Состав для цинкования

Состав для цинкования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СОСТАВ ДЛЯ ЦИНКОВАНИЯ, содержащий цинк в виде порошка или хлопьев, алюминий в виде порошка, полигликоль или его эфир, хромовый ангидрид, бихромат аммония или металла , взятого из группы, включающей кальций, калий, барий, магний, цинк, кадмий или стронций, полиоксиэтиленовьй эфир алкилфенолов (препарат ОП-7) в качестве неионогенного ПАВ и воду, отлич ающийся тем, что. с целью повышения коррозионной стойкости , равномерности и адгезии пок|рытия к основе, он дополнительно содержит соляную кислоту и ацетиленовый гликоль при следующем соотношении компонентов, мас.%: Цинк в виде порошка , . . или хлопьев 14,8-54,0 Алюминий а виде .порошка0,15-10,8 Полигликоль кпн.. его яФнр15,0-150,0 I. Хромовый ангидрид 0,7-6,0 Бихромат аммония или металла, взятого из указанной группы 0,9-8,0 (Л Препарат ОП-7 1,0-4,0 Соляная кислота 1,0-6,0 Ацетиленовый гликоль 2,0-4,0 Вода Остальное 2. Состав по п. 1, отличающийся тем что в качестве ацео тиленового гликоля он содержит или :о Сридецнловый спирт, или сюрфинол, ю или -миристиловый спирт. N5 о 4;;

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А (19) (11Г

3(51) С 23 С 3/00 l

В:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТБЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3476063/22-02 (22) 26.07.32 (46) 15.05.84. Бюл. Р 18 (72) Т. Н. Красильникова, Ф. Н. Пьянков

Б, Я, Ключков, В .Е. Поспелов, И.В.Фрншберг и С.В.Грибовский (71) Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт технологии автомобильной цромышленности (53) 621 ° 793.3:669.5(088.8) (56) 1.Патент США 1(- 4026710, кл. 106/1„ опублнк. 1977.

2. Патент США Ф 3907608, кл. 148 6.2, опублик. 1975. (54)(57) 1. СОСТАВ ДЛЯ ЦИНКОВАНИЯ, содержащий цинк в виде порошка или хлопьев, алюминий в виде порошка, полигликоль или его эфир, хромовый ангидрид, бихромат аммония или металла, взятого из группы, включающей. кальций, калий, барий, магний, цинк, кадмий или стронций, полиоксиэтиленовый эфир алкилфенолов (препарат ОП-7) в качестве неионогенного ПАВ и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости, равномерности и адгезии пок рытия к основе, он дополнительно содержит соляную кислоту и ацетиленовый гликоль прн следующем соотношении компонентов, мас.7:

Цинк в виде порошка или хлопьев 14,8-54,0

Алюминий в виде .порошка О, 15-10,8

Полигликоль или его фцр 15,0-i 50,0 !

Хромовый ангидрид О, 7-6,0

Бихромат аммония или металла, взятого из указанной группы 0,9-8,0

Препарат ОП-7 1, 0-4,0

Соляная кислота - 1,0-6,0

Ацетиленовый гликоль 2,0-4,0

Вода Остальное

2. Состав по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве ацетиленового гликоля он содержит или тридециловый спирт, или сюрфинол, или миристиловый:спирт.

Изобретен?хе Oтносится K нанесень(J покрытий ня поверхнОсть метялля для предотвращения коррозии.

Известен состав для негяльванического цннковання, содержащий чешуйчаТЫЙ {ХЛОПЕ»РВИД!(Ый )ЦИНК gHIIPOJIHJIQJI гликоль иеионный смачивятель, Оксиэ тйл целлlвло 3 у, i(p ÎÈÎÂ óþ кислОту и

ВОДУ f-1 "Х.

Дяl(ный состав пОсле сушки создав х

HB ПОВРрхности ОбрабатыВЯемых Детал»ай гладкое и ряв?хо(херное пркрытие, ОднаИО В процессе пригОТОвления состав обладает повышенной склонностью к пенообразона»ию, что обуславливает хе ?!(!СО (»"»(» (тепе нь ядГезихх покрьг» ия к подложке. -lЯ»(бе iiе =. 6-, ill! 3 (»,-,! K H306p етени В

ПО 1 СХ1(И fC (. (Ок С»» Шl»ОСТ»» ЯВЛЯС » СЯ СОС"

ЗЯВ ДЛЯ НС! ЯЛЬВЯН-нчес (0! 0 1(И»»»»".,("ОВЯ! ИЯ „,.".Х содеРжаll(иl(fft?tKOB: хй поРОшок. Ялюмение "

