Хроматирующий состав для обработки оцинкованной стали


 


Владельцы патента RU 2547374:

Закрытое Акционерное Общество "ФК" (RU)

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 защите металлов от коррозии, в частности к хроматированию оцинкованной стали, и может быть использовано в металлургии и машиностроении.

Известен состав для обработки, описанный в патенте № Р-39432 «Растворы для хроматирования» (1)

Состав содержит, г/л:

10-100 - хромовой кислоты;

1-21 - ионов Cr3+;

0,1-4 - ионов фосфата;

0,1-4 - ионов фтороцирконата

Причем соотношение массовых долей хрома (VI) и хрома (111) 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.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому хроматирующему составу является хроматирующий состав, описанный в патенте RU 2425911 C1 «Хроматирующий состав для обработки оцинкованной поверхности» (2), содержащий, г/л:

51,0-90,0 ионов CrO3

1,0-1,5 ионов Cr3+

102,0-120,0 ионов фосфата

0,1-4,0 ионов фтороцирконата

3,0-6,0 полиакрилата аммония

В качестве ионов CrO3 используется отработанный хромсодержащий раствор электролита для хромирования поршневых колец с содержанием CrO3 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%.

Недостатками данного состава является высокое содержание экологически вредного Cr6+, многокомпонентность и сложность изготовления состава.

Целью данного изобретения является разработка хроматирующего состава обеспечивающего высокую коррозионную стойкость оцинкованной стали с минимальным содержанием ионов Cr6+, оптимальным количеством компонентов и простоте изготовления состава.

Поставленная задача достигается тем, что хроматирование оцинкованной стали проводят хроматирующим составом, содержащим, г/л: ионы Cr6+ 3,744-6,318, ионы Cr3+ 0,01-0,09, ионы P2O5 13,60-22,95, диамид тиоугольной кислоты 0,10-0,12, вода остальное, причем соотношение ионов Cr6+ к ионам P2O5 составляет 0,275.

Применение данного состава обеспечивает высокую коррозионную стойкость оцинкованной стали при обработке скоростным методом в течение 3 сек, соответствует современным экологическим требованиям - содержит оптимальное содержание Cr6+.

В соответствии с гигиеническими нормативами ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны «Министерство здравоохранения РФ»: - величина ПДК хромовой кислоты (в пересчете на Cr6+) 0,03/0,01 мг/м3.

В соответствии с гигиеническими нормативами ГН 2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования «Министерство здравоохранения РФ»: - величина ПДК Cr6+ 0,05 мг/л.

В качестве ионов P2O5 используется ортофосфорная кислота с концентрацией 85%.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1

Образцы оцинкованной стали обрабатывают при температуре от 20 до 40°C в течение 1-3 сек методом погружения в составе следующего содержания, г/л:

ионы Cr6+ 3,744;

ионы Cr3+ 0,01;

ионы P2O5 13,60;

диамид тиоугольной кислоты 0,10;

вода остальное.

Причем соотношение ионов Cr6+ к ионам P2O5 составляет 0,275.

Для приготовления данного состава в емкость объемом 1000 мл с предварительно установленным перемешивающим устройством, наливают 500 мл воды, засыпают 90,0 г хромового ангидрида, перемешивают 10-15 мин, добавляют 276,0 г ортофосфорной кислоты, перемешивают 10-15 мин, добавляют 0,10 г диамид тиоугольной кислоты, перемешивают 10 мин и доливают оставшееся количество воды 133,9 мл до общей массы 1 кг. Далее 80 г приготовленного состава растворяют в 920 мл деминерализованной воды. Перемешивают 10-15 мин.

После нанесения хроматирующего покрытия в данном составе, его излишки удаляют отжимными гуммированными роликами и сушат при температуре 100-120°C.

Пример 2

Образцы оцинкованной стали обрабатывают при температуре от 20 до 40°C в течение 1-3 сек методом погружения в составе следующего содержания, г/л:

ионы Cr6+ 6,318;

ионы Cr3+ 0,09;

ионы P2O5 22,95;

диамид тиоугольной кислоты 0,12;

вода остальное.

Причем соотношение ионов Cr6+ к ионам P2O5 составляет 0,275.

