NL8102575A

NL8102575A - METHOD FOR TREATING ZINC AND CADMIUM SURFACES AGAINST CORROSION

Info

Publication number: NL8102575A
Application number: NL8102575A
Authority: NL
Original assignee: Champion Spark Plug Co
Priority date: 1980-05-30
Filing date: 1981-05-26
Publication date: 1981-12-16
Also published as: NO811796L; IT8148543A0; AU7099181A; ZA812807B; IT1171251B; BR8103366A; BE889011A; FR2483469A1; DE3118794A1; GB2078261A; JPS5716176A; SE8102910L

Description

* v N/30.250-Kp/Pf/cs* v N / 30,250-Kp / Pf / cs

Werkwijze voor het behandelen van zink- en cadmiumoppervlakken tegen corrosie.Method for treating zinc and cadmium surfaces against corrosion.

Chromaatbehandelingen zijn reeds lang gebruikt om de weerstand tegen corrosie van cadmium en zink of legeringen daarvan te doen toenemen. De techniek werd reeds toegepast op onderdelen, die geheel uit zink, cadmium of legeringen daarvan 5 zijn vervaardigd en op onderdelen, die uit andere metalen zijn vervaardigd en vervolgens zijn bekleed met cadmium, zink of hun legeringen, bijvoorbeeld door galvanisatie.Chromate treatments have long been used to increase the corrosion resistance of cadmium and zinc or their alloys. The technique has already been applied to parts made entirely of zinc, cadmium or alloys thereof and to parts made of other metals and subsequently coated with cadmium, zinc or their alloys, for example by galvanization.

Een werkwijze voor het chromateren wordt onthuld in het Amerikaanse octrooischrift 2.035.380, en wordt reeds geil 0 durende vele jaren uitgebreid toegepast. De vorming van een zichtbaar laagje naast de corrosieverhindering wordt besproken in het genoemde octrooischrift, dat vermeld, dat chromatering kan worden bereikt in een bad dat tenminste 25 g/1 chroomtri-oxide, bij voorkeur toegevoegd in de vorm van natrium- of 15 kaliumdichromaat, en ca. 2-140 g/1 zwavelzuur of een equivalente hoeveelheid chloorwaterstofzuur of salpeterzuur bevat.A method of chromating is disclosed in U.S. Pat. No. 2,035,380, and has been extensively used for many years. The formation of a visible layer in addition to the corrosion inhibition is discussed in the said patent, which states that chromation can be achieved in a bath containing at least 25 g / l chromium trioxide, preferably added in the form of sodium or potassium dichromate, and contains about 2-140 g / l sulfuric acid or an equivalent amount of hydrochloric or nitric acid.

Bij voorkeur, zo geeft het octrooischrift aan, moet de hoeveelheid zuur ca. 3-86 g/1 zwavelzuur of een equivalente hoeveelheid van een van de andere genoemde zuren zijn. Het chroma-20 teren in de beschreven vorm houdt slechts in het onderdompelen van een onderdeel in een bad met de aangegeven samenstelling, de daarvoor benodigde tijdsduur van ongeveer 1 minuut, en de daarmee gepaard gaande vorming van een zichtbare bekleding. In de praktijk werden ook reeds fluoriden toegevoegd aan chroma-25 teringsbaden om de zogenaamde "heldere chromaatbekledingen" op te leveren, die dikwijls enigszins iriserend zijn.Preferably, the patent indicates, the amount of acid should be about 3-86 g / l sulfuric acid or an equivalent amount of any of the other acids mentioned. Chromatizing in the described form involves only immersing a part in a bath of the indicated composition, the time required for it of about 1 minute, and the associated formation of a visible coating. In practice, fluorides have also already been added to chromating baths to yield the so-called "clear chromate coatings", which are often somewhat iridescent.

De onderhavige uitvinding is gebaseerd op de ontdekking, dat de corrosieweerstand van een gechromateerd zink- of cadmiumonderdeel significant kan worden verbeterd door het on-30 derdeel onder te dompelen in een oplossing, die relatief verdund kan zijn, van een oplosbaar silicaat, zoals natriummeta-silicaat. Uitstekende resultaten werden bereikt door gechroma-teerde met zink beklede onderdelen onder te dompelen in waterige oplossingen die 0,5-75 g/'l natriummetasilicaat bevatten.The present invention is based on the discovery that the corrosion resistance of a chromated zinc or cadmium component can be significantly improved by immersing the component in a solution, which may be relatively dilute, of a soluble silicate, such as sodium metal silicate. Excellent results were achieved by immersing chromated zinc-coated parts in aqueous solutions containing 0.5-75 g / l sodium metasilicate.

