MX2007014838A - Recubrimiento de conversion de cromo trivalente y metodo de aplicacion del mismo. - Google Patents

Recubrimiento de conversion de cromo trivalente y metodo de aplicacion del mismo.

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Abstract

La presente invencion esta dirigida a una composicion de recubrimiento de cromo trivalente de alta proteccion que es particularmente util como un recubrimiento de conversion en sustratos que necesitan proteccion contra la corrosion. La composicion de recubrimiento de conversion comprende iones de cromo (III), iones de cobalto (II), iones de nitrato e iones de sulfato. La invencion ademas proporciona metodos para aplicar un recubrimiento de conversion a un articulo chapado y articulos con un recubrimiento de conversion aplicado a los mismos.

Description

RECUBRIMIENTO DE CONVERSIÓN DE CROMO TRIVALENTE Y MÉTODO DE APLICACIÓN DEL MISMO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere generalmente al tratamiento de una superficie de metal para mejorar las propiedades de la misma, particularmente la resistencia a la corrosión de la superficie de metal. Más específicamente, la invención se refiere a recubrimientos de conversión, preferiblemente recubrimientos útiles para aplicarse a una superficie metalizada.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los recubrimientos de conversión son comúnmente usados en la industria de acabados de metal para proporcionar propiedades mejoradas a las superficies de metal, particularmente superficies metalizadas. Los recubrimientos de conversión son generalmente conocidos por ser particularmente útiles para proporcionar resistencia mejorada contra la corrosión al metal y también para mejorar las propiedades de adhesión del metal en relación con recubrimientos adicionales que pueden ser añadidos posteriormente, tales como pintura u otros acabados. Múltiples tipos de recubrimientos de conversión son conocidos y usados en la industria y un tipo que es particularmente conocido por ser beneficioso es la cromatación.
Los recubrimientos de conversión de cromato pueden ser aplicados en diversos grosores y pueden proporcionar niveles variables de protección contra la corrosión, así como otras propiedades. Por ejemplo, dichos recubrimientos pueden variar desde un acabado "azul-brillante" muy delgado hasta un acabado "olivo-apagado" muy grueso. Los acabados azul-brillante son transparentes con un ligero tinte azul y alto lustre. Dicho acabado no solo imparte un recubrimiento resistente a la corrosión a la superficie del sustrato sino también mejora estéticamente el sustrato y los artículos hechos a partir del mismo. Los recubrimientos de conversión de cromato más pesados son considerablemente más protectores que los acabados brillantes, pero no cumplen con el criterio estético que es característico de los recubrimientos brillantes. Estos recubrimientos más pesados son bien reconocidos por sus acabados amarillos, bronce u olivo-apagado, que corresponden en orden general al creciente grosor de la película.
Aunque los recubrimientos de conversión de cromato son particularmente útiles para proporcionar resistencia a la corrosión, dichos recubrimientos históricamente han sido preparados de cromato hexavalente (es decir, iones de cromo (VI). Esto hace que dichos recubrimientos de conversión de cromato no sean favorables ya que el cromo (VI) es generalmente reconocido por ser tóxico. El Instituto Nacional de Seguridad Ocupacional y Salud (NIOSH), por ejemplo, considera que todos los compuestos de cromo (VI) son potencialmente carcinógenos ocupacionales. Los Centros para Control de Enfermedades (CDC) y NIOSH reportan que un riesgo incrementado de cáncer de pulmón ha sido demostrado en trabajadores expuestos a compuestos de cromo (VI). Otros efectos adversos para la salud asociados con la exposición al cromo (VI) incluyen irritación dérmica, ulceración de la piel, dermatitis alérgica de contacto, asma ocupacional, irritación y ulceración nasal, tabique nasal perforado, rinitis, hemorragia nasal, irritación respiratoria, cáncer nasal, cáncer del seno, irritación y daño ocular, tímpanos perforados, daños a los ríñones, daño al hígado, congestión y edema pulmonar, dolor epigástrico y erosión y decoloración de los dientes. Debido a estos hallazgos, los desperdicios de una solución con base de cromo hexavalente crean importantes preocupaciones ambientales y los baños de cromo hexavalente requieren de un tratamiento especial antes de ser desechados.
Otros tipos de tratamientos para formar recubrimientos de pasivación que no contienen cromo son conocidos en la técnica, pero estos son generalmente insatisfactorios para mejorar la resistencia a la corrosión de un sustrato chapado, particularmente cuando el sustrato tratado es sometido a un ambiente húmedo. Dichos tratamientos típicamente incluyen tratamientos de fosfato y una etapa de esmaltado por inmersión brillante, seguido de una etapa de recubrimiento usando una laca transparente. Cada etapa proporciona una capa de barrera adicional contra condiciones corrosivas, pero no una película cohesiva formando un enlace químico entre un elemento formador de película y el sustrato recubierto como se logra mediante procesos con cromo hexavalente. Por consiguiente, los tratamientos de fosfato proporcionan barreras que son porosas, permitiendo el paso de la humedad a través del sustrato recubierto. Los recubrimientos de fosfato tampoco son de apariencia brillante sino que proporcionan placas exteriores mate, opacas, tipo pintura que carecen de los atributos estéticos de los recubrimientos de conversión de cromo hexavalente.
Los tratamientos libres de cromo hexavalente han sido desarrollados utilizando cromo trivalente (es decir, iones de cromo (lll)). Por ejemplo, múltiples Patentes de EUA describen soluciones o procesos para tratar superficies de metal, en donde la solución comprende iones de cromo, sustancialmente todos los cuales están en el estado trivalente (ver, generalmente, Patente de EUA No. 4,349,392; Patente de EUA No. 4,359,345; Patente de EUA No. 4,359,346; Patente de EUA No. 4,359,348; Patente de- EUA No. 4,367,099; Patente de EUA No. 4,384,902; Patente de EUA No. 4,578,122 y Patente de EUA No. 6,096,140). En cada una de las patentes de EUA citadas, un agente de oxidación está incluido como un ingrediente esencial en la solución libre de cromo hexavalente. Es conocido en la técnica que la presencia de agentes de oxidación puede llevar a alguna conversión del cromo trivalente a cromo hexavalente durante la formación del recubpmiento de conversión. La presencia de este cromo hexavalente puede entonces llevar a algunos o todos los problemas de salud y manejo previamente descritos. Además, la inclusión de un agente de oxidación puede añadir costos adicionales y etapas a la formación de los recubrimientos de conversión.
Por consiguiente, sería útil tener un recubrimiento de conversión libre de cromo hexavalente que proporcione atributos similares a los recubrimientos de conversión tradicionales que están basados en cromo hexavalente. Además, es deseable que dicho recubrimiento libre de cromo hexavalente sea sustancialmente impermeable a la humedad y sea capaz proporcionar excelente resistencia a la corrosión durante un período extendido de exposición. Preferencialmente, el recubrimiento preparado sin el cromo hexavalente también debería mejorar simultáneamente la apariencia del sustrato al impartir un acabado atractivo, brillantemente pulido.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona una composición de recubrimiento de cromo trivalente de alta protección que es particularmente útil como un recubrimiento de conversión en sustratos que necesitan protección contra la corrosión. La invención también proporciona métodos para aplicar un recubrimiento de conversión a dichos sustratos y artículos recubiertos preparados de conformidad con el método. La composición de recubrimientos de cromo trivalente es particularmente útil ya que es libre de cromo hexavalente y también es libre de componentes que pueden facilitar la conversión de cromo trivalente a cromo hexavalente. Además, la composición de recubrimiento de cromo trivalente es beneficiosa ya que proporciona una protección mejorada contra la corrosión, particularmente extendiendo el tiempo al cual un sustrato que tiene un recubrimiento de conversión de conformidad con la invención puede ser expuesto a un ambiente corrosivo sin que ocurra la corrosión del sustrato.
En un aspecto de la invención, está provista una composición de recubrimiento de conversión. En una modalidad, la composición comprende iones de cromo (lll), iones de cobalto (II), iones de nitrato e iones de sulfato. Preferiblemente, los iones de cromo (lll) están presentes en una concentración de al menos aproximadamente 0.1 moles/L y los iones de nitrato están presentes en una concentración de al menos aproximadamente 0.4 moles/L. En una modalidad particular, la composición de recubrimiento de conversión comprende al menos aproximadamente 0.01 moles/L de iones de cobalto (II) y al menos aproximadamente 0.1 moles/L de iones de sulfato.
Preferiblemente, la composición de recubrimiento de conversión de la invención es libre de componentes que pueden reducir las propiedades de resistencia a la corrosión del recubrimiento de conversión formado de la composición inventiva. Por ejemplo, en una modalidad, la composición de recubrimiento de conversión evita particularmente el uso de componentes que pueden proporcionar fluoruros libres. En otra modalidad de la invención, el recubrimiento de conversión es sustancialmente libre de queladores, en particular, queladores con base de ácido carboxílico (tales como ácidos di-óicos).
La composición de recubrimiento de conversión de la invención puede comprender además uno o más componentes adicionales útiles para impartir propiedades deseables a un artículo con un recubrimiento de conversión aplicado al mismo. Ejemplos no limitantes de componentes adicionales que pueden ser útiles en las composiciones de la invención incluyen ácidos amino carboxílicos o sales o derivados de los mismos, silicatos, tales como arcillas (particularmente arcillas nanoparticuladas) y derivados halogenados de ácidos acéticos o sales o esteres de los mismos.
La composición de recubrimiento de conversión de la invención es particularmente útil ya que puede ser preparada como un concentrado. El concentrado proporciona facilidad de almacenamiento y transportación y puede ser fácilmente diluido al momento de usarse para proporcionar una composición de recubrimiento de conversión de la invención.
De conformidad con otro aspecto de la invención, está provisto un método para aplicar un recubrimiento de conversión a un artículo que tiene una superficie expuesta. En una modalidad, el método comprende poner en contacto la superficie expuesta del artículo con una composición de recubrimiento de conversión que comprende iones de cromo (lll), iones de cobalto (II), iones de nitrato e iones de sulfato. En una modalidad particular, los iones de cromo están presentes en una concentración de al menos 0.1 moles/L y los iones de nitrato están presentes en una concentración de al menos aproximadamente 0.5 moles/L.
En una modalidad particular de conformidad con este aspecto de la invención, la superficie expuesta del artículo ha sido chapada con un metal, tal como zinc o una aleación de zinc. Por consiguiente, el método de la invención puede comprender chapar un artículo y poner en contacto la superficie chapada del artículo con una composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la invención. El método puede comprender etapas adicionales, tales como etapas de preparación de superficie previas a la etapa de chapado, o el enjuagado y secado del artículo después de ponerlo en contacto con la composición de recubrimiento de conversión.
La invención también comprende artículos que tienen un recubrimiento de conversión aplicado a los mismos. En una modalidad, la invención proporciona un artículo que tiene una superficie expuesta con un recubrimiento de conversión aplicado a la misma, en donde el recubrimiento de conversión se aplica de conformidad con el método de la invención. Dichos artículos recubiertos son particularmente beneficiosos por la protección anti-corrosión proporcionada al artículo por el recubrimiento de conversión aplicado. En una modalidad, el artículo con el recubrimiento de conversión aplicado al mismo exhibe protección anti-corrosión que surge del recubrimiento de conversión de manera que el artículo con el recubrimiento de conversión aplicado al mismo puede soportar un rociado salado de conformidad con el método de prueba ASTM B 117-03 por un tiempo de al menos aproximadamente 200 horas antes de la formación de productos de corrosión de sales blancas.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las presentes invenciones serán ahora descritas más completamente en lo sucesivo con referencia a modalidades específicas de la invención. Ciertamente, la invención puede ser expresada en muchas formas diferentes y no debe ser interpretada como limitada a las modalidades establecidas en el presente documento; más bien, estas modalidades están provistas para que esta divulgación pueda satisfacer los requerimientos legales que apliquen. Como se usa en la especificación y en las reivindicaciones adjuntas, las formas singulares "un", "el" incluyen referentes plurales a menos que el contexto claramente exprese lo contrario.
En diversas modalidades, la invención puede ser descrita en el presente documento como "sustancialmente libre" de ciertos compuestos, elementos, iones u otros componentes similares. Por consiguiente, como se usa al describir la invención, "sustancialmente libre" quiere decir que el compuesto, elemento, ion u otro componente similar está presente, a lo mucho, solo en cantidades de rastros (es decir, una concentración tan minúscula que la presencia del compuesto, elemento, ¡ón u otro componente similar no tendrá un efecto adverso en las propiedades deseadas del recubrimiento). Preferiblemente, "sustancialmente libre" indica que el compuesto, elemento, ion u otro componente similar especificado está completamente ausente o no está presente en cualquier cantidad que se puede medir mediante técnicas generalmente usadas en la técnica.
La composición de recubrimiento de conversión de la invención es sustancialmente libre de iones de cromo (VI). Por consiguiente, la composición contiene, a lo mucho, solo cantidades de rastros de iones de cromo (VI) en una concentración tan minúscula que la presencia de los iones de cromo (VI) no tendrán efecto en las propiedades deseadas del recubrimiento y no tendrá un impacto adverso en la salud o el ambiente. Más preferiblemente, la composición inventiva no contiene iones de cromo (VI).
La composición de recubrimiento de conversión de la invención también es sustancialmente libre de agentes de oxidación. Generalmente se entiende que dichos agentes de oxidación incluyen agentes tales como peróxidos y persulfatos, que son conocidos por efectuar la conversión del cromo trivalente a cromo hexavalente. Más preferiblemente, la composición inventiva no contiene agentes de oxidación capaces de convertir el cromo trivalente en cromo hexavalente.
La composición de recubrimiento de conversión de la invención generalmente comprende iones de cromo (lll), iones de cobalto (II) e iones de nitrato. En modalidades adicionales, la composición de recubrimiento de conversión también comprende iones de sulfato. La mezcla de los diversos tipos de iones, particularmente en concentraciones especificadas, es útil para formar un recubrimiento de conversión en un artículo que tiene una superficie expuesta, proporcionando así resistencia mejorada a la corrosión para el artículo.
