Пассивирующий состав для обработки оцинкованного проката и оцинкованной проволоки
Изобретение относится к защите металлов от коррозии, в частности к пассивации оцинкованной стали и с успехом используется в металлургии и машиностроении. Пассивирующий состав для обработки оцинкованной поверхности проката и проволоки содержит, в г/л: ионы трехвалентного хрома Cr3+ 7,3-69,2, ионы фосфата Р2O5 30,4-288,5, ингибитор коррозии 0,3-2,9, смачиватель 0,01-0,095, вода – остальное. При этом в качестве ингибитора коррозии он содержит бензотриазол, в качестве смачивателя - продукт обработки смеси моно- и диалкилфенолов окисью этилена, а ионы трехвалентного хрома получены при введении в состав хромового ангидрида и 13,0-123,5 г/л дисахарида в качестве восстановителя шестивалентного хрома, причем соотношение хромового ангидрида к восстановителю шестивалентного хрома составляет 1:0,93 или 9,5:8,82. Изобретение обеспечивает коррозионную стойкость оцинкованной поверхности в перекисно-солевом растворе, а также стабильность рабочего состава в течение длительного времени при хранении и применении. 1 табл., 3 пр.
Область техники
Изобретение относится к обработке оцинкованного проката и оцинкованной проволоки с целью защиты металлов от коррозии. Данное изобретение используется в металлургии и машиностроении.
Существующий уровень техники
Известен состав для обработки описанный в патенте RU 2010147566 «Пассивирующие вещества на основе трехвалентного хрома для обработки оцинкованной стали» (1)
Состав содержит, г/л:
| 1-75 | ионов Cr3+; |
| 2-400 | ионов фосфата; |
| 0,5-60 | - ионов фторметаллата; |
| 0,001-2 | ингибитор; |
| остальное | вода |
Причем соотношение фосфат иона к ионам хрома составляет от 0,1:1 до 7,5:1. Состав не содержит шестивалентный хром и содержит гидроксиорганическую кислоту.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является хроматирующий состав для обработки оцинкованного проката и оцинкованной проволоки» состав описанный в патенте RU 2643759 С2 «Хроматирующий состав для обработки оцинкованного проката и оцинкованной проволоки» (2) содержащий ионы трехвалентного хрома, ионы фосфата, ионы титана, ионы нитрата и ингибитор, в следующем соотношении, г/л:
| ионы трехвалентного Cr3+ | 50-70 |
| ионы фосфата | 200-280 |
| ионы нитрата | 23-46 |
| ионы титана | 5-10 |
| ингибитор | 1-2 |
| вода | остальное, |
при этом в качестве ингибитора он содержит 50%-ный спиртовой раствор хлорида алкилметиламмония, а в качестве ионов титана и нитрата - отработанный травильный раствор от производства титановых труб, содержащий ионов нитрата - 16%, ионов титана - 3,5%.
Технической проблемой данного состава являются низкая коррозионная стойкость состава в перекисно-солевом растворе и нестабильность при хранении и применении: образование хромсодержащих отложений.
Целью изобретения является решение данной технической проблемы созданием пассивирующего состава с высокой коррозионной стойкостью оцинкованной поверхности в перекисно-солевом растворе и стабильностью рабочего состава в течение длительного времени при хранении и применении, решение которой обеспечивается при осуществлении заявленного изобретения.
Суть настоящего изобретения
Поставленная задача достигается тем, что обработку оцинкованной поверхности проката и проволоки проводят пассивирующим составом, содержащим ионы трехвалентного хрома, ионы фосфата, ингибитор коррозии и смачиватель, при следующем соотношении, в г/л:
| ионы трехвалентного хрома Cr3+ | 7,3-69,2 |
| ионы фосфата Р2О5 | 30,4-288,5 |
| ингибитор коррозии | 0,3-2,9 |
| смачиватель | 0,01-0,095 |
| вода | остальное, |
при этом в качестве ингибитора коррозии он содержит бензотриазол, в качестве смачивателя - продукт обработки смеси моно- и диалкилфенолов окисью этилена, а ионы трехвалентного хрома получены при введении в состав хромового ангидрида и 13,0-123,5 г/л дисахарида в качестве восстановителя шестивалентного хрома, причем соотношение хромового ангидрида к восстановителю шестивалентного хрома составляет 1:0,93 или 9,5:8,82.
В качестве ионов хрома используют хромовый ангидрид. Ионы трехвалентного хрома получают при введении в состав восстановителя шестивалентного хрома в соотношении хромового ангидрида к восстановителю шестивалентного хрома 1:0,93 или 9,5:8,82.
В качестве восстановителя шестивалентного хрома используют дисахарид из группы олигосахаридов.
В качестве ионов Р2О5 используют ортофосфорную кислоту с концентрацией 73%.
В качестве смачивателя используют продукт обработки смеси моно- и диалкилфенолов окисью этилена. За счет снижения поверхностного натяжения на границе раствор - металл, происходит равномерное нанесение пассивирующего состава на поверхность металла.
Применение данного состава обеспечивает коррозионную стойкость оцинкованной поверхности проката и проволоки, в том числе при обработке скоростным методом в течение 3 сек в перекисно-солевом растворе, стабильность рабочего состава в течение длительного времени при хранении и применении.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами:
Пример 1
Образцы оцинкованной стали обрабатывают при температуре 30°С в течение 3 сек методом погружения в составе следующего содержания, г/л:
| ионы трехвалентного Cr3+ | 7,3 |
| ионы фосфата Р2О5 | 30,4 |
| ингибитор коррозии | 0,3 |
| смачиватель | 0,01 |
| вода | остальное. |
сотношение хромового ангидрида к восстановителю шестивалентного хрома 1:0,93.
