 V and a cathode current density of -0, 5 A / cm 2 . The ratio of the duration of the anodic and cathodic polarization periods is τ a / τ k = 1.
Затем образец обрабатывали ПТФЭ в соответствии с примером 1, при этом нагрев осуществляли в течение 50 мин при температуре 90°С.Then the sample was treated with PTFE in accordance with example 1, while heating was carried out for 50 min at a temperature of 90 ° C.
Общая толщина покрытия около 25 мкм, минимальная толщина полимерного слоя полученного покрытия - 4,0 мкм.The total coating thickness of about 25 microns, the minimum thickness of the polymer layer of the resulting coating is 4.0 microns.
Измеренное значение тока коррозии для образца с покрытием составило 3,7·10-7 А/см2, а значение модуля импеданса, нормированного на площадь образца, 2,5·105 Ом·см2.The measured value of the corrosion current for the coated sample was 3.7 · 10 -7 A / cm 2 , and the value of the impedance modulus normalized to the sample area was 2.5 · 10 5 Ohm · cm 2 .
Пример 3Example 3
Плазменно-электролитическое оксидирование образца стали Ст2пс (вес. %: Fe - 99,46; С - 0,15; Mn - 0,25; Si - 0,05; Р - 0,04; S - 0,05) проводили в электролите следующего состава, г/л:Plasma-electrolytic oxidation of a St2ps steel sample (wt.%: Fe - 99.46; C - 0.15; Mn - 0.25; Si - 0.05; P - 0.04; S - 0.05) was carried out electrolyte of the following composition, g / l:
в условиях примера 1.under the conditions of example 1.
Затем образец обрабатывали ПТФЭ по примеру 1, при этом нагрев осуществляли в течение 70 минут при 90°С.Then the sample was treated with PTFE according to example 1, while heating was carried out for 70 minutes at 90 ° C.
Общая толщина покрытия около 30 мкм, минимальная толщина полимерного слоя полученного покрытия - 4,0 мкм.The total thickness of the coating is about 30 microns, the minimum thickness of the polymer layer of the resulting coating is 4.0 microns.
Измеренное значение тока коррозии для образца с покрытием составило 1,05·10-7 А/см2, а значение модуля импеданса, нормированного на площадь образца, - 8,3·105 Ом·см2.The measured value of the corrosion current for the coated sample was 1.05 · 10 -7 A / cm 2 , and the value of the impedance modulus normalized to the sample area was 8.3 · 10 5 Ohm · cm 2 .
Для покрытия, полученного известным способом, значение тока коррозии составило 2,7·10-5 А/см2, что на два порядка выше значения этого параметра для покрытий, полученных предлагаемым способом, при этом значение модуля импеданса, нормированного на площадь образца, для покрытий по известному способу составило 1,0·103 Ом·см2.For the coating obtained in a known manner, the value of the corrosion current was 2.7 · 10 -5 A / cm 2 , which is two orders of magnitude higher than the value of this parameter for coatings obtained by the proposed method, while the value of the impedance modulus normalized to the area of the sample for coatings by a known method was 1.0 · 10 3 Ohm · cm 2 .
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2293802, МПК C25D 11/02 (2006.01) «Способ оксидирования поверхности стали», опубл. 20.02.2007.1. RF patent No. 2293802, IPC C25D 11/02 (2006.01) "Method for the oxidation of the surface of steel", publ. 02/20/2007.
2. Патент РФ №1792458, МПК5 C25D 11/34 «Способ электролитического нанесения силикатного покрытия», опубл. 30.01.93.2. RF patent No. 1792458, IPC5 C25D 11/34 "Method for the electrolytic deposition of silicate coating", publ. 01/30/93.
3. Патент CN №1721578, МПК C25D 11/34 (2006.01) «Microarc oxidation process method for surface steel and iron», опубл. 18.01.2006.3. CN patent No. 1721578, IPC C25D 11/34 (2006.01) "Microarc oxidation process method for surface steel and iron", publ. 01/18/2006.