35 Bij voorkeur bevatten de oplossingen ca. 1,5-40 g/1 natriummetasilicaat, en in het bijzonder 2,5-7,5 g/1. Uitstekende 81 02 5 75 * 5 - 2 - resultaten werden bereikt met oplossingen, die een nominaal natriummetasilicaatgehalte hadden van ca. 4 g/1 en werden gehouden bij een temperatuur enigszins boven de omgevingstemperatuur, bijvoorbeeld bij ca. 45°C. Equivalente hoeveelheden 5 van andere silicaten, bijvoorbeeld natriumorthosilicaat of natriumtetrasilicaat, kunnen ook worden gebruikt, net als hogere of lagere temperaturen, bijvoorbeeld van het vriespunt tot het kookpunt van de oplossing. Zelfs de duurdere silicaten zoals kaliummetasilicaat of kaliumtetrasilicaat kunnen ooTc 10 worden gebruikt, maar doorgaans is er geen reden de daarmee ten opzichte van het gebruik van natriumsilicaten gepaard gaande extra kosten te maken.Preferably, the solutions contain about 1.5-40 g / l sodium metasilicate, in particular 2.5-7.5 g / l. Excellent 81 02 5 75 * 5-2 results were achieved with solutions having a nominal sodium metasilicate content of about 4 g / l and kept at a temperature slightly above ambient temperature, for example at about 45 ° C. Equivalent amounts of other silicates, for example sodium orthosilicate or sodium tetrasilicate, can also be used, as can higher or lower temperatures, for example from the freezing point to the boiling point of the solution. Even the more expensive silicates such as potassium metasilicate or potassium tetrasilicate can be used ooTc 10, but there is usually no reason to incur the additional costs associated with the use of sodium silicates.

Onderstaand voorbeeld I vertegenwoordigt naar de huidige kennis de beste uitvoeringsvorm van de werkwijze vol-15 gens de uitvinding.Example I below represents to the present knowledge the best embodiment of the method according to the invention.

Voorbeeld IExample I

Verzinkte bougiehulzen werden gespoeld en werden ge-chromateerd door onderdompeling gedurende ongeveer 20 s in een chromateringsbad, dat was bereid door een commercieel verkrijg-20 bare chromateringssamenstelling op te lossen in water met een concentratie van 7,5 g/1 en door toevoeging van 42° Be salpeterzuur tot pH 2. (De in dit voorbeeld gebruikte chromaterings-samenstelling is verkrijgbaar onder de handelsnaam du Pont 140 S chromate conversion salt. Opgelost in water en aange-25 zuurd vormt dit zout chroomzuur). De gechromateerde hulzen werden vervolgens gedurende 2 min ondergedompeld in een bad, dat bij vrijwel 45?C werd gehouden en was bereid door natriummeta-silicaat in water op te lossen met een concentratie van 3,75 g/1. De behandelde bougiehulzen werden vervolgens ge-30 spoeld en gedroogd. Zes van de gedroogde hulzen werden op weerstand tegen witte corrosie beproefd met behulp van de ASTM Proef B 117. Alle zes stukken toonden slechts een spoortje wit corrosieproduct na gedurende 24 h aan de proefomstandigheden onderworpen te zijn. Drie van de hulzen werden vervolgens nog-35 maals gedurende 24 h aan de proefomstandigheden onderworpen, waarna deze slechts een geringe vorming van witte corrosiepro-ducten vertoonden.Galvanized spark plug ferrules were rinsed and chromatographed by immersion for about 20 s in a chromation bath prepared by dissolving a commercially available chromation composition in water at 7.5 g / l and adding 42 Be nitric acid to pH 2. (The chromating composition used in this example is available under the trade name du Pont 140 S chromate conversion salt. Dissolved in water and acidified, this salt forms chromic acid). The chromated sleeves were then immersed for 2 min in a bath maintained at nearly 45 ° C and prepared by dissolving sodium metasilicate in water at a concentration of 3.75 g / l. The treated spark plug sleeves were then rinsed and dried. Six of the dried sleeves were tested for white corrosion resistance using the ASTM Test B 117. All six pieces showed only a trace of white corrosion product after being subjected to the test conditions for 24 hours. Three of the sleeves were then subjected to the test conditions for an additional 35 hours for 24 hours, after which they showed only a slight formation of white corrosion products.

