Раствор для хроматирования

Авторы патента:

C23F7/26 - Немеханическое удаление металлического материала с поверхности (электроэрозионная обработка металла B23H; удаление поверхностного слоя с помощью пламени B23K 7/00; обработка металла лазерным лучом B23K 26/00; получение декоративного эффекта путем удаления поверхностного материала, например гравированием или травлением B44C 1/22; электролитическое травление или полирование C25F); способы предотвращения коррозии металлического материала; предотвращение образования накипи вообще; многоступенчатые процессы для поверхностной обработки металлического материала, включающие по меньшей мере один способ, предусмотренный в классе C23, и по меньшей мере один способ, охватываемый подклассом C21D или C22F или классом C25 (ингибирование или

3 . А. Кайкарене, А. Б. Начейкене и Р, R. Bap

Ордена Трудового Красного Знамени институ и химической технологии AH Литовской ССР (72) Авторы изобретения маитис

f с

1 с (7I ) Заявитель (54) РАСТВОР ДЛЯ ХРОИАТИРОВАНИЯ

2,4-24,0

Изобретение относится к нанесению защитно-декоративных покрытий на металлической поверхности, в частности к получению серых хроматных пленок на поверхности цинка и кадмия, и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и бытовой технике, Известен раствор для хроматиров*" . ния, содержащий хромовый ангидрид, азотную, уксусную и муравьиную кислоты или их соли Г1 ).

Однако полученная из указанного раствора темно-зеленая хроматная пленка не обладает достаточной термостойкостью.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является раствор для хроматирования, содержащий хромовый ангидрид, серную, азотную, уксуснуюи муравьиную кислоты или их соли f2),.

Известный раствор обеспечивает получение пленки черного цвета, которая

2 не отличается достаточной термо- и коррозионной стойкостью.

Цель изобретения вЂ” получение пленки серого цвета с повышенной термои коррозионной стойкостью.

Укаэанная цель достигается тем, что раствор для хроматярования, содержащий соединение шестивалентного хрома, серную,. азотную, уксусную и муравьиную кислоты или их соли, до10 полнительно содержит ортофосфорную кислоту или ее соль, перхлорат натрия или калия и вещество, выбранное из группы, включающей полиакриламид, полипропиленгликоль и метилцеллюлозу, 15 при следующем соотношении компонентов, г/л: .

Соединение шестивалентного хрома (в пересчете на

20 СгЬ+)

Серная кислота или ее соль (в пересчете на SO ) 1,4-21,0

969784

Азотная кислота или ее соль (в пересчете на МОj ) 1,2"26,0

Уксусная кислота или ее соль (в

3 пересчете на CH COO ) 0,8-20,0

Муравьиная кислота или ее соль (в пересчете на НСОО ) 2,4-16,0

Ортофосфорная кислота или ее соль (в пересчете на РО ) 2,1-16,0

Перхлорат натрия или калия (в пересчете на С О, ) 1,8-20,0 . 15

Вещество, выбранное из группы, включающей полиакриламид, полипропиленгликоль и метил- 26 целлюлозу 2 6630 0

В качестве соединения шестивалентного хрома раствор может содержать хромовый ангидрид,.хромат или бихромат аммония, растворимые хроматы или 25 бихроматы щелочных и щелочноземельных металлов или их смесь.

В качестве солей серной кислоты раствор может содержать сульфаты щелочных и щелочноземельных металлов щ или их смесь. В качестве солей азотной кислоты раствор может содержать нитраты щелочных и щелочноземельных металлов илЬ их смесь. В качестве солей уксусной кислоты раствор может содержать растворимые ацетаты щелочных и щелочноземельных металлов и их смесь.

Т а б л и ц а

Содержание, г/л, в растворе

1 2 3 4 известный

5 6

8 8

10218

1,2 26 12

12 12

6 6

8 8

Состав раствора, условия хроматирования и показатели

Компоненть|

Соединение хрома (Ч1) (в пересчете на Cr +)

Серная кислота или ее соли (в пересчете на SO )

Азотная кислота или ее соли (в пересчете на NO>)

Уксусная кислота или ее соли (в пересчете на СН СОО ) Муравьиная кислота или ее соли (в пересчете на НСОО ) В качестве солей муравьиной кислоты раствор может содержать ее любые растворимые .соли. В качестве солей фосфорной кислоты используют ее растворимые соли щелочных металлов.

Полиакриламид, полипропиленгликоль и метилцеллюлоза являются водорастворимыми полимерными веществами.

Кислотность раствора хроматирования 1,3-3,0 рН, оптимальный рН 1,5.

Процесс хроматирования проводят при 5-40ОС (оптимально 20 С) в тече= ние 15-240 с (оптимально 30 с),,Раствор длнх омaтирования готовят растворением неорганических солей в воде и добавлением к полученному раствору кислот и предварительно растворенных полимерных веществ.

