Хроматирующий состав


 


Владельцы патента RU 2492280:

Закрытое Акционерное Общество "ФК" (RU)

Изобретение относится к области обработки поверхности металлов, в частности к хроматированию оцинкованной стали. Хроматирующий состав для обработки оцинкованной стали содержит, г/л: ионы СrО3 10,0-15,0, ионы Сr3+ 4,0-6,0, ионы РO4-2 10,8-12,0, полиакрилат аммония 6,0-7,0, ОП-10 0,5-1,0, моноэтаноламид 1,0-2,0, вода - остальное. Использование предложенного хроматирующего состава обеспечивает эффективную защиту оцинкованной стали от белой ржавчины и почернения. 2 табл., 4 пр.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к технической обработке поверхности металлов, в частности к хроматированию оцинкованной стали и может быть использовано в металлургии и машиностроении.

Существующий уровень техники

Уже длительное время для обработки поверхности металлов используются составы на основе шестивалентного хрома и его солей. Один из таких составов описан в ГОСТ 9-305-84 «Покрытия металлические и неметаллические неорганические».

Состав содержит

Натрия или калия бихромат технический 150 /дм3
Кислота серная 8-12 г/дм3

Но поскольку шестивалентный хром вреден для человеческого организма и окружающей среды, в последнее время для обработки металлов стали применять хроматирующие растворы на основе трехвалентного хрома или на основе композиции трех и шестивалентного хрома. Ввиду того что трехвалентный хром уступает по коррозионной защите шестивалентному, в такие составы вводят антикоррозионные добавки такие как фториды и силикаты.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному хроматирующему составу является состав, описанный в патенте RU 2425911 «Хроматирующий состав для обработки оцинкованной поверхности».

Состав содержит:

51,0-90,0 г/л - ионов CrO3

1,0-1,5 г/л - ионов Cr3+

102,0-120,0 г/л - ионов фосфата

0,1-0,4 - ионов фтороцирконата

3,0-6,0 г/л - полиакрилата аммония

Причем в качестве восстановителя используется фосфиновая кислота.

Состав прототипа эффективен при защите оцинкованной стали от поражения белой ржавчиной.

Однако если оцинкованная поверхность содержит в сплаве даже небольшой % алюминия, коррозия на поверхности металла наблюдается не только в виде белой ржавчины, но и в виде почернения металла. Почернению металла способствуют добавки фторидов и силикатов, содержащихся в хроматирующих составах.

Задачей заявляемого изобретения является создание эффективного хроматирующего состава для защиты оцинкованной стали от белой ржавчины и почернения.

Суть настоящего изобретения

В настоящем изобретении предлагается хроматирующий состав для обработки оцинкованной стали, применение которого эффективно защищает от появления белой ржавчины и почернения.

Поставленная задача достигается за счет того, что заявляемый хроматирующий состав содержит ионы хрома шестивалентного, ионы хрома трехвалентного, фосфат ионы, полиакрилат аммония, ОП-10 и моноэтаноламид при следующем соотношении компонентов, г/л: ионы CrO3 10,0-15,0, ионы Cr3+ 4,0-6,0, ионы PO4-2 10,8-12,0, полиакрилат аммония 6,0-7,0, ОП-10 0,5-1,0, моноэтаноламид 1,0-2,0, вода - остальное.

В качестве ионов CrO3 используется хромовый ангидрид либо отработанный хромсодержащий электролит. В качестве ионов РO42- используется ортофосфорная кислота, либо экстракционная фосфорная кислота. Cr3+ получается в результате восстановления шестивалентного хрома восстановителем формалином.

ОП-10 поверхностно-активное вещество, представляет собой продукт обработки смеси моно- и диалкилфенолов окисью этилена и обладает отличными смачивающими свойствами.

Добавка его в хроматирующий состав снижает поверхностное натяжение на границе хроматирующего раствора и металла и обеспечивает равномерное проникновение хроматирующего раствора по всей поверхности металла и во все его поры.

