PL243022B1 - Method of electrochemical production of zinc coatings with increased corrosion resistance - Google Patents

Method of electrochemical production of zinc coatings with increased corrosion resistance Download PDF

Info

Publication number
PL243022B1
PL243022B1 PL436407A PL43640720A PL243022B1 PL 243022 B1 PL243022 B1 PL 243022B1 PL 436407 A PL436407 A PL 436407A PL 43640720 A PL43640720 A PL 43640720A PL 243022 B1 PL243022 B1 PL 243022B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
bath
zinc
solution
corrosion resistance
benzotriazole
Prior art date
Application number
PL436407A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL436407A1 (en
Inventor
Sławomir Józef Czapla
Jarosław Wesołowski
Włodzimierz Urbaniak
Original Assignee
Przed Produkcyjno Handlowo Uslugowe Ut Oil Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Przed Produkcyjno Handlowo Uslugowe Ut Oil Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia filed Critical Przed Produkcyjno Handlowo Uslugowe Ut Oil Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority to PL436407A priority Critical patent/PL243022B1/en
Publication of PL436407A1 publication Critical patent/PL436407A1/en
Publication of PL243022B1 publication Critical patent/PL243022B1/en

Links

Landscapes

  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

Wynalazek dotyczy sposobu elektrochemicznego wytwarzania powłok cynkowych o zwiększonej odporności na korozję polegający na elektrochemicznym, galwanicznym, nałożeniu powłoki cynkowej w bezcyjankowej kąpieli alkalicznej, wytworzeniu warstwy konwersyjnej w roztworze pasywującym oraz uszczelnieniu powłoki cynkowej w kąpieli uszczelniającej. Zgodnie z wynalazkiem do kąpieli cynkującej i/lub do kąpieli pasywującej dodaje się od 1 do 10 ml na litr danej kąpieli, korzystnie 2 - 5 ml/l, roztworu benzotriazolu o stężeniu 0,1 – 1%, korzystnie 0,2 - 0,5%, w roztworze wodorotlenku potasu lub sodu o stężeniu 0,5 — 2%, korzystnie 1%.The invention relates to a method of electrochemical production of zinc coatings with increased corrosion resistance consisting in electrochemical, galvanic application of a zinc coating in a cyanide-free alkaline bath, preparation of a conversion layer in a passivation solution and sealing the zinc coating in a sealing bath. According to the invention, 1 to 10 ml per liter of a given bath, preferably 2 - 5 ml/l, of a benzotriazole solution with a concentration of 0.1 - 1%, preferably 0.2 - 0, is added to the zinc bath and/or to the passivating bath. 5%, in a solution of potassium or sodium hydroxide with a concentration of 0.5 - 2%, preferably 1%.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób elektrochemicznego wytwarzania powłok cynkowych polegający na elektrochemicznym, galwanicznym, nałożeniu powłoki cynkowej w bezcyjankowej kąpieli alkalicznej, wytworzeniu warstwy konwersyjnej w roztworze pasywującym oraz uszczelnieniu powłoki cynkowej w kąpieli uszczelniającej.The subject of the invention is a method of electrochemical production of zinc coatings consisting in electrochemical, galvanic application of a zinc coating in a cyanide-free alkaline bath, preparation of a conversion layer in a passivation solution, and sealing the zinc coating in a sealing bath.