4. Синебрюхов С.Л. Закономерности роста, физико-химические свойства покрытий, сформированных методом микродугового оксидирования на титане. Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. - Владивосток. 1998, с.61-62.4. Sinebryukhov S.L. Patterns of growth, physicochemical properties of coatings formed by the method of microarc oxidation on titanium. The dissertation for the degree of candidate of chemical sciences. - Vladivostok. 1998, p. 61-62.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007139570/02A RU2353716C1 (en) | 2007-10-24 | 2007-10-24 | Method of protective coating receiving on steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007139570/02A RU2353716C1 (en) | 2007-10-24 | 2007-10-24 | Method of protective coating receiving on steel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2353716C1 true RU2353716C1 (en) | 2009-04-27 |
Family
ID=41019019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007139570/02A RU2353716C1 (en) | 2007-10-24 | 2007-10-24 | Method of protective coating receiving on steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2353716C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2486295C1 (en) * | 2012-02-28 | 2013-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method to produce protective superhydrophobic coatings on steel |
| RU2528285C1 (en) * | 2013-06-10 | 2014-09-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method of anticorrosion processing of aluminium alloys |
| RU2569259C1 (en) * | 2014-08-14 | 2015-11-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Method for obtaining protective polymer-containing coatings on metals and alloys |
| CN108560037A (en) * | 2018-04-02 | 2018-09-21 | 天津理工大学 | A kind of Boron Containing Low Carbon Steel oxidation film layer and preparation method thereof |
| RU2699120C1 (en) * | 2018-08-17 | 2019-09-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Method of producing hybrid composite materials with an electrically conductive coating |
| RU2812667C1 (en) * | 2023-04-28 | 2024-01-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Composite fluoropolymer coating on steel with metal adhesion layer |
-
2007
- 2007-10-24 RU RU2007139570/02A patent/RU2353716C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2486295C1 (en) * | 2012-02-28 | 2013-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method to produce protective superhydrophobic coatings on steel |
| RU2528285C1 (en) * | 2013-06-10 | 2014-09-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method of anticorrosion processing of aluminium alloys |
| RU2569259C1 (en) * | 2014-08-14 | 2015-11-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Method for obtaining protective polymer-containing coatings on metals and alloys |
| CN108560037A (en) * | 2018-04-02 | 2018-09-21 | 天津理工大学 | A kind of Boron Containing Low Carbon Steel oxidation film layer and preparation method thereof |
| CN108560037B (en) * | 2018-04-02 | 2019-06-25 | 天津理工大学 | A kind of Boron Containing Low Carbon Steel oxidation film layer and preparation method thereof |
| RU2699120C1 (en) * | 2018-08-17 | 2019-09-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Method of producing hybrid composite materials with an electrically conductive coating |
| RU2812667C1 (en) * | 2023-04-28 | 2024-01-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Composite fluoropolymer coating on steel with metal adhesion layer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhao et al. | Effect of the graphene oxide additive on the corrosion resistance of the plasma electrolytic oxidation coating of the AZ31 magnesium alloy | |
| Hakimizad et al. | Effects of pulse current mode on plasma electrolytic oxidation of 7075 Al in Na2WO4 containing solution: From unipolar to soft-sparking regime | |
| Vakili-Azghandi et al. | Effects of duty cycle, current frequency, and current density on corrosion behavior of the plasma electrolytic oxidation coatings on 6061 Al alloy in artificial seawater | |
| Fadaee et al. | Investigation on the corrosion behaviour and microstructure of 2024-T3 Al alloy treated via plasma electrolytic oxidation | |
| Ji et al. | Excellent corrosion resistance of P and Fe modified micro-arc oxidation coating on Al alloy | |
| Fattah-alhosseini et al. | Effects of Disodium Phosphate Concentration (Na 2 HPO 4· 2H 2 O) on Microstructure and Corrosion Resistance of Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) Coatings on 2024 Al Alloy | |
| Snogan et al. | Characterisation of sealed anodic films on 7050 T74 and 2214 T6 aluminium alloys | |
| Xu et al. | Improved wear and corrosion resistance of microarc oxidation coatings on Ti–6Al–4V alloy with ultrasonic assistance for potential biomedical applications | |
| RU2353716C1 (en) | Method of protective coating receiving on steel | |
| Silkin et al. | Electrodeposition of nanocrystalline Co-W coatings from citrate electrolytes under controlled hydrodynamic conditions part 3: The micro-and macrodistribution of the deposition rates, the structure, and the mechanical properties | |
| Mohedano et al. | Effects of pre-anodizing and phosphates on energy consumption and corrosion performance of PEO coatings on AA6082 | |
| Cao et al. | Formation of a hydrophobic and corrosion resistant coating on manganese surface via stearic acid and oleic acid diethanolamide | |
| Del Olmo et al. | Flash-PEO coatings loaded with corrosion inhibitors on AA2024 | |
| Rahimi et al. | Comparison of corrosion and antibacterial properties of Al alloy treated by plasma electrolytic oxidation and anodizing methods | |
| Yang et al. | Effects of current density on the microstructure and the corrosion resistance of alumina coatings embedded with SiC nano-particles produced by micro-arc oxidation | |
| RU2543580C1 (en) | Method of obtaining protective coatings on magnesium alloys | |
| CN112663111A (en) | Preparation method of corrosion-resistant titanium alloy micro-arc oxidation coating | |
| CN115831461A (en) | Anti-icing and anti-corrosion overhead line and preparation method thereof | |
| CN105908238A (en) | Preparation method of metal nano ceramic coating layer | |
| US4076597A (en) | Method of forming iron foil at high current densities | |
| RU2569259C1 (en) | Method for obtaining protective polymer-containing coatings on metals and alloys | |
| CN108441912B (en) | Aluminum alloy surface Al3C4-Al2O3-ZrO2The preparation method of wear-resisting composite coating | |
| KR20120121025A (en) | Manufacturing method of thin film on magnesium alloy to have superior corrosion resistance | |
| Zhan et al. | Effects of nickel additive on micro-arc oxidation coating of AZ63B magnesium alloy | |
| Ved’ et al. | Methods for controlling the composition and morphology of electrodeposited Fe–Mo and Fe–Co–Mo coatings |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201025 |