Изделия после цинкования или кадмирования погружают в хроматирующий раствор вышеописанного состава на, определенное время, вынимают, промывают водой и сушат. В результате такой обработки металлическая поверхность покрывается серной хроматной пленкой.

Предлагаемый раствор стабилен при хранении, рН раствора после 30 сут изменяется незначительно. Раствор легко корректируется.

Для приыера приготовлено 6 растворов, первый из которых представляет известный, а 2-6 растворы с предельными и оптимальными значениями концентраций компонентов.

Соотношение компонентов и сравнительные данные эффективности приведены в табл. 1.

13 2,5 24 15 - 15 15

20 0,8 20 6

80 24 16 8

969784

Продолжение табл. 1

5 6

2 3 4

1 известны"

21 16 5

Полиакриламид с

Полипропиленгликоль

Метилцеллюлоза

Время, с

1,5 1,5 1,5

1,5 1.5 1,5 рН

Температура, С

Цвет, Черный Светлосерый блестящий

Истираемость, 3 исходных покрытий

10 10

15 15

Состав раствора, условия хроматирования и показатели фосфорная кислота или ее соли (в пересчете на РО )

Перхлорат натрия или калия (в пересчете íà C80<) Условия хроматирования:

Коррозионная стойкость, ч исходных покрытий . покрытий после термообработки покрытий после термообработки

Коррозионные испытания проводят в камере соляного тумана при 35+1 C.

Коррозионную стойкость пленки оценивают по времени от начала испытания до появления на поверхности пленок первых следов коррозии. Термостойкость исследуемых покрытий определяют потерей веса в процентах после выдержки образцов в течение 100 ч при

130 С, а также при кипячении в воде в течение 30 мин. Следует отметить, Содержание, г/л, в растворе

18 20 7 7 7

5 30 20

30 30 30 30 30 30

18 18 18 l8 18 18

Темно- Серый Серый Серый серый

96 t20 140 160 160 140

48 100 120 152 140 140

40 20 15 10

60 30 20 12

t что внешний вид и вес покрытий при этом почти не Изменяется. Прочность

4$ на истираемость определяют потерей веса в процентах в зависимости от числа оборотов трения. Для определения эффективности вводимых добавок проведены аналогичные эксперименты.

Соотношение компонентов и сравнительные данные по Эффективности приведены в табл. 2.

969784

Содержание; г/л, в растворе

1 l

1 2 - 3 4

15 15

Муравьиная кислота или ее соли (в пересчете на НСОО ), 8

Полиакриламид

Время, с

1,5

1 5

1 5 рН

Температура, оС

Серый Радужный Коричневый Темножелтый

Цвет

Образуется порошкообразное неоднородное покрытие

160

Т52

Истираемость, 3

100 I 00

Состав раствора, условия хроматирования, показатели

Компоненты:

Соединение хрома (VI) (в пересчете на

С„+6) Серная кислота или .ее соли (в пересче те на 50 ) Азотная кислота или ее соли (в .пересчете на N0 ) УксУсная кислота или ее соли (в пересчете на СН СОО ) . фосфорная кислота или ее соли (в пересчете на РО„.) Перхлорат натрия или калия (в пересче.те на C80 ) Условия хроматирования:

Коррозионная стойкость, ч исходных покрытий покрытий после термообработки исходных покрытий покрытий после термообработки

Таблица.

969784

1,2-26,0

1,8-20,0

2,4-24, 0

Составитель M. Щербакова

Редактор B. Петраш Техред С.Иигунова Корректор

Тираж 1053 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 8321/31

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Из результатов испытаний видно, что из предлагаемого раствора для хроматирования получают однородные серые защитно-декоративные покрытия на поверхности цинка и кадмия, обладаю" 5 щие высокой коррозионной стойкостью после термической обработки и стойкостью к истиранию. г

Формула изобретения 16

Раствор для хроматирования, содержащий соединение шестивалентного хро- ма, серную, азотную, уксусную и муравьиную кислоты или их соли, о т- И л и ч а ю щ и " с я тем, что, с целью получения пленки серого цвета с повышенной термо- и коррозионной стойкостью, он дополнительно содержит ортофосФорную кислоту или ее соль, Ю перхлорат натрия или калия и вещество,выбранное из группы, включающей полиакриламид, полипропиленгликоль и метилцеллюлозу, при следующем соотношении компонентов, г/л: 2$

Соединение шести" валентного хрома (в пересчете на Cr ) 10

Серная кислота или ее соль (в пересчете на

so )

Азотная кислота или ее соль (в пересчете

aa NO )

Уксусйая кислжа или ее соль (e пересчете на СН СОО ) 0,8-20,0

Муравьиная кислота или ее соль (в пересчете на НСОО 2,4-16,0

Ортофосфорная кислота или ее соль (в пересчете на

РО 2,1-16,0

Перхлорат натрия или калия(в пересчете на С О„)

Вещество, выбранное из указанной группы 2,6-30,0

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе