Хроматирующий состав для обработки оцинкованной поверхности

Хроматирующий состав для обработки оцинкованной поверхности

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение описывает хроматирующий состав для обработки оцинкованной поверхности.

Существующий уровень техники

Известно много хроматирующих составов для обработки оцинкованной поверхности.

Например, в патенте «Способ конверсионной обработки цинка и его сплавов» [1] описывается состав для обработки оцинкованной поверхности, обеспечивающий хорошую корозионную стойкость, но только при обработке в течение длительного времени от 1 до 45 минут.

В настоящее время в основном оцинкованную поверхность обрабатывают скоростным методом в течение 1-3 секунд.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному хроматирующему составу является состав, описанный в патенте №Р-39432 «Растворы для хроматирования» [2].

Состав содержит:

10-100 г/л - хромовой кислоты;

1-21 г/л - ионов Cr³⁺;

0,1-4 г/л - ионов фосфата;

0,1-4 г/л - ионов фтороцирконата,

причем соотношение массовых долей хрома (VI) и хрома (III) составляет от 1,5:1 до 5:1, соотношение массовых долей хромовой кислоты и ионов фтороцирконата составляет от 5:1 до 100:1 и соотношение массовых долей ионов фосфата и ионов фтороцирконата составляет от 0,5:1 до 2:1.

Ионы Cr³⁺ могут быть получены добавкой в раствор хромовой кислоты восстановителя, такого как щавелевая кислота, дубильная кислота, крахмал, спирт, гидразин или лимонная кислота. Состав также может содержать кремнезем в количестве от 0,1 до 200 г/л.

Данный состав обеспечивает хорошую коррозионную стойкость при обработке оцинкованной поверхности скоростным методом в течение 1-3 секунд, но только в комплексе с лакокрасочным покрытием, и не обеспечивает хорошую коррозионную стойкость оцинкованной поверхности без окрашивания.

Суть настоящего изобретения

В настоящем изобретении предлагается хроматирующий состав для обработки оцинкованной поверхности, который обеспечивает хорошую коррозионную стойкость оцинкованной поверхности без окрашивания при обработке скоростным методом в течение 1-3 секунд.

Хроматирующий состав содержит:

51,0-90,0 г/л	- ионов СrO3;
1,0-1,5 г/л	- ионов Cr3+;
102,0-120,0 г/л	- ионов фосфата;
0,1-4,0 г/л	- ионов фтороцирконата;
3,0-6,0 г/л	- полиакрилата аммония,
остальное	- вода

В заявляемом хроматирующем составе в качестве ионов СrО₃ используется отработанный хромсодержащий раствор электролита для хромирования поршневых колец с содержанием СrO₃ 200-300 г/л.

В качестве ионов фосфата используется экстракционная фосфорная кислота с концентрацией 72%, а в качестве ионов фтороцирконата используется гексафторциркониевая кислота концентрации 40%.

Обработку в заявляемом составе можно осуществлять любым способом: погружением в раствор, напылением или нанесением покрытия валиком. Избыток хроматирующего состава удаляется роликовым отжимом. Далее необходима сушка получаемого покрытия при температуре 100-120°С. Промывка после обработки в заявляемом составе не применяется.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Образцы оцинкованного проката размером 150×200 мм обрабатывали способом напыления при комнатной температуре в течение 1-3 секунд в составе следующего содержания:

51,0 г/л - ионов СrO₃;

1,0 г/л - ионов Cr³⁺;

102,0 г/л - ионов фосфата;

0,1 г/л - ионов фтороцирконата;

3,0 г/л - полиакрилата аммония;

остальное - вода.

Для приготовления состава смешивали 204 г отработанного хромсодержащего электролита с содержанием СrO₃ 250 г/л, 145 г экстракционной фосфорной кислоты и 644 г воды. Смесь перемешивали и нагревали до 70°С. Затем, не прекращая перемешивания, добавляли 3 г фосфиновой кислоты в качестве восстановителя с целью частичного восстановления хрома шестивалентного в хром трехвалентный до получения 1 г/л ионов Cr³⁺. По истечении часа (окончания реакции восстановления) в раствор добавляли 0,25 г гексафторциркониевой кислоты и 3 г полиакрилата аммония. Перемешивали смесь до полного растворения компонентов. Перед использованием хроматирующий состав охлаждали до комнатной температуры.

После нанесения покрытия удаляли избыток хроматирующего состава роликами и сушили образцы при температуре 100-120°С. Покрытие, полученное на образцах при использовании этого примера, имело светло-серый цвет и и массу хроматной пленки 40 мг/м². Содержание хрома в хроматной пленке составляло 28 мг/м².

