NL8300090A

NL8300090A - Chromateringsmengsel en werkwijze om zink/nikkellegeringen te behandelen.

Info

Publication number: NL8300090A
Application number: NL8300090A
Authority: NL
Original assignee: Ebara Udylite Kk
Priority date: 1982-01-11
Filing date: 1983-01-11
Publication date: 1983-08-01
Also published as: GB2113721A; FR2519655B1; AU1002583A; DE3300543A1; BR8300076A; GB8300676D0; FR2519655A1; AU546541B2; CA1209947A; GB2113721B; JPS6020467B2; JPS58120785A

Description

ft VO 4061 ft

Chromateringsmengsel en werkwijze om zink/nikkellegeringen te behandelen.

De uitvinding heeft betrekking op een mengsel en op een werkwijze om gekleurde chromaatbekledingen aan te brengen op oppervlakken van zink/nikkellegeringen en in het bijzonder op mengsels en werkwijzen om gekleurde chromaatbekledingen aan te brengen op elektrolytisch 5 neergeslagen oppervlakken van zink/nikkel-legering onder vorming van een samengestelde laag met verbeterde bestendigheid tegen corrosie in vergelijking met die, verkregen met elektrolytisch neergeslagen zink.

De toepassing van elektrolytisch neergeslagen zink op ijzer of staal om daarmee een verbeterde bescherming te verkrijgen tegen 10 corrosie is reeds lang in gebruik. Hoewel dergelijke elektrolytische bekledingen met zink de bestendigheid tegen corrosie van het ijzer of staal sterk verbeteren, vormt het zink zelf een witte "roest", wat uiteindelijk kan leiden tot corrosie van het ijzer of het staal zelf met als gevolg de vorming van een rode roest. Om dit te verminderen en de 15 corrosiebestendigheid van elektrolytisch met zink beklede ondergronden te verbeteren, is het gebruikelijk dergelijke oppervlakken te .behandelen met een zure oplossing, welke zeswaardig chroom bevat om een zichtbare of gekleurde passiverende chromaatlaag op het oppervlak aan te brengen, typische werkwijzen en mengsels voor dergelijke passiverende chromaat-20 lagen zijn beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 2.021.592, 2.106.904, 2.288.007, 2.376.158, 2.939.664, 2.610.133, 2.760.891, 3.090.910, 3.404.046 en 3.895.969.

In de laatste tijd is een aanzienlijke hoeveelheid werk verzet om de corrosiebestendigheid van elektrolytisch met zink beklede 25 ondergronden te verbeteren door het elektrolytisch neergeslagen zink te vervangen door elektrolytisch neergeslagen zinklegeringen. Hoewel in dergelijke legeringen verschillende metalen samen met het zink zijn gebruikt, werden bijzonder goede resultaten verkregen met zink/nikkellegeringen, door de verbetering in de corrosiebestendigheid en in de glans van het 30 oppervlak. Afhankelijk van het nikkelgehalte van dergelijke elektrolytisch neergeslagen zink/nikkellegeringen kan de tijd, die verloopt vóórdat tijdens een sproeiproef met zout water rode roest wordt gevormd, 5-10 x zo groot zijn als de tijd met alleen elektrolytisch neergeslagen zink.

8300090 > * 2

Desondanks zijn de vorming van witte roest en de corrosie van dergelijke zink/nikkeHagen nog steeds een probleem, dat moet worden verminderd . door het aanbrengen van een passiverende chromaatlaag of andere passive-rende laag.

5 Gevonden is echter, dat de vorming van een gekleurde of zichtbare chromaatlaag met grote corrosiebestendigheid op dergelijke zink/nikkellegeringen veel moeilijker is dan op elektrolytisch neergeslagen zink. In de verschillende hierboven genoemde octrooischriften is geen bijzondere· vermelding te vinden van de behandeling van elektroly-10 tisch neergeslagen zink/iiikkellegering, hoewel daar wel in het algemeen wordt gesproken over de behandeling van neergeslagen zinklegeringen. In het algemeen zijn de chromaterende mengsels uit die octrooischriften niet in staat gebleken om een bevredigende corrosiebestendige chromaatlaag te vormen op elektrolytisch neergeslagen zink/nikkellegering.- Zo 15 beschrijft het Amerikaanse octrooischrift 2.106.904 een oplossing van chroomzuur en zwavelzuur, welke ongeveer 13 - 104 g/1 zeswaardig chroom bevat en ongeveer 1,8 - 144 g/1 SO^, terwijl de gewichtsverhouding van zeswaardig chroom/SO^ 0,09-59 : 1 is. Van deze oplossing wordt vermeld, dat de pH niet groter is dan 1,0 en wanneer deze oplossing wordt 20 gebruikt voor de behandeling van een zink/nikkellegering, dan heeft de verkregen chromaatlaag een tamelijk kleine corrosiebestendigheid. Deze moeilijkheid bij het vormen van gekleurde chromaatlaag met grote corrosiebestendigheid op een elektrolytisch neergeslagen zink/nikkellegering is een van de redenen, waarom dergelijke lagen niet op grotere schaal 25 zijn gebruikt als vervanging voor elektrolytisch neergeslagen zink bij de vervaardiging van decoratieve en corrosiebestendige lagen op ijzer en staal.