Cynkowanie jest szeroko rozpowszechnionym procesem galwanicznym, służącym głównie do ochrony wyrobów stalowych przed korozją i nadania im właściwości dekoracyjnych. Istotną zaletą powłok cynkowych otrzymywanych w kąpielach galwanicznych jest ich dobra przyczepność do podłoża stalowego przy równocześnie większej ich plastyczności w porównaniu do powłok otrzymywanych innymi metodami. Do cynkowania stosuje się kilka typów kąpieli galwanicznych, zależnie od wymaganych właściwości i zastosowania nanoszonej powłoki. Są to kąpiele kwaśne, słabo kwaśne oraz alkaliczne cyjankowe i bezcyjankowe, przy czym cynkowanie nowej generacji jest oparte głównie na elektrolitach - kąpielach alkalicznych bezcyjankowych. Poza tym cynkowanie alkaliczne bezcyjankowe, charakteryzujące się dużą wydajnością prądową i dobrym rozkładem grubości powłoki cynku na podłożu stalowym i jest, w porównaniu z innymi procesami cynkowania, procesem bardziej przyjaznym dla środowiska naturalnego.Galvanizing is a widespread galvanic process, mainly used to protect steel products against corrosion and to give them decorative properties. An important advantage of zinc coatings obtained in galvanic baths is their good adhesion to the steel substrate with, at the same time, their greater plasticity compared to coatings obtained by other methods. Several types of galvanic baths are used for galvanizing, depending on the required properties and application of the applied coating. These are acidic, weakly acidic and alkaline cyanide and cyanide-free baths, while the new generation galvanizing is based mainly on electrolytes - cyanide-free alkaline baths. In addition, alkaline cyanide-free galvanizing, characterized by high current efficiency and good distribution of the zinc coating thickness on the steel substrate, is, compared to other galvanizing processes, a more environmentally friendly process.

W standardowym procesie cynkowania galwanicznego nakłada się metodą elektrochemiczną na podłoże powłokę cynkową o grubości 8-12 μm, a następnie w celu poprawy odporności korozyjnej wytwarza się na jej powierzchni warstwę konwersyjną z roztworem pasywującym opartym na związkach chromu trójwartościowego, które są zdecydowanie mniej toksyczne od powłok wytworzonych z udziałem chromu sześciowartościowego. Niestety odporność korozyjna warstw konwersyjnych opartych na chromie (III) jest kilka - kilkanaście razy mniejsza od powłok opartych na toksycznym chromie (VI).In the standard galvanizing process, a zinc coating with a thickness of 8-12 μm is applied to the substrate using the electrochemical method, and then, in order to improve corrosion resistance, a conversion layer with a passivation solution based on trivalent chromium compounds, which are definitely less toxic than coatings, is made on its surface. made with hexavalent chromium. Unfortunately, the corrosion resistance of conversion layers based on chromium (III) is several - several times lower than coatings based on toxic chromium (VI).

Właściwości powłoki konwersyjnej na bazie chromu (III) można w istotny sposób polepszyć stosując różne rodzaje impregnacji. W ten sposób można modyfikować właściwości antykorozyjne, wygląd czy współczynnik tarcia właściwy dla danej powłoki. W tym celu można zastosować uszczelnienie nieorganiczne, lakier akrylowy czy różnego rodzaju środki poślizgowe lub woski. Po wysuszeniu środki te tworzą na powierzchni przejrzysty organiczny i/lub nieorganiczny film, który poprawia właściwości takiej powłoki. Zastosowanie impregnacji znacznie podwyższa odporność antykorozyjną pasywacji (często nawet 3-krotnie) poprzez zasklepienie uszkodzeń powstających w czasie obróbki, np. na skutek uderzania się wzajemnego przedmiotów obrabianych w bębnie.The properties of the chromium(III) based conversion coating can be significantly improved by using different types of impregnation. In this way, it is possible to modify the anti-corrosion properties, appearance or coefficient of friction specific to a given coating. For this purpose, an inorganic seal, acrylic varnish or various types of lubricants or waxes can be used. After drying, these agents form a transparent organic and/or inorganic film on the surface, which improves the properties of such a coating. The use of impregnation significantly increases the corrosion resistance of the passivation (often up to 3 times) by sealing damages that occur during processing, e.g. as a result of workpieces hitting each other in the drum.