VerqelijkingsvoorbeeldComparative example

Ter vergelijking en niet overeenkomstig de onder-40 havige uitvinding werden beklede en gespoelde bougiehulzen ge- 81 02 5 75 - 3 - * * durende 2 min ondergedompeld in een oplossing die bij vrijwel 45°C werd gehouden en 12 g/1 natriummetasilicaat bevatte, en werden daarna gespoeld en gedroogd. Bougiehulzen, die waren behandeld als boven beschreven in deze alinea, en bougiehulzen 5 die waren bekleed, gespoeld en gechromateerd als beschreven in voorbeeld I, maar die niet waren ondergedompeld in een oplossing van een natrium- of een ander silicaat,werden onderworpen aan de ASTM Proef B 117. Al deze hulzen vertoonden zware afzettingen van witte corrosieproducten na blootstelling ge-10 durende 24 h aan de proef omstandigheden en in het bijzonder na de daaropvolgende tweede blootstelling gedurende 24 h.For comparison and not in accordance with the present invention, coated and rinsed spark plug sleeves were immersed for 2 min in a solution kept at nearly 45 ° C and containing 12 g / l sodium metasilicate for 2 min. and then rinsed and dried. Spark plug sleeves, treated as described above in this paragraph, and spark plug sleeves 5 which were coated, rinsed and chromated as described in Example I, but which were not immersed in a solution of a sodium or other silicate, were subjected to the ASTM Test B 117. All of these sleeves showed heavy deposits of white corrosion products after exposure for 24 hours to the test conditions, and in particular after the subsequent second exposure for 24 hours.

De procedure volgens voorbeeld I werd een aantal malen herhaald, waarbij de concentratie van het natriummetasilicaat in de behandelingsoplossing werd gewisseld. De ge-15 bruikte concentraties van het natriummetasilicaat bij deze procedures worden gegeven in de volgende tabel; in alle gevallen vertoonden de bougiehulzen een verwaarloosbare hoeveelheid wit corrosieproduct bij onderzoek na zowel 24 h als 48 h.The procedure of Example I was repeated several times, changing the concentration of the sodium metasilicate in the treatment solution. The concentrations of the sodium metasilicate used in these procedures are given in the following table; in all cases, the spark plug sleeves showed a negligible amount of white corrosion product when examined after both 24 h and 48 h.

Voorbeeld NatriummetasilicaatExample Sodium metasilicate

Nummer conc., g/1_ 20 II 0,75 III 1,9 IV 7,5 V 10,8 VI 15 25 VII 18,8 VIII 26,5 IX 33,8Number conc., G / 1_ 20 II 0.75 III 1.9 IV 7.5 V 10.8 VI 15 25 VII 18.8 VIII 26.5 IX 33.8

Het zal duidelijk zijn, dat allerlei veranderingen 30 en modificaties kunnen worden gemaakt van de in bovenstaande voorbeelden beschreven procedures zonder af te wijken van de uitvindingsgédachte zoals weergegeven in de bijgevoegde conclusies. Bijvoorbeeld kunnen vrijwel dezelfde resultaten worden bereikt door de chromateringssamenstelling, die in de pro-35 cedures volgens de voorbeelden werd gebruikt, te vervangen door natrium- of kaliumdichromaat of CrC^. Bovendien zijn dergelijke resultaten reeds bereikt met lage badtemperaturen bij de silicaatbeharideling van 20°C, en korte onderdompelingstij- 81 02 5 75 v, _ - - 4 - den van 20 s. Eveneens kunnen andere chromaten en.dichromaten worden gebruikt, als ook andere silicaten, waaronder de boven met name genoemde.It will be understood that all kinds of changes and modifications can be made to the procedures described in the above examples without departing from the inventive idea as set out in the appended claims. For example, substantially the same results can be achieved by replacing the chromation composition used in the procedures of the examples with sodium or potassium dichromate or CrCl. In addition, such results have already been achieved with low bath temperatures at the silicate treatment of 20 ° C, and short immersion times of 20 s. Also other chromates and dichromates can be used, as well as other silicates, including those mentioned by name above.

81 02 5 7 581 02 5 7 5

Claims

A method for treating surfaces of zinc, cadmium or alloys thereof to prevent corrosion, the surface being chromated, characterized in that the chromated surface is immersed in an aqueous silicate solution and the duration of the immersion and the the concentration of the silicate solution so as to increase the corrosion resistance of the chromated surface.

1 »4» '^ "--5 -

2. Process according to claim 1, characterized in that the silicate solution is an aqueous solution containing 0.5-75 g / l sodium metasilicate. 8102575