Состав для цинкования и способ его приготовления

Состав для цинкования и способ его приготовления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение предназначено для обработки поверхности изделий с целью защиты от коррозии и относится к составам для цинкования крепежных деталей и пружин различных деталей автомобильной техники, деталей, изготовленных методом порошковой металлургии и др. Цель изобретения - повышение стабильности состава и коррозионной стойкости покрытий. Для этого состав для цинкования содержит цинковый и алюминиевый порошок, этилцеллозольв и/или этилкарбитол, хромовый ангидрид, двухромовокислый аммоний, стеариновую кислоту, тетрагидро-1,4-оксазин формальдегид, сукцинимид, неионогенное поверхностно-активное вещество и воду при определенном соотношении компонентов. Состав готовят предварительным диспергированием в шаровой мельнице в течение 16-18 ч порошка цинка с добавкой части порошка алюминия в смеси с этилцеллозольвом, стеариновой кислотой и тетрагидро-1,4-оксазином, после чего добавляют остальные компоненты. Покрытие толщиной 7-8 мкм обладает коррозионной стойкостью до 2000 ч, причем состав стабилен в течение нескольких суток (5 и более). 1 с.п.ф-лы, 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 23 С 22/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K A BTOOPCKOMY CBM4ETESlbCTBV

0,1 — 0,5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4198478/23-02 (22) 23, 12,86 (46) 07.09.89. Вкп. N- 33 (75) Т.Н.Красильникова (53) 621.794.4(088.8) (56) Патент США Р 4026710, кл. 106-1, 1977.

Авторское свидетельство ССОР

11- 1092204, кл ° С 23 С 22/32, 1982. (54 ) СОСТАВ ДЛЯ ЦИНКОВАНИЯ И СПОСОБ .

ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ (57) Изобретение предназначено для обработки поверхности изделий с целью защиты от коррозии и относится к составам для цинкования крепежных деталей и пружин различных деталей автомобильной техники, деталей, изготовленных методом порошковой металлургии и др. Цель изобретения — повышение стабильности состава и коррозионной стойкости

Изобретение относится к обработке поверхности изделий для защиты от коррозии, в частности к составам для цинкования крепежных деталей и пружин, различных деталей автомобильной техники, деталей, изготовленных методом порошковой металлургии и др.

Цель изобретения — повышение стабильности состава и коррозионной стойкости покрытий °

Предлагаемый состав для цинкования содержит, мас.l:

Порошок цинка 4-20

Порошок алюминия О, 1-20,0

„„SU„,, 1505980 А1 покрытий. Для этого состав для цинкования содержит цинковый и алюминиевый порошок, этилцеллозольв и/или этилкарбитол, хромовый ангидрид, двухромовокислый аммоний, стеариновую кислоту, тетрагидро-1,4-оксазин формальдегид, сукцинимид,неионогенное поверхностно-активное вещество и воду при определенном соотношении компонентов.

Состав готовят предварительным диспергированием в шаровой мельнице в течение 16-18 ч порошка цинка с добавкой части порошка алюминия в смеси с этилцеллозольвом, стеариновой кислотой и тетрагидро-1,4-оксазином,после чего добавляют остальные компоненты. Покрытие толщиной

7-8 мкм обладает коррозионной стойкостью до 2000 ч, причем состав стабилен в течение нескольких суток (5 и более) . 2 с.п.ф-лы, 3 табл.

Этилцеллс зольв и/или этилкарбитол 30,0-50,0

Хромовый ангидрид 0,2-6,0

Двухромовокислый аммоний 0,3-8,0

Стеариновая кислота

Тетрагидр о-1,4-оксазин 0,3-1,0

Формальдегид (40X-ный вод ный раствор) 0,3-1,0

Сукцинимид 0,04 — 1,0

Неионогенное

I 505980

40 поверхностноактивное вещество 0,1-0,6

Вода Остальное

Состав для цинкования готовят следующим образом.