Для приготовления данного состава в емкость объемом 1000 мл с предварительно установленным перемешивающим устройством, наливают 500 мл воды, засыпают 130,0 г хромового ангидрида, перемешивают 10-15 мин, добавляют 357,2 г ортофосфорной кислоты, перемешивают 10-15 мин, добавляют 0,12 г диамид тиоугольной кислоты, перемешивают 10 мин и доливают оставшееся количество воды 12,68 мл до общей массы 1 кг. Далее 135 г приготовленного состава растворяют в 865 мл деминерализованной воды. Перемешивают 10-15 мин.

После нанесения хроматирующего покрытия в данном составе, его излишки удаляют отжимными гуммированными роликами и сушат при температуре 100-120°C.

Пример 3

Образцы оцинкованной стали обрабатывают при температуре от 20 до 40°C в течение 1-3 сек методом погружения в составе следующего содержания, г/л:

ионы Cr6+ 5,031;

ионы Cr3+ 0,050;

ионы P2O5 18,275;

диамид тиоугольной кислоты 0,11;

вода остальное.

Причем соотношение ионов Cr6+ к ионам P2O5 составляет 0,275.

Для приготовления данного состава в емкость объемом 1000 мл с предварительно установленным перемешивающим устройством наливают 500 мл воды, засыпают 110,0 г хромового ангидрида, перемешивают 10-15 мин, добавляют 316,6 г ортофосфорной кислоты, перемешивают 10-15 мин, добавляют 0,11 г диамид тиоугольной кислоты, перемешивают 10 мин и доливают оставшееся количество воды 73,29 мл до общей массы 1 кг. Далее 107,5 г приготовленного состава растворяют в 892,5 мл деминерализованной воды. Перемешивают 10-15 мин.

После нанесения хроматирующего покрытия в данном составе, его излишки удаляют отжимными гуммированными роликами и сушат при температуре 100-120°C.

Обработку оцинкованной стали в заявляемом хроматирующем составе можно осуществлять способом погружения, способом распыления, способом нанесения валками.

Испытания предлагаемого изобретения проводили на образцах горячекатаной оцинкованной стали.

Пример 4 (по прототипу)

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

90,0 г/л ионов CrO3;

1,5 г/л ионов Cr3+;

120,0 г/л ионов фосфата;

4 г/л ионов фторцирконата;

6,0 г/л полиакрилата аммония.

Для приготовления состава смешивали 360 г отработанного хромсодержащего электролита с содержанием CrO3 250 г/л, 172 г экстракционной фосфорной кислоты и 448 г воды. Смесь перемешивали и нагревали до 70°C. 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°C.

По истечении 24 часов выдержки образцы оцинкованной стали с хроматирующим покрытием подвергают испытаниям на коррозионную стойкость, которую оценивают по площади поражения поверхности оцинкованной стали белой ржавчиной.

Испытания на коррозионную стойкость проводят в камере соляного тумана по ГОСТ 9.308-85 по показателям: начало коррозии (первые точки), час; окончание испытаний, час; доля пораженной поверхности, %.

Результаты коррозионных испытаний данных составов приведены в таблице

Таблица 1
Примеры составов Испытания на стойкость к появлению белой ржавчины,
% поражения
Начало коррозии, час Окончание испытаний, час Доля пораженной поверхности, %
1 39 148 82.3
2 41 150 79.4
3 40 147 81.8
4 35 96 87.4

Из приведенных примеров видно, что использование заявляемого хроматирующего состава обеспечивает высокую коррозионную стойкость оцинкованной стали при обработке скоростным методом в течение 3 сек.

Литература

1. Патент № Р-39432 «Растворы для хроматирования».

2. Патент RU 2425911 C1.

Состав для хроматирования оцинкованной стали, содержащий ионы хрома шестивалентного, ионы хрома трехвалентного, фосфат-ионы и диамид тиоугольную кислоту при следующем содержании компонентов, г/л:

ионы Cr6 3,744-6,318
ионы Cr3+ 0,01-0,09
ионы P2O5 13,60-22,95
диамид тиоугольная кислота 0,10-0,12
вода остальное,

причем соотношение ионов хрома шестивалентного к фосфат-ионам составляет 0,275.



 

Похожие патенты:
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 относится к области обработки поверхности металлов, в частности к хроматированию оцинкованной стали. .

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 поверхности металлов, в частности к хроматированию оцинкованной стали. .
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 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 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