ВЫ?» 1ХОР(311!Ок. МОНО 3 Х !(!!ОХ!ЫХХ ЭФИР ДИЭТИ"

i18!!I"л!(Коля (3тилкьхрбххтол), неионоген. .0p поверхностно-активное вех((есTBG

"p О" (ОJJ!»t?t Я и» 1»»р »» бихрОма т MPTRJI J! B»!5

Е е ОД I3tJе . !1b!(i сост,=.н не Обеспечивает по. У (0 (I!»е lхокРыт!(Г(с Bbft Оеой кОРХХ03 (oH"

i! 0 »" с т 0 Й!(О с т ью !! яд Г Р 3 и Р Й к Хх Одл ох((к е, Х;(»р;,хе того 1(х»к;;ь(т?хе„11(л»хче?(ное 1»Я х-»

ХХОВЕРХ(1 ?СТ1! ДЕ ".Я!!H. !!ЕХХЯВ:-!О (PPHO По

ТО (((11?1?(Е „

iH„-;06р Р» е,»1-.?х — по Вьш(ение х op— р 0 3 1 t 0 н н 0 Й с ". 0 Й ?. 0 с 13»(х р я В н Dм е р н Î с ти

1Ь,,В- »,. 0

ИЛИ Х!ХОПЬЕВ

Х ХХХЮХ.ХИНИЙ B В?(ДЕ ПОО, l5-)0.,8

Р О(ИКЯ

ПОЛИГЛИКОЛЬ ИЛИ ЕГО эфир

Храмовыйх ангидрид

Бихромат аммония или

5 05С! 0 Ъ

0,7-6„9 металла, взятого нз указанной группы

УКЯ,. ЯИ!l B!I lli3r, ЦХЗСТХХГ B ЕТСЯ» что OOC;ЯВ дл- !!(хнковя!(Ия. содержащий ци((к " Вид"- порою:(я илк хлопьев. ВпюМИItHI В ВИДЕ IiOPO!!f fCB ПОЛИ ГЛИКОЛЬ

Зф!Хр, хромовьгй ангидрид, биХ РОМЯ ЯМ (OII HH »1 IH (»JB t 3Jt JIB. ВЗЯ Х ОХ 0

Иэ ГРУППЫ, ВКЛЮЧЯЮЩЕй КАЛЬЦИИ „КаЛИй, барий, ма!",! (II?t, циl»к, кадм?(и или c Tpof»ций, ((ОХ!(о»»(сиэ тил(-НО»Хыи эфир ялкил фенолов (".!JBIIBpBT ОХ(-7) В качестве неионогеHHOão ЦЛВ и воду, дополнитегл,= но cOpBp,".KHT OOJI?fffsff(J кислоту и ацехи»ле-.

ИОВый ГликОль EJDH следухО(х(ем сооТНо шенин компонентов, МЯС, J;

Цинк в Виде порошка .

ii Q (Хрххпара.т ОП-7 1, 0-4,0

Соляная кислота >,0-f „0

Лцетиг(еновый гликоль 2,0-4,.0

ВОДЯ Остальное

В качестве ацетилвновогo гликоля состав содержит или тридециловый спирт„ ?frN сюрфинОл или миристилОBblA спирт. ! (роме того, В качестве JIOJIH!JJHKoля или его эфира могут быть Введены дипропиленгликоль, моноэтиловый эфир трипропиленгликоля, моноэтиловый эфир ,циэтиленгликоля (этилкарбитол) и их смеси.

С"cYBB для негяльвянического хо .(1 ОДНОГО ЦИНКОВЯНИЯ ГОТОВЯТ СЛРДЛ(ХЩ?ГМ образом. Навес!(у цинкового IJOpot»JKB с з ðíèñòîñòüþ 1-8 мкм !Вхх! ХлопьеВидный цинк! Представляюний собой УС((ЕИЗИХЗ, »ХОЛУЧСННУЮ ИЗ ПИСПРР h вованного в шаровой мел нице !IHHKGBO

Го По(»ОШКХХ И ОРГЯН?ХЧ»ЕСКОГО РЯCÒBO рителя„ например пиацетонoâoго сххиртя, загружаю оххновременно с ":.Opîi!IKOì

ЯлюминиЯ В Ванну! к ЛЯ добавляют этилкарбитол. Затем вводят хромовый ангидрид и 6JП(рсмЯт Я iMOИHЯ или калия, после чего добавляют тркдеifHJloвый спирт или сюрфинол, ОЧ-/ и э од у . Все перемешиза(От В течение

МИНУTbl > .ЗЯТЕМ ВВОДЯТ СОЛЯН !О !- .!I!" (ÎT»»

?(ВНОВЬ Г ЕРЕМЕ(Х(ХХВЯЮТ В " СЧЕ!ХИЕ МИ .Хуты. Таким Обвазом получают KoHKpBT Остявы х(ля цинкования . Ос.(ховременно получают к опробывают сос-;-ав прототипа. Сведения о полученных состаВЯх пр?!ведень! е тЯбл,.