Doel van de uitvinding is daarom een verbeterde chroma-teringsoplossing te verschaffen, welke uitstekende gekleurde, corrosie-30 bestendige lagen vormt op elektrolytisch neergeslagen zink/nikkellegering.

Een ander doel van de uitvinding is een verbeterde werkwijze te verschaffen om gekleurde, corrosiebestendige chromaatlagen te vormen op elektrolytisch neergeslagen zink/nikkellegeringen.

35 Deze en andere doeleinden zullen blijken uit de onder staande beschrijving. Gevonden is, dat uitstekende gekleurde, corrosie- 8300090 3

b “A

bestendige lagen kunnen worden gevormd op elektrolytisch neergeslagen zink/nikkellegeringen, welke tot aan ongeveer 15 gew.% nikkel bevatten, door dergelijke elektrolytisch neergeslagen legeringen te behandelen met een waterige zure oplossing met een pH van 1,3 - 2,7, welke 5 oplossing zeswaardig chroom bevat in een hoeveelheid van ten minste +6 0,5 g/1 en sulfaationen in een gewichtsverhouding van SO^/CR van ongeveer 0,025 - 1,5/1. Typisch worden dergelijke elektrolytische zink/ nikkellagen ondergedompeld in deze waterige zure chromateeroplossing gedurende voldoende tijd om de gewenste corrosiebestendige chromaatlaag 10 te vormen op het oppervlak van de legering. Ook kan de verbeterde corrosiebestendige gekleurde chromaatlaag worden gevormd door elektrolyse van de elektrolytische zink/nikkellegeringslaag in de chromateringsoplossing, onder toepassen van een betrekkelijk zwakke elektrische stroom en met de zink/nikkellegering als anode, vóórdat de onderdompeling wordt begon-15 nen. In enkele gevallen is het ook gewenst gebleken elektrolytisch een dun vliesje zink aan te brengen op de legering van zink/nikkellegering vóórdat die wordt behandeld met de chromateringsoplossing.

De zo verkregen chromaatlaag bleek een uitstekende cor-rosiebestendigheid te hebben, zowel tegen witte roest als rode roest op 20 elektrolytisch met zink/nikkellegering beklede ondergronden. Verder is gebleken, dat de hittebestendigheid tegen verbleken van de kleur van dergelijke lagen eveneens wordt verbeterd.

De verbeterde chromateringsoplossingen volgens de uitvinding zijn waterige zure oplossingen met een pH van ongeveer 1,3 - 2,7, +6 25 welke ten minste 0,5 g/1 zeswaardig chroom (Cr ) bevatten en sulfaationen (S04+2^ ^ een gewichtsverhouding van S04/Cr van ongeveer 0,025 -1,5/1. Hoewel de maximale concentratie van het zeswaardige chroom in deze oplossing niet kritisch gebleken is, kan men hoeveelheden gebruiken tot aan de verzadigingsgrens van zeswaardig chroom in de oplossing, maar 30 wanneer grote chroomconcentraties worden gebruikt, nemen de kosten van de werkwijze toe en dikwijls is een extra behandeling van het afvalwater of spoelwater nodig om te voldoen aan de milieuwetten. In het algemeen is gebleken, dat toepassing van zeswaardige chroomconcentraties boven ongeveer 100 g/1 geen noemenswaardige verdere verbetering van de corro-35 siebestendigheid van de chromaatfilm oplevert. Uit praktische overwegingen wordt daarom de voorkeur gegeven aan chroomconcentraties van ongeveer 8300090 4 0,5 -'100 g/1. Wanneer men chroomconcentraties beneden 0,5 g/1 gebruikt, dan is de verkregen chromaatfilm betrekkelijk dun en gewoonlijk wordt dan geen voldoende corrosiebestendigheid verkregen.