Навеску высокодисперсного цинкового порошка марки ПЦВД: зернистостью 1-6 мкм с ееебопьешем содержани- Ip ем алюминия 1-2 мас.Х от веса цинкового порошка загружают в шаровую мельницу, добавляют этилцеллозольв, навеску стеариновой кислоты и тетрагидро-1,4-оксазина. 15

Загружают фарфоровые шары

20,3 мм и ф = 4,6 мм.

Отношение количества ударного материала к количеству расплющиваемого порошка находится в пределах 2р

20: 1 и 0,5: 1.

Диспергирование проводят в течение 16-18 ч при п = 90-150 с .

1< полученной суспензии цеенковых хлопьев прибавляют предварительно приготовленный водный раствор хромового ангидрида с бихроматом аммония.

Затем вводят этилкарбитол, формальдегид, сукцеееееемеед> осталь»уев часть 30 порошка алеоминия It неионогеееное IIAB, Полученный дисперсионный состав перемешивают в течение 5-10 мин.

Процесс смешения компонентов сопровождается Вьщелеееием тепла по этому емкость для приготовления состава должна быть снабжена змеевиком с холодной водой для поддержания температуры состава 19 — 20 С.

Часть порошка алюминия вводят в шаровую мельницу для предотвращения слипания частиц цинка при полу-чении цинковых хлопьев.

Дополнительное количество вводят в состав для повышения коррозион- 45 ной стойкости покрытий °

Ллеомиееий в количестве, меньшем нижнего предела, не обеспечивает требуемую гамму цветовых свойств.

В количествах, больших установленного предела, алюминий ухудшает коррозионную стойкость из-за восстановления Cr в Cr в суспензееи

w6 + Ъ (состав покрытия) .

Этилцеллозольв и этилкарбитол вводят в качестве растворителей и 55

<6 одновременно восстановителей Cr в

Сг при сушке покрытия.

Введеееие смеси этилцеллозольва и этилкаРбитоееа менее 157. не обесе ечивает требуемую адгезию, а более

50Х экономически нецелесообразно.

Хромовый ангидрид и бихромат аммоееия вводят для пассивации покрытия, благодаря которой достигается высокая коррозионная стойкость, а также для образования гидроокиси хрома во время сушки при 250-300 С, вследствие чего происходит прилипание (адгезеея) .

Верхняя и нижняя границы хромо-: вого ангидрида и бихромата определяются из соотношения к цинку, которое лежит в пределах 1: 1 — 1: 15.

Тетрагеедро-1,4-окса зин (морфолин) вводят в состав цинковых хлопьев пэи диспергировании цинкового порошка в шаровой мельнице с целью создания вокруг каждой частицы цинка оболочки защитной капсулы за счет образоваееия со стеариновой кислотой

;еорфолинового мьеееа.

Вследствие этого паста из металеееечесе.их чешуек, полученная путем диспергнрования в шаровой мельнице, имеет ееысокуео устойчивость (стабильность) к хранеееию цинковых:.лопьев.

Прее хранении в течение 1 г. цинка»еее хлопья еее теряют своих свойств образовывать коррозионно-стойкое ееокрытие при соединении с хромсодер жащеее и ингредиентами и IIAP неионогенного типа.

Введение цинковых хлопьев, заблокированных гидрофобируеощей оболочкой, в состав для цинкования увеличивает устойчеевость суспензии от

1 сут (в известном случае) до 12 сут, что приводит к экономии ценных химических материалов и высокодисперсного порошка цинка и алюминия, так как исключает необходимость выбрасывания неиспользованных растворов.

Таким образом, дополнительно вводимые в состав компоненты, а также технология его приготовления обеспе:иваевт метастабильное состояние органо-неоргаееееческой суспееезии порошка цинка и алюминия в целом и работоспособность ее в течение определен ног о вр емени, пр едел которого по экспериментальным данньем составляет 10-14 сут, что в 10 — 14 раз превы еает стабильность известного состава °

Кро»е того. сферические частицы

«?и после диспергироваееия в шаровой мельнице принимают форму чешуек (палетт), перекрывающих в покрытии

5 1 друг друг как "рыбная чешуя" и еще каждая частица цинка пассивируется хромом шестивалентным, в результате чего достигается значительно более высокая коррозионная стойкость покрытий до 700-1600 ч в камере соляного тумана (5X NaC1).