Полученные составы для цинкования наносят на образцы В Виде пластин ;00=50 2 мм илк крепежные детали из стали сТ, 3. Состав HB поверхность образцов наносят окунанием или накатыВают вяликОм. (!еред !(анесением Г(окрьхтия образць! подвергают предварительной обра.- . ботке. Лля этого их Обрабатывают

6 ай к, (х и» то м H JIH с те ь(» л Я н н ь((»хи ша р и к Я ми

В Виброустановке В тЕчение 5-1О мин, !

Хромьх (ах(хт B Bo,I!B H сушат при 60

80 С, После абразивной обработки образцы

Обрабатывают составом., содержащем х(0 г л хромовога ангидрида„ 3 мл ОЛ-7 и 20-30 Jххл органического вещества тяпа амих(о((ислст или содержащего группу —,0GNH- в частности глутаминовой кислотЫ.

Состав Для цинкОВЯииЯ НЯНОсят В два слоя. Образцы В перфорированной с, 1092?0< корзине окунают в состав, затем Вынимают, центрифугируют и сушат при температуре, которую постепенно повышао ют от 80 до 210 С в течение 5-10 мин, Таким образом, получают первый слой покрь(тия.

Для полу(ения второго слоя все операции последовательна I(QBòopÿ<îò, при этом сушку ведут от 80 до 310 С в течeние «-10 мин. Образцы с полуг

1 (( ченным покрытием подвергают механическим испытаниям па известным методикам: определяют адгезию методом ре-. шетчатого -(agpesa по ГОСТ 151< .0->8

Ь г. атмос;„ .Орну(о коррози(о по ГОСТ 9. 012 73.

Для сравнения опробуют образцы с изВЕСтнши Г<ОКРЫТИЕИ (Г(РОТОТИП) . 1(ЯННЫЕ об испытаниях гриведены в табл. 2. сюр"..<;Ho-, 1= —,:.:-.: В состав для -(редат20

В», <»,«-, . П ...,,,ЯЗОP,(,(тв,,,<(1< (Г 0

11---! (е<. ". а - ала!. G(< « F в:заl(маде i< TÂH(»(цинка ни<1«" с.:;<г .", Ни=а<-д(;с:-.:«-.!(Ii, Он обладает

25 (то,«!

Д. еr<там(:, КРО .:.:; Gr o(l л-=Гка и быстро -", е:.::. у<,ив»-,-..-.;..- .-: —; . теип,"=-ратуре грормн-,с-.=;н.:я ((ок,::ь .: (200--310 С),, слав — < <я и т (т .т. «н(-. о:; <; ((е <- 1«,,:= --Г» < «1 (е р н О.\. . 1»г <- ;, Ы(,:;:,:;;-.;< (» Д<»(г - .1

Q<«< J т» -та 1= О " » = " " " I <«<ЕН« "»1 ад(Е

ЕГО (:С(-,,-.Е: « ",-- < .««д a T -«<»««<с < »< ÄI(H

D ""-(я ВВ ;«:т =- ««:.<ËЗЛН(- а О NHÃBeIIHeH »

49 Te»:.:;ЕЕ ",,. НЕ;.. -:ЕС,»»Е<тнт «;(ПЕй Ст— и; е. «- . - с а вe . - ; — --(ее <«<Я -«1(она(,пгч.eg ки н»целе(<(об(аз но .

О«»»» <; 7 7-т» «Oт» П<ЗСООСТВ»<С т и а ь ьш(<з H ию i(o р р О (< Q и . О и с:. 0 и к а «с < и ви „ (цт((ка < ь. Вам((i!<»я Сl ВОссTанав

+(; лив=-ется «=- -:- :- ., <3-ч(=(=- том ионы хлора, яв ляяс«ь -,иль ьть-((с<«;..1((«п«Te,<(e(»(. и р«<(датв

С-;. " в сусл"-HH=.H<((астап для цинкаваС .49 с (-"-ГЯ=- 8< =.Q „ит::--. QQHHI(óê кислоту (; "-ив ((1 ;:,- Г<;, ОЛт-.::-ИХ З На«Ч Е НИЯХ, ЧЕИ

<($ н, тт »; <-, к т„- »т- «т«и изменит свае 3;а"- : - HH - ца ""... (1(". He(I(.(<(ин «при т(о,-: "„. н = б уп»"; Г,»e»-т<еч на высокая

НЯ Гаверхности образцов и дет †.:лей получают покрытие толщиной ч-8 мкм, обладающее Высокой коррозионнай стойкостью, адгезией и равномерностью.