Het is belangrijk gebleken in de chromateringsoplossingsi 5 volgens de uitvinding de gewichtsverhouding van SO^/Cr te houden bin-nen het aangegeven gebied van 0,025 - 1,5/1 en bij voorkeur op 0,05 -1,0/1. Wanneer deze verhouding kleiner wordt dan ongeveer 0,025 dan wordt de gewenste gekleurde chromaatlaag niet volledig gevormd op het gehele elektrolytisch neergeslagen zink/nikkellegering. Wanneer de ver-10 houding van sulfaat tot zeswaardig chroom groter is dan ongeveer 1,5, dan is de verkregen chromaatlaag betrekkelijk dun en zijn corrosiebestendigheid ongewenst gering.

Evenzo is het van belang de pH van de chromateringsop-lossing te houden binnen het aangegeven gebied van 1,3 - 2,7 en bij ' 15 voorkeur 1,4 - 2,2. Gebleken is, dat een pH van de oplossing kleiner dan 1,3 leidt tot een chromaatlaag met betrekkelijk kleine hoeveelheid aangehecht chroom, zodat.de. .corrosiebestendigheid ongewenst gering is en de kleur niet bevredigend. Dit resultaat is tamelijk verrassend omdat bij de behandeling van elektrolytisch neergeslagen zink in plaats van een 20 legering van zink en nikkel, de toepassing van een gebruikelijke chroma-teringsoplossing met 100 g/1 Cr03 en 5 g/1 en een pH van 0,5 leidt tot een gekleurde chromaatfilm met een goed uiterlijk en een goede corrosiebestendigheid. Verder is gebleken, dat bij een pH van de thans voorgestelde chromateringsoplossingen boven ongeveer 2,7, de reactiviteit 25 van de chromateringsoplossing wordt verminderd en een gekleurde chromaatfilm met goed uiterlijk en een goede corrosiebestendigheid niet wordt gevormd op het elektrolytisch neergeslagen zink/nikkel.

De verbeterde chromateringsoplossingen volgens de uitvinding kunnen worden geformuleerd met iedere in het bad oplosbare 30 zeswaardige chroomverbinding en sulfaatverbinding, waarvan de anionen resp. de kationen niet schadelijk zijn voor de chromateringsoplossing of voor de te vormen chromaatlaag op de zink/nikkellegering. Typisch voor de te gebruiken verbindingen zijn chroomzuur, zwavelzuur, alkalimetaal-chromaten en -dichromaten, metaalsulfaten, zoals zinksulfaat en chroom-35 sulfaat, en dergelijke. In de laatste opzicht is gebleken, dat in sommige gevallen toevoegen van driewaardig chroom, dat typisch wordt toege- 8300090 5 voegd als chroomsulfaat, gunstig kan zijn voor de vorming van de gewenste corrosiebestendige chromaatfilm. Zelfs wanneer driewaardig chroom niet aan het bad wordt toegevoegd bij het aanvankelijke aanmaken, deux zal het toch typisch tijdens gebruik in het bad worden gevormd door re-5 ductie van het zeswaardige chroom.

On de pH van de chromateringsoplossingen volgens de uitvinding in te stellen worden zuren gebruikt, zoals chroomzuur en zwavelzuur, wanneer men de pH wil verlagen. Wanneer men de pH wil verhogen, worden alkalische verbindingen toegevoegd, zoals alkalimetaalhydroxyde, zink-10 oxyde, zinkcarbonaat, zinkhydroxyde, nikkelcarbonaat, nikkelhydroxyde, en dergelijke.

Naast de hierboven reeds genoemde componenten kunnen de chromateringsbaden volgens de uitvinding bovendien nog andere gebruikelijke componenten bevatten, zoals op dit gebied bekend is. Voor-15 beelden van dergelijke andere componenten zijn fosfaten, die kunnen worden toegevoegd als fosforzuur, of in de vorm van alkalimetaalfosfaten en zure fosfaten en lage carboxylzuren, zoals azijnzuur of zijn in het bad oplosbare zouten. Het is echter gebleken, dat de aanwezigheid van nitraat in het chromateringsbad of op het oppervlak van de zink/nikkellege-20 ringen de neiging heeft de vorming van de gewenste chromaatlaag op de elektrolytisch neergeslagen legeringen te hinderen.

Daarom worden volgens de uitvinding geen nitraat-bevat-tende verbindingen gebruikt bij het aanmaken van de chromateringsoplossingen en de substraten, waarop de zink/nikkellegering elektrolytisch 25 wordt neergeslagen, behoren niet behandeld te worden met een oplossing van salpeterzuur vóór de behandeling met de chromaatoplossing.

