Раствор для катодного хроматирования

Раствор для катодного хроматирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к электролитическому нанесению хроматных пленок, и может найти применение в различных областях техники для защиты от коррозии металлических изделий, эксплуатируемых в агрессивной атмосфере с повышенной влажностью. Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости хроматных пленок. Электролит содержит, г/л: хромовый ангидрид 30-50, карбоксиметилцеллюлозу 10-20

Г-кислоту 5-10. Процесс хроматирования осуществляют при комнатной температуре и плотности пленок 1-5 А/дм<SP POS="POST">2</SP> в течение 3-5 мин. При указанных режимах электролиза образуются блестящие пластичные хроматные пленки, ровные по тону, хорошо сцепленные с подложкой. 1 табл.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН св> сю

А1 (51)5 С 2" П 9 08

Д(Ч : дг., 6. . 4м ;. с и солевых средах.

ГОсудАРственный нОмитет по изоьгетенилм и отнРнтилм п1 и гкнт ссо (2 1) 4405341/3 1-02 (22) 06.04.88 (46) 07.03.90,Ьол. Л"- 9 (71) Иосковский вечерний металлургический институт (72) В.И.Игнатьев, Н.Н.Сергеева, И.А.Шлугер и Т.В.Попкова (53) 621.357.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Л - 712466,кл. С 25 D 9/08, 1978.

Патент СИА Л 333743 1, кл . 204-56, 1967. (54) РАСТВОР ДПЯ КАТОДИОГО ХРОИАТИРОВАЕ1ИЯ (57) Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитиИзобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому нанесению хроматных пленок.

Цель изобретения — повышение корроэионной стойкости хроматных пле1 нок.

Процесс хроматирования осуществляют при комнатной температуре и плотности тока 1-5 А/дм2 в течение 3-5 мин.

Предварительной обработки электролит не требует. Хроматированию могут подвергаться различные стали, медь, медные сплавы и другие металлы.

При указанных режимах электролиза образуются блестящие нластичные хроматные пленки, имеющие желтоватый оттенок, ровные по тону, хорошо сцепленные с подложкой, отличающиеся высокой стойкостью во влажной атмосфере. ческому нанесению хроматных пленок, и может найти применение в различных областях техники для защиты от коррозии металлических изделий, эксплуатируемых в агрессивной атмосфере с повышенной влажностью. Цель изобретения — повышение коррозионной стойкости хроматных пленок. Электролит содержит, г/л: хромовый ангидрид

30-50; карбоксиметилцеллюлозу 10-20;

Г-кислоту 5-10. Процесс хроматирования осуществляют при комнатной тем2 пературе и плотности пленок 1-5 А/дм в течение 3-5 мин. При указанных режимах электролиза образуются блестящие пластичные хроматные пленки,ровные по тону, хорошо сцепленные с подложкой. 1 табл.

Процесс формирования пленки завершается в течение первых 3-4 мин от момента начала электролиза, за это время образуются высококачественные хроматные пленки, имеющие хороший внешний вид и отличающиеся высокими защитными свойствами, .

Высокая коррозионная стойкость и защитная способность хроматных пленок, полученных из предлагаемого электролита, объясняется присутствием в электролите КИЦ и Г-кислоты, которые полимеризуются на поверхности катода. Образующиеся полимерные частицы .включаются в состав осадка, заполняют поры хроматной пленки и сообщают ей высокие защитные свойства, Преимуществом хроматных покрытий является их высокая пластичность.

Проведенные испытания на изгиб под

15l>8272 о углом 90 образцов из стали толщиной

1,5 мм с нанесенной хроматной пленкой с последующим контролем деформируемой поверхности при 100-кратном увеличе-нии, показывают полное отсутствие видимых дефектов на поверхности испытуемых покрытий.

