INFLUENCE OF PLASMA-ELECTROLYTIC OXIDATION PROCESS TECHNOLOGICAL PARAMETERS OF ALUMINUM ON COATING GROWTH RATE
DOI:
https://doi.org/10.31471/2304-7399-2020-1(59)-165-178Keywords:
aluminum alloys, technological process, plasma electrolytic oxidation, electrolyte, hydrogen peroxide, the ratio of cathode and anode current densities, oxidoceramic coating, coating thickness.Abstract
There has been carried out an analysis of methods of oxide covering formation productivity increasing during plasma electrolytic oxidation of aluminum in electrolyte. There has been developed a technology of blank manufacturing and part strengthening by plasma electrolytic oxidation in the electrolyte, as well as the workbench has been modernized. There has been studied the process of oxidoceramic coating synthesis for the D16T aluminum deformed alloy of during plasma electrolytic oxidation in the electrolyte for different process parameters. It is established that the growth rate of oxidoceramic coating can be significantly increased by electrolyte component concentration involved in aluminum oxidation and rational choice of process electrical parameters. Hydrogen peroxide addition leads to obtained oxoceramic coating thickness increasing due to O, O2, OH, OH– concentration increasing in the electrolyte. It is established that the optimal concentration of H2O2 ranges from 5 g/l to 7 g/l. A further increase of peroxide concentration leads to a decrease in peroxide effect on oxoceramic coating growth rate on the D16T aluminum deformed alloy due to pH changes of the electrolyte and the deterioration of the oxide coating.
References
Vlasiy O. Improving the aluminum drill pipes stability by optimizing the shape of protector thickening / O. Vlasiy, V. Mazurenko, L. Ropyak, O. Rogal // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2017. – V. 1. – № 7(85). – Р. 25-31.
Shats’kyi I.P. Combined Deformation Conditions for Fatigue Damage Indicator and Well-Drilling Tool Joint / I.P. Shats’kyi, O.M. Lyskanych, V.A. Kornuta // Strength of Materials. – 2016. – V. 48. – № 3. – P. 469-472.
Velichkovich A. Slotted shell resilient elements for drilling shock absorbers / A. Velichkovich, T. Dalyak, I. Petryk // Oil and Gas Science and Technology. – 2018. – V. 73. – Article number 2018043.
Pryhorovska T.O. Finite element modelling of rock mass cutting by cutters for PDC drill bits / T.O. Pryhorovska, S.S. Chaplinskiy, I.O. Kudriavtsev // Petroleum Exploration and Development. – 2015. – V. 42, – № 6. – P. 888-892.
Volchenko N. Features of the estimation of the intensity of heat exchange in selfventilated diskshoe brakes of vehicles / N. Volchenko, A. Volchen-ko, D. Volchenko, P. Poliakov, V. Malyk, D. Zhuravliov, V. Vytvytskyi, P. Krasin // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2019 – V. 1. – № 5(97). – P. 47-5.
Tatsiy R.M. Numerical study on heat transfer in multilayered structures of main geometric forms made of different materials / R.M. Tatsiy, O.Y. Pazen, S.Y. Vovk, L.Y. Ropyak, T.O. Pryhorovska // Journal of the Serbian Society for Computational Mechanics. – 2019. – V. 13. – № 2. – Р. 36-55.
Striletskyi Y. Method of studying corrosion processes of metal electrodes by surface voltage fluctuations / Y. Striletskyi, V. Rovinskyi, O. Yevchuk // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2016. – V. 3. –
№ 9(81). – P. 24-29.
Dutkiewicz A. Some aspects of design and application of inertial damp-ers / A. Dutkiewicz, I. Gołȩbiowska, I. Shatskyi, V. Shopa, A. Velichkovich // MATEC Web of Conferences. – 2018. – V. 178. – Article number 06010 22 nd International Conference on Innovative Manufacturing Engineering and Energy, IManE and E 2018; Chisinau; Moldova; 31 May 2018 through 2 June 2018; Code 139365.
Levchuk K.G. Influence of mechanical properties of a material on dynamics of the stuck drilling pipes / K.G. Levchuk, V.M. Moisyshyn, I.V. Tsidylo // Metallofizika i Noveishie Tekhnologii. – 2016. – V. 38. – № 12. –
P. 1655-1668.
Moisyshyn V. Investigation on Releasing of a Stuck Drill String by Means of a Mechanical Jar / V. Moisyshyn, K. Levchuk // Oil and Gas Science and Technology. – 2017. – V. 72. – № 5. – Article number 27.
Moisyshyn V. The impact of vibration mechanism’ installation place on the process of retrieving stuck drill pipe / V. Moisyshyn, K. Levchuk // Mining of Mineral Deposits. – 2016. – V. 10. – № 3. – P. 65-76.