De chromateringsoplossing kan worden aangebracht op het elektrolytisch neergeslagen zink/nikkellegering, welke tot aan ongeveer 15 gew.% nikkel bevat. Gewoonlijk zullen dergelijke legeringen ten min-30 ste ongeveer 1% nikkel bevatten, terwijl een nikkelgehalte van 5-12 gew.% bijzonder de voorkeur heeft. Typisch worden de chromateringsoplossingen aangebracht door de voorwerpen die elektrolytisch zijn bekleed met zink/nikkellegering erin onder te dompelen, al kan men ook andere aanbreng-technieken gebruiken, zoals besproeien, overgieten, en dergelijke. Wan-35 neer men dergelijke aaribrengtechnieken gebruikt, wordt de zink/nikkellegering in aanraking gehouden met de chromateringsoplossing gedurende 8300090 6 voldoende tijd om de gewenste chromaatlaag op het oppervlak te vormen.

In vele gevallen is een contactduur van ongeveer 10-30 seconden geschikt, al kan deze tijd worden gevarieerd, zodat zowel kortere als langere contactduren kunnen worden toegepast om de gewenste chromaatlaag 5 te verkrijgen. De temperatuur van het chromateringsbad kan variëren van kamertemperatuur, b.v. ongeveer 20°C tot aan temperaturen nabij het kookpunt van de oplossing. Gewoonlijk wordt de oplossing gebruikt bij een temperatuur van 25 - 60°C.

Gevonden is, dat het oppervlak van het elektrolytisch 10 neergeslagen zink/nikkellegering inactief of inert kan worden, wanneer het oppervlak aan de atmosfeer wordt blootgesteld gedurende een significante tijd vóórdat dit oppervlak wordt blootgesteld aan de chromaterings-behandeling. In dergelijke gevallen is het gewenst gebleken de chromateer-oplossingen te gebruiken bij hogere temperaturen, zoals 35 - 55°C o'm ' 15 toch de gewenste chromaatlaag te vormen. Wanneer de elektrolytisch gevormde laag zink/nikkellegering met de chromateringsoplossing wordt behandeld, onmiddellijk na het elektrisch neerslaan van de legering, dan kan men ook lagere behandelingstemperaturen gebruiken van 25 - 35°C en toch een bevredigende chromaatlaag verkrijgen.

20 In dit opzicht is verder gebleken, dat activeren van de elektrolytisch neergeslagen zink/nikkellegering ook kan worden verkregen door de zink/nikkellegering als anode te gebruiken en het substraat te elektrolyseren in de chromateringsoplossing bij een betrekkelijk kleine stroomdichtheid. Zeer geschikt wordt een dergelijke elektro-25 lyse, waarbij de zink/nikkellegering als anode dient, uitgevoerd bij een stroomdichtheid van 0,01 - 0,2 amp./dm* gedurende tot aan 10 seconden. Daarna worden de zink/nikkellegering en zijn substraat in de chromateringsoplossing gehouden, zonder doorvoer van een stroom, tot de gewenste chromaatlaag op het oppervlak is gevormd.

30 Verder is gevonden, dat het in sommige gevallen gewenst kan zijn een dun vliesje elektrolytisch gevormd zink neer te slaan op het oppervlak van de zink/nikkellegering vóór het oppervlak wordt behandeld met de chromateringsoplossing volgens de uitvinding. Dergelijke vliesjes elektrolytisch zink zullen typisch een dikte hebben van 35 minder dan 1 micron en zij kunnen worden verkregen door de zink/nikkellegering elektrolytisch te bekleden in een verzinkingsbad bij een stroom- 8300030 7 dichtheid van 0,1-3 amp./dm2 gedurende tot aan 5 seconden, terwijl een elektrolyseduur van 2-3 seconden typisch is. Gewoonlijk zullen dergelijke vliesdunne zinklaagjes niet worden gebruikt, wanneer het te behandelen substraat in de chromateringsoplossing zal worden geëlektroly-5 seerd, maar alleen wanneer het subrtaat zal worden gechromatiseerd door onderdompelen of met soortgelijke, niet elektrolytische behandelingen.

Met behulp van de werkwijze, die hierboven is beschreven, worden elektrolytisch neergeslagen zink/nikkellegeringen met tot 10 aan ongeveer 15 gew.% nikkel voorzien van een chromaatlaag met een dikte van ten minste ongeveer 100 mg/m2. Deze lagen verschaffen aan het lege-ringsoppervlak een aangename kleur en een goede corrosiebestendigheid van een grootte, die tot dusver niet mogelijk is gebleken bij elektrolytisch neergeslagen zink/nikkellegeringen. Bovendien bleek, dat de elektro-15 lytisch neergeslagen zink/nikkellegeringen welke deze chromaatlagen bevatten, een corrosiebestendigheid hebben, die beter is dan die van elektrolytische zinklagen, die zijn voorzien van een gebruikelijke chromate-ringsbehandeling.