Пример. Различные составы наносят на образцы в виде пластин

150х70х2 мм,крепежные детали (лепесток из стали 65 ХГСА, пальцы).

Подготовку поверхности образцов проводят в растворе "Лабомида" (30-40 г/л) в те .ение 10-15 мин при

70-80 С с последующей промывкой в горячей воде при 60-70 С и холодной (19-20 ) и сушкой обдувкой воздухом при 70-80 С.

Перед нанесением покрытия образ— цы подвергают предварительной обработке стеклянной или стальной микродробью (ф = 50-150 мкм) в виброустановках в течение 5-10 мин.

Состав для цинкования наносят в два слоя. Образцы в перфорированной корзине погружают в состав, центрифугируют над зеркалом ванны и сушат при температуре, которую постепенно повышают от 80 до 210 С. в течение 5-10 мин, Таким образом, получают первый слой покрытия, Для получения второго слоя покрытия все операции последовательно повторяют, сушку ведут при 80-300 С 1 в течение 5-10 мин.

Образцы с полученным покрытием подвергают механическим испытаниям по известным методкам: определяют адгезию методом решетчатого надреза, коррозионную стойкость.

На поверхности образцов и деталей получают покрытие толщиной 7

8 мкм с высокой коррозионной стойкостью, высокой адгеэией.

Покрытие ппотное, представляет собой неорганические и полимерные соединения, имеет серебристо-серый цвет, по внешнему виду напоминает металлическое цинковое покрытие.

Данные об испытаниях приведены в табл.1-3.

505980 6 нии состава после его дополнительного хранечия, что позвапит использовать изобретение дйя защиты

5 от коррозии деталей различного назначения .

0,2-6,0

О, 1-0,5 поверхностноактивное ве0,3-0,6

Как видно из приведенных данных, предлагаемое покрытие при небольшой его толщине (7-8 мкм), обладает высокой коррозионнсй стойкостью и одновременно высокими механическими свойствами, причем эти свойства сокр;.няются и при использова Формула изобр етения

1. Состав для цинкования, содержащий порошки цинка и алюминия, этилцеллозольв и/ипи этилкарбитол, хромовый ангидрид, двухромовокислый аммоний, неионогенное поверхностно15 активное вещество и воду, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности состава и коррозионной стойкости покрытий, он дополнительно содержит стеариновую

20 кислоту, тетрагидро-1,4-оксазин, формальдегид и сукцинимид при следующем соотношении компонентов, мас. 7.:

Порошок цинка 4-20

25 Порошок алюминия 0,1-20,0

Этилцеллозольв и/или этилкарбитол 30-50

Хромовый ангид30 Рид

Двухр омов окисв лый аммоний 0,3-8,0

Стеариновая кислота

35 Неионогенное щество

Тетрагидро40 -1,4-окса зин О, 3-1,0

Формальдегид (40/-ный водный раствор) 0,3-1,0

Сукцинимид О, 04-1, О

45 Вода

Остальное

2. Способ приготовления состава для цинкования, еодержащего порошки цинка и алюминия, этилцеллоэольв или этилкарбитол, хромовый ангид5р рид, двухромовокислый аммоний, неионогенное поверхностно-активное вещество и воду, включающий смешение компонентов и их диспергирование, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности состава и коррозионной стойкости покрытий, сначала смешивают порошок цинка, 0,08-0,2 мас.Х порошка алюминия, этилцеллозольв, стеарино1505980 вую кислоту и тетрагидро-1,4-оксавин и диспергируют смесь в шаровой мельнице в течение 16-18 ч, после чего к смеси добавляют водный раствор хромового ангидрида с бихроматом аммония И затем — этнлкарбитол, формальдегид, сукцинимид, неионогенное поверхностно-активное вещество и остальную часть порошка алюминия.

