satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical University10.21122/2227-1031-2016-15-5-435-441sat-952Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕMECHANICAL ENGINEERINGКАК «НАУЧИТЬ» СПЛАВЫ МАГНИЯ ПРОТИВОСТОЯТЬ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМ РИСКАМHOW TO MAKE MAGNESIUM ALLOYS BE RESISTANT TO OPERATIONAL RISKSЧигриноваН. М.ChigrinovaN. M.

Доктор технических наук 

Адрес для переписки: Чигринова Наталья Михайловна— Белорусский национальный технический университет, просп. Независимости, 67,   220013, г. Минск, Республика Беларусь Тел.: +375 17 293-95-81   tiro@bntu.by

Address for correspondence: Chigrinova Natalija M.— Belаrusian National Technical University, 67 Nezavisimosty Ave.,   220013, Minsk, Republic of Belarus Tel.: +375 17 293-95-81   tiro@bntu.by

ВоробьёваЕ. И.VorobiovaE. A.

Undergraduate

ЧигриновВ. Е.ChigrinovV. E.Белорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus201627092016155435441Copyright © Чигринова Н.М., Воробьёва Е.И., Чигринов В.Е., 20162016Чигринова Н.М., Воробьёва Е.И., Чигринов В.Е.Chigrinova N.M., Vorobiova E.A., Chigrinov V.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/952

Изучены закономерности и механизмы структурои фазообразования в поверхностных слоях магниевых сплавов при их обработке методом микродугового оксидирования. Определено, что для всех видов покрытий на поверхности магниевых и алюминиевых сплавов характерны одинаковые особенности структурообразования: наличие тонкого плотного внутреннего подслоя и более толстого с развитой пористостью наружного. Такое структурное состояние защитного покрытия не является гарантированной защитой объектов от эксплуатационных воздействий, учитывая области их преимущественного использования – авиа-, автомобиле-, приборостроение, строительство и т. п. Проанализировано влияние щелочных электролитов с изменяющимся химическим составом за счет добавок фторидов натрия или калия на структуру и свойства указанных сплавов, а также на уровень основных эксплуатационных характеристик слоев, формируемых в таких электролитах. На основании этого сделан вывод о возможности продления их ресурса в эксплуатационных условиях. Выявлено, что существующие приемы и способы управления процессом микродугового оксидирования алюминиевых и магниевых сплавов, в частности режимы обработки и мощность технологического оборудования, определяют характер структурообразования и изменение фазового состава формируемых покрытий.

The paper studies regularities and mechanisms of structure and phase formation in the surface layers of magnesium alloys when they are processed by method of micro-arc oxidation [MAO]. It has been determined that the same specific features of structure formation, namely: existence of a thin dense inner sublayer and a thicker outer sublayer with developed porosity are common for all types of coatings on the surface of magnesium and aluminum alloys. Such structural state of a protective coating can not be considered as a guaranteed protection against operational impacts, taking into account the fields of their primary application that is aviation construction, automotive construction, instrumentation, building construction, etc. The paper has analyzed the effect of alkaline electrolytes with varying chemical composition due to additions of sodium fluoride or potassium on the structure and properties of these alloys as well as on the level of basic performance characteristics of the layers formed in such electrolytes. On the basis of the analysis a conclusion has been made that it is possible to extend their life-span under operational conditions. It has been revealed that the existing techniques and methods for process control of MAO aluminum and magnesium alloys, particularly processing modes and technological equipment capacity determine a nature of structure formation and changes in a phase composition of the formed coatings.