Для приготовления данного состава в емкость объемом 1000 мл с предварительно установленным перемешивающим устройством, наливают 930,8 мл воды, добавляют 41,9 г ортофосфорной кислоты, перемешивают 5-10 мин, загружают 14,0 г хромового ангидрида. Нагревают смесь до 80°С и перемешивают до полного растворения хромового ангидрида. Далее восстанавливают шестивалентный хром, добавляя небольшими порциями 13 г дисахарид из группы олигосахаридов. Перемешивание ведут до окончания реакции восстановления хрома в течение 30-60 мин. Вводят 0,3 г ингибитора коррозии и 0,01 г смачивателя, перемешивают 10-15 мин, добавляют воду до общей массы 1000 г, перемешивают 5 мин. Состав готов.
Пример 2
Образцы оцинкованной стали обрабатывают при температуре 30°С в течение 3 сек методом погружения в составе следующего содержания, г/л:
| ионы трехвалентного Cr3+ | 69,2 |
| ионы фосфата Р2О5 | 288,5 |
| ингибитор коррозии | 2,9 |
| смачиватель | 0,095 |
| вода | остальное. |
сотношение хромового ангидрида к восстановителю шестивалентного хрома 9,5:8,82.
Для приготовления данного состава в емкость объемом 1000 мл с предварительно установленным перемешивающим устройством, наливают 342,5 мл воды, добавляют 398,1 г ортофосфорной кислоты, перемешивают 5-10 мин, загружают 133,0 г хромового ангидрида Нагревают смесь до 80°С и перемешивают до полного растворения хромового ангидрида. Далее восстанавливают шестивалентный хром, добавляя небольшими порциями 123,5 г дисахарид из группы олигосахаридов. Перемешивание ведут до окончания реакции восстановления хрома в течение 30-60 мин. Вводят 2,9 г ингибитора коррозии и 0,099 г смачивателя, перемешивают 10-15 мин, добавляют воду до общей массы 1000 г, перемешивают 5 мин. Состав готов.
Пример 3 (по прототипу)
Образцы оцинкованного проката обрабатывали в составе следующего содержания, г/л:
| ионы трехвалентного Cr3+ | 50 |
| ионы фосфата | 200 |
| ионы нитрата | 23 |
| ионы титана | 5 |
| ингибитор | 1 |
| вода | остальное |
Для приготовления 1 кг данного состава в 720 мл воды растворяли при перемешивании последовательно 50 г хромового ангидрида и 240 г термической фосфорной кислоты.
Затем в полученном растворе восстанавливали шестивалентный хром глюконатом натрия, добавляя его небольшими порциями по 3-5 г. Всего глюконата натрия добавляли примерно 40 г.
После завершения реакции восстановления добавляли 142 г раствора азотнокислого титана и 1 г ингибитора. Состав тщательно перемешивали и после охлаждения добавляли воду до 1 кг. рН полученного состава составил 1,3.
Испытания предлагаемого изобретения проводят на образцах горячекатаной оцинкованной стали.
Образцы погружают в пассивирующий состав на 3 сек при температуре 30°С, вынимают из раствора, его излишки удаляют отжимными гуммированными роликами и сушат при температуре 200°С 2 сек.
Обработку оцинкованной стали в заявляемом пассивирующем составе можно осуществлять способом погружения, способом распыления или нанесением валками.
По истечении 24 часов выдержки, образцы оцинкованной стали с пассивирующим покрытием подвергают испытаниям на коррозионную стойкость в перекисно-солевом растворе, до появления на поверхности оцинкованной стали белой ржавчины.
Коррозионную стойкость пассивной пленки на поверхности цинкового покрытия в перекисно-солевом растворе определяют в свежеприготовленном растворе 50 г NaCl и 10 мл перекиси водорода в 940 мл дистиллированной воды.
Коррозионная стойкость пассивной пленки в перекисно-солевом растворе должна быть не менее 10 мин.
Стабильность состава определяют отсутствием хромсодержащих отложений в рабочем растворе при хранении и применении в течение не менее суток.
Результаты коррозионных испытаний данных составов приведены в таблице.
Из приведенных примеров видно, что использование заявляемого пассивирующего состава обеспечивает коррозионную стойкость оцинкованной поверхности проката и проволоки при обработке скоростным методом в течение 3 сек, в перекисно-солевом растворе не менее 10 мин., стабильность состава при хранении и применении.
Пассивирующий состав для обработки оцинкованной поверхности проката и проволоки, содержащий ионы трехвалентного хрома, ионы фосфата, ингибитор коррозии и смачиватель, при следующем соотношении, в г/л:
| ионы трехвалентного хрома Cr3+ | 7,3-69,2 |
| ионы фосфата Р2O5 | 30,4-288,5 | |
| ингибитор коррозии | 0,3-2,9 | |
| смачиватель | 0,01-0,095 |
| вода | остальное, |
при этом в качестве ингибитора коррозии он содержит бензотриазол, в качестве смачивателя - продукт обработки смеси моно- и диалкилфенолов окисью этилена, а ионы трехвалентного хрома получены при введении в состав хромового ангидрида и 13,0-123,5 г/л дисахарида в качестве восстановителя шестивалентного хрома, причем соотношение хромового ангидрида к восстановителю шестивалентного хрома составляет 1:0,93 или 9,5:8,82.