Warstwę konwersyjną uszczelnia się za pomocą specjalnego lakieru w celu dodatkowego zabezpieczenia. Tak zabezpieczony detal osiąga w teście NSS w komorze solnej wykonanym według normy PN-EN ISO 9227 „Badania korozyjne w sztucznych atmosferach. Badania w rozpylonej solance” odporność korozyjną 120 godzin do pojawienia się białej korozji i 240 godzin do pojawienia się czerwonej korozji.The conversion layer is sealed with a special varnish for additional protection. A detail protected in this way achieves the NSS test in a salt spray chamber made in accordance with the PN-EN ISO 9227 standard "Corrosion tests in artificial atmospheres. Salt spray test” corrosion resistance 120 hours to white corrosion and 240 hours to red corrosion.

Znane są różne sposoby wytwarzania jasnych, błyszczących powłok cynkowych poprzez galwaniczne nakładanie z bezcyjankowych kąpieli alkalicznych oraz ich dodatkowego zabezpieczania antykorozyjnego z wyeliminowaniem związków chromu (VI), a w efekcie uzyskanie powłoki cynkowej o lepszych parametrach dla odbiorcy końcowego, bez istotnego wzrostu ceny wyrobu gotowego.There are various methods of producing bright, shiny zinc coatings by galvanic application from cyanide-free alkaline baths and their additional anti-corrosion protection with the elimination of chromium (VI) compounds, and as a result obtaining a zinc coating with better parameters for the end user, without a significant increase in the price of the finished product.

Znane są alkaliczne kąpiele bezcyjankowe, które stanowią wodny roztwór jonów cynkowych Zn2+ i wodorotlenku sodowego i zawierają ponadto substancje wybłyszczająco-wygładzające. Z opisów patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4166778, oraz 4071419 znane są alkaliczne kąpiele bezcyjankowe zawierające jako substancje blaskotwórcze pochodne organiczne związków heterocyklicznych. Jednak powłoki cynkowe wytwarzane w tych kąpielach alkalicznych cechują się zbyt małą plastycznością, kruchością lub słabą przyczepnością do podłoża.Alkaline cyanide-free baths are known, which are an aqueous solution of zinc ions Zn 2+ and sodium hydroxide and also contain brightening and smoothing substances. US patents 4,166,778 and 4,071,419 describe cyanide-free alkaline baths containing organic derivatives of heterocyclic compounds as brighteners. However, zinc coatings produced in these alkaline baths are characterized by too little plasticity, brittleness or poor adhesion to the substrate.

W polskim opisie patentowym PL 163805 opisano proces, który prowadzi się w kąpieli stanowiącej silnie alkaliczny roztwór wodny wodorotlenku sodowego lub potasowego lub ich mieszaniny w ilości od 100 do 140 g/dm3, zawierająca ponadto nośnik cynku w postaci jonów cynkanowych, najkorzystniej Zn(OH)42-, Zn(OH)3-, Zn(OH)2-, Zn(OH)+ w łącznej ilości w przeliczeniu na cynk od 9 do 15 g/dm3, jak również substancję blaskotwórczą w postaci wielkocząsteczkowego kopolimeru w ilości od 0,1 do 10 g/dm3.The Polish patent description PL 163805 describes a process which is carried out in a bath consisting of a strongly alkaline aqueous solution of sodium or potassium hydroxide or their mixture in the amount of 100 to 140 g/ dm3 , additionally containing a zinc carrier in the form of zincate ions, most preferably Zn(OH )4 2- , Zn(OH)3 - , Zn(OH)2 - , Zn(OH) + in the total amount calculated as zinc from 9 to 15 g/dm 3 , as well as a brightening substance in the form of a high-molecular copolymer in the amount from 0.1 to 10 g/ dm3 .