De conformidad con ciertas modalidades de la invención, los iones de cromo (lll) presentes en la composición de recubrimiento de conversión pueden estar caracterizados por estar presentes en al menos una concentración mínima. Por ejemplo, en una modalidad, una fuente de cromo (lll) está provista en una cantidad de manera que la composición de recubrimiento de conversión incluya iones de cromo en una concentración de al menos aproximadamente 0.1 moles/L. Preferiblemente, la composición incluye iones de cromo (II) en una concentración de al menos aproximadamente 0.15 moles/L, o al menos aproximadamente 0.2 moles/L. Los iones de cromo (lll) también pueden ser caracterizados, de conformidad con la invención, por estar presentes en un rango de concentración preferible. Por ejemplo, en una modalidad, la composición incluye iones de cromo (lll) en una concentración de aproximadamente 0.1 moles/L hasta aproximadamente 0.4 moles/L. En modalidades adicionales, los iones de cromo (lll) están presentes en una concentración de aproximadamente 0.15 moles/L hasta aproximadamente 0.35 moles/L, aproximadamente 0.15 moles/L hasta aproximadamente 0.30 moles/L o aproximadamente 0.15 moles/L hasta aproximadamente 0.25 moles/L. En una modalidad particular, los iones de cromo (lll) están presentes en una concentración de aproximadamente 0.20 moles/L.
Una fuente de cobalto (II) está preferiblemente provista en una cantidad de manera que la composición de recubrimiento de conversión comprenda iones de cobalto (II) en una concentración de al menos aproximadamente 0.01 moles/L. Preferiblemente, la composición comprende iones de cobalto (II) en una concentración de al menos aproximadamente 0.02 moles/L, al menos aproximadamente 0.03 moles/L o al menos aproximadamente 0.04 moles/L. Típicamente, la composición de recubrimiento de conversión comprende aproximadamente 0.01 moles/L hasta aproximadamente 0.10 moles/L de iones de cobalto (II). En una modalidad adicional, la composición de recubrimiento de conversión comprende aproximadamente 0.02 moles/L hasta aproximadamente 0.09 moles/L, aproximadamente 0.03 moles/L hasta aproximadamente 0.08 moles/L o aproximadamente 0.04 moles/L hasta aproximadamente 0.08 moles/L de iones de cobalto (II).
La fuente de cromo (lll) y la fuente de cobalto (II) pueden ser cualquier fuente capaz de proporcionar iones de cromo (lll) e iones de cobalto (II) libres en solución. Por ejemplo, en una modalidad, la fuente de ion de cromo (lll) y la fuente de ion de cobalto (II) se escogen de diversas sales de los metales. De conformidad con dicha modalidad, se entiende que la fuente también puede introducir iones que no sean iones de cromo (lll) o iones de cobalto (II). Se prefiere que la fuente de cromo (lll) y la fuente de cobalto (II) no incluyan componentes que pudieran ser perjudiciales para las propiedades de resistencia a la corrosión de la composición de recubrimiento de conversión.
En ciertas modalidades de la invención, es beneficioso para el recubrimiento de conversión comprender componentes iónicos adicionales que, en solución, mejoren la habilidad de resistencia a la corrosión de la composición. Un ejemplo de dichos iones beneficiosos adicionales son los iones de sulfato (S04"2). Sin atarnos a la teoría, se cree que los iones de sulfato funcionan como formadores de película en superficies chapadas con zinc. Los iones de sulfato pueden también actuar como un amortiguador, facilitando el control del pH de la solución mientras mejora también la estabilidad de la solución. Beneficialmente, dichos componentes iónicos adicionales deseados pueden ser añadidos a la composición inventiva sin la necesidad de ingredientes adicionales, que de otra manera podrían incrementar el costo de preparar la composición o ser perjudiciales para la efectividad de la composición. Por consiguiente, es útil para la fuente de cromo (lll) y la fuente de cobalto (II) comprender compuestos que también incluyan los iones deseables adicionales. Por ejemplo, en una modalidad, la fuente de cromo (lll) y la fuente de cobalto (II) pueden ser Cr2(S04)3 y CoS04, respectivamente.
La composición de recubrimiento de conversión de la invención puede comprender iones de sulfato en una concentración de al menos aproximadamente 0.1 moles/L. Preferiblemente, los iones de sulfato están presentes en una concentración de al menos aproximadamente 0.2 moles/L o aproximadamente al menos 0.3 moles/L. En modalidades adicionales, los iones de sulfato están presentes en una concentración de aproximadamente 0.2 moles/L hasta aproximadamente 1.0 moles/L. Además, los iones de sulfato pueden estar presentes en la composición en una concentración de aproximadamente 0.25 moles/L hasta aproximadamente 0.90 moles/L, 0.30 moles/L hasta aproximadamente 0.80 moles/L, o aproximadamente 0.35 moles/L hasta aproximadamente 0.80 moles/L.
Los iones de cromo (lll) y los iones de cobalto también pueden estar provistos a través de otras fuentes, tales como otras sales de metal. Mientras las sales de sulfato de cromo (lll) y cobalto (II) son particularmente útiles, como se describe anteriormente, cualquier sal de cromo (lll) o sal de cobalto (II) puede usarse siempre que la sal no contribuya componentes que puedan ser perjudiciales para las propiedades anti-corrosión de la composición de recubrimiento de conversión. Ejemplos no limitantes de otras sales de metal que podrían ser usadas en la invención incluyen sales inorgánicas, tales como sales de nitrato o sales de cloruro y sales orgánicas tales como sales de acetato.
Preferiblemente, de conformidad con una modalidad, una fuente de iones de nitrato está provista de manera que la composición comprenda al menos aproximadamente 0.4 moles/L de iones de nitrato. En modalidades adicionales, la composición de recubrimiento de conversión comprende al menos aproximadamente 0.5 moles/L de iones de nitrato o al menos aproximadamente 0.6 moles/L de iones de nitrato. Típicamente, la composición de recubrimiento de conversión comprende iones de nitrato en una concentración de aproximadamente 0.4 moles/L hasta aproximadamente 1.5 moles/L. En modalidades adicionales, la composición de recubrimiento de conversión comprende aproximadamente 0.5 moles/L hasta aproximadamente 1.3 moles/L de iones de nitrato o aproximadamente 0.6 moles/L hasta aproximadamente 1.2 moles/L.
Cualquier fuente capaz de proporcionar una concentración suficiente de iones de nitrato sin introducir componentes adicionales que podrían ser perjudiciales para la habilidad de la composición de impartir resistencia a la corrosión a un artículo puede ser usada de conformidad con la invención. Además, dicha fuente no debe ser o formar un agente de oxidación capaz de convertir cromo trivalente en cromo hexavalente. En una modalidad, NaN03 se usa para proporcionar ¡ones de nitrato a la composición. En una modalidad adicional, el ácido nítrico puede ser usado como una fuente de iones de nitrato para la composición de recubrimiento de conversión. Preferiblemente, si ácido nítrico es añadido a la solución, la cantidad de ácido nítrico añadida está por debajo de un nivel que resulta en la oxidación de cromo trivalente a cromo hexavalente. Otros ejemplos no limitantes de fuentes de nitrato que pueden usarse de conformidad con la invención incluyen nitrato de potasio, nitrato cromoso, nitrato de cobalto y nitrato de amonio.
En vista de las concentraciones proporcionadas anteriormente para los iones de cromo (lll), los iones de cobalto (II) y los iones de nitrato, la composición de recubrimiento de conversión de la invención puede definirse particularmente en términos de la proporción de moles de iones de nitrato a la combinación de ¡ones de cromo (lll) e ¡ones de cobalto (II) [N037(Cr+3 + Co+2)]. En una modalidad, la proporción de moles de ¡ones de nitrato a iones combinados de cromo y cobalto es mayor que aproximadamente 1.5:1. Preferiblemente, la proporción es de al menos aproximadamente 1.75:1 , más preferiblemente de al menos aproximadamente 2: 1 y lo más preferiblemente de al menos aproximadamente 2.5:1. En una modalidad adicional, la proporción de moles de iones de nitrato a iones combinados de cromo y cobalto es al menos aproximadamente 3:1 , al menos aproximadamente 4:1 , al menos aproximadamente 5:1 , al menos aproximadamente 6:1 o al menos aproximadamente 7:1.
La composición de recubrimiento de conversión de la invención puede incluir ingredientes adicionales generalmente reconocibles por alguien con habilidad en la técnica como útiles para mejorar la resistencia a la corrosión o por ser beneficiosos en una composición de recubrimiento de conversión en particular. Por ejemplo, compuestos específicos conocidos como útiles para inhibir la corrosión pueden ser incluidos en la composición. Ejemplos no limitantes de dichos inhibidores de corrosión incluyen ácidos amino carboxílicos y sales o derivados de los mismos. Un ejemplo específico de dichos compuestos es el ácido 5-(dimetilamino)-2,2-difenilpentanóico, que está comercialmente disponible con el nombre comercial de HALOX® 510 de HALOX, una división del Hammond Group, Inc., Hammond, IN.
Ejemplos adicionales no limitantes de componentes adicionales útiles en la composición de recubrimiento de conversión de la invención incluyen silicatos. Como se usa en el presente documento, se entiende que los silicatos se refieren a compuestos que contienen silicón, oxígeno y uno o más metales con o sin hidrógeno, incluyendo esteres de silicato formados por la combinación de silicón y oxígeno con uno o más grupos orgánicos. Además, los silicatos pueden incluir compuestos en donde el oxígeno está parcial o completamente reemplazado con uno o más átomos diferentes, tales como flúor (por ejemplo, hexafluorosilicatos). Los silicatos pueden ser útiles para incrementar la protección contra la corrosión cuando se aplican a un artículo como parte de la composición de recubrimiento de conversión. Aunque no se pretende limitar el alcance de los silicatos que pueden ser usados de conformidad con la invención, en particular, los silicatos útiles en el recubrimiento de conversión incluyen talco, mica y arcillas, tales como arcillas nanoparticuladas. Por ejemplo, la composición puede incluir una o más arcillas LAPONITE®, disponibles en Rockwood Additives, Ltd. Específicamente, la composición puede incluir LAPONITE® RD (compuesto de Si02, MgO, Li02 y Na20) o LAPONITE® RDS (compuesto de Si02, MgO, Li02, Na20 y P205. Otro ejemplo de silicatos útiles en la invención incluye hexafluorosilicato de magnesio (MgSiF6«6H20).
Aún un ejemplo adicional de silicatos útiles de conformidad con la presente invención son arcillas de filosilicato natural o sintético. Ejemplos ilustrativos de dichos materiales son los minerales de arcilla esméctica tales como montmorillonita, nontronita, beidelita, bentonita, volkonskoita, laponita, hectorita, saponita, sauconita, magadita, kenyaita, estevensita y similares, así como vermiculita, haloisita, óxidos de aluminato, hidrotalcita y similares. Estas arcillas en capas generalmente comprenden partículas que contienen una pluralidad de plaquetas de silicato que tienen un espesor de aproximadamente 8-12A enlazados ajustadamente en espacios entre capas de 4A o menos y contienen cationes intercambiables tales como Na+, Ca+2, K+ o Mg+2 presentes en las superficies entre capas.
En modalidades adicionales, el recubrimiento de conversión de la invención también puede comprender uno o más ácidos carboxílicos halogenados o sales o esteres de los mismos, siempre que dichos ácidos carboxílicos no funcionen sustancialmente también como queladores. Por ejemplo, la composición puede comprender compuestos de ácido acético halogenado o sales o esteres de los mismos, tales como ácido acético de trifluoro (CF3C02H), trifluoroacetato de sodio (CF3C02Na), ácido acético de tricloro (CCI3C02H), tricloroacetato de sodio (CCI3C02Na) y similares.
Aunque los componentes preferidos de la composición de recubrimiento de conversión se describen generalmente arriba, la composición de recubrimiento de la invención también puede ser caracterizada por que preferiblemente es sustancialmente libre de ciertos compuestos, elementos, iones específicos y similares. En una modalidad, la composición de recubrimiento de conversión de la invención es sustancialmente libre de iones de fluoruro. Preferiblemente, la composición de recubrimiento de conversión es totalmente libre de iones de fluoruro. Esta preferencia no tiene la intención de limitar el uso de compuestos que contienen flúor generalmente, tales como ácido acético de trifluoro. Más bien, la composición no debería incluir iones de fluoruro libres.
La composición de recubrimiento de conversión de la invención puede incluir otros componentes de halógeno que no contienen fluoruro. Sin embargo, dichos componentes de halógeno no se requieren específicamente de conformidad con la invención. Por ejemplo, en una modalidad, la composición de recubrimiento de conversión puede incluir iones de cloruro en una concentración de hasta aproximadamente 1 moles/L. En otra modalidad, los iones de cloruro están presentes en una concentración de hasta aproximadamente 0.75 moles/L. En aún otra modalidad, los iones de cloruro están presentes en una concentración de hasta aproximadamente 0.5 moles/L.
También se prefiere que la composición de recubrimiento de conversión de la invención sea sustancialmente libre de queladores. Un quelador es generalmente reconocido en la técnica como un compuesto, a menudo un compuesto orgánico, capaz de formar dos o más enlaces de coordinación con un ion de metal central. Los queladores son capaces de coordinar metales en general o pueden ser más específicos para metales de ciertas valencias (por ejemplo, queladores de cationes bivalentes). De conformidad con la presente invención, se prefiere que la composición de recubrimiento de conversión sea sustancialmente libre de queladores generalmente. En una modalidad preferida, la composición de recubrimiento de conversión es sustancialmente libre de queladores, en particular, queladores con base de ácido carboxílico. Dichos queladores con base de ácido carboxílico serían reconocidos como que generalmente comprenden compuestos de ácido carboxílico que incluyen dos o más grupos funcionales de ácido carboxílico (por ejemplo, "ácidos di-óicos").
La composición de recubrimiento de conversión de la invención puede ser preparada en una forma propiamente diluida que está lista para usarse. Alternativamente, la composición de recubrimiento de conversión puede estar provista en una forma concentrada que se diluye antes de la aplicación de la composición al artículo. En una modalidad de la invención, un concentrado esta provisto en donde, al ser propiamente diluido (tal como con agua), el concentrado diluido forma una composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la invención. De conformidad con un ejemplo no limitante, un concentrado está provisto en donde al momento de diluir aproximadamente 25% del volumen (es decir, 25 partes de concentrado por 75 partes de diluyente), el concentrado diluido forma una composición de recubrimiento de conversión comprendiendo aproximadamente 0.1 moles/L hasta aproximadamente 0.4 moles/L de ¡ones de cromo (lll), aproximadamente 0.01 moles/L hasta aproximadamente 0.10 moles/L de iones de cobalto (II), aproximadamente 0.4 moles/L hasta aproximadamente 1.5 moles/L de iones de nitrato y aproximadamente 0.2 moles/L hasta aproximadamente 1.0 moles/L de iones de sulfato.
La composición de recubrimiento de conversión de la invención es particularmente útil en un método para aplicar un recubrimiento de conversión a un artículo con una superficie expuesta para proporcionar al artículo resistencia a la corrosión. En una modalidad, el método comprende poner en contacto la superficie expuesta del artículo con una composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la invención.
De conformidad con el método de la invención, la composición de recubrimiento de conversión es particularmente útil para aplicar a un recubrimiento de conversión en un artículo en donde la superficie expuesta del artículo está chapada con un recubrimiento de metal mediante electro deposición. En una modalidad en particular, la superficie expuesta del artículo está chapada con zinc o una aleación de zinc. Ejemplos no limitantes de aleaciones de zinc útiles para chapar la superficie expuesta del artículo incluyen aleaciones de ZnSn, aleaciones de ZnNi, aleaciones de ZnFe y aleaciones de ZnCo.
El artículo puede estar chapado de conformidad con cualquier método para chapar generalmente reconocido en la técnica por ser útil para chapar zinc o aleaciones de zinc. Por ejemplo, el recubrimiento de conversión y método de aplicación del mismo, puede ser usado en combinación con técnicas de chapado, tales como métodos de chapado con cianida, no-cianida alcalina, sulfato-zinc y zinc cloruro.
El artículo subyacente con el chapado y el recubrimiento de conversión aplicado al mismo no está limitado por la presente invención. Más bien, cualquier artículo reconocido por alguien con habilidad en la técnica como sujeto a chapado y que se beneficia de la resistencia a la corrosión provista por el recubrimiento de conversión de la invención puede usarse en el método de la invención. Metales específicos, tales como aleaciones que contienen hierro, son particularmente susceptibles a la corrosión y por lo tanto particularmente beneficiados por el método de la invención en términos de resistencia a la corrosión. Por consiguiente, aunque el método de la invención puede estar ejemplificado en el presente documento por referencia a artículos que contienen hierro, tales como artículos de acero, la invención no está limitada a dichas modalidades específicas.
En una operación ejemplar de tratamiento de metal, una aleación que contiene hierro, tal como el acero, está sujeta a múltiples etapas en preparación para y para llevar a cabo la aplicación del recubrimiento de conversión. El artículo de acero es preparado para chapado mediante la limpieza del artículo y opcionalmente el tratamiento con ácido del artículo. Preferiblemente, el artículo se enjuaga después de las etapas de limpieza y tratamiento con ácido opcional. El artículo es entonces electro chapado con zinc o una aleación de zinc. Después del chapado, el material chapado es enjuagado, opcionalmente expuesto a un ácido inorgánico suave (tal como ácido nítrico o ácido sulfúrico) para oxidar la superficie y vuelto a enjuagar. El recubrimiento de conversión es aplicado de conformidad con la invención y el artículo con el recubrimiento de conversión aplicado al mismo es enjuagado y secado. Se entiende que el método de la invención puede incluir solamente algunas de las etapas anteriores, además de la etapa de aplicar el recubrimiento de conversión.
La composición de recubrimiento de conversión puede ser aplicada al artículo chapado de conformidad con cualquier método generalmente reconocido en la técnica por ser útil para aplicar una solución a un artículo para permitir la formación de enlaces químicos. Por ejemplo, la aplicación de la composición de recubrimiento de conversión puede ser mediante rociado, esmaltado, inmersión, enrollado u otros métodos similares. En una modalidad en particular, el artículo es inmerso en un baño que comprende la composición de recubrimiento de conversión de la invención.
Cuando se usa un baño para sumergir el artículo para aplicación del recubrimiento de conversión, se entiende que el baño, además de la composición de recubrimiento de conversión, puede además incluir componentes adicionales estándares en la industria que pueden ser necesarios para la formación de un baño pero no necesariamente afectan al recubrimiento de conversión aplicado al artículo. Por ejemplo, se entiende que dicho baño incluiría agua.
Específicamente, un baño de la composición de recubrimiento de conversión es preferencialmente preparado usando un tanque limpio. El tanque, o el recubrimiento del tanque, está preferiblemente hecho de un material inerte al recubrimiento de conversión, tal como polietileno, cloruro de polivinilo (PVC), acero inoxidable o similares. En una modalidad particular, el agua se añade primero al tanque. Luego, mientras se mezcla, la cantidad apropiada de la forma concentrada de la composición de recubrimiento de conversión se añade. Finalmente, el resto del volumen operativo del tanque se llena con agua haciendo que la composición de recubrimiento de conversión sea apropiadamente diluida y esté lista para la aplicación al artículo.
La aplicación del recubrimiento de conversión al artículo chapado es preferiblemente llevada a cabo bajo condiciones especificadas. Por ejemplo, en una modalidad de la invención, el pH del baño que contiene la composición de recubrimiento de conversión se mantiene dentro de un cierto rango. Preferiblemente, el pH de la composición de recubrimiento de conversión es ácido (es decir, menor que aproximadamente 7 y más preferiblemente menor que aproximadamente 4). En modalidades específicas, el pH del recubrimiento es aproximadamente 2 hasta aproximadamente 3, aproximadamente 2.2 hasta aproximadamente 2.8 o aproximadamente 2.4 hasta aproximadamente 2.8.
De conformidad con otra modalidad de la invención, el recubrimiento de conversión se aplica al artículo chapado a una temperatura de al menos aproximadamente temperatura ambiente. En una modalidad preferida, la temperatura de la composición de recubrimiento de conversión durante la aplicación al artículo es elevada por encima de la temperatura ambiente. Dicha temperatura elevada es particularmente útil ya que se ha encontrado que mejora la resistencia final a la corrosión del recubrimiento de conversión aplicado al artículo cuando se aplica a temperatura elevada. En ciertas modalidades, la temperatura durante la aplicación de la composición de recubrimiento de conversión está entre aproximadamente 20°C y aproximadamente 70°C, aproximadamente 30°C y aproximadamente 60°C o aproximadamente 40°C y aproximadamente 50°C.