Pryhorovska T. Machining Error Influnce on Stress State of Conical Thread Joint Details / T. Pryhorovska, L. Ropyak // Proceedings of the In-ternational Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers, CAOL Volume 2019-September, September – 2019. – Article number 9019544. – P. 493-497. 8th International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers, CAOL 2019; Sozopol; Bulgaria; 6 September 2019 through 8 September 2019; Category number CFP19814-ART; Code 158247.
Onysko O. Influence of the Thread Profile Accuracy on Contact Pressure in Oil and Gas Pipes Connectors / O. Onysko, V. Kopei, I. Medvid, L. Pituley, T. Lukan // Lecture Notes in Mechanical Engineering. – 2020. – P. 432-44. 13rd International Conference on Design, Simulation, Manufacturing: The Innovation Exchange, DSMIE 2020; Kharkiv; Ukraine; 9 June 2020 through 12 June 2020; Code 240799.
Ropyak L. Influence of technological parameters of centrifugal rein-forcement upon quality indicators of parts / L. Ropyak, I. Schuliar, O. Bohachenko // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2016. – V. 1. – № 5(79). – P. 53-62.
Онисько легкі карб Онисько О. Р. Технологічні аспекти армування тіл обертання гранулами легких карбідів у процесі електрошлакового відцентрового лиття / О.Р. Онисько, О.М. Богаченко, Л.Я. Роп’як // Сучасні технології в машинобудуванні. – 2015. – Вип. 10. – С. 128-139.
Ropyak L. Optimization of process parameters of chrome plating for providing quality indicators of reciprocating pumps parts / L. Ropyak, V. Ostapovych // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2016. – V. 2. – № 5(80). – P. 50-62.
Tarel’nik V.B. Improvement in Babbit Sliding Bearing Quality with Electrospark Alloying / V.B. Tarel’nik, V.S. Martsinkovskii, E.V. Konoplyanchenko, A.V. Belous, O.P. Gaponova // Chemical and Petroleum Engineering. – 2018. – V. 54. – № (7-8). – P. 598-604.
Луцак Д.Л. Електродугове наплавлення дисперсно-зміцнених композитних покриттів / Д.Л. Луцак, П.М. Присяжнюк, Л.С. Шлапак, Л.Я. Роп'як, М.Й. Бурда. – Івано-Франківськ: Вид-во ІФНТУНГ, 2018. – 151 с.
Студент М.М. Багатофункціональні електродугові покриття / М.М. Студент, Г.В. Похмурська, В.М. Гвоздецький, Т.Р. Ступницький, В.М. Посувайло, С.І. Маркович. – Львів: Простір-М, 2018. – 315 с.
Федірко В. М. Азотування титану та його сплавів / В. М. Федірко, І.М. Погрелюк. – К.: Наукова думка, 1995. – 221 с.
Critchlow G.W. Strategies for the replacement of chromic acid anodis-ing for the structural bonding of aluminium alloys / G.W. Critchlow, K.A. Yendall, D. Bahrani, A. Quinn, F. Andrews // International Journal of Ad-hesion and Adhesives. – 2006. – V. 26. – № 6. – P. 419-453.
Pokhmurs’kyi, V.I. Specific Features of the Cavitation-Erosion Fracture of D16T Alloy with Galvanic Nickel and Ni–B Composite Coatings in Corrosive Media / V.I. Pokhmurs’kyi, H.H. Veselivs’ka, R.S. Mardarevych, // Materials Science. – 2016 –V. 52. – № 2. – P. 147–154.
Яворський В. Т. Електрохімічне нанесення металевих, конверсійних та композиційних покриттів / В. Т. Яворський, О. І. Кунтий, М. С. Хома. – Львів: Вид. «Львівська Політехніка», 2000. – 216 с.
Францевич И.Н. Анодные оксидные покрытия на металлах и анодная защита / И.Н. Францевич, А.Н. Пилянкевич, В.А. Лавренко, А.И. Вольфсон. – К.: Наукова думка, 1985. − 280 с.
Abrahami S.T. Towards Cr(VI)-free anodization of aluminum alloys for aerospace adhesive bonding applications: A review / S.T. Abrahami, J.M.M. de Kok, H. Terryn, J.M.C. Mol // Frontiers of Chemical Science and Engineering. – 2017.– V. 11. – № 3, – P. 465–482.
А.с. 526961 СССР, МКИ Н 01 G 9/24. Способ формовки анодов электрических конденсаторов / Марков Г.А., Маркова Г.В. (СССР). – № 1751524/26-21; заявл. 24.02.72; опубл. 30.08.76, Бюл. № 32.
Баковец В.В. Плазменно-электролитическая анодная обработка металлов / В.В. Баковец, О.В. Поляков, И.П. Долговесова. – Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1991. – 168 с.