De uitvinding wordt toegelicht door de onderstaande 20 voorbeelden. t

Voorbeeld I

Een waterig chromateringsbad werd geformuleerd door oplossen van de volgende componenten in water in de aangegeven hoeveelheden.

25 Na2Cr20?.2H2O 10 g/1 (Cr+6 - 3,49 g/1) H2S04 2 g/1 (S04"2= 1,96 g/1) pH 1,8

Een stalen plaat, welke elektrolytisch was bekleed met een laagje zink/ nikkellegering met een dikte van 3 micron, welke laag 8 gew.% nikkel 30 bevatte, werd met deze oplossing gechromatografeerd door de plaat in de oplossing te dompelen gedurende 15 seconden bij 25°C.

Voorbeeld II

Een waterig chromateerbad werd samengesteld door de volgende componenten in water op te lossen in de aangegeven hoeveelheden: 35 Na2Cr207.2H20 20 g/1 (Cr+6 =6,98 g/1)

ZnSO. .7Ho0 1 g/1 )^-2 „ -E ,, v „ ,4 ,2 ^ , SO. =0,75 g/1)

Cr2(S04)3 oplossing in water 1 g/1 ) 4 8300090

- ' V

δ —2 +6 (Cr£ (S<Dj)3 gehalte 40% (SO^ /Cr = 0,11) pH 2,1 (ingesteld met CrC^)

Een stalen plaat, die elektrisch was bekleed met een 1 micrometer dikke laag van een zink/nikkellegering, welke 8 gew.% nik-5 kei bevatte, werd in deze oplossing gechromatografeerd door de plaat in de oplossing te dompelen bij 50°C gedurende 25 seconden.

Voorbeeld III

Een chromateerbad werd samengesteld door de volgende componenten in water op te lossen in de aangegeven hoeveelheden: 10 Cr03 2 g/1 (Cr+6 = 1,04 g/1) H2S04 0,1 g/1 (S04~2 =0,098 g/1) (S04“2/Cr+6 = 0,094) pH 1,8 ....

Een stalen plaat, welke een dikte van 3 micrometer elek-15 trolytisch was bekleed met een zink/nikkellegering, welke 8 gew.% nikkel bevatte, werd gechromatografeerd door de plaat in de oplossing te dompelen bij 40°C gedurende 15 seconden.

Voorbeeld IV

Een waterig chromateerbad werd samengesteld door de vol-20 gende samenstellingen in water op te lossen in de aangegeven hoeveelheden:

Na2Cr207.2H20 30 g/1 (Cr+6 = 11,82 g/1) -¾7¾0 . , . , 2 (SO -2= 0,96 g/1)

Cr-(S0J, opgelost m water 1 g/1 4 ^ ^ 2 +6 25 (Cr2(S04)3 40% gehalte) (S04 /Cr = 0,081) pH 2,0

Een stalen plaat, welke elektrolytisch was bekleed met een 2 micrometer dikke laag van een zink/nikkellegering, welke 12 gew.% nikkel bevatte, werd gechromatografeerd door de plaat in de oplossing te 30 dompelen, terwijl de oplossing werd geëlektrolyseerd met een stroomdichtheid van 0,1 amp/dm2 gedurende 5 seconden met de plaat als anode. Na 5 seconden werd de stroom uitgeschakeld en de plaat werd nog 20 seconden in de oplossing gehouden. De temperatuur van de oplossing was gedurende de gehele behandeling 50°C.

8300090 9

Voorbëeld V

Een waterige chromateerqplossing werd samengesteld door de volgende componenten in water op te lossen in de aangegeven hoeveelheden: 5 Cr03 50 g/1 (Cr+6 = 26,0 g/1) H2S04 10 g/1 (S04~2 = 9,8 g/1) (S04”2/Cr+6 = 0,38)

Na2HP04 2 g/1 pH 1,4 (ingesteld met NaOH) 10 Een stalen plaat, welke elektrolytisch was bekleed met een 6 micrometer dikke laag van een zink/nikkellegering met 10 gew.% nikkel werd gechromatografeerd door de plaat in het chromateerbad te dompelen bij 30°C gedurende 10 seconden.

Voorbeeld VI

15 Een waterig chromateerbad werd samengesteld door de vol gende componenten in water op te lossen in de aangegeven hoeveelheden: Na2Cr207·2Η20 150 g/1 (Cr+6 =52,4 g/1) H2S04 10 g/1 (S04~2 =9,8 g/1) (S04“2/Cr+6 = 0,19) 20 HCOONa 1,5 g/1 pH 1,6

Een stalen plaat, die elektrolytisch was bekleed met een 3 micrometer dikke laag van een zink/nikkellegering met 12 gew.% nikkel en welke daarna elektrolytisch was bekleed met een vlies je zink met een 25 dikte van 0,1 micrometer, werd gechromatografeerd door die in deze oplossing te dompelen bij 30°C gedurende 15 seconden.

