Состав для цинкования и способ его приготовления Советский патент 1989 года по МПК C23C22/32 

Изобретение относится к обработке поверхности изделий для защиты от коррозии, в частности к соста- . вам для цинкования крепежных деталей и пружин, различных деталей автомо- бгтьной техники, деталей, изготовленных методом порошковой металлур- гаи и др.. .

Цель изобретения - повышение стабильности состава и коррозионной стойкости покрытий.

Предлагаемый состав для цинкования содержит, мас.%:

Порошок цинка4-20

Порошок алюминия 0,1-20,0

Этилцеллозольв и/или этилкарбитол 30,0-50,0 Хромовый ангидрид 0,2-6,0 Двухромовокислый аммонийО,3-8,0 Стеариновая

кислотао, 1-0,5

Тетрагидро-1,4- -оксазин0,3-1,0

Формальдегид (40%-ный водный раствор)0,3-1,0

СУКЦИНИМИД0,04-1,0

Неионогенное

СП

О

ел

со

поверхностно- активное веществоО,1-0,6

ВодаОстальное

Состав для Щ1нкования готовят следующим образом.

Навеску высокодисперсного цинкового порошка марки ПЦВД ;: зернистостью 1-6 мкм с небопьишм содержани ем алюминия 1-2 мас.% от веса цинквого порошка загружают в шаровую мельницу, добавляют этилцеллозольв навеску стеариновой кислоты и тет- рагидро-1,4-оксазина.

Загружают фарфоровые шары ф 20,3 мм и 0 4,6 мм.

Отношение количества ударного материала к количеству расплющиваемого порошка находится в пределах 20:1 и 0,5:1.

Диспергирование проводят в течение 16-18 ч при п 90-150 .

К полученной суспензии цинковых хлопьев прибавляют предварительно

приготовленный водный раствор хро- мовог.о ангидрида с бихроматом аммония .

Затем вводят этилкарбитол, формальдегид, сукцинимид,, остальную ча порошка алюминия и неионогенное ПА

Получен 1ый дисперсионный состав перемешивают в течение 5-10 шн. Процесс смешения компоне}1тов сопровождается выделением тепла, по- этому емкость для приготовления состава должна быть снабжена змеевком с холодной водой для поддержания температуры состава 19-20 С. Часть порошка алюминия вводят в

шаровую мапьницу для предотвращения слипания частиц цинка при получении цинковых хлопьев.

Дополнительное количество вводят в состав для повышения коррози ной стойкости покрытий.

АлюМ1Г1Гий в количестве, меньшем нижнего предела, не обеспечивает требуемую гамьгу цветовых, свойств.

В количествах, больших установленного предела, алюминий ухудшает коррозионную стойкость из-за восстановления в в суспензии (состав покрытия).

Этилцеллозольв и этилкарбитол

вводят в качестве растворителей и одновременно восстановителей Сг в при сушке покрытия.

Введение смеси этилцеллозольва и этилкарбитола менее 15% не обеспе

5

0

5

0

д

с

0

5

чз1вает требуемую адгезию, а более 50% экономически нецелесообразно.

Хромовый и бихромат аммония вводят для пассивации покрытия, благодаря которой достигается высокая коррозионная стойкость, а также для образования гидроокиси хрома во время сушки при 250-300°С, в.::ледствие чего происходит прилипание (адгезия).Верхняя и нижняя границы хромо--. вого ангидрида и бихромата определяются из соотношения к цинку, которое лежит в пределах 1:1 - 1:15.

Тетрагидро-i,4-оксазин (морфо- лин) вводят в состав 1н-1нковых хлопьев при диспергировании цинкового порошка п шаровой мельнице с целью создания вокруг каждой частицы цинка оболочки зашитной капсулы за счет обрпзовп 1ия со стеариновой кислотой морфолинового мыпа.

Вследствие этого паста из металлических чешуек, полученная путем диспергирования в шаровой мельнице, имеет нысокую устойчивость (стабильность) к хранению цинковых глопьев При хранении в течение 1 г. цинковые хлопья не теряют своих свойств образовывать коррозионно-стойкое покрытие при соединении с хромеодер- ) ипгредиента с1 и ПАВ неионо- генного типа.

Введение цинковых хлопьев, заблокированных гидрофобирующей оболочкой, в состав для цинкования увеличивает устойчивость суспензии от 1 сут (в известном случае) до 12 сут, что приводит к экономии ценных хи- ьмческих материалов и высокодисперсного порошка цинка и алюминия, так как исключает необходимость выбрасывания неиспользованных растворов.

Таким образом, дополнительно вво- j- iMbie в состав компоненты, а также технология его приготовления обеспечивают метастабильное состояние ор- 1 ано-неорганической суспензии порошка цинка и в целом и работоспособность ее в течение определенного времени, предел которого по экспериментальным данным составляет 10-14 сут, что в 10-14 раз превы- иает стабильность известного состава .

Кроме того,сферические частицы после диспергирования в шаровой мельнице принимают форму чешуек (палетт), перекрывающих в покрытии

друг друг как рыбная чешуя и еще каждая частица цинка пассивируется хромом щестивалентным, в результате чего достигается значительно более высокая коррозионная стойкость по- 1ФЫТИЙ до 700-1600 ч в камере соляного тумана (5% NaCl).