микродуговое оксидированиеструктурообразованиеэлектролитфторидыmicro-arc oxidationstructure formationelectrolytefluoridesReferencesKazanski B. The Influence of Fluoride Additives on the Properties of Oxide Layer Produced by Plasma Electrolytic Oxidation / B. Kazanski, A. Kossenko, A. Lugovskoy, M. Zinigrad // Defect and Diffusion Forum. 2012. Vol. 326–328. P. 498–503.Kazanski B., Kossenko A., Lugovskoy M. (2012) The Influence of Fluoride Additives on the Properties of Oxide Layer Produced by Plasma Electrolytic Oxidation. Defect and Diffusion Forum, 326–328, 498–503. DOI: 10.4028/www.scientific.net/DDF.326-328.498.Effects of Fluoride on the Structure and Properties of Micro-arc Oxidation Coating on Aluminium Alloy / Z. Wang [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. 2010. Vol. 505, No 1. P. 188–193.Wang Z., Wu L., Cai W., Shan A., Zhaohua J. (2010) Effects of Fluoride on the Structure ?nd Properties of Micro-arc Oxidation Coating on Aluminium Alloy. Journal of Alloys and Compounds, 505 (1), 188–193. DOI: http://dx. doi.org/10.1016/j.jallcom.2010.06.027.Способ получения защитных покрытий на поверхности изделий из магния и сплавов на его основе: пат. России № 2260078: МПК C25D11/30 / В. В. Хохлов, Н. М. Вавилкин, А. Г. Клевцов, В. А. Баутин, А. Г. Ракоч, А. Е. Кутырев, Ю. В. Магурова; дата публ.: 10.09.2005.Khokhlov V. V., Vavilkin N. M., Klevtsov A. G., Bautin V. A., Rakoch A. G., Kutyrev A. E., Magurova Yu. V. (2005) Method for Obtaining Protective Coatings on the Surface of Products Made from Magnesium and Magnesium-Based Alloys. Patent of Russian Federation No 2260078. (in Russian).Владимиров, Б. В. Влияние состава электролита на свойства сплава МА2-1 при микродуговом оксидировании / Б. В. Владимиров // Известия Томского политехнического университета. 2014. Т. 324, № 2. С. 143–148.Vladimirov B. V. (2014) Influence of Electrolyte Composition on ??2-1-Alloy Properties During Micro-arc Oxidation. Izvestiia Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta [Proceedings of Tomsk Polytechnic University], 324 (2), 143–148 (in Russian).Способ получения защитных покрытий на сплавах магния: патент России № 2357016: МПК C25D11/30 / С. В. Гнеденков, О. А. Хрисанфова, А. Г. Завидная, С. Л. Синебрюхов, В. С. Егоркин, М. В. Нистратова; дата публ.: 27.05.2009.Gnedenkov S. V., Khrisanfova O. A., Zavidnaya A. G., Sinebryukhov S. L., Egorkin V. S., Nistratova M. V. (2009) Method for Obtaining Protective Coatings While Using Magnesium Alloys. Patent of Russian Federation No 2357016. (in Russian).Способ получения защитных покрытий на магниевых сплавах: пат. России № 2447202: МПК C25D11/30 / С. А. Каримова, И. А. Козлов, Т. Г. Павловская; дата публ.: 10.04.2012.Karimova S. A., Kozlov I. A., Pavlovskaya T. G. (2012) Method for Obtaining Protective Coatings While Using Magnesium Alloys. Patent of Russian Federation No 2447202. (in Russian).Хла, Мо. Оптимизация процесса микродугового оксидирования алюминиевых и магниевых сплавов / Мо Хла. Москва, 2007. 133 с.Khla Mo. (2007) Optimization of Micro-arc Oxidation Process for Aluminium and Magnesium Alloys. Moscow. 133 (in Russian).Influence of Post-Annealing on the Oxide Layer of AZ91 Mg Alloy Prepared by Plasma Electrolytic Oxidation /Hwang D. Y., Ko Y. G., Kim Y. M., Yoo B., Shin D. H. (2010) Influence of Post-Annealing on the Oxide Layer of AZ91 Mg Alloy Prepared by Plasma Electrolytic Oxidation. Materials Transactions, 51 (2), 408–412 DOI: 10. 2320/matertrans.M2009290.D. Y. Hwang [et al.] // Materials Transactions. 2010. Vol. 51, No 2. Р. 408–412.Averyanov E. E. (1988) Anodizing Guide. Moscow, Mashinostroyenie, 81–82 (in Russian).Аверьянов, Е. Е. Справочник по анодированию / Е. Е. Аверьянов. М.: Машиностроение, 1988. С. 81–82.Khaselev ?., Weiss D., Yahalom J.(1999) Anodizing of Pure Magnesium in KOH-Aluminate Solutions under Sparkling. Journal of the Electrochemical Soceity, 146 (5), 1757–1761. DOI: 10.1149/1.1391838.Khaselev, О. Anodizing of Pure Magnesium in KOHAluminate Solutions under Sparkling / О. Khaselev, D. Weiss, J. Yahalom // Journal of the Electrochemical Soceity. 1999. Vol. 146, No 5. P. 1757–1761.Khaselev, О. Anodizing of Pure Magnesium in KOHAluminate Solutions under Sparkling / О. Khaselev, D. Weiss, J. Yahalom // Journal of the Electrochemical Soceity. 1999. Vol. 146, No 5. P. 1757–1761.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.