Повышенная пластичность хроматных пленок является косвенным доказатсль- 10

Ством, свидетельствующим о сложном

Строеиии хроматной пленки- и наличии упрочняющих полимерных соединений в ее

<структуре. Эта особенность явпяется

Важной и с точки SgeHHJI Защитной с:Io еобности, так как повышенная пластичность хроматных пленок предотвращает

Возможность их HclIQJIb30Haния для иан с,ения lla детали, работающие в жест (Нх условиях.-при которых детали мо- 2п

l"óò подвергаться частым ударам вибфации и так дапее,напримэр при транс-, портировке изделий, когда соударение деталей друг с другом может привести к сколам и растрес::сиванию иле- 25 нок и к возникновению очагов коррозии

В местах нарушения их.сплошности, Кроме того, пленки отличаются выСокой коррозионно-механической прочностью, которая была ус-..àíîâëåíà в хо-30 де испытаний, проведенных по специально разработанной методике, Испытания проводят на установке, которая йредставляет собой вращающийся Gapaбан, изготовленный из глексигласа и

Помещенный в герметичную камрру с по4тоянной влажностью имитирующую усо фовия тропического климата (t = 35 C фтносительная влажность .100Е).

Для испытания применяют стальные щ0 и ары диаметром б мм, на которые предварительно наносят хроматную пленку. Хроматирование производят в колокольной ванне при режимах электролиза, указанных в таблице.

Шары с нанесенной хроматной ппенкой, помещают в бараб".í.,,расположенный в камере влажносФИ. Барабан приводят во вращение от электропривода со скоростью 0,5 об/мин. Плотность вагрузки барабана шарами составляет

I/3 от его объема. Коррозионную стойкость хроматной пленки оценивают по

Появлению первых очагов коррозии на

Поверхности металла после прохождения

«55 определенного количества циклов испытаний.

Каждый цикл испытания подразделяют на два этапа. Первый этап включает в себя врзмя вращения бар;-.бана с шарами, которое составляет 3 ч, а второй этап — в выдержке образцов при тех же температурно-климатических условиях, но беэ вращения.в течение

2 1 ч. После каждого цикла испытания образцы вынимают из камеры влажности для визуальной оценки степени их коррозионного поражения, Результаты испытаний приведены в таблице.

Как видно из представленных в таблице данных, коррозионно-механическая стойкость хроматных пленок, полу ченных из электролита предлагаемого состава, оказывается в 1,5-2 раза выше., чем у пленок, полученных из известного электролита.

Наряду с описанной методикой испытания, проведенной для оценки коррозионно-механического поведения хроматной пленки, с целью определения защитных свойств хроматных пленок и возможности их применения для защиты мсталлов от воздействия агрессивных солевых сред, применяют также обычную (классическую) методику коррозиоиных испытаний, заключающуюся в погружении образцов (ст.З) с нанесенной защитной пленкой в 0,5%-ный раствор хлористого натрия, Коррозионную стойкость покрытий оценивают при этом по времени до появления на поверхности образцов первых очагов коррозии.

В результате этих испытаний отмечают высокую эффективность защитного действия электроосажденной хроматной пленки, что позволяет рекомендовать использование предлагаемого электролита для хромирования изделий, эксплуатируемых в корроэионных средах со средней агрессивностью.

Кроме того, применяют метод ускоренных коррозионных испытаний, в основе которого лежит измерение времени разблагораживания потенциала образцов с покрытием в специально подобранном коррозионно-активном растворе.

Предварительными исследованиями установлено, что в некоторых растворах потенциал образцов с защитной хроматной пленкой имеет более положитель"ое значение, чем потенциал чистой стальной поверхности. Однако по истечении определенного периода времени после момента погружения образца в раствор происходит постепенное его разблагораживание и потенциал образца приобретает значение, характерное

5 15482 для чистой стали, Наблюдаемое разблагораживание потенциала образцов с хроматной пленкой объясняется взаимодействием раствора, с компонентами пленки, в частности этот процесс со5 провождается активным вымыванием хроматов, являющихся одним из основных составляющих хроматной пленки, что приводит к ее разрушению и проникновению раствора к поверхности, чистого металла, о чем свидетельствует смещение потенциала в отрицательную область по отношению к его первоначальному значению. 15

