Состав для цинкования и способ его приготовления
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