El período de tiempo durante el cual la composición de recubrimiento de conversión se aplica al artículo puede variar dependiendo de otros parámetros del método, tales como el método de aplicar la composición de recubrimiento de conversión al artículo, la dilución de la composición y la temperatura de la composición. En una modalidad, la composición de recubrimiento de conversión se aplica al sumergir el artículo en un baño que incluye la composición. De conformidad con esta modalidad, el artículo es sumergido en el baño por un período de hasta aproximadamente 90 segundos. Específicamente, el artículo puede ser sumergido por aproximadamente 15 segundos hasta aproximadamente 75 segundos, aproximadamente 20 segundos hasta aproximadamente 70 segundos o aproximadamente 30 segundos hasta aproximadamente 60 segundos.
En vista de la composición de recubrimiento de conversión y el método de aplicación de la misma, como se describe anteriormente, la invención además proporciona un artículo que tiene una superficie expuesta que tiene un recubrimiento aplicado a la superficie expuesta del mismo. Dicho artículo recubierto con el recubrimiento de conversión de la invención es particularmente útil ya que el recubrimiento de conversión aplicado al mismo es efectivo al proporcionar protección anti-corrosión que excede ampliamente la protección proporcionada por el puro chapado.
Los efectos anti-corrosión provistos por el recubrimiento de conversión de la invención son fácilmente evaluados mediante prueba de rocío de sal (o neblina de sal) desempeñada de conformidad con los estándares de la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) designación B117-03 (versión de octubre del 2003). Las composiciones provistas por la invención pueden ser evaluadas mediante otros métodos de prueba conocidos y tienen la intención de proporcionar recubrimientos capaces de cumplir o exceder los requerimientos de desempeño que pueden describirse en términos de uno o más métodos de prueba diferentes. Por el bien de la simplicidad, sin embargo, la habilidad de las composiciones de la presente invención para resistir la corrosión se describe en el presente documento en términos del método de prueba anotado. Por consiguiente, un material recubierto con una composición de recubrimiento dentro de los límites de la presente invención no debe verse como fuera del área de la invención simplemente a través de la evaluación con un método diferente de ASTM B117-03.
De conformidad con ASTM B117-03, los aparatos de prueba consisten de una cámara de neblina, una reserva de solución de sal, un suministro de aire comprimido apropiadamente acondicionado y boquillas de atomización. Usando el aparato, una solución de sal que comprende aproximadamente 5 partes de peso (pbw) de NaCI en 95 pbw de agua se rocía a los ejemplares durante períodos prolongados continuos para causar corrosión. Dependiendo del ejemplar usado, el tiempo de corrosión puede ser evaluado.
Específicamente relacionada a al presente invención, la prueba de corrosión se desempeña en ejemplares de acero chapado con zinc a los cuales un recubrimiento de conversión de la invención ha sido aplicado. La inserción de dos tipos de productos de corrosión está documentada en la prueba: sales blancas y polvos rojos. La apariencia visual de sales blancas indica una falla del recubrimiento de conversión y corrosión del chapado de zinc subyacente. La apariencia visual de polvos rojos indica una falla del chapado de zinc y corrosión del ejemplar de acero subyacente. Para propósitos de evaluar la protección anti-corrosión del recubrimiento de conversión de la presente invención, se usa el tiempo de formación de los productos de corrosión de sales blancas.
En una modalidad de la invención, un artículo que tiene el recubrimiento de conversión de la invención aplicado al mismo está caracterizado por que el recubrimiento de conversión proporciona protección anti-corrosión de manera que cuando se somete a un rocío de sal de conformidad con el método de prueba de ASTM B 117-03 descrito anteriormente, el recubrimiento de conversión sea resistente a la formación de sales blancas por un tiempo de al menos aproximadamente 200 horas. De conformidad con modalidades adicionales, el recubrimiento de conversión es resistente a la formación de sales blancas por un tiempo de al menos aproximadamente 250 horas, al menos aproximadamente 300 horas, al menos aproximadamente 350 horas o al menos aproximadamente 400 horas.
Además de la protección anti-corrosión, el recubrimiento de conversión de la invención es preferiblemente agradable estéticamente. Por ejemplo, en una modalidad, el recubrimiento de conversión aplicado a un artículo de conformidad con la invención es un recubrimiento azul brillante. Además, un recubrimiento cromado coloreado puede lograrse al exponer un artículo recubierto a un tinte, tal como la familia Mordiente de tintes diazóicos, sin degradar la protección contra la corrosión del recubrimiento. Por ejemplo, un recubrimiento amarillo puede ser producido con el uso de tiente Mordiente Naranja 6. Un tiempo apropiado de exposición al tinte es de aproximadamente 5 segundos hasta aproximadamente 40 segundos, a través del cual el tinte está a una temperatura ente aproximadamente 20°C y aproximadamente 40°C.
La presente invención es además ventajosa debido a que el recubrimiento de conversión puede formarse sin hornear previamente el artículo que será recubierto para mitigar cualquier fragilidad por hidrógeno. Otros productos requieren que las partes sean horneadas antes de la cromatación, lo que también requiere que la superficie de las partes sea reactivada antes de la cromatación. El horneado usualmente destruye la protección contra la corrosión. La cromatación y luego horneado simplifican significativamente el proceso de recubrimiento de conversión.
EXPERIMENTAL La presente invención se ilustra más completamente con los siguientes ejemplos, que se establecen para ilustrar diversas modalidades de la invención y no deben ser interpretados como limitantes de la misma.
EJEMPL0 1 Una serie de partes de pruebas se produjeron para evaluar diversas formulaciones de cromato. Las partes fueron chapadas en electro chapado de ácido-cloruro de zinc que consiste de 70 ml/L de metal de zinc, 421 ml/L de cloruro de amonio, 4% (vol/vol) de Portador Smart Zinc (disponible en Paveo, Inc.) y 0.2% (vol/vol) de Pigmento Smart Zinc (disponible en Paveo, Inc.). Las partes fueron chapadas con zinc a 1.86 amps/mt2 durante 25-30 minutos para producir un grosor de zinc de aproximadamente 0.3 a 0.5 mm. Después del chapado, las partes fueron enjuagadas con agua y luego enjuagadas con 0.5% (vol/vol) de solución de ácido nítrico.
Diferentes composiciones de recubrimiento de conversión fueron aplicadas a las partes chapadas preparadas como se describe anteriormente La aplicación fue mediante esmaltado por inmersión en un baño que comprende una composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la invención a una temperatura de 50°C y un pH de 2 6 por 60 segundos Las partes con la composición de recubrimiento de conversión aplicadas a la misma fueron probadas por su resistencia a la corrosión de conformidad con ASTM B 117-03, como se describe anteriormente La resistencia a la corrosión se determinó como un tiempo para la formación de sales blancas Los ingredientes de la composición de recubrimiento de conversión (en moles/L), la proporción de iones de nitrato a iones combinados de cromo (lll) y cobalto (II) y el tiempo para las sales blancas (en horas) están provistos en la Tabla 1 TABLA 1 * Nota La corrida 16 también incluyo 2 5 g/L de inhibidor de corrosión HALOX® 510 [acido 5-(d?met?lam?no)-2,2- difenilpentanóico] Como una comparación para los datos anteriores, un recubrimiento de conversión con base de cromo trivalente comercialmente disponible también fue probado de conformidad con los mismos parámetros como se describe anteriormente Se usó un baño que contiene 14 5% (vol/vol) de HyproBlue (disponible en Paveo, Inc ) en un pH de 2 4 y una temperatura de 40°C Una parte chapada fue sumergida en el baño por 60 segundos Tres partes separadas fueron probadas bajo rocío de sal de conformidad con ASTM B 117-90. El tiempo para las sales blancas para las tres partes fue de 135.6 horas, 169.7 horas y 115.7 horas.
