Институт химии Дальневосточного отделения РАН, Владивосток, Россия:

В. С. Руднев, заведующий лабораторией плазменно-электролитических процессов, эл. почта: rudnevvs@ich.dvo.ru
П. М. Недозоров, научный сотрудник лаборатории плазменно-электролитических процессов
Т. П. Яровая, научный сотрудник лаборатории плазменно-электролитических процессов

Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, Россия:
Ю. Н. Мансуров, заведующий кафедрой «Материаловедение и технологии материалов»

В некоторых случаях возникает необходимость в локальном нанесении оксидных покрытий методом плазменно-электролитического оксидирования (ПЭО) на отдельные участки поверхности без погружения всего изделия в ванну с электролитом. Однако закономерности таких процессов мало изучены. В работе приведены данные о локальном нанесении покрытий в системе плоский алюминиевый анод – трубчатый катод из нержавеющей стали. Получены данные о влиянии скорости расхода электролита через полый катод, межэлектродного расстояния и времени обработки на диаметр пятна локального покрытия и толщину последнего. Эксперимент показал, что эффекта локальной обработки можно достичь при определенных скоростях прокачки электролита и расстоянии между электродами. Установлено, что ПЭО-покрытие может быть нанесено на локальный участок плоской поверхности в условиях свободно падающего через цилиндрический катод-сопло электролита, когда расстояние между электродами больше 1 мм, а скорость расхода электролита не менее 6 л/(мин·см²). Эти, а также другие полученные в работе данные могут быть взяты за основу при разработке способов нанесения ПЭО-покрытий на локальные участки поверхности металлических изделий. Собрана лабораторная установка, позволяющая экспериментально исследовать процессы локального нанесения покрытий на поверхность образцов из алюминиево-магниевых сплавов методом ПЭО.

Работа выполнена в рамках государственного задания № 0265-2014-001, а также в рамках творческого содружества между кафедрой «Материаловедение и технологии материалов» Инженерной школы ДВФУ и Институтом химии ДВО РАН по проекту TEMPUS-MMATENG, предусматривающим выполнение магистерских диссертаций.

1. Vladimirov B. V., Krit B. L., Lyudin V. B., Morozova N. V., Rossiiskaya A. D., Suminov I. V., Epel’feld A. V. Microarc Discharge Oxidizing of Magnesium Alloys: A Review // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2014. Vоl. 50, Nо. 3. P. 195–232.
2. Wang X., Wu X., Wang R., Qiu Z. Effect of Na₃AlF₆ on the structure and mechanical properties of plasma electrolytic oxidation coatings on 6061 Al alloy // International Journal of Electrochemical Science. 2013. Vоl. 8, Nо. 4. P. 4986–4995.
3. Rudnev V. S., Adigamova M. V., Lukiyanchuk I. V., Tkachenko I. A., Morozova V. P. Structure and magnetic characteristics of iron-modified titania layers on titanium // Journal of Alloys and Compounds. 2015. Vоl. 618. P. 623–628.
4. Diamanti M. V., Ormellese M., Pedeferri M. P. Applicationwise nanostructuring of anodic films on titanium: a review // Journal of Experimental Nanoscience. 2015. Vоl. 10, Nо. 17. P. 1285–1308.
5. Dehnavi V., Luan B. L., Shoesmith D. W., Liu X. Y., Rohani S. Effect of duty cycle and applied current frequency on plasma electrolytic oxidation (PEO) coating growth behavior // Surface and Coatings Technology. 2013. Vоl. 226. P. 100–107.
6. Korkmaz K. The effect of Micro-arc Oxidation treatment on the microstructure and properties of open cell Ti₆Al₄V alloy foams // Surface and Сoatings Technology. 2015. Vоl. 272. P. 72–78.
7. Суминов И. В., Белкин П. Н., Эпельфельд А. В., Людин В. Б., Крит Б. Л., Борисов А. М. Плазменно-электролитическое модифицирование поверхности металлов и сплавов / под общ. ред. И. В. Суминова. В 2 томах. Т. II. — М. : Техносфера, 2011. — 512 с.
8. Руднев В. С. Многофазные анодные слои и перспективы их применения // Защита металлов. 2008. Т. 44, № 3. С. 283–292.
9. Снежко Л. А., Руднев В. С. Анодно-искровое оксидирование магния. — М. : Техника, ТУМА ГРУПП, 2014. — 160 с.
10. Белеванцев В. И., Терлеева О. П., Марков Г. А., Шулепко Е. К., Слонова А. И., Уткин В. В. Микроплазменные электрохимические процессы. Обзор // Защита металлов. 1998. Т. 34, № 5. С. 469–484.
11. Parfenov E. V., Yerokhin A., Nevyantseva R. R., Gorbatkov M. V., Liang C. J., Matthews A. Towards smart electrolytic plasma technologies: аn overview of methodological approaches to process modelling // Surface and Coatings Technology. 2015. Vоl. 269. P. 2–22.
12. Malyshev V. N., Zorin K. M. Features of microarc oxidation coatings formation technology in slurry electrolytes // Applied Surface Scince. 2007. Vоl. 254, No 5. P. 1511– 1516.
13. Yerokhin A. L., Nie X., Leyland A., Matthews A., Dowey S. J. Plasma electrolysis for surface engineering // Surface and Coatings Technology. 1999. Vоl. 122. P. 73–93.
14. Баковец В. В., Поляков О. В., Долговесова И. П. Плазменно-электролитическая анодная обработка металлов. — Новосибирск : Наука, 1991. — 168 с.
15. Gerasimova A. A., Radyuk A. G. The improvement of the surface quality of workpieces by coating // CIS Iron and Steel Review. 2014. No. 1. P. 33–36.
16. Новиков А. Н., Батишев А. Н., Кузнецов Ю. А., Коломейченко А. В. Восстановление и упрочнение деталей из алюминиевых сплавов микродуговым оксидиро ванием. — Орел : Орловский гос. аграрный ун-т, 2001. — 99 с.
17. Погребняк А. Д., Тюрин Ю. Н. Структура и свойства покрытия из Al2O3 и Al, осажденных микродуговым оксидированием на подложку из графита // Журнал технической физики. 2004. Т. 74, вып. 8. С. 109–112.
18. Шаталов В. К., Штокал А. О., Блатов А. А. Микродуговое оксидирование поверхностей изделий вне ванны // Наука и образование. МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2015. № 3. С. 1–14. DOI: 10.7463/0315.0760651
19. Пат. 1783004 РФ. Способ микродугового оксидирования вентильных металлов и их сплавов / Руднев В. С., Гордиенко П. С., Курносова А. Г., Орлова Т. И. ; опубл. 23.12.1992, Бюл. № 47.