ХРОМАТИРУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОЦИНКОВАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ
CHROMATISING COMPOSITION FOR TREATMENT OF ZINC-PLATED SURFACE

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;
3+
1-21 г/л - ионов Cr;
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.
3+
Ионы Cr 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 СrO<sub>3</sub>;
1,0-1,5 г/л
- ионов Cr<sup>3+</sup>;
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
3
3
В заявляемом хроматирующем составе в качестве ионов СrО используется отработанный хромсодержащий раствор электролита для хромирования поршневых колец с содержанием СrO 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:
3
51,0 г/л - ионов СrO;
3+
1,0 г/л - ионов Cr;
102,0 г/л - ионов фосфата;
0,1 г/л - ионов фтороцирконата;
3,0 г/л - полиакрилата аммония;
остальное - вода.
3
3+
Для приготовления состава смешивали 204 г отработанного хромсодержащего электролита с содержанием СrO 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 Cr. 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.
2
2
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/м. Содержание хрома в хроматной пленке составляло 28 мг/м.
Пример 2
Образцы оцинкованного проката размером 150×200 мм обрабатывали способом напыления при комнатной температуре в течение 1-3 секунд в составе следующего содержания:
3
70,5 г/л - ионов СrO;
3+
1,25 г/л - ионов Cr;
111,0 г/л - ионов фосфата;
2,05 г/л - ионов фтороцирконата;
4,5 г/л - полиакрилата аммония;
остальное - вода.
3
3+
Для приготовления состава смешивали 282 г отработанного хромсодержащего электролита с содержанием СrO 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 Cr. 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.
2
2
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/м. Содержание хрома в хроматной пленке составляло 30 мг/м.
Пример 3
Образцы оцинкованного проката размером 150х200 мм обрабатывали способом напыления при комнатной температуре в течение 1-3 секунд в составе следующего содержания:
3
90,0 г/л - ионов СrО;
3+
1,5 г/л - ионов Cr;
120,0 г/л - ионов фосфата;
4,0 г/л - ионов фтороцирконата;
6,0 г/л - полиакрилата аммония;
остальное - вода,
3
3+
Для приготовления состава смешивали 360 г отработанного хромсодержащего электролита с содержанием СrO 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 Cr. 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.
2
2
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/м. Содержание хрома в хроматной пленке составляло 33 мг/м.
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:
3
51,0-90,0 г/л - ионов СrO;
3+
1,0-1,5 г/л - ионов Сr;
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
2
2
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/м. Содержание хрома в хроматной пленке составляло 25 мг/м.
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».