Разработка плазменно – термохимического способа получения декоративных антикоррозионных и износостойких покрытий на изделиях из алюминиевых и титановых сплавов

В настоящее время остро ощущается потребность в получении износостойких антикоррозионных, в том числе декоративных, покрытий с заданным цветом на изделиях и конструкциях из широко применяемых в промышленности алюминиевых и титановых сплавов. В частности, для контейнеров, изготовленных из алюминиевых сплавов для хранения радиоактивных отходов, оправ для линз, изготовленных из титанового сплава. Разработанный метод плазменно – термохимической обработки (ПТХО) позволяет с высокой производительностью процессов и малыми энергозатратами получать такие покрытия на титановых и алюминиевых сплавах. В основе этого метода лежат следующие механизмы:

1. электролиз ионов или полианионов на поверхности титановых или алюминиевых сплавов;
2. зажигание анодных плазменных разрядов, температура в которых более 2500 °С, «перемещающихся» по поверхности рабочего электрода;
3. термохимическая обработка осажденного вещества на участках покрытия, прилегающих к плазменным микроразрядам.

Для получения на алюминиевых сплавах декоративных покрытий с заданным цветом следует проводить их микролегирование, которое происходит после введения солей в раствор электролита и вхождение оксидов металлов, находящихся в этих солях, в покрытие по механизму ПТХО. При этом необходимо учитывать электрохимическое поведение алюминиевых сплавов в электролитах. Только при их нахождении в электролите в активно ‑ пассивном состоянии реализуется процесс получения декоративных антикоррозионных покрытий.

Получение декоративных, в частности черных, антикоррозионных, износостойких покрытий на титановых сплавах возможно, если реализуется условие образования обсидиана (темно - серого покрытия на основе аморфного диоксида кремния) и происходит его микролегирование оксидом, обеспечивающим заданный цвет. После ПТХО в щелочно ‑ силикатном электролите титановых сплавов, только при образовании метастабильного твердого раствора на основе аморфного диоксида кремния и оксида легирующего элемента сплава, на поверхности реализуются черные покрытия. В отсутствии такого легирующего элемента в титановом сплаве необходимо при проведении процесса ПТХО в щелочно ‑ силикатный электролит вводить небольшую концентрацию ванадата щелочного металла.

Разработанные технологические режимы получения антикоррозионных декоративных покрытий апробированы на различных изделиях из алюминиевых и титановых сплавов. Они найдут широкое применение в различных отраслях промышленности.

Научный руководитель – д.х.н., проф. Ракоч Александр Григорьевич