EJEMPLO 2 Diversas partes de pruebas fueron preparadas como se describe en el ejemplo 1 y fueron recubiertas con composiciones de recubrimiento de conversión adicionales de conformidad con la presente invención para evaluar la habilidad de los recubrimientos para resistir la corrosión. La aplicación fue mediante esmaltado por inmersión en un baño que comprende la composición de recubrimiento de conversión a una temperatura de 40 o 50°C y un pH de 2.6 por un tiempo de 60 segundos. Las partes con la composición de recubrimiento de conversión aplicada a las mismas fueron probadas por su resistencia a la corrosión de conformidad con ASTM B 117-03, como se describe anteriormente. Los ingredientes de la composición de recubrimiento de conversión (en moles/L), la proporción de moles de iones de nitrato a iones combinados de cromo (lll) y cobalto (II) y el tiempo para las sales blancas (en horas) están provistos en la Tabla 2 a continuación.
TABLA 2 a - también incluyó 7.5 g/L LAPONITE® RD b - también incluyó 0.200 M CF3C02H c - también incluyó 0.399 M CF3CO2H d - también incluyó 0.400 M CCI3CO2H e - también incluyó 0.600 M CCI3C02H f - también incluyó 0.018 M MgSiFß-6H20 Muchas modificaciones y otras modalidades de las invenciones establecidas en el presente documento vendrán a la mente de una persona con habilidad en la técnica a la cual pertenezcan estas invenciones que tienen el beneficio de las enseñanzas presentadas en las descripciones anteriores. Por lo tanto, se debe entender que las invenciones no deben ser limitadas a las modalidades específicas divulgadas y que las modificaciones y otras modalidades tienen la intención de estar incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Aunque se emplean términos específicos en el presente documento, se usan en un sentido genérico y descriptivo solamente y no para propósitos de limitación.

Claims (29)

  1. REIVINDICACIONES 1. Una composición de recubrimiento de conversión que comprende: (a) al menos 0.1 moles/L de iones de cromo (lll); (b) al menos 0.4 moles/L de iones de nitrato; (c) iones de cobalto (II) y (d) iones de sulfato, en donde la composición es libre de iones de fluoruro y queladores.
  2. 2. La composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la reivindicación 1 , comprendiendo al menos 0.2 moles/L de iones de cromo (lll).
  3. 3. La composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la reivindicación 1 , comprendiendo al menos 0.6 moles/L de iones de nitrato.
  4. 4. La composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la concentración de iones de cobalto (II) es de al menos 0.01 moles/L.
  5. 5. La composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la reivindicación 4, en donde la concentración de iones de cobalto (II) es de al menos 0.02 moles/L.
  6. 6. La composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la concentración de iones de sulfato es de al menos 0.01 moles/L.
  7. 7. La composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la reivindicación 6, en donde la concentración de ¡ones de sulfato es de al menos 0.2 moles/L.
  8. 8. La composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la reivindicación 1 , en donde dicha composición es libre de agentes de oxidación.
  9. 9. La composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la reivindicación 8, en donde dicha composición es libre de iones de cromo (VI).
  10. 10. La composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la proporción de iones de nitrato a la combinación de iones de cromo (lll) e iones de cobalto (II) es mayor que 1.5:1.
  11. 11. La composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la reivindicación 1 , comprendiendo además uno o más componentes adicionales seleccionados del grupo consistente de compuestos que contienen silicatos y ácidos carboxílicos halogenados, o sales o esteres de los mismos.
  12. 12. La composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la reivindicación 11 , en donde dichos compuestos que contienen silicatos son seleccionados del grupo consistente de arcillas y hexafluorosilicato de magnesio.
  13. 13. La composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la reivindicación 12, en donde dichas arcillas comprenden arcillas nanoparticuladas.
  14. 14. La composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la reivindicación 11 , en donde dichos ácidos carboxílicos halogenados son seleccionados del grupo consistente de ácidos acéticos halogenados y sales o esteres de los mismos.
  15. 15. La composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la reivindicación 14, en donde dichos ácidos acéticos halogenados comprenden ácido acético trifluoro, ácido acético tricloro o sales o esteres de los mismos.
  16. 16. La composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la reivindicación 1 , comprendiendo además hasta aproximadamente de 1.0 moles/L de iones de cloruro.
  17. 17. La composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la reivindicación 1 , en donde los iones de cromo (lll) y los iones de cobalto (II) se proveen como sales de metal.
  18. 18. La composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la reivindicación 17, en donde la sal de metal comprende un sulfato de sal de metal.
  19. 19. La composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la reivindicación 1 , que comprende: (a) 0.1 moles/L a 0.4 moles/L de iones de cromo (lll); (b) 0.02 moles/L a 0.09 moles/L de ¡ones de cobalto (II); (c) 0.4 moles/L a 1.5 moles/L de iones de nitrato y (d) 0.2 moles/L a 1.0 moles/L de iones de sulfato, en donde la composición es libre de ¡ones de fluoruro y queladores.
  20. 20. Un método para la aplicación de un recubrimiento de conversión a un artículo que tiene una superficie expuesta, dicho método comprendiendo poner en contacto la superficie expuesta del artículo con una composición de recubrimiento de conversión de conformidad con la reivindicación 1.
  21. 21. El método de conformidad con la reivindicación 20, en donde la superficie expuesta del artículo está chapada con zinc o una aleación de zinc.
  22. 22. El método de conformidad con la reivindicación 20, en donde el pH de la composición de recubrimiento de conversión está entre 2.0 y 3.0.
  23. 23. El método de conformidad con la reivindicación 20, en donde la temperatura de la composición de recubrimiento de conversión está entre 20°C y 70°C.
  24. 24. El método de conformidad con la reivindicación 20, en donde dicha etapa de contacto se lleva a cabo durante un tiempo de hasta 90 segundos.
  25. 25 El método de conformidad con la reivindicación 20, en donde dicha etapa de contacto comprende la inmersión del artículo en la composición de recubrimiento de conversión.
  26. 26. Un artículo que tiene una superficie expuesta con un recubrimiento de conversión aplicado al mismo, en donde dicho recubrimiento de conversión es aplicado de conformidad con el método de la reivindicación 20.
  27. 27. El artículo de conformidad con la reivindicación 26, en donde la superficie expuesta del artículo está chapada con zinc o una aleación de zinc.