Ter vergelijking werden ook de volgende voorbeelden VII - IX uitgevoerd.

Voorbeeld VII

30 Een waterig chromateerbad werd samengesteld door de vol gende componenten in water op te lossen in de aangegeven hoeveelheden.

Cr03 100 g/1 (Cr+6 = 52,0 g/1) H2S04 10 g/1 (S04“2 9,8 g/1) pH 0,6 (S04~2/Cr+6 = 0,19) 35 Een stalen plaat, die elektrolytisch was bekleed met een 8300090 10 3 micrometer dikke laag van een zink/nikkellegering met 10 gew.% nikkel werd gechromatografeerd door de plaat in het bad onder te dompelen gedurende 10 seconden bij 30°C.

Voorbeeld VIII

5 Een waterig chromateerbad werd geformuleerd door de volgende componenten in water op te lossen in de aangegeven hoeveelheden. CrO^ 10 g/1 (Cr+6 5,2 g/1) H2S04 1 g/1 (S04“2/Cr+6 =0,98 g/1) pH 1,2 (S04“2/Cr+6 = 0,19) 10 Een stalen plaat, die elektrolytisch was bekleed met een 3 micrometer dikke laag van een zink/nikkellegering met 10 gew.% nikkel werd gechromatografeerd door de plaat in de chromateeroplossing te dompelen bij 30°C gedurende 30 seconden. - -

Voorbeeld IX

15 Een waterig chromateerbad werd samengesteld door de volgende componenten in water op te lossen in de aangegeven hoeveelheden: NaCr207.2H20 10 g/1 (Cr+6 =3,49 g/1) H2S04 1 g/1 (S04"2 =0,98 g/1) HN03 2 g/1 (S04~2/Cr+6 = 0,28) 20 pH 1,7

Een stalen plaat, die elektrolytisch was bekleed met een 4 micrometer dikke laag zink werd gechromatografeerd door de plaat in de chromateeroplossing te dompelen bij 30°C gedurende 15 seconden.

De gechromateerde monsters, verkregen in de voorbeelden 25 I - IX werden geanalyseerd om het chroomgehalte van de chromaatbekleding te bepalen; hun corrosiebestendigheid werd bepaald onder gebruik van de proef met besproeien met een 5%'s neutrale zoutoplossing en de hittebestendigheid van de chromaatbekleding werd bepaald. De gebruikte analytische methoden en proefmethoden waren als volgt: 30 (1) analyse van het chroomgehalte in de chromaatlaag:

Elk monster werd ondergedompeld in een waterige zure oplossing, welke 100 g/1 HCl bevatte. De chromaatlaag werd volledig opgelost van het monster en de opgeloste hoeveelheid chroom werd kwantitatief geanalyseerd door atomaire absorptiespectroscopie. De gevonden hoe-35 veelheid chroom werd uitgedrukt als mg/m2 oppervlak van het monster.

8300090 11 (2) Corrosiebestendigheidsproef.

Elk monster werd blootgesteld aan besproeien met een 5%1s neutrale zoutoplossing volgens de procedure, beschreven in AS1M-D-117 en de tijd werd bepaald voor de ontwikkeling van witte corrosiepro-5 dukten op het oppervlak van het monster (witte roest) en voor de ontwikkeling van rode corrosieprodukten (rode roest), zoals aangegeven in deze procedure.

(3) Hittebestendigheid-

Elk monster werd in een thermostatisch geregelde oven 10 geplaatst en daar 24 uur bewaard bij constante temperaturen van resp.

100, 150, 200 en 250°C. Na elke verhitting werd het monster uit de oven genomen en visueel werd waargenomen of de chromaatlaag was bezweken of verbleekt door de hitte.

Met deze werkwijzen werden de proef resultaten verkregen, 15 samengevat in de onderstaande tabel A.

8300090 12 Φ •Η Ο •ο» •Η ·η Ό θ' ·Ρ Λ Λ G Ο Λ Ο Ο Ο Ο <ΐ) ia m ο to m

•Ρ Η +) ü CM

U1 +> Λ! β .