Моноэтаноламид представляет собой продукт конденсации моноэтаноламина и жирных кислот кокосового масла и обладает отличными смачивающими свойствами.

Добавка его в хроматирующий состав позволяет увеличить коррозионную стойкость получаемого хроматного покрытия.

Состав не содержит фтористых соединений ввиду того что, входя в состав хроматного покрытия они в агрессивной и влажной среде способствуют почернению металла.

Способ получения состава (примеры)

Пример 1

В стакан наливали 400-500 мл воды, затем засыпали 14 г хромого ангидрида, 14 г ортофосфорной кислоты (75% концентрации) и добавляли 0,4 г формалина для частичного восстановления хрома шестивалентного в хром трехвалентный. По истечении реакции восстановления добавляли 6 г полиакрилата аммония и 0,5 г ОП-10 в любой последовательности. После перемешивания компонентов добавляют воды до литра.

Пример 2

В стакан наливали 400-500 мл воды, затем засыпали 17,5 г хромого ангидрида, 15,7 г ортофосфорной кислоты (75% концентрации) и добавляли 0,5 г формалина для частичного восстановления хрома шестивалентного в хром трехвалентный. По истечении реакции восстановления добавляли 6,5 г полиакрилата аммония и 0,75 г ОП-10 в любой последовательности. После перемешивания компонентов добавляли воды до литра.

Пример 3

В стакан наливали 400-500 мл воды, засыпали 21 г хромого ангидрида, 16,5 г ортофосфорной кислоты (75% концентрации) и добавляли 0,6 г формалина для частичного восстановления хрома шестивалентного в хром трехвалентный. По истечении реакции восстановления добавляли 7 г полиакрилата аммония и 1 г ОП-10 в любой последовательности. После перемешивания компонентов добавляли воды до литра.

Пример 4 (по прототипу)

Для приготовления состава смешивали 282 г отработанного хромсодержащего электролита с содержанием CrO3 250 г/л, 158 г экстракционной фосфорной кислоты (72%-ной концентрации) 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 реакции восстановления в раствор добавляли 5,2 г гексафторциркониевой кислоты (40%-ной концентрации) и 4,5 г полиакрилата аммония. Перемешивали смесь до полного растворения компонентов. Перед использованием хроматирующий состав охлаждали до комнатной температуры.

Содержания компонентов в г/л в примерах заявляемого состава и прототипа приведены в таблице 1.

Таблица 1
Компоненты содержание, г/л
1 2 3
CrO3 10,0 12,5 15,0
Cr3+ 4,0 5,0 6,0
PO4 10,8 11,4 12,0
ZrF62- - - -
Полиакрилат аммония 6 6,5 7
ОП-10 0,5 0,75 1,0
Моноэтаноламид 1,5 1,5 2,0

Образцы оцинкованной стали марки Z 140 размером 70×150×0,5 обрабатывали в течение 1-3 секунд в описанных составах при комнатной температуре и далее сушили в сушильном шкафу при температуре 120°С.

По истечении 24 часов выдержки образцы оцинкованной стали с хроматным покрытием подвергали испытаниям на коррозионную стойкость, которую оценивали по поражению белой ржавчиной и почернения.

Испытания на поражение белой ржавчиной проводили в камере солевого тумана и водном растворе 50 г/л NaCl+3 г/л H2O2, используя по 5 образцов каждого примера.

В камере солевого тумана оценивали поражения площади образцов каждого примера.

В водном растворе 50 г/л NaCl+3 г/л H2O2 оценивали % поражения площади образцов белой ржавчиной по истечению 3 часов выдержки.

Испытание на стойкость к почернению проводили в камере влажности, используя по 20 образцов каждого примера: образцы складывали стопой и сжимали между двумя прямоугольными пластинами из прочного металла с болтовыми отверстиями в каждом из четырех углов, скрепляя гайками на болтах с усилием и ставили в камеру влажности на 120 часов.

Результаты коррозионных испытаний данных составов приведены в таблице 2.

