ЦИНКОХРОМАТНОЕ ПОКРЫТИЕ НА СТАЛИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2007 года по МПК C23C28/00 C25D5/48 

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано для защиты стальных изделий от коррозии с помощью многослойных покрытий.

Защитная способность цинкохроматных покрытий при удачном сочетании цинкового и внешнего хроматного покрытия определяется в основном стойкостью последнего, см. Тезисы докладов к зональной конференции «Прогрессивная технология и вопросы экологии в гальванотехнике», Пенза, 1990 г., с.7.

Известны широко применяемые в промышленности цинкохроматные покрытия на стали, см. RU Патент 2223478, МПК G01N 17/00, 2004.

Недостатком их является не очень высокая защитная способность. Значения ее (t_с) для самых удачных покрытий различаются между собой не более чем в 1,2 раза, см. там же, таблица 4, значения t_с для покрытий «2-1», «1-1», «3-3».

Наиболее близким по технической сущности является цинкохроматное покрытие на стали, содержащее цинковый слой, получаемый из сульфатного электролита, и внешний хроматный слой, см. RU Патент 2223478, МПК G01N 17/00, 2004, таблица 4, покрытие «2-1».

Недостатком данного покрытия является его недостаточно высокая защитная способность.

Задачей изобретения является создание цинкохроматного покрытия на стали, обладающего повышенными защитными свойствами.

Техническая задача решается тем, что цинкохроматное покрытие на стали, содержащее цинковый слой, полученный из сульфатного электролита, и внешний хроматный слой, в цинковом слое дополнительно содержит внутренний токопроводящий хроматный слой, полученный из раствора (г/дм³): CrO₃ - 8, HNO₃ - 4, Na₂SO₄ - 12, Cr₂(SO₄)₃·18Н₂O - 5, Na₂SnO₃·3H₂O - 8.

Техническая задача решается также тем, что цинкохроматное покрытие на стали, содержащее цинковый слой, полученный из сульфатного электролита, и внешний хроматный слой, в цинковом слое дополнительно содержит внутренний токопроводящий хроматный слой, полученный из раствора (г/дм³): CrO₃ - 8, Na₂SO₄ - 12, Cr₂(SO₄)₃·18H₂O - 5, In(NO₃)₃ - 6.

Решение технической задачи позволяет повысить защитную способность цинкохроматного покрытия на стали в среднем в 2 раза.

Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.

Пример по прототипу.

Цинкохроматное покрытие толщиной 20 мкм, цинковый слой в котором получают из сульфатного электролита (г/дм³): ZnSO₄·7Н₂О - 215, Na₂SO₄·10Н₂О - 50, Al₂(SO₄)₃·18Н₂O - 30 при рН 3,8, температуре 20°С, плотности тока 1,5 А/дм² (см. ГОСТ 9.305-84. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Операции технологических процессов получения покрытий. Карта 30, состав 2), а внешний хроматный слой получают из раствора (г/дм³): Ликонда 1Б - 0,1, Ликонда 2А - 70, H₂SO₄ - 3 при температуре 20°С в течение 21 с (см., ГОСТ 9.305-84, Карта 81), подвергают коррозионным испытаниям методом переменного погружения в искусственную морскую воду, имитирующим приморскую атмосферу субтропиков (г. Батуми), см. Журнал «Коррозия: материалы, защита», 2005 г., №9, с.27.

Защитная способность покрытия, которую выражают значением времени появления первого очага коррозии стали (t₃), составляет 7 суток.

Примеры по заявляемому объекту.

Пример 1 по первому варианту.