Z polskiego opisu patentowego nr PL 181935 znana jest kąpiel do elektrolitycznego wytwarzania błyszczących powłok cynkowych, zawierająca rozpuszczalny związek cynku, wodorotlenek sodu i/lub wodorotlenek potasu oraz dodatek wybłyszczający, charakteryzująca się tym, że zawiera 5-50 g/dm3 rozpuszczalnego związku cynku, 50-250 g/dm3 wodorotlenek sodu i/lub wodorotlenku potasu orazPolish patent description No. PL 181935 describes a bath for the electrolytic production of shiny zinc coatings, containing a soluble zinc compound, sodium hydroxide and/or potassium hydroxide and a brightening additive, characterized in that it contains 5-50 g/dm 3 of a soluble zinc compound, 50-250 g/dm 3 of sodium hydroxide and/or potassium hydroxide and

0,5-10 g/dm3 dodatku wybłyszczającego będącego produktem reakcji amoniaku i/lub alifatycznej aminy I-rzędowej i/lub alifatycznej aminy II-rzędowej i/lub alifatycznej alkanoloaminy z disiarczkiem węgla, przy czym stosunek molowy amoniaku do amin i disiarczku węgla wynosi od 1:1:0,5 do 5:5:2.0.5-10 g/dm 3 of a brightening additive being a reaction product of ammonia and/or primary aliphatic amine and/or secondary aliphatic amine and/or aliphatic alkanolamine with carbon disulfide, the molar ratio of ammonia to amines and carbon disulfide ranges from 1:1:0.5 to 5:5:2.

W powyższych opisach patentowych nie wskazano istotnego poprawienia odporności korozyjnej uzyskanych powłok, jakkolwiek we wszystkich tych rozwiązaniach występują dodatki pełniące rolę inhibitorów korozji. Stąd też cały czas poszukiwane są nowe związki inhibitujące oraz prowadzone badania określające, w których kąpielach procesowych i w jakich warunkach użycie ich da potencjalnie najlepsze rezultaty.The above patent descriptions do not indicate a significant improvement in the corrosion resistance of the obtained coatings, although in all these solutions there are additives acting as corrosion inhibitors. Therefore, new inhibitory compounds are constantly sought and research is conducted to determine in which process baths and under what conditions their use will yield the best results.

Badania wykazały, że bardzo dobre efekty inhibitujące korozję uzyskuje się stosując stosunkowo proste i łatwo dostępne związki organiczne zawierające w cząsteczce heteroatomy azotu i siarki, w tym szczególnie benzotriazol [K. Wang, H. W. Pickering, K. G. Weil, „Corrosionlnhibition of Zinc by Benzotriazole with an Electrochemical Quartz Crystal Microbalance” J. Electrochemical Soc., 150, B176-B180 (2003), patent USA nr 2 877188], z tym, że w tych badaniach benzotriazol nie był bezpośrednio stosowany w procesach wytwarzania warstwy cynkowej. Według brytyjskiego opisu patentowego nr GB2336378, wysoką ochronę powierzchni cynku przed korozją i utlenianiem uzyskano przez zanurzenie ocynkowanego wyrobu w roztworze alkoholowym zawierającym benzotriazol w ilości 0,005-3 mol/litr.Studies have shown that very good corrosion inhibiting effects are obtained using relatively simple and easily available organic compounds containing nitrogen and sulfur heteroatoms in the molecule, especially benzotriazole [K. Wang, H. W. Pickering, K. G. Weil, "Corrosion Inhibition of Zinc by Benzotriazole with an Electrochemical Quartz Crystal Microbalance" J. Electrochemical Soc., 150, B176-B180 (2003), U.S. Patent No. 2,877,188], but in these studies benzotriazole has not been directly used in the zinc layer production processes. According to the British patent description No. GB2336378, high protection of the zinc surface against corrosion and oxidation was obtained by immersing the galvanized product in an alcohol solution containing benzotriazole in the amount of 0.005-3 mol/liter.