  28. 28. El artículo de conformidad con la reivindicación 26, en donde el recubrimiento de conversión aplicado a la superficie expuesta es efectivo para proporcionar una protección anticorrosiva de manera que el recubrimiento de conversión, cuando está sujeto a un rocío de sal, de conformidad con el método de prueba ASTM B117-03, es resistente a la formación de productos de corrosión de sales blancas durante un tiempo de al menos 200 horas.
  29. 29. El artículo de conformidad con la reivindicación 28, en donde el recubrimiento de conversión aplicado a la superficie expuesta es resistente a la formación de productos de corrosión de sales blancas durante un tiempo de al menos 300 horas.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101384751B (zh) * 2006-02-14 2013-01-02 汉高股份及两合公司 在金属表面上使用的原地干燥的三价铬抗腐蚀涂料的组合物与方法
US20070243397A1 (en) * 2006-04-17 2007-10-18 Ludwig Robert J Chromium(VI)-free, aqueous acidic chromium(III) conversion solutions
KR20090018067A (ko) 2006-05-10 2009-02-19 헨켈 아게 운트 코. 카게아아 금속 표면 상의 내부식성 코팅에 사용하기 위한 개선된 3가 크롬-함유 조성물
ES2361361T3 (es) 2007-03-05 2011-06-16 Atotech Deutschland Gmbh Pasivación en negro exenta de cromo (vi) para superficies que contienen zinc.
CN104805427A (zh) * 2007-08-03 2015-07-29 迪普索尔化学株式会社 3价铬耐腐蚀性化学转化膜及3价铬化学转化处理溶液
TWI385698B (zh) * 2008-06-17 2013-02-11 Univ Nat Defense 場發射發光元件及其發射陰極與氧化鋅陽極之製備方法
US20110070429A1 (en) * 2009-09-18 2011-03-24 Thomas H. Rochester Corrosion-resistant coating for active metals
CN103930494B (zh) * 2011-10-19 2016-10-19 巴斯夫涂料有限公司 形成防腐涂层的方法
US10156016B2 (en) 2013-03-15 2018-12-18 Henkel Ag & Co. Kgaa Trivalent chromium-containing composition for aluminum and aluminum alloys
US20230348733A1 (en) * 2020-08-28 2023-11-02 Coatings For Industry, Inc. Corrosion-resistant coatings
CN114086168A (zh) * 2021-11-26 2022-02-25 山西汾西重工有限责任公司 一种钝化液及彩色钝化膜的制备方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3392008B2 (ja) * 1996-10-30 2003-03-31 日本表面化学株式会社 金属の保護皮膜形成処理剤と処理方法
US4359346A (en) * 1981-04-16 1982-11-16 Occidental Chemical Corporation Trivalent chromium passivate solution and process for yellow passivate film
US4349392A (en) * 1981-05-20 1982-09-14 Occidental Chemical Corporation Trivalent chromium passivate solution and process
CA1228000A (en) * 1981-04-16 1987-10-13 David E. Crotty Chromium appearance passivate solution and process
US4359348A (en) * 1981-06-17 1982-11-16 Occidental Chemical Corporation Stabilized trivalent chromium passivate composition and process
US4359345A (en) * 1981-04-16 1982-11-16 Occidental Chemical Corporation Trivalent chromium passivate solution and process
US4367099A (en) * 1981-06-15 1983-01-04 Occidental Chemical Corporation Trivalent chromium passivate process
US4384902A (en) * 1981-06-15 1983-05-24 Occidental Chemical Corporation Trivalent chromium passivate composition and process
US4578122A (en) * 1984-11-14 1986-03-25 Omi International Corporation Non-peroxide trivalent chromium passivate composition and process
SU1617054A1 (ru) * 1988-02-01 1990-12-30 Днепропетровский химико-технологический институт Состав дл хроматировани цинковой поверхности
US5242714A (en) * 1991-12-20 1993-09-07 Henkel Corporation Process for forming protective base coatings on metals
DE19615664A1 (de) * 1996-04-19 1997-10-23 Surtec Produkte Und Systeme Fu Chrom(VI)freie Chromatschicht sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
US6368671B1 (en) * 1998-06-22 2002-04-09 Mccormick David R. Treating solid, especially aluminum, surfaces
US20040173289A1 (en) * 2001-01-31 2004-09-09 Yasuhiro Kinoshita Rustproofing agent for zinc plated steel sheet
DE10146559A1 (de) * 2001-09-21 2003-04-10 Enthone Omi Deutschland Gmbh Verfahren zur Abscheidung einer Zink-Nickel-Legierung aus einem Elektrolyten
JP2003147544A (ja) * 2001-11-07 2003-05-21 Nippon Parkerizing Co Ltd 亜鉛系メッキ膜の表面処理膜、亜鉛系メッキ膜の表面処理液、及び表面処理方法
JP2003171778A (ja) * 2001-12-06 2003-06-20 Nippon Hyomen Kagaku Kk 金属の保護皮膜形成方法及び金属の保護皮膜
DE10162756A1 (de) * 2001-12-20 2003-07-10 Walter Hillebrand Gmbh & Co Schwarzpassivierungsverfahren
US7029541B2 (en) * 2002-01-24 2006-04-18 Pavco, Inc. Trivalent chromate conversion coating
JP3774415B2 (ja) * 2002-03-14 2006-05-17 ディップソール株式会社 亜鉛及び亜鉛合金めっき上に黒色の六価クロムフリー化成皮膜を形成するための処理溶液及び亜鉛及び亜鉛合金めっき上に黒色の六価クロムフリー化成皮膜を形成する方法。
JP3620510B2 (ja) * 2002-04-05 2005-02-16 ユケン工業株式会社 基材とその製造方法と自動車部品
JP4090780B2 (ja) * 2002-04-24 2008-05-28 日本表面化学株式会社 金属の防錆皮膜形成剤と形成方法
JP2004083771A (ja) * 2002-08-28 2004-03-18 Nippon Hyomen Kagaku Kk 金属保護被膜形成用組成物
US20040156999A1 (en) * 2003-02-07 2004-08-12 Pavco, Inc. Black trivalent chromium chromate conversion coating
WO2004072320A2 (en) * 2003-02-07 2004-08-26 Pavco, Inc. Use of n-allyl substituted amines and their salts as brightening agents in nickel plating baths
DE10305450A1 (de) * 2003-02-11 2004-08-26 Walter Hillebrand Gmbh & Co. Aktivatoren der Schwarzpassivierung
JP4384471B2 (ja) * 2003-10-27 2009-12-16 ディップソール株式会社 亜鉛ニッケル合金めっき上に6価クロムフリー耐食性皮膜を形成する方法
JP4508634B2 (ja) * 2003-12-26 2010-07-21 株式会社タイホー 金属表面処理剤、金属表面処理液、これによって形成された耐食性着色皮膜、この耐食性着色皮膜を有する耐食性着色部品、およびこの耐食性着色部品の製造方法
JP4446233B2 (ja) * 2004-03-03 2010-04-07 ディップソール株式会社 3価クロメート処理溶液用の皮膜総合摩擦係数低減剤、3価クロメート処理溶液及びその製造方法、並びに総合摩擦係数が低減した3価クロメート皮膜及びその製造方法

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