Цинкохроматное покрытие Ц10. Хр. Ц10. Хр. общей толщиной 20 мкм: цинковые слои по 10 мкм получают из сульфатного электролита (г/дм³): ZnSO₄·7H₂O - 215, Na₂SO₄·10H₂O - 50, Al₂(SO₄)₃·18Н₂O - 30 при рН 3,8, температуре 20°С, плотности тока 1,5 А/дм² (см. ГОСТ 9.305-84, Карта 30, состав 2), внешний хроматный слой получают из раствора (г/дм³): Ликонда 1Б - 0,1, Ликонда 2А - 70, H₂SO₄ - 3 при температуре 20°С в течение 21 с, а внутренний хроматный слой между цинковыми слоями получают из раствора (г/дм³): CrO₃ - 8, HNO₃ - 4, Na₂SO₄ - 12, Cr₂(SO₄)₃·18Н₂O - 5, Na₂SnO₃·3H₂O - 8 при температуре 20°С в течение 1 минуты. Цинкохроматное покрытие Ц10. Хр. Ц10. Хр. общей толщиной 20 мкм подвергают коррозионным испытаниям методом переменного погружения в искусственную морскую воду, имитирующим приморскую атмосферу субтропиков (г. Батуми).

Защитная способность покрытия составляет 12 суток, что в 1,7 раза больше, чем у известного покрытия, при их одинаковой общей толщине.

Пример 2 по первому варианту.

Цинкохроматное покрытие Ц10. Хр. Ц10. Хр. общей толщиной 20 мкм: цинковые слои по 10 мкм получают из сульфатного электролита (г/дм³): ZnSO₄·7H₂O - 190, НВО₃ - 22, (NH₄)₂SO₄ - 25, ДХТИ-102А - 90, ДХТИ-102Б - 5 при рН 4,8 температуре 20°С, рабочей плотности тока 1,5 А/дм² (см. ГОСТ 9.305-84, Карта 30, состав 7), внешний хроматный слой получают из раствора (г/дм³): Ликонда 1Б - 0,1, Ликонда 2А - 70, H₂SO₄ - 3 при температуре 20°С в течение 21 с, а внутренний хроматный слой между цинковыми слоями получают из раствора (г/дм³): CrO₃ - 8, HNO₃ - 4, Na₂SO₄ - 12, Cr₂(SO₄)₃·18H₂O - 5, Na₂SnO₃·3H₂O - 8 при температуре 20°С в течение 1 минуты. Цинкохроматное покрытие Ц10. Хр. Ц10. Хр. общей толщиной 20 мкм подвергают коррозионным испытаниям методом переменного погружения в искусственную морскую воду, имитирующим приморскую атмосферу субтропиков (г. Батуми).

Защитная способность покрытия составляет 11 суток, что в 1,6 раза больше, чем у известного покрытия, при их одинаковой общей толщине.

Пример 3 по второму варианту.

Цинкохроматное покрытие Ц10. Хр. Ц10. Хр. общей толщиной 20 мкм: цинковые слои по 10 мкм получают из сульфатного электролита (г/дм³): ZnSO₄·7Н₂О - 215, Na₂SO₄·10H₂O - 50, Al₂(SO₄)₃·18H₂O - 30 при рН 3,8, температуре 20°С, плотности тока 1,5 А/дм², внешний хроматный слой получают из раствора (г/дм³): Ликонда 1Б - 0,1, Ликонда 2А - 70, H₂SO₄ - 3 при температуре 20°С в течение 21 с, а внутренний хроматный слой между цинковыми слоями получают из раствора (г/дм³): CrO₃ - 8, Na₂SO₄ - 12, Cr₂(SO₄)₃ - 18, Н₂O - 5, In(NO₃)₃ - 6 при температуре 20°С в течение 1 минуты. Цинкохроматное покрытие Ц10. Хр. Ц10. Хр. общей толщиной 20 мкм подвергают коррозионным испытаниям методом переменного погружения в искусственную морскую воду, имитирующим приморскую атмосферу субтропиков (г. Батуми).

Защитная способность покрытия составляет 16 суток, что в 2,3 раза больше, чем у известного покрытия, при их одинаковой общей толщине.

Пример 4 по второму варианту.