Таблица 1

Сос тба

>алннобанил

Фориал ьдатид (402-ныд растаор) Татратидро

-1>4-оксаСукм>- Иаионо- Вода ни>а>д танныд

ПЛВ ОП-7

Стаарнобаа кислота

Вихр ат нио

>ам эии

1>1 1,5 О ° 3

1,0

1 4,0

10 >4

27>4

1,9

1,0

1,0

0>6

Остал ьноа

1,0

1,0

1 ° О

1,0

1iO

li0

1,О

I,O

1 ° О

1,0

1,о

1,! о,з

0,2

1,0

1О,4 !

0,4

10,4

10,4

10,0

20,0

10,4

10,4

Ю,4

Ю,4

10,4

10,4

1О,4

10,4 !

О,4

10>4

I,о

l,0

I,о

10,4

10,4

10>4 ! о,4

10>4

10,4

1,0

I,о

1,0

1,0 ица 2

Т а б л

Адгеэияэ балл

Состав рочость ри эгие,мм

1

4

2 20,0 1,9

>13 106 01

4 10>6 1,9

5 4,0 20,0

6 10,6 1,9

7 10,6 1>9

8 10>6 1,9

9 10>6 1,9

1О эо.б 1 9

11 10,6 1>9

12 10,6 1,9

13 10,6 1,9

14 10,6 1>9

15 10 6 1,9

16 10,6 1>9

17 10,6 1,9

18 106 9

19 10,6 1,9

20 10>6 1,9

21 10>б 1,9

22 106 1 ° 9

23 10,6 1,9

2

4

6

8

11

12

13

14

16

17

18

19

21

22

27>4

27,4

27,4

27,4

2О,О эо,о

27,4

27,4

27,4

27>4

27,4

27>4

27,4

27,4

27>4

27,4

27 4

27,4

27,4

27,4

27,4

27,4

1

1

1

1

1

4

4

1

I 1 1

1>1 1

1,1 1

1,1 1

1> I 1

1>1 1

0,2 I

6,0 1

1,1 О

1,1 8

1,1 1

1 ° 1

1,1 1

1,1 1

1,1 1

1,1 1

1,! 1

1>! 1

1,1 1

1,1 1

1,1 1

1,1 1,5 ,5

° 5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,з ,о

>S ,5

° 5, 5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5 ,5

° 5 ,5

О ° 3 о,э о,э о,з о,з о,з

0,3

0,З о,з о,з о,з о,э о,з о ° 3

Oil

0,5

0,05

0,6

0,3 о,з

0,3 о,з

1,0

1,0

1,0

l,О

liO

l,0

l >0

1 ° О

1,0

1,0

I,о

I,0

1,0

I,0

1,о

I,о

1,0

1,0 о.з

1,1

0,2

1,0

500

400

500

2000

400

1000

1000

600

400

600

400

3000

500

500

600

24

500

24

400

1,0

It0

0,8

1>0

1,0

1,0

1,0

1,0

1>0

1,О

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1 ° О

1,0

1,О

1,0

1,0

1,0

0,04

0,6

0,6

0,6

О ° Э о ° э

0,3

О,Э о,э о,э о,з о,э о,з о,э

0,2 о,з о,э о,г

0,Э

0,3

0,2

0,2

0,2

II

II

II

It

II

II и

I

tI

»

>!

tI

>I

II

II

>I

It

11

1505980

Продолжение табл,2

Таблица 3

Корроэионная стойкость в 5Х-ной

NaC1, ч

Прочность

Состав Время выдержки составов, сут

Прочность

Адг езия, балл при удар е, кгс см при изгибе,мм

Составитель Л.Казакова

Редактор С.Патрушева Техред И.Ходанич Корректор Т.Палий

Заказ 5393/27 Тираж 942 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г.ужгород, ул. Га арина,101

4

17

24

26

27

28

24

24

24

24

2000

2000