Opis patentowy CN 107400906 ujawnia wybielacz do cynkowania o wysokiej odporności na korozję przygotowywany z następujących składników w częściach wagowych: 25-35 części anionowego środka powierzchniowo czynnego, 10-15 części niejonowego środka powierzchniowo czynnego, 1-2 części benzotriazolu, 4-8 części NNF (disodiummethylenedinaphtalenesulfonate), 10-15 części uczulacza i 25-50 części wody. Jest to złożony układ komponentów, głównie różnych substancji powierzchniowo czynnych, w której benzotriazol stanowi tylko jego niewielką część i jest przeznaczony do cynkowania w kąpielach z chlorkiem cynku, a więc w kąpielach kwaśnych.CN patent 107400906 discloses a high corrosion resistance zinc bleaching agent prepared from the following ingredients in parts by weight: 25-35 parts anionic surfactant, 10-15 parts non-ionic surfactant, 1-2 parts benzotriazole, 4-8 parts NNF (disodiummethylenedinaphtalenesulfonate), 10-15 parts sensitizer and 25-50 parts water. It is a complex system of components, mainly various surfactants, in which benzotriazole is only a small part and is intended for galvanizing in baths with zinc chloride, i.e. in acid baths.

Opis patentowy CN 111235607 ujawnia alkaliczny, niezawierający cyjanków dodatek do cynkowania składający się z kompleksu głównego, kompleksu pomocniczego, środka powierzchniowo czynnego i innych dodatków, gdzie głównym kompleksem jest wodorowinian potasu, kompleksem pomocniczym jest sól cynkowa 2-merkaptobenzimidazolu. Środkiem powierzchniowo czynnym jest 2-merkaptobenzimidazol, a pozostałymi dodatkiem jest 5-butylobenzotriazol. W tym przypadku stosowana jest alkilowa pochodna benzotriazolu w złożonym układzie związków kompleksowych.CN 111235607 discloses an alkaline cyanide-free galvanizing additive consisting of a main complex, an auxiliary complex, a surfactant and other additives, where the main complex is potassium bitartrate, the auxiliary complex is 2-mercaptobenzimidazole zinc salt. The surfactant is 2-mercaptobenzimidazole and the other additive is 5-butylbenzotriazole. In this case, an alkyl derivative of benzotriazole is used in a complex system of complex compounds.

Jak wynika ze stanu techniki, benzotriazol jest stosowany w procesach cynkowania alkalicznego, ale głównie jako inhibitor korozji dodawany na etapie tworzenia warstwy konwersyjnej w roztworze pasywującym, w którym stanowi zazwyczaj niewielki dodatek do innych podstawowych składników. Stąd trudno ocenić czy efekt inhibujący wynika z działania samego benzotriazolu czy także pozostałych składników.According to the state of the art, benzotriazole is used in alkaline galvanizing processes, but mainly as a corrosion inhibitor added at the stage of forming the conversion layer in the passivating solution, where it is usually a small addition to other basic ingredients. Therefore, it is difficult to assess whether the inhibitory effect is due to the action of the benzotriazole itself or also other ingredients.

Istotą wynalazku jest sposób elektrochemicznego wytwarzania powłok cynkowych o zwiększonej odporności na korozję polegający na elektrochemicznym, galwanicznym, nałożeniu powłoki cynkowej w bezcyjankowej kąpieli alkalicznej, wytworzeniu warstwy konwersyjnej w roztworze pasywującym oraz uszczelnieniu powłoki cynkowej w kąpieli uszczelniającej, polegający na tym, że do kąpieli cynkującej i/lub do kąpieli pasywującej dodaje się od 1 do 10 ml na litr danej kąpieli, korzystnie 2-5 ml na 1 litr kąpieli, roztworu benzotriazolu o stężeniu 0,1-1%, korzystnie 0,2-0,5%, w roztworze wodorotlenku potasu lub sodu o stężeniu 0,5-2%, korzystnie 1%.The essence of the invention is a method of electrochemical production of zinc coatings with increased corrosion resistance consisting in electrochemical, galvanic application of a zinc coating in a cyanide-free alkaline bath, preparation of a conversion layer in a passivation solution and sealing the zinc coating in a sealing bath, consisting in the fact that the galvanizing bath and /or to the passivation bath, 1 to 10 ml per liter of a given bath, preferably 2-5 ml per 1 liter of bath, of a solution of benzotriazole with a concentration of 0.1-1%, preferably 0.2-0.5%, in a solution potassium or sodium hydroxide at a concentration of 0.5-2%, preferably 1%.