Таблица 2
Примеры составов Испытания на стойкость к появлению белой ржавчины, % поражения
в камере солевого тумана в водном растворе 50 г/л NaCl+3 г/л H2O2
1 0 0,2
2 0 0,2
3 0 0,3
4 5 1,2

Из приведенных примеров видно, что использование заявляемого хроматирующего состава эффективно защищает оцинкованную сталь от поражения белой ржавчиной и почернения.

Литература

1. ГОСТ 9-305-84 «Покрытия металлические и неметаллические неорганические».

2. Патент RU 2425911 «Хроматирующий состав для обработки оцинкованной поверхности».

Хроматирующий состав для обработки оцинкованной стали, содержащий ионы хрома шестивалентного, ионы хрома трехвалентного, фосфат ионы, полиакрилат аммония, ОП-10 и моноэтаноламид при следующем соотношении компонентов, г/л: ионы СrО3 10,0-15,0, ионы Сr3+ 4,0-6,0, ионы РО4-2 10,8-12,0, полиакрилат аммония 6,0-7,0, ОП-10 0,5-1,0, моноэтаноламид 1,0-2,0, вода - остальное.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургического производства и может быть использовано для получения электроизоляционных покрытий на поверхности анизотропной электротехнической стали.
Изобретение относится к области обработки оцинкованной поверхности. .

Изобретение относится к области обработки стали для получения электроизоляционных покрытий на ее поверхности и может быть использовано в электротехнической промышленности.

Изобретение относится к средствам противокоррозионной защиты - составам “холодного” фосфатирования и предназначено для химической подготовки металлических поверхностей перед нанесением лакокрасочных и других покрытий.

Изобретение относится к обработке стали для получения электроизоляционных покрытий на ее поверхности и может быть использовано в электротехнической промышленности.
Изобретение относится к области обработки оцинкованной поверхности. .

Изобретение относится к защите металлов от коррозии, а именно к химической обработке металлов, в частности к растворам трехвалентного хрома для хроматирования цинка, и может быть использовано в машиностроении для защитно-декоративной отделки изделий.

Изобретение относится к металлов от коросан1-1 и может быть ис no«fcc ooas-;u з установках осуики воздуха , в которых McnojIfcnysQYcn аодчые ра- s коиестч сорбент влаги Цель изобретения йылпэтся пооыидакие степени аациты металлов от коррозии в условиях аэрации.
Изобретение относится к защите металлов от коррозии, в частности к хроматированию оцинкованной стали. Хроматирующий состав для обработки оцинкованной стали содержит, г/л: ионы хрома шестивалентного 3,744-6,318, ионы хрома трехвалентного 0,01-0,09, фосфат ионы 13,60-22,95, диамид тиоугольную кислоту 0,10-0,12 и воду. Причем соотношение ионов хрома шестивалентного к фосфат ионам в растворе составляет 0,275. Хроматирующий состав при минимальном содержании компонентов обеспечивает высокую коррозионную стойкость оцинкованной стали, при этом позволяет улучшить экологическую обстановку за счет оптимального содержания ионов хрома шестивалентного. 1 табл., 4 пр.

Изобретение относится к нанесению на текстурированную электротехническую полосовую сталь слоя фосфатного покрытия. В способе на электротехническую полосовую сталь наносят фосфатный раствор, содержащий по меньшей мере одно соединение хрома (III), коллоидный компонент и по меньшей мере один сложный эфир фосфорной кислоты в качестве стабилизатора (А) коллоида и/или по меньшей мере один ингибитор (В) травления, выбранный из производного тиомочевины, С2-10-алкинола, производного триазина, тиогликолевой кислоты, С1-4-алкиламина, гедрокси-С2-8-тиокарбоновой кислоты и/или полигликолевого эфира жирного спирта, в частности диэтилтиомочевины, проп-2-ин-1-ола, бутин-1,4-диола, тиогликолевой кислоты, и/или гексаметилентетрамина, причем используют фосфатный раствор, содержание шестивалентного хрома в котором меньше, чем 0,2 вес. %. Изобретение позволяет получить на текстурированной электротехнической полосовой стали фосфатный слой, обладающий свойствами, идентичными свойствам хром (VI)-содержащего изоляционного покрытия, и имеющий улучшенные оптические свойства и повышенное напряжение при растяжении. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 17 ил., 10 табл., 7 пр.