0(0(1) I = = == = I II

,α ιβ α> ο S η ο ο ο ο -Ρ ο Λ ο ιη ο ο Ρ Ρ Ρ CN *-> τΗ Ύ-ί •Ρ Λ (ϋ w υ > <α »ρ Ρ3 ν ο -μ φ ω Ρ Ο θ' Φ α+ι C ο ο ν ν Φ « ·η ·ρ ρ +> ο η tri σ, 006(0 Ο = = = = = Ο 10(0 & 0 (D Η 3 Ο) · Ρ Ρ Ο (0 Ο CM -1 Μ Ο* D > > Μ (0 Ρ ο Ο 4-> -Ρ -Ρ Ο Ο θ'-p 5 Ο G ·Ρ flS-PO (Ν Ο Ο <0 Ό* •PCS υ) οο η = = co= cm m ·μ< 3 0 Ρ G ο ’Ο* »η *-ι Ο Ρ 0 (0 ο Ν D > > Ρ I Ν

Ο -Ρ S

tn ,G Ρ ο ο ο ο ο γ~~ ιοο tl ϋ U λ η σ' -<-4 σ' ^ = ο η οο

(0 0 £ (Ν η η £Ν CN

< Λ w 'μ 3 ο> ι ρ ο ρ ι y

(0 GO Η p-nGO

(0 ΟΟ Λ! Ο ·Ρ Ο Ο Η 24 θ' Φ Ο ·Ρ ·Ρ θ' Φ Ο 0) +) ·η 0 ·Η Ο ΑΙΡ Ο ·Ρ Ρ (0-PPG-P G Ο P G -Ρ

O(0r-< Ο G Ο Ο-Ρ 0) G

Ρ S Ρ ΟΡΟ GO ^ G ·Ρ ΟΡΟ Μ 00 Οι 3 Ρ = = = ΟΡ = = -Ρ 3 = O' G Ρ G ΡΟ-ΡΟΟ >0» '-'Ρ ·ΡΟΟ ο Λ-ρ-ρ-ριρ ο ρ-μ •ti'it4 s U 3 Λ Ρ Λ pi ΛΛ οσ>0 -Ρ Ηϋ U θ' Ο (00+) 0) Ο 00 <0 0 -Ρ

P0G Η ·Ρ OH Ρ Ο G

04θ·ρ Ο'-' σ>ω O4J0-P

I Ö -Ρ -Ρ S 0> § Ν \(03π *γη γο CN1 (0 cn ro η "θ’ Β« \ +»' ΝΗ ~ § χχ > τη cm γο ^ ιο Ο Γ'ΟΟσι 8300090 η 13

I

μ β ο ο +1 O' s ο) s m +> Ai 3 M O <U N > O) c H 0) 3 Ό +» £ o 3 O O O O O O 04 0

3* OöOOOO O CO O' LH

φ M3 04 04 04 04 CM

c s . ë «OH o Λ /\ A A A ^ 3 K 3 ' C (Ο m (u

ns M

s oj as >a ft c m <u 0 O' S H m g ο > Ό +5

c <U tQ

Ο Ό 3 c -pi 2 c ο o m in ocmcmcm

g ^ <D O IC1 04 04 Lf) Μ M M

•o J3 (DM CM

MM +> 3 (D ns -P -- ¢(0 -H ns S W S3 01

M +4 (D <D

+10 PJ

01 M

C ft H J.

0 Al

s ο n S

U Λ ai 3 < _ . 0 <0 <D O' O' MM 1H S3 O* (DO) D> Ή -M 5 3 S 3 MM 3

0 3 3 3 3 H

3+1 «-1 Ό Ό OS +) 3 C £ Ο M 3 3 3 2

M3 3 Μ M S

ft £ H ® £ R

<u o > > y O' ω M ·§ «. Ό A 3 3 °

1/ n a) <U

HS 3 3 3 3 3 3 . 3

3 Ai O' O' -P -P

S3 "O' 2333-H3 5 -Η I—4 1—4 Μ Μ Μ Μ -P O' C 1—4 3 3 Λ Λ Λ Λ -3 mS MSS 03 HQj 3 -ri -n 0) 01 3M33

i? +) 1-(1-4+1+1 +> Ο -P

SO -ri MM3 3 30 -P -P

35 J3 >> 1-4 -Η -Η N S Λ

Ό M r-l 3 3 Ό 3 3 A 0 M

O 3 0 3 > M

3 τι a s ή

C A

3 fi N) Ij

Μ N AC-^OOOO OOOO

o 3 cj o in o m o in o m

£, 4) 0)o tH --I CM CM mmCMCM

3 i—4 w

- Ό A

3 3 M

0 3 3 M >

3 K-4 3 3 +1 0 3 M

ε ft 0 1-4 M 3 A O , U M >1 3ft A W 2

C3 01 > I Η H

8300090 ♦ a 14

Voorbeeld X

Een geconcentreerd preparaat werd bereid, dat de volgende componenten bevatte in de aangegeven hoeveelheden: natriumdichromaat (Na^Cr211^0) 300 g/1 5 zinksulfaat (ZnSO^.711^0) 15 g/1 chroomsulfaat (Cr^(SO^)^ . . . 40% oplossing) 30 ml/1 chroomzuur (CrO^) 40 g/1 water rest