Измерение времени до разблагораживания потенциала, проведенное в

3Х-ном растворе хлористого натрия с добавкой 5 мл/л 307.-ной перекиси водорода, показывает весьма высокую стабильность получаемых хроматных пленок. Как видно из представленных в таблице данных, время разблагораживания потенциала, характеризующее 25 устойчивость пленки и сопротивляемость ее воздействию агрессивной среды> возрастает в 4-6 раз по сравнению с пленками, полученными из известного электролита хроматирования. 30

Результаты проведенных испытаний свидетельствуют о возможности использования предлагаЕмого электролита для получения коррозионно-стойких защитно-декоративных хроматных пленок.

Выбранные диапазоны концентраций компонентов электролита обусловлены требованиями, предъявляемыми как к защитно-декоративным свойствам хроматных пленок, так и к технологичности электролита.

Снижение концентрации К Щ ниже

10 г/л не дает ожидаемого положительного эффекта в отношении защитных свойств получаемых хроматных пленок, а увеличение концентрации этого ком- . понента вьппе 20 г/л сопровождается увеличением вязкости и падением электропроводности раствора, что приводит к необходимости повьппения напряжения на ванне и нестабильности протекания процесса электролиза, влекущие

sa собой образование неровных шероховатых покрытий.

Добавка Г-кислоты является обязательной составной частью электроли55 та. Отсутствие этого компонента в электролите вообще не дает возможносФормула изобретения

Раствор для катодного хроматирования, содержащий хромовый ангидрид и ароматическую сульфокислоту, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости хроматных IIJIPHQK> он дополнительно содержит карбоксиметилцеллюлоэу, а в качестве ароматической сульфокислоты—

7-амино-1-нафтол-3-сульфокислоту (Г-кислоту) при следующем соотношении компонентов, г/л:

Хромовый ангидрид 30-50

Карбоксиметилцеллюлоза

Г-кислота

10-20

5-10

72 б ти получать, хроматные пленки с и. шенньми защитньпи и декоративным. свойствами (возможно это соединение выступает в качестве сополимеризатора для КИЦ, одновременно являясь инициатором, ускоряющим процесс восстановления шестивалентного хрома до трехвалентного состояния). При содержании Г-кислоты менее 5 г/л снижается защитная способность и антикоррозионная стойкость хроматной пленки, а при концентрации более 10 г/л на образцах образуется желтовато-зеленый налет, значительно ухудшающий вид пленки.

Электролит достаточно стабилен в работе. Вводимые органические добавки в растворе хромовой кислоты не разла.гаются.

Электролит обеспечивает гарантированное качество хроматной пленки при прохождении количества электричества из расчета 55 Ач/л.

При истечении расчетного срока эксплуатации необходимо производить его корректировку, которая осуществляется путем добавления в электролит всех компонентов в количествах, соответствующих 1: 10 от первоначальной загрузки.

Предлагаемый электролит может быть рекомендован для нанесения защитнодекоративных храматных пленок на различные изделия, эксплуатируемые в агрессивной атмосфере с повышенной влажностью, в частности для защиты изделий от коррозии на период транспортировки и хранения в условиях морского климата.

1548272

Параметры

Данные

Состав, г/л: гидроксид кадмия хромовый ангидрид

КМЦ

Г-кислота

Режим:

30

40

50 плотность тока, А/дм количество циклов испытания в камере

\ влажности до появления первых очагов коррозии, ед. коррозионная стойкость в 0,5%-ном растворе NaCl,cyr время до разблагораживания потенциала (3%-ный раствор NaC1

+ 5 мл/л 30%-ной НаОд)

Фенолсульфоновая кислота

30

Составитель Л, Казакова

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Пекмар

Редактор И.Дербак

Заказ 116 Тираж 545 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина,101