Раствор для получения хроматного покрытия на цинке (варианты)

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для получения покрытий, требующих последующей катодной обработки. Раствор содержит, г/дм³: CrO₃ - 8, HNO₃ - 4, Na₂SO₄ - 12, Cr₂(SO₄)₃·18Н₂O - 5, Na₂SnO₃·3H₂O - 8. Раствор содержит, г/дм³: CrO₃ - 8, Na₂SO₄ - 12, Cr₂(SO₄)₃·18Н₂O - 5, In(NO₃)₃ - 6. Технический результат: получение токопроводящего хроматного покрытия на цинке, сохраняющего высокие защитные свойства после последующей катодной обработки покрытия. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для получения покрытий, требующих последующей катодной обработки.

Для повышения коррозионной стойкости цинковые покрытия подвергают дополнительной обработке, чаще всего хроматированию, см. Каданер Л.И. Справочник по гальваностегии, Киев, Техника, 1976 г., с.68.

Защитные свойства образующихся при этом хроматных покрытий зависят от состава растворов, основой которых являются соединения Cr(V1) различной концентрации. В ряде случаев неметаллическое покрытие должно обладать токопроводящими свойствами, например, при осаждении через него на стальную основу цинкового покрытия с целью повышения его защитных свойств, см. Журнал «Защита металлов», 1986 г., т.22, №4, с.618.

Сведения о растворах, позволяющих получать хроматные покрытия на цинке с токопроводящими свойствами, отсутствуют.

Наиболее близким по составу к заявляемому объекту является раствор для получения хроматного покрытия на цинке, содержащий (г/дм³): CrO₃ - 4-10, HNO₃ - 3-7, Na₂SO₄ - 10-15, см. ГОСТ 9.305-84. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Операции технологических процессов получения покрытий. Карта 81, состав 2.

Недостатком известного раствора является то, что получаемое из него хроматное покрытие не является токопроводящим. Доказательством является осаждение цинка через него по прошествии длительного времени, в течение которого содержание Cr(V1) в покрытии существенно уменьшается, защитные свойства хроматного покрытия при этом резко ухудшаются, см. Книга Дж.Скалли. Основы учения о коррозии и защите металлов, М., Мир, 1978 г., с.157.

Задачей изобретения является создание раствора для получения токопроводящего хроматного покрытия на цинке, сохраняющего высокие защитные свойства после последующей его катодной обработки.

Техническая задача решается тем, что раствор для получения хроматного покрытия на цинке, содержащий (г/дм³): CrO₃ - 8, HNO₃ - 4, Na₂SO₄ - 12, дополнительно содержит (г/дм³): Cr₂(SO₄)₃·18Н₂О - 5, Na₂SnO₃·3Н₂O - 8.

Техническая задача решается также тем, что раствор для получения хроматного покрытия на цинке, содержащий (г/дм³): CrO₃ - 8, Na₂SO₄ - 12, дополнительно содержит (г/дм³): Cr₂(SO₄)₃·18Н₂О - 5, In(NO₃)₃ - 6.

Решение технической задачи позволяет получать из заявляемого раствора токопроводящее хроматное покрытие на цинке, сохраняющее высокие защитные свойства после последующей его катодной обработки.

Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.

Пример по прототипу.

Из раствора, содержащего (г/дм³): CrO₃ - 8, HNO₃ - 4, Na₂SO₄ - 12, при температуре 20°С в течение 1 минуты получают хроматное покрытие на цинке. Последующее осаждение через него цинкового покрытия из сульфатного электролита при плотности катодного тока 1,5 А/дм² начинается через 5 минут после включения тока, при этом защитные свойства хроматного покрытия существенно снижаются. Об этом свидетельствуют результаты испытаний в растворе ацетата свинца, см. ГОСТ 9.302-79. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Правила приемки и методы контроля. Приложение 7. Методы контроля защитных свойств хроматных пленок на цинковых и кадмиевых покрытиях. Время появления сплошного темного пятна (восстановление Pb(11) до металла) после электрохимической катодной обработки хроматного покрытия в том же сульфатном электролите без ионов цинка в течение 5 минут при плотности тока 1,5 А/дм² сократилось с 60 до 45 с, см. таблицу. Снижение защитных свойств хроматного покрытия подтверждается данными химического анализа на содержание хроматов (Cr₂O₄ ^2-) с использованием нитрата серебра - красно-бурое окрашивание, бихроматов (Cr₃O₇ ^2-): иодидная проба - синее окрашивание, высокочувствительная дифенилкарбазидная проба (ДФК) - фиолетовое окрашивание, см. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Теоретические основы. Качественный анализ. Книга первая, М., Химия, 1976 г., с.325, 398, 399. О наличии хроматов в хроматном покрытии судят по интенсивности окрашивания его поверхности. Результаты анализа показывают, что содержание Cr(V1) в покрытии заметно уменьшается, см. таблицу.

