Сплавы для интегрального цветного анодирования
В случаях, когда для процедур интегрального цветного анодирования используется металл, часто требовались дополнительные меры предосторожности, поскольку цвет в некоторых процессах зависел от качества и металлургических кондиций интерметаллических компонентов. Поэтому было весьма важно убедиться, что они не выходят за строго очерченные пределы, если иметь намерение получать воспроизводимый цвет. В практику входило также привлекать сплавы специального состава для стимулирования цветовых эффектов, и в таких ситуациях производственная операция должна была быть организована таким образом, чтобы выходить в одну и ту же конечную точку для каждой партии металла.Kaiser Aluminium запатентовала состав металлов для улучшенного сплава 5005
(сплав с 0.8% Mg), а также производственную технологию, заключающуюся в медленном охлаждении проката, в котором железосодержащий осадок формировал сравнительно большие частицы, число которых было в результате этого меньше и они меньше влияли на отражающую способность. Это давало листы устойчиво постоянного и предсказуемого цвета, что было усовершенствованием обычного производства. Аналогичная идея была предложена в Германии для получения профилей из сплава AlMgSi.
Вырабатывание насыщенных темно-бронзовых цветов и, при необходимости, черных, на интегрально анодированных профилях с применением сплава 6063 (НЕ9) осуществлялось с помощью добавок меди и марганца, при этом предлагались следующие составы:
кремний 0.3-0.4%
железо 0.15-0.25%
медь 0.15-0.25%
марганец 0.1-0.2%
магний 0.45-0.60%
Это служило основой для экструзионного сплава Kaiser, известного как КЕ 45. Условия термообработки для этого сплава описаны Dorward’ом. Лучшие показатели твердости получались на практике чаще всего двухстадийной выдержкой (старением) в течение 2 часов при 143 oС и затем 4 часов при 180 оС. Был предложен также листовой материал на основе добавки меди и марганца к сплаву с 0.8% Mg. Предпочтительный состав был следующим:
кремний 0.08-0.14%
железо 0.15-0.25%
медь 0.16-0.25%
марганец 0.16-0.25%
магний 0.70-0.90%
хром 0.04-0.08%
Медь и хром, добавляемые в сплав 6063 совместно, дают эффекты, отличные от тех, что получаются, когда любой из этих элементов добавляется сам по себе, и предлагалось получать желтые, бронзовые или черные цвета интегральным цветным анодированием с применением состава:
Cu 0.35-1.0%
Mg 0.4-1.0%
Si 0.25-0.60%
Fe 0.4% макс.
Cr 0.10-0.35%
Mn, Zn, Ti 0.1% макс.
Mg, Si 0.6-1.6%
Патенты Sumitomo Chemical Co. добавили сплав для формирования бронзового цвета в электролите на щавелевой/серной кислоте, содержащий 0.3-3.5% магния и 1-10% цинка с добавками марганца, хрома, серебра и ванадия; также для серо-черного или коричневого анодного покрытия со сплавом, содержащим медь 3.5-4.5%, магний 1.0-2.0%, никель 1.0-3.0%, нагреваемым при 500-520 oС и отжигаемым при 150-300 oС.
Применение сплава с 5% кремния для получения серых оттенков при анодировании в серной кислоте хорошо известно, глубина отражающей способности при этом определяется технологической процедурой, влияющей на размер и распределение частиц кремния, которые сохраняются в элементарной форме в анодной пленке после анодирования. Формирование серого цвета с кремнием на гораздо более низком уровне стало предметом швейцарского патента, указывающего следующий состав:
кремний 0.5-2.0%
железо 0.4-1.0%
медь до 0.2%
марганец до 0.8%
хром до 0.4%
титан до 0.1%
магний до 1%
Сплав, содержащий 1.5-2.5% бария также предлагался для формирования серого анодного покрытия. Более важными представляются разработанные Kaiser и Alcoa сплавы для получения серых покрытий в процессах интегрального цветного анодирования. Сплав от Kaiser (обозначаемый КЕ 50) включал следующее:
кремний 0.30-0.60%
железо 0.10-0.40%
марганец 0.20-0.60%
магний 0.40-0.70%
хром не более 0.10%
цинк не более 0.10%
медь не более 0.05%
Сплав Alcoa был ближе к первоначальным сплавам Al-5% кремний (АА 4043) и содержал:
кремний 3.3-6.5%
железо 0.1-0.7%
марганец 0.3-0.65%
магний до 0.1%
медь до 0.3%
титан до 0.1%
Более поздний листовой сплав Alcoa был аналогичен КЕ 5, но без присутствия магния. Он в основном включал:
кремний 0.40-0.60%
железо 0.20-0.40%
марганец 0.30-0.60%
Хорошие черные покрытия трудно удавались интегральному цветному анодированию и Alcoa разработала листовой сплав с хорошей формирующей способностью, который позволял получать интегральные черные слои за 30 минут анодирования. Сплав содержал:
кремний 0.08-0.18%
железо не более 0.3%
марганец не более 0.05%
магний до 0.1%
медь 0.4-0.6%
хром 0.1-0.25%
цинк не более 0.05%
титан не более 0.05%
Разрабатывались также литьевые сплавы, пригодные для качественных интегральных цветных покрытий. Kaiser описала сплав, содержащий 3.2-3.8% Si, 0.25-0.6 Mg и 0.25-0.8% Cr, который давал оттенки от светло-золотого, через бронзовый, до черного, а Sumitomo сообщила о сплаве, содержащем 0.1-1.3% хрома и 0.2-3.4 марганца, дававшем золотые оттенки при анодировании в серной кислоте.
Патенты в Японии от Nippon Light Metals Research Institute относятся к черному покрытию на сплаве, содержащем 1.5-2.5% марганца, который обрабатывался, нагревался до 250-350 оС в течение по меньшей мере 1 часа, и дисперсионно отверждался при 400-500 оС, а также к методу получения сплава, содержащему 1.5-2.5% марганца и 0.2-4% магния, который закалялся резким охлаждением и обрабатывался при 400-550 оС.
Но слава абсолютного рекордсмена изобретательности в данном направлении должна принадлежать Nippon Light Metals Company с ее всеобъемлющим патентом, который охватил, кажется, почти все возможные добавки из периодической таблицы, которые могут быть применены к алюминию, и выработал метод производства (предположительно на мелкосерийных опытных образцах), позволяющий получать цвета по всему спектру
Загрузка ...