Пример 2

Образцы оцинкованного проката размером 150×200 мм обрабатывали способом напыления при комнатной температуре в течение 1-3 секунд в составе следующего содержания:

70,5 г/л - ионов СrO₃;

1,25 г/л - ионов Cr³⁺;

111,0 г/л - ионов фосфата;

2,05 г/л - ионов фтороцирконата;

4,5 г/л - полиакрилата аммония;

остальное - вода.

Для приготовления состава смешивали 282 г отработанного хромсодержащего электролита с содержанием СrO₃ 250 г/л, 158 г экстракционной фосфорной кислоты и 546 г воды. Смесь перемешивали и нагревали до 70°С. Затем, не прекращая перемешивания, добавляли 3,75 г фосфиновой кислоты в качестве восстановителя с целью частичного восстановления хрома шестивалентного в хром трехвалентный до получения 1 г/л ионов Cr³⁺. По истечении часа (окончания реакции восстановления) в раствор добавляли 5,2 г гексафторциркониевой кислоты и 4,5 г полиакрилата аммония. Перемешивали смесь до полного растворения компонентов. Перед использованием хроматирующий состав охлаждали до комнатной температуры.

После нанесения покрытия удаляли избыток хроматирующего состава роликами и сушили образцы при температуре 100-120°С. Покрытие, полученное на образцах при использовании этого примера, имело светло-серый цвет и и массу хроматной пленки 45 мг/м². Содержание хрома в хроматной пленке составляло 30 мг/м².

Пример 3

Образцы оцинкованного проката размером 150х200 мм обрабатывали способом напыления при комнатной температуре в течение 1-3 секунд в составе следующего содержания:

90,0 г/л - ионов СrО₃;

1,5 г/л - ионов Cr³⁺;

120,0 г/л - ионов фосфата;

4,0 г/л - ионов фтороцирконата;

6,0 г/л - полиакрилата аммония;

остальное - вода,

Для приготовления состава смешивали 360 г отработанного хромсодержащего электролита с содержанием СrO₃ 250 г/л, 172 г экстракционной фосфорной кислоты и 448 г воды. Смесь перемешивали и нагревали до 70°С. Затем, не прекращая перемешивания, добавляли 4,5 г фосфиновой кислоты в качестве восстановителя с целью частичного восстановления хрома шестивалентного в хром трехвалентный до получения 1,5 г/л ионов Cr³⁺. По истечении часа (окончания реакции восстановления) в раствор добавляли 10 г гексафторциркониевой кислоты и 6,0 г полиакрилата аммония. Перемешивали смесь до полного растворения компонентов. Перед использованием хроматирующий состав охлаждали до комнатной температуры.

После нанесения покрытия удаляли избыток хроматирующего состава роликами и сушили образцы при температуре 100-120°С. Покрытие, полученное на образцах при использовании этого примера, имело светло-серый цвет и массу хроматной пленки 50 мг/м². Содержание хрома в хроматной пленке составляло 33 мг/м².

Пример 4 (по прототипу).

Образцы оцинкованного проката размером 150×200 обрабатывали способом напыления при комнатной температуре в течение 1-3 секунд в составе следующего содержания:

51,0-90,0 г/л - ионов СrO₃;

1,0-1,5 г/л - ионов Сr³⁺;

102,0-120,0 г/л - ионов фосфата;

0,1-4,0 г/л - ионов фтороцирконата;

3,0-6,0 г/л - полиакрилата аммония;

остальное - вода

После нанесения покрытия удаляли избыток хроматирующего состава роликами и сушили образцы при температуре 100-120°С. Покрытие, полученное на образцах при использовании этого примера, имело светло-серый цвет с желтоватым оттенком и массу хроматной пленки 40 мг/м². Содержание хрома в хроматной пленке составляло 25 мг/м².

По истечении 24 часов выдержки образцы подвергали испытанию на коррозионную стойкость в камере солевого тумана и в камере влажности до появления следов «белой коррозии».

Результаты коррозионных испытаний данных составов приведены в таблице 1.

Таблица 1
Примеры составов	Испытания в камере солевого тумана, час	Испытания в камере влажности, час
1	72	120
2	72	144
3	96	168
4	48	72

Из приведенных примеров видно, что использование заявляемого хроматирующего состава позволяет получить хорошую коррозионную стойкость оцинкованной поверхности без окрашивания скоростным методом в течение 1-3 секунд при комнатной температуре.

Литература

1. Акцептованная заявка №60-5670 МКИ С23С 22/43 «Способ конверсионной обработки цинка и его сплавов».

2. Патент Великобритании №2180263 «Растворы для хроматирования».

Хроматирующий состав для обработки оцинкованной поверхности, содержащий, г/л:

ионы СrO3	51,0-90,0
ионы Сr3+	1,0-1,5
ионы фосфата	102,0-120,0
ионы фтороцирконата	0,1-4,0
полиакрилат аммония	3,0-6,0