Нанесение коррозионностойких МДО-покрытий на элементы ракет из магниевых сплавов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Решетневскуе чтения. 2017

УДК 67.02

НАНЕСЕНИЕ КОРРОЗИОННОСТОЙКИХ МДО-ПОКРЫТИЙ НА ЭЛЕМЕНТЫ РАКЕТ ИЗ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ

А. Д. Назаренко, М. А. Думаницкий, Т. В. Трушкина, А. Е. Михеев

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: dumanitskiy@mail.ru

В последние годы к магниевым сплавам привлечено повышенное внимание, обусловленное резким расширением их производства и потребления. Магний имеет хорошие удельные характеристики, но обладает низкой коррозионной стойкостью, которую можно повысить посредством обработки микродуговым оксидированием (МДО).

Ключевые слова: магниевый сплав, микродуговое оксидирование, удельные характеристики.

APPLYING CORROSION-RESISTANT MAO-COATINGS FOR ROCKET ELEMENTS

OF MAGNETIC ALLOYS

A. D. Nazarenko, M. A. Dumanitskiy, T. V. Trushkina, А. Е. Miheev

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: dumanitskiy@mail.ru

In recent years magnesium alloys are of great attention due to the sharp expansion of their production and application. Magnesium has good specific characteristics, but it has low corrosion resistance, which can be enhanced by mi-croarc oxidizing coating (MAOC).

Keywords: magnesium alloy, microarc oxidation, specific characteristics.

Магниевые сплавы - идеальный вариант для использования в аэрокосмической технике. Магний является одним из самых легких металлов. Благодаря этому свойству можно значительно сократить вес летательного аппарата. Но основная причина отсутствия распространения магниевых сплавов в аэрокосмической отрасли - их низкая коррозионная стойкость.

В настоящее время проблемы коррозии и защиты магниевых сплавов становятся все более актуальными в связи с расширением применения этих сплавов в изделиях, эксплуатирующихся в различных климатических зонах. Надежность и долговечность деталей из магниевых сплавов определяется не только коррозионной стойкостью выбранного сплава, которая в значительной степени зависит от химического состава сплава и технологии плавки, а так же от конструктивной приспособленности деталей к противокоррозионной защите, от способа защиты, от качества выполнения операций противокоррозионной защиты, от применения в сборочных единицах допустимых к контактированию материалов, от выполнения противокоррозионных мероприятий в процессе эксплуатации [1].

Для повышения противокоррозионного свойства сплава был выбран метод микродугового оксидирования. Микродуговое оксидирование (МДО) - это процесс получения защитных покрытий на поверхности электропроводящего материала, погруженного в электролит. Процесс проходит в высоковольтном режиме, обеспечивающем наличие микродуговых разрядов, которые перемещаются по поверхности материала при анодной поляризации [2].

Для разработки технологического процесса нанесения защитных покрытий был выбран сплав на основе магния МЛ-6, включающий в себя так же алюминий, марганец и цинк. Обладает пониженной пластичностью. Так же сочетает в себе высокие механические и технологические свойства. Из этого сплава изготовляют детали летательных аппаратов, детали колес, детали управления и крыла самолета, корпусы агрегатов, маслопомпы, высоко- и средненагружен-ные детали - различные корпуса, детали приборов, аппаратуры. Целесообразно применять для деталей, требующих повышенного предела текучести [3].

Для экспериментов было выбрано три электролита: Na2SiOз + ^ + №ОН, Na2SiOз + ^ и Na2SiOз + КН4Р + №ОН [5]. Для их подробного изучения были подобраны параметры, представленные в табл. 1.

Для проведения ускоренных испытаний на коррозию, в условиях морской воды, было заготовлено 10 образцов. Предварительно образцы были взвешены. Результаты представлены в табл. 2. Образцы после коррозионных испытаний представлены на рисунке.

Из проведенных исследований можно сделать вывод, что образцы, полученные в электролите + NaF + №ОН, имеют меньшую потерю

массы.

Исследование поверхности образцов на оптическом микроскопе показало, что при увеличении соотношения тока размеры и количество пор на покрытии уменьшается. Дальнейшее исследование будет направлено на более подробное изучение технологии получения покрытий в данном электролите.

Проектирование и производство летательных аппаратов, космические исследования и проекты

Таблица 1

Параметры эксперимента

Состав электролита Соотношение Ik / Ia Плотность тока Время обработки

Na2SiO3 + NaF + NaOH 55,5 А/дм2

Na2SiO3 + NaF 0,6; 0,8; 1 10 минут

Na2SiO3 + NH4F + NaOH

Таблица 2

Результат коррозионных испытаний

Покрытие № обр. Iк + Iа Масса Масса Уменьшение

до испытаний (г) после испытаний (г) массы

Na2SiO3 + NaF + NaOH 1 1 0,78480 0,78302 -0,22 %

2 0,8 0,77998 0,77176 -1,05 %

3 0,6 0,84504 0,82908 -1,88 %

Na2SiO3 + NaF 1 1 0,76146 0,68004 -10,69 %

2 0,8 0,79592 0,71568 -10,08 %

3 0,6 0,75806 0,69780 -7,94 %

Na2SiO3 + NH4F + NaOH 1 1 0,82290 0,79676 -3,17 %

2 0,8 0,77976 0,75890 -2,67 %

3 0,6 0,81118 0,78922 -2,7 %

Без покрытия 1 0,68716 0,66396 -3,37 %

Образцы после коррозионных испытаний

Библиографические ссылки

1. Елкин Ф. М. Актуальные проблемы металловедения, производства и применение магниевых сплавов // Технология легких сплавов. 2007. № 1. С. 5-18.

2. Микродуговое оксидирование магниевых сплавов и композитов на их основе / А. В. Эпельфельд,

B. Б. Людин, Б. Л. Крит и др. // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева). 2013. Т. ЬУП. № 6.

C. 107-131.

3. Морская коррозия : справ. изд. ; пер. с англ. / под ред. М. М. Шумахера. М. : Металлургия, 1983. 512 с.

References

1. Elkin F. M. Actual problems of metal science, production and use of magnesium alloys // Technology of light alloys. 2007. № 1. Р. 5-18.

2. Microarc oxidation of magnesium alloys and composites based on them / A. V. Eppelfeld, V. B. Ludin, B. L. Crete et. al. // Ros. chem. f. (Zh. M., D. of the Chemical Society named after D. I. Mendeleyev). 2013. Vol. LVII, № 6. Р. 107-131.

3. Marine Corrosion: Ref. ed. Trans. with eng. / Ed. M. M. Schumacher. M. : Metallurgy, 1983. 512 p.

© Назаренко А. Д., Думаницкий М. А., Трушкина Т. В., Михеев А. Е., 2017