Пакрытй4 плотное, представляет собой неарган;;:ческие цинковые соединения, имеет серебристо-серый цвет, визуальна ((ало(.(.-(нает металлическое цинковое пак.»ытие, полученное злектрохимпчес— ким путем. (<водить цинк (((,(((e е(-О Верхнего предела не Гскомендуется, поскольку состав будет вязким, чта отрицательно сказывается на адгезии покрытия.

Кроме тога. в составе для цннкован я должно быть выдержана определенное соотношение хрома, вводимого в в((де хромового ангидрида, и цинка и должно укладываться в пределы 1:11:<5. Иное соотношение, как выявлено экспериментально, не может обеспечить достаточное количества хрома в гокрытии, обеспечивающего адгезию цичка к металлической подложке.

Порошок алюминия введен для предОтврящения слипяния чястиц цинкя, применяемого В ниде хлопьев. Кроме того, алюминий повышает коррозионную стойкость 1(o((p((TvH ч предает ему серебристый Оттенок. (<лю((иний в количестве иеньшем нижнего предела не

Обеспечивает требуемую гамму свойств и не позволяет получить у покрытия серебристый оттенок. В количествах боль((их установленного предела .алюминий ухудшает коррозионную стойкость из-эа восстановления Cr в CI. в суспензии (состав покрытия).

Попигликоль или его эфир, в част.ности зтилкарбитал, вводят в качестве Hi.сстаков«(т=ля ., в СГ4- птои cyoi

Ke п<ок-т(»»т<.(.—,-...- ". -Р 3 1 0 две ц

О, зтилкарбитзл,"." и=:eе 15/. Не ОбеспечиВ ЯЕ т ТРЕбУЕ(т ;; ЯД ГЕЗ ((О т а б ОЛЕЕ 507лро(»(овьй =;" H«ц »(:и и б!Г(рамат QM

118 ?Ð. „ B, SI ввопят пля .- :.G а (ни покрытия блаГала:ЗЯ Ката.«Q= . ..".,ИГЯЕТСЯ З«(CO(TER т»арр»(:,анна<;:- -(« !.;а; ть, а такжe для — - -. и - ., r:O:мя с :.,:

3 1I 092

ОП-7» представляющий собой моноалкилфениловый эфир полиэтиленгликоля на основе полимердисталлята, вводят в качестве поверхностно-активнога вещества, улучшающего адгезию покрытия к подложке. Введение ОП-7 меньше указанного значения недостаточно для выполнения им его функции в составе, а больше установленного значения экономически нецелесообразно, поскольку не будет получено скольконибудь заметное улучшение характеристик покрытия.

Для получения состава для цинкования использован цинковый порошок типа ДРМ, разработанный Институтом металлургии Уральского научного центра

AH СССР, состоящий из частиц сферической формы i-8 мкм (4% — 12 мкм, 4% - 3 мкм, 10% — 4 мкм, 22% - 5 мкм, 2О . 8% — 6 мкм, 36% — 7 мкм и 6% — 8 мкм и алюминиевая пудра ГОСТ 5494-7i).

Состав для цинкования может быть проиллюстрирован составом компонентов, сведенным в табл. 1.

Образцы с покрытиями, полученными из предлагаемого состава, подвергали физико-механическим и коррозионным испытаниям. Прочность при изгибе on)еделяли по ГОСТ 6806 "73, прочнбсть

1ри ударе по ГОСТ 4765-73, толщину по МТ-40 ВЦ, адгезию по ГОСТ i5i40-78 и коррозионную стойкость по ГОСТ 9.012-.73 и по методу Cass.

Испытание пористости цинкосодержащего покрытия по стали проводят мето- дом с наложением, тока, Обезжиренную спиртом промытую и высушенную деталь погружают в ванну с раствором (табл. 2) и соединяют с положитель49 ным полюсом источника постоянного тока. В качестве катода используют свинцовую пластинку. Электролиз ведут при напряжении 34 0 4 В в течение 4 мин, В местах пор появляются. синие пят™

45 на (следы пор до стали), После электролиза деталь просушивается при помощи прикладывания фильтровальной бумаги, на которой остаются отпечатки пор.

