Структура и свойства черных керамических МДО-покрытий на алюминиевых сплавах

Abstract

Существующие процессы получения черных износостойких покрытий включают химические методы, анодное оксидирование с последующим окрашиванием в анилиновых красителях, электрохимическое осаждение, вакуумно-плазменную обработку, микродуговое оксидирование (МДО). Большой интерес для формирования светопоглощающих покрытий вызывает метод МДО, характеризующийся как надежный и экологически безопасный процесс, обеспечивающий формирование твердого керамикоподобного оксидного слоя с высокой коррозионной стойкостью и хорошей адгезией к основе. Поэтому разработка методов получения качественных черных МДО-покрытий, обладающих высокими оптическими и механическими характеристиками, является в настоящее время актуальной задачей. В статье приведены результаты исследования структуры и свойств черных керамических покрытий на алюминиевом сплаве АМг2, полученных методом микродугового оксидирования с применением силикатно-щелочного и силикатно-фосфатного электролитов, содержащих в качестве окрашивающих компонентов ферроцианид калия и вольфрамат натрия. В качестве дополнительных элементов, обеспечивающих окрашивание покрытий, в электролиты добавляли вольфрамовокислый натрий и ферроцианид калия концентрацией от 0,5 до 2,0 г/л. Установлено, что наиболее насыщенные черные покрытия в силикатно-щелочном электролите формируются при добавлении 1,5–2,0 г/л вольфрамата натрия, а в силикатно-фосфатном электролите при добавлении 1,5 г/л ферроцианида калия. Применение электролита, содержащего вольфрамат натрия, позволяет сформировать покрытия с меньшей высотой микронеровностей (Ra = 0,97–1,11 мкм) по сравнению с покрытиями, полученными в электролите, содержащем ферроцианид калия (Ra до 4,20 мкм). Максимальная износостойкость полученных покрытий (скорость износа (0,38–0,59) ⋅ 10–4 мм3/(м⋅Н)) достигается при обработке в исследованных электролитах продолжительностью 10 мин. При этом толщина покрытий составляет 21–31 мкм. Дальнейшее увеличение продолжительности обработки не оказывает существенного влияния на скорость износа.