Гордиенко П.С. Микродуговое оксидирование металлов и сплавов / П.С. Гордиенко, В.А. Достовалов, А.В. Ефименко. – Владивосток: Издательский дом Дальневосточного федерального университета, 2013.– 522 с.
Гнеденков С.В. Композиционные многофункциональные покрытия на металлах и сплавах, формируемые плазменным электролитическим оксидированием / С.В. Гнеденков, С.Л. Синебрюхов, В.И. Сергиенко. – Владивосток: Дальнаука, 2013. – 460 с.
Казанцев И.А. Технология получения композиционных материалов микродуговым оксидированием / И.А. Казанцев, А.О. Кривенков. – Пенза: Информационно-издательский центр ПГУ, 2007. – 240 с.
Черненко В.И. Получение покрытий анодно-искровым электроли-зом / В.И. Черненко, Л.А. Снежко, И.И. Папанова. – Л.: Химия, 1991.– 128 с.
Гордиенко П.С. Микродуговое оксидирование титана и его сплавов / П.С. Гордиенков, С.В. Гнеденков. – Владивосток: Дальнаука, 1997.– 186 с.
Снежко Л.А. Анодно-искровое оксидирование магния / Л.А. Снежко, В.С. Руднев. – М: Издательство «Техника», ТУМА ГРУПП, 2014. – 160 с.
Саакиян Л.С. Применение поверхностного упрочнения алюминиевых сплавов и покрытий для повышения корозионно-механической стойкости деталей нефтегазопромыслового оборудования / Л. С. Саакиян, А. П. Ефремов, Л. Я. Ропяк, А. В. Эпельфельд. – М.: ВНИИОЭНГ, 1986. − Вып. 6(58). − 61 с. Обзорная информация: серия «Борьба с коррозией и защита окружающей среды».
Суминов И.В. Микродуговое оксидирование: теория, технология, оборудование / И.В. Суминов, А.В. Эпельфельд, В.Б. Людин и др.; под ред. Т.А. Карасевой. − М.: ЭКОМЕТ, 2005. − 368 с.
Парфенов Е.В. Электролитно-плазменная обработка: моделирование, диагностика, управление / Е.В. Парфенов, Р.Р. Невьянцева, С.А. Горбатков, А.Л. Ерохин. – М: Машиностроение, 2014. – 380 с.
Мамаев А.И. Сильнотоковые микроплазменные процессы в растворах электролитов / А.И. Мамаев, В.А. Мамаева. – Новосибирск: издательство СО РАН, 2005. – 255 с.
Борисов А.М. Микродуговое оксидирование в электролитах–суспензиях (обзор) / А.М. Борисов, Б.Л. Крит, В.Б. Людин, Н.В. Морозова, И.В. Суминов, А.В. Эпельфельд // Электронная обработка материалов. – 2016. – № 1. – С. 50–77.
Malyshev V.N. Features of microarc oxidation coatings technology in slurry electrolytes / V.N. Malyshev, K.M. Zorin // Applied Surface Science. – 2007. – V.245. – № 5. – Р. 1511-1516.
Шкилько А.М. Анализ способа упрочнения деталей микродуговым оксидированием / А.М. Шкилько, В.В. Тихоненко // Вісник Національного технічного університету „ХПІ”: зб. наук. праць. Тематичний вісник: Нові рішення в сучасних технологіях. – 2010. – № 46. – С. 252-257.
Пат. 2199613 Российская Федерация, C25D 11/06. Способ формирования защитного покрытия на деталях запорной арматуры / Агабабян Р.Е.; Нечаев Г.Г.; заявитель и патентообладатель Агабабян Р.Е. – № 2001113639/02; заявл. 22.05.01; опубл. 27.02.03.
Пат. 2039133 Российская Федерация, С25D 11/02. Способ анодирования алюминия и его сплавов / Болотов А.Н., Новиков В.В., Созонтов К.К. и др; заявитель и патентообладатель Тверской государственный технический университет — № 92009341/26; заявл. 02.12.92; опубл. 09.07.95, Бюл. № 19.
Пат. 2424381 Российская Федерация, С25D 11/12. Способ получе-ния износостойкого покрытия на алюминии и его сплавах / Болотов А.Н., Новиков В.В., Новикова О.О. и др; заявитель и патентообладатель Тверской государственный технический университет – № 2010123097/02; заявл. 07.06.10; опубл. 20.07.11, Бюл. № 20.
Sobolev A. Fabrication and Characterization of Ceramic Coating on Al7075 Alloy by Plasma Electrolytic Oxidation in Molten Salt / A. Sobo-lev, T. Peretz, K. Borodianskiy // Coatings. –2020. – V. 10. – № 10. – Article number 993.
Snizhko L.O. The nature of anodic gas at plasma electrolytic oxidation / L.O. Snizhko // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. – 2014. – V. 50. – № 6. – P. 705–708.
