Пассивирующий состав для обработки оцинкованного проката и оцинкованной проволоки Российский патент 2019 года по МПК C23C22/07 C23C22/24 C23C22/30 

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.

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.

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.