Een chromateeroplossing werd samengesteld door 60 ml 10' per liter van de bovengenoemde concentraatoplossing aan te vullen tot 1 liter water. De pH van deze chromateeroplossing was 1,8 en stalen platen, welke elektrolytisch waren bekleed met een 4 micrometer dikke laag van een zink/nikkellegering met 8,4 gew.% nikkel werden gechromateerd door de platen 15 seconden in de chromateeroplossing te brengen bij een 15 badtemperatuur van 45 - 55 °C. De resultaten van het onderzoek van de chromaatlaag, welke hierbij werd gevormd, komen overeen met de resultaten, verkregen voor het boven beschreven voorbeeld III.

Tijdens de uitvoering van de werkwijze van dit voorbeeld werd de chromateeroplossing, waar nodig, aangevuld, met gebruik van een 20 aanvuloplossing, welke de volgende componenten bevatte in de aangegeven hoeveelheden: chroomzuur (CrO^) 300 g/1 zwavelzuur (H^SO^ 50 gew.%) 100 ml/1 s.g. = 1,4 25 water rest

De pH en de CrO^-concentratie van het chromateerbad worden periodiek gemeten en de bovengenoemde aanvuloplossing wordt toegevoegd in een hoeveelheid, die nodig is om de pH en het Cr-gehalte van het bad weer op de oorspronkelijke waarden te brengen.

30 Uit de bovengenoemde resultaten bleek, dat de chromateer- oplossingen volgens de uitvinding een gekleurde chromaatlaag verschaffen met goede kwaliteit op een elektrolytisch neergeslagen zink/nikkellaag en dat deze chromaatlagen een uitstekende corrosiebestendigheid hebben en goed bestand zijn tegen verbleken van de kleur. Bovendien is de cor- 35 rosiebestendigheid van substraten, die elektrolytisch zijn bekleed met 8300090 9 15 een zink/nikkellegering en daarna gechromateerd volgens de uitvinding, aanzienlijk beter dan die van substraten, die elektrolytisch zijn bekleed met zink en daarna gechromateerd met een bekende werkwijze.

8300090

Claims

1. Waterige zure chromateeroplossing, die geschikt is om gekleurde chromaatlagen te vormen op een elektrolytisch neergeslagen zink/nikkellegering met tot aan 15 gew.% nikkel, welke oplossingen een pH hebben van 1,3 - 2,7 en zeswaardig chroom bevatten in een hoeveelheid —2 +6 5 van ten minste 0,5 g/1 en sulfaat in een gewichtsverhouding van SO^ /Cr van 0,025 - 1,5/1.

2. Oplossing volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deze 0,5 - 100 g zeswaardig chroom bevat per liter.

3. Werkwijze om gekleurde chromaatlagen te vormen op elek-10 trolytisch neergeslagen zihk/nikkellegeringen met tot aan 15 gew.% nikkel, met het kenmerk, dat men de zink/nikkellegering in aanraking brengt'met een chromateeroplossing volgens conclusie 1 en die oplossing in contact houdt met de legering gedurende voldoende tijd om de gewenste, gekleurde chromaatlaag te vormen.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de chromateeroplossing 0,5 - 100 g zeswaardig chroom per liter bevat.

5. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat men voorafgaande aan de behandeling van de zink/nikkellegering met de chromateeroplossing, op het oppervlak van de zink/nikkellegering elektroly- 20 tisch een zinklaagje afzet met een dikte niet groter dan 1,0 micrometer.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de chromateeroplossing 0,5 - 100 g zeswaardig chroom bevat per liter.

7. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat men de elektrolytisch neergeslagen zink/nikkellegering onderdompelt in 25 de chromateeroplossing, deze oplossing elektrolyseert met de zink/nikkellegering als anode gedurende ten hoogste 10 seconden bij een stroomdichtheid van 0,01 - 0,2 amp./dm2 , dan de elektrolyse stopt en de elektrolytisch neergeslagen zink/nikkellegering in de chromateeroplossing laat, tot de gewenste, gekleurde chromaatbekleding is gevormd.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de chromateeroplossing 0,5 - 100 g/1 zeswaardig chroom bevat. 8300090