Изобретение относится к изготовлению листа из текстурированной электротехнической стали с покрытием. В способе на поверхность изготовленного листа из текстурированной электротехнической стали наносят рабочий раствор покрытия, включающий первичную соль фосфата, содержащую, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из Mg, Al, Ni, Со, Mn, Zn, Fe, Ca и Ва, коллоидный диоксид кремния и, по меньшей мере, одно соединение хромовой кислоты, выбранное из группы, состоящей из хромового ангидрида, солей хромата и бихромата, с последующим прокаливанием, в котором соблюдается условие (i) 800≤Т<860, Т≥1010-399R, 0,3≤R≤0,5 или (ii) 860≤Т≤1000, Т≥985-399R, 0,3≤R≤0,5, где Т обозначает температуру Т стального листа (единицы измерения: °C) при прокаливании, и R обозначает массовое отношение (Cr2O3/P2O5) соединения хромовой кислоты (в пересчете на Cr2O3) к первичной соли фосфата (в пересчете на P2O5) в рабочем растворе покрытия. Изобретение обеспечивает улучшение растягивающего напряжения, создаваемого покрытием на листе из текстурированной электротехнической стали, и снижение потерь в железе листа. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к защите металлов от коррозии и может быть использовано в различных отраслях промышленности при подготовке металлов под окраску. Состав для удаления коррозии и консервации поверхностей металлоконструкций и труб перед их покраской содержит компоненты при следующем соотношении, г/дм3: фосфорная кислота 305-355, оксид цинка 7-9, тринатрийфосфат 6-11, бихромат калия 11-16, глицерин 25-29, ацетон 50-60, деминерализованная вода - остальное. Изобретение обеспечивает получение мелкокристаллического фосфатного покрытия с высокой коррозионной стойкостью и хорошей адгезией при низкой температуре. 2 пр.
Изобретение относится к защите металлов от коррозии, в частности к хроматированию оцинкованной стали. Хроматирующий состав для обработки оцинкованной стали содержит, г/л: ионы хрома шестивалентного 3,744-6,318, ионы хрома трехвалентного 0,01-0,09, фосфат ионы 13,60-22,95, диамид тиоугольную кислоту 0,10-0,12 и воду. Причем соотношение ионов хрома шестивалентного к фосфат ионам в растворе составляет 0,275. Хроматирующий состав при минимальном содержании компонентов обеспечивает высокую коррозионную стойкость оцинкованной стали, при этом позволяет улучшить экологическую обстановку за счет оптимального содержания ионов хрома шестивалентного. 1 табл., 4 пр.

Изобретение относится к изготовлению листа из текстурированной электротехнической стали с покрытием. В способе на поверхность изготовленного листа из текстурированной электротехнической стали наносят рабочий раствор покрытия, включающий первичную соль фосфата, содержащую, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из Mg, Al, Ni, Со, Mn, Zn, Fe, Ca и Ва, коллоидный диоксид кремния и, по меньшей мере, одно соединение хромовой кислоты, выбранное из группы, состоящей из хромового ангидрида, солей хромата и бихромата, с последующим прокаливанием, в котором соблюдается условие (i) 800≤Т<860, Т≥1010-399R, 0,3≤R≤0,5 или (ii) 860≤Т≤1000, Т≥985-399R, 0,3≤R≤0,5, где Т обозначает температуру Т стального листа (единицы измерения: °C) при прокаливании, и R обозначает массовое отношение (Cr2O3/P2O5) соединения хромовой кислоты (в пересчете на Cr2O3) к первичной соли фосфата (в пересчете на P2O5) в рабочем растворе покрытия. Изобретение обеспечивает улучшение растягивающего напряжения, создаваемого покрытием на листе из текстурированной электротехнической стали, и снижение потерь в железе листа. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Наверх