Посчет пор осуществляется следующим образом, Фильтровальная бумага с отпечатками пор делится на квадраты площадью 0,25 см, в каждом из которых подсчитывается число нор.

Среднее значение пор в квадрате расr считывается на 1 см - площади поверх,ности.

Испытание покрытия на изгиб по

ГОСТ 6806-73 проводят на трех парало лельных образцах при 202 С и относительной влажности воздуха 65+5%.

Пластинку накладывают на стержень наибольшего диаметра покрытием наружу и, плотно прижимая ее к стержню, плавно изгибают в течение 1-2 с на

180О вокруг стержня, затем покрытие в месте изгиба рассматривают в лупу на наличие трещин и отслаивания °

Если зти дефекты отсутствуют, то производят изгибание пластинки каждый раз в другом месте последовательно от стержня большего диаметра к меньшему до тех пор, пока не будут обнаружены вышеуказанные дефекты: трещины или отслаивание, видимые в лупу при четырехкратном увеличении.

Лдгезианные свойства полученных покрытий определяют методом решетчатого надреза по ГОСТ iSi40-78.

На испытуемом покрытии делают не менее пяти параллельных надрезов до подложки бритвенным лезвием или скальпелем по линейке или шаблону на расстоянии 3 или 2 мм друго от друга и столько же надрезов, перпендикулярных к первым. В результате на покрытии образуется решетка из квадратов одинакового размера 1- 1 мм для покрытий трлщиной менее 60 мкм. Поверхность покрытия после нанесения решетки очищают кистью и оценивают адгезию. покрытия по четырехбальной шкале.

Физико-механические и защитные свойства покрытия, полученного из предлагаемого состава, приведены в табл. 3.

В табл. 4 приведена шкала адгезии покрытия по методу решетчатого надреза

Ацгеэия получаемого покрытия сосTBBnR JIB 1 6RHJJ, Использование предлагаемого состава не требует при подготовке поверхности использования кислот, что полностью исключает водородную хрупкость, имеющую место при гальваническом злектролитическом цинковании.

Предлагаемый состав для цинкования имеет высокую технико-экономическую эффективность за счет высокой коррозионной стойкости, отсутствия водородной хрупкости, отсутствия загрязнения окружающей среды, стойкости к растворителям различных тилов (бензин, тормозные жидкости, высокие температуры).

1092204

Таблица тилкаритол, ас.X

П-.7, Вода ас.X

HCR, мас. (NH4)gGr 0 мас.X

3 мас.X

Состав для цинкования порошок хлопья, мас.X

0 0005 Осталь ное

2,0 30,0 0,9

2,0 30,0 0,7 0,9

Иэвестный 30,0

20 10 10

Предлагае- 14, 8 мый

2,0 4,0 2,0

54,0 О, 15 15,0 4,0 6,0

«

1,8 2,7,291

2,7 4,0

6,0 0,7

10,8 30,0

28,0

4,0 6,0 4,0

5,0

14,8

50,0

Сюрфи- -"нол

К Сг 0 трипропиленгликоля

«и»

4,0 6,0 2,0

20 480 07 80

14,8

Таблица 2

l Концентрация, г/л

Состав раствора

Калий желеэистосинеродистый (желтая кровяная соль)

K4Fe(CN )6 ЗН20

Натрий сернокис,лый кристаллическийй Ма $04 . 10Н20

Магний сернокислый Мя$04 7Н20

50.

205

АФ э поро б шок, м мас.

Моноэти ловый эфир

Триде" циловый спирт, мас.X

I092204

ПРодолжение табл. 3

246

300, 400

Таблицами

Характеристика поверхности

Оценка s баллах

1 - Края надрезов гладкие, отслаивания K сочков покрытия не наблюдается, Редактор И Бандура

Заказ 3212/18 Тираж 900 Подписное

RHHHIIH РосypapcTBeHHAro к..iмитета CCCP по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, 8-35,. Раушская наб., д, l, 5

Филиал ППП Патент", г.Ужгород, ул.IIpov <тнян, I

Незначительное отслаивание покрытия в виде точек вдоль линии надрезов или в местах их пересечения (до Ж площади каждой решетки).

Отслаивание покрытия вдоль линии надрезов или полос (о 3gg площади + o.. Рещетки) Полное или частичное отслаивание покрытия полосами или квадратами вдоль линии надрезов (более

357 площади калщой решетки).

Составитель Б. Белоглазов

Техред C,,ÈHãóöoâà КоРРект-"P H.Зрдейи