Цинкохроматное покрытие Ц10. Хр. Ц10. Хр. общей толщиной 20 мкм: цинковые слои по 10 мкм получают из сульфатного электролита (г/дм³): ZnSO₄·7Н₂O - 190, НВО₃ - 22, (NH₄)₂SO₄ - 25, ДХТИ-102А - 90, ДХТИ-102Б - 5 при рН 4,8 температуре 20°С, рабочей плотности тока 1,5 А/дм², внешний хроматный слой получают из раствора (г/дм³): Ликонда 1Б - 0,1, Ликонда 2А - 70, H₂SO₄ - 3 при температуре 20°С в течение 21 с, а внутренний хроматный слой между цинковыми слоями получают из раствора (г/дм³): CrO₃ - 8, Na₂SO₄ - 12, Cr₂(SO₄)₃·18Н₂O - 5, In(NO₃)₃ - 6 при температуре 20°С в течение 1 минуты. Цинкохроматное покрытие Ц10. Хр. Ц10. Хр. общей толщиной 20 мкм подвергают коррозионным испытаниям методом переменного погружения в искусственную морскую воду, имитирующим приморскую атмосферу субтропиков (г. Батуми).

Защитная способность покрытия составляет 14 суток, что в 2 раза больше, чем у известного покрытия, при их одинаковой общей толщине.

На чертеже приведены значения защитной способности (t₃) цинкохроматных покрытий по прототипу и заявляемому объекту для покрытий, приведенных в примерах 1 и 3.

Цинкохроматное покрытие на стали по заявляемому объекту и прототипу с одинаковой толщиной 20 мкм испытывают на прочность сцепления методом изгиба, см. ГОСТ 9.302-79. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Технические требования, правила приемки и методы контроля. При 3-кратном изгибе стальных образцов с покрытиями на угол 90° трещины до основного металла имеют гладкие стенки, отслаивание и шелушение покрытия не наблюдается, что соответствует требованиям стандарта. Такие же покрытия, нанесенные на стальные пластинки, испытывают на хрупкость методом изгиба с использованием прибора Н.Д.Томашова, см. Книгу Ваграмян А.Т., Соловьева З.А. Методы исследования процессов электроосаждения металлов, М., Из-во АН СССР, 1955, с.171-172. Близость значений углов изгиба (около 39°) при появлении трещин в покрытиях свидетельствует о том, что наличие внутреннего хроматного слоя не приводит к снижению эластичных свойств цинкохроматного покрытия.

Таким образом, как видно из примеров конкретного выполнения, заявляемое цинкохроматное покрытие на стали по сравнению с прототипом обладает в среднем в 2 раза большей защитной способностью и сохраняет при этом важнейшие для гальванических покрытий физико-механические свойства.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано для защиты стальных изделий от коррозии с помощью многослойных покрытий. Цинкохроматное покрытие на стали содержит цинковый слой, полученный из сульфатного электролита, и внешний хроматный слой, при этом оно дополнительно содержит внутренний токопроводящий хроматный слой, полученный из раствора, (г/дм³): CrO₃ - 8, HNO₃ - 4, Na₂SO₄ - 12, Cr(SO₄)₃·18H₂O - 5, Na₂SnO₃·3H₂O - 8. Цинкохроматное покрытие на стали содержит цинковый слой, полученный из сульфатного электролита, и внешний хроматный слой, при этом оно дополнительно содержит внутренний токопроводящий хроматный слой, полученный из раствора, (г/дм³): CrO₃ - 8, Na₂SO₄ - 12, Cr₂(SO₄)₃·18Н₂O - 5, In(NO₃)₃ - 6. Технический результат: повышение защитной способности цинкохроматного покрытия на стали в среднем в 2 раза. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Цинкохроматное покрытие на стали, содержащее цинковый слой, полученный из сульфатного электролита, и внешний хроматный слой, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит внутренний токопроводящий хроматный слой, полученный из раствора, г/дм³:

CrO₂8HNO₃4Na₂SO₄12Cr₂(SO₄)₃·18Н₂O5Na₂SnO₃·3H₂O8

CrO₃8Na₂SO₄12Cr₂(SO₄)₃·18Н₂O5In(NO₃)₃6