Пример. Различные составы наносят на образцы в виде пластин 150x70x2 мм,крепежные детали (лепесток из стали 65 ХГСА, пальцы).

Подготовку поверхности образцов проводят в растворе Лабомида (30-40 г/л) в течение 10-15 мин при 70-80°С с последующей промывкой в горячей воде при 60-70 0 и холодной (19-20°) и сушкой обдувкой воздухом при 70-80°С.

Перед нанесением покрытия образцы подвергают предварительной обработке стеклянной или стальной микродробью ( 1ф 50-150 мкм) в виброустановках в течение 5-10 мин.

Состав для цинкования наносят в два слоя. Образцы в перфорированной корзине погружают в состав, центрифугируют над зеркалом ванны и сушат при температуре, которую постепенно повьш1ают от 80 до 210 с в течение 5-10 мин. Таким образом, получают первый слой покрытия.

Для получения второго слоя покрытия все операции последовательно повторяют, сушку ведут при 80-300°С в течение 5-10 NWH.

Образцы с полученным покрытием подвергают механическим испытаниям по известным методкам: определяют адгезию методом решетчатого надреза, коррозионную стойкость.

На поверхности образцов и деталей получают покрытие толщиной 7 - В мкм с высокой коррозионной стойкостью, высокой адгезией.

Покрытие плотное, представляет собой неорганические и полимерные соединения, имеет серебристо-серый цвет, по внешнем виду напоминает металлическое цинковое покрытие

Данные об испытаниях приведены в табл.1-3.

Как Ридно из приведенных данных, предлагаемое покрытие при небольшой его (7-8 мкм), обладает высокой коррозионной стойкостью и одновременно высокиг-ш механическими свойствами, причем эти свойства сохраняются и при использова-

1505980

НИИ состава nocj;ie его дополнительного хранечия, что позволит использовать изобретение длн защиты от коррозии деталей различного назначения .

Формула изобретени

1. Состав для цинкования, содержащий порошки цинка и алюминия, этил- целлозольв и/или этилкарбитол, хромовый ангидрид, двухромовокислый аммоний, неионогенное поверхностно- активное вещество и воду, о т л и- чающийся тем, что, с целью повьшения стабильности состава и коррозионной стойкости покрытий, он дополнительно содержит стеариновую кислоту, тетрагидро-1,4-оксазин, формальдегид и сукцинимид при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Порошок цинка4-20

Порошок алюминия 0,1-20,0 Этилцеллозольв и/ш1и этилкарбитол30-50Хромовый ангид- РИД 0,2-6,0 Двухромовокислый аммоний 0,3-8,0 Стеариновая

кислотаО,1-0,5

Неионогенное поверхностно- активное вещество0,3-0,6 Тетрагидро-1,4-оксазин0,3-1,0

Формальдегид (40%-ный водный раствор)0,3-1,0 Сукцинимид 0,04-1,0 Вода Остальное 2. Способ приготовления состава для цинкования, содержащего порошки цинка и алюминия, этилцеллозольв или этилкарбитол, хромовый ангид- РИД, двухромовокислый аммоний, неионогенное поверхностно-активное вещество и воду, включающий смешение компонентов и их диспергирование, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности состава и коррозионной стойкости покрытий, сначала смешивают порошок цинка, 0,08-0,2 мас.% порошка алюминия, этилцеллозольв, стеарино

вуго кислоту и тетрагидро-1,4-окса- зин и диспергируют смесь в шаровой мельнице в течение 16-18 ч, после чего к смеси добавляют водный раствор хромового ангидрида с бихроматом аммо1шя и затем - этилкарби- тол, формальдегид, сукцинимид, не- ионогенное поверхностно-активное вещество и остальную часть порошка алюминия.

Таблица 1

Изобретение предназначено для обработки поверхности изделий с целью защиты от коррозии и относится к составам для цинкования крепежных деталей и пружин различных деталей автомобильной техники, деталей, изготовленных методом порошковой металлургии и др. Цель изобретения - повышение стабильности состава и коррозионной стойкости покрытий. Для этого состав для цинкования содержит цинковый и алюминиевый порошок, этилцеллозольв и/или этилкарбитол, хромовый ангидрид, двухромовокислый аммоний, стеариновую кислоту, тетрагидро-1,4-оксазин формальдегид, сукцинимид, неионогенное поверхностно-активное вещество и воду при определенном соотношении компонентов. Состав готовят предварительным диспергированием в шаровой мельнице в течение 16-18 ч порошка цинка с добавкой части порошка алюминия в смеси с этилцеллозольвом, стеариновой кислотой и тетрагидро-1,4-оксазином, после чего добавляют остальные компоненты. Покрытие толщиной 7-8 мкм обладает коррозионной стойкостью до 2000 ч, причем состав стабилен в течение нескольких суток (5 и более). 1 с.п.ф-лы, 3 табл.

1.9

)0.

.5

.О

0.6

Таблица 2

5 5 5 5

Составитель Л.Казакова Редактор С.Патрушева Техред М.Ходанич Корректор Т.Палий

Заказ 5393/27

Тираж 942

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Таблица 3

500 2000

600 2000

Подписное