Примеры по заявляемому объекту.

По первому варианту: из раствора, содержащего (г/дм³): CrO₃ - 8, HNO₃ - 4, Na₃SO₄ - 12, Cr₂(SO₄)₃·18Н₂О - 5, Na₂SnO₃·3H₂О - 8, при температуре 20°С в течение 1 минуты получают хроматное покрытие на цинке. При последующем осаждении через него цинкового покрытия из сульфатного электролита при плотности катодного тока 1,5 А/дм² через 1,5 минуты поверхность образца покрывается цинком полностью.

По данным испытаний в растворе ацетата свинца защитные свойства получаемого хроматного покрытия выше, чем у покрытия из известного раствора. Время появления сплошного темного пятна составляет 96 с.

Быстрое появление несплошного темного пятна на катоднообработанном покрытии в течение 1 минуты при неизменной концентрации Cr(V1), см. таблицу, однозначно объясняет наличие у него токопроводящих свойств.

По второму варианту: из раствора, содержащего (г/дм³): CrO₃ - 8, Na₂SO₄ - 12, Cr₂(SO₄)₃·18Н₂О - 5, In(NO₃)₃ - 6, при температуре 20°С в течение 1 минуты получают хроматное покрытие на цинке. При последующем осаждении через него цинкового покрытия из сульфатного электролита при плотности катодного тока 1,5 А/дм² через 1 минуту поверхность образца покрывается цинком полностью.

По данным испытаний в растворе ацетата свинца защитные свойства получаемого хроматного покрытия выше, чем у покрытия из известного раствора. Время появления сплошного темного пятна составляет 108 с, см. таблицу.

Быстрое появление несплошного темного пятна на катоднообработанном покрытии в течение 1 минуты при неизменной концентрации Cr(V1) однозначно объясняет наличие у него токопроводящих свойств.

Таблица
Характеристики защитной способности хроматных покрытий на цинке
Раствор	Условие анализа	Время появления темного пятна, с	Присутствие ионов хрома в покрытии
			Cr(V1), хроматы	Cr(V1), бихроматы
Иодидная проба	ДФК проба
Прототип	Катодная обработка	-	60	+	+слабое	+
+		45	+слабое	-	следы
Заявляемый		-	108/96	+	+слабое	+
+	мгновенно	+	+слабое	+

Таким образом, заявляемый раствор для получения хроматного покрытия на цинке позволяет получать токопроводящее хроматное покрытие, сохраняющее высокие защитные свойства после последующей его катодной обработки.

Заявляемый раствор позволяет использовать его для нанесения токопроводящих хроматных слоев на изделия из цинка и цинковых сплавов, для получения внутренних токопроводящих хроматных слоев в многослойных цинкохроматных покрытиях, для нанесения на полученный из него токопроводящий хроматный слой хроматного покрытия электрохимическим способом (двойное хроматирование).

1. Раствор для получения хроматного покрытия на цинке, содержащий CrO₃, HNO₃ и Na₂SO₄, отличающийся тем, что он дополнительно содержит Cr₂(SO₄)₃·18Н₂O и Na₂SnO₃·3H₂O при соотношении, г/дм³:

CrO3	8
HNO3	4
Na2SO4	12
Cr2(SO4)3·18Н2O	5
Na2SnO3·3H2O	8

2. Раствор для получения хроматного покрытия на цинке, содержащий CrO₃ и Na₂SO₄, отличающийся тем, что он дополнительно содержит Cr₂(SO₄)₃·18Н₂O и In(NO₃)₃ при соотношении, г/дм³:

CrO3	8
Na2SO4	12
Cr2(SO4)3·18Н2O	5
In(NO3)3	6