Nieoczekiwanie okazało się, że benzotriazol w postaci roztworu w wodorotlenku potasu lub sodu wpływa na odporność korozyjną zarówno jako dodatek do alkalicznej, bezcyjankowej kąpieli cynkującej, jak i kąpieli pasywującej, przy czym zastosowanie dodatku benzotriazolu zarówno na etapie cynkowania jak i pasywacji prowadzi do nieoczekiwanego efektu synergii i znaczącego wzrostu odporności korozyjnej w porównaniu z zastosowaniem benzotriazolu tylko w jednym z tych etapów.Unexpectedly, it turned out that benzotriazole in the form of a solution in potassium or sodium hydroxide affects the corrosion resistance both as an addition to the alkaline, cyanide-free galvanizing bath and the passivating bath, while the use of the benzotriazole addition both at the galvanizing and passivation stages leads to an unexpected synergy effect and a significant increase in corrosion resistance compared to the use of benzotriazole in only one of these steps.

O ile dodatek alkalicznego roztworu benzotriazolu do kąpieli pasywującej wydłuża czas do pojawienia się korozji białej i czerwonej odpowiednio o około 40% i 67%, dodatek alkalicznego roztworu benzotriazolu do kąpieli cynkującej odpowiednio o 60 i 70%, w odniesieniu do analogicznego procesu cynkowania bez dodatku benzotriazolu, to dodatek alkalicznego roztworu benzotriazolu zarówno do kąpieli cynkującej jak i pasywującej wydłuża czas do pojawienia się korozji białej i czerwonej odpowiednio o 100 i 90%, przy czym wydłużenie czasu wystąpienia korozji jest znacznie wyższe w przypadku korozji białej.While the addition of an alkaline benzotriazole solution to the passivation bath extends the time until the appearance of white and red corrosion by approximately 40% and 67%, respectively, the addition of an alkaline benzotriazole solution to the galvanizing bath by 60% and 70%, respectively, in relation to the analogous galvanizing process without the addition of benzotriazole , then the addition of an alkaline benzotriazole solution to both the galvanizing and passivating baths extends the time until the appearance of white and red corrosion by 100 and 90%, respectively, while the extension of the time of corrosion occurrence is much higher in the case of white corrosion.

Ponadto uzyskana sposobem według wynalazku warstwa cynkowa jest gładka i ma dobry połysk.Moreover, the zinc layer obtained by the method according to the invention is smooth and has a good gloss.

Wynalazek ilustrują poniższe przykłady.The invention is illustrated by the following examples.

Przykład I (porównawczy)Example I (comparative)

Przykład prezentuje typowy proces technologiczny cynkowania alkalicznego metodą zanurzeniową (komponenty galwaniczne producent P.W. Galkor Sp. z o.o.), który składa się z następujących po sobie etapów:The example presents a typical technological process of alkaline hot-dip galvanizing (galvanic components produced by P.W. Galkor Sp. z o.o.), which consists of the following stages:

a) Przygotowanie powierzchnia) Surface preparation

Detale stalowe, które mają zostać pokryte warstwą cynku poddaje się odtłuszczaniu chemicznemu alkalicznemu w sposób zanurzeniowy w wodnej kąpieli, w skład której wchodzi: 50 g/l wodorotlenku sodu z dodatkiem komponentu SIV Perfekt plus 36 AC GAL 836-036 w ilości 3% obj. Proces prowadzono w temperaturze 50°C i w czasie zanurzenia 10 minut.Steel details to be covered with a layer of zinc are subjected to alkaline chemical degreasing by immersion in a water bath, which includes: 50 g/l of sodium hydroxide with the addition of the SIV Perfekt plus 36 AC GAL 836-036 component in the amount of 3% by volume. The process was carried out at a temperature of 50°C and an immersion time of 10 minutes.

Kolejno detale płucze się w wannie wypełnionej wodą w temperaturze otoczenia. Operacja ma na celu usunąć znaczne ilości alkaliów, które pozostają na powierzchni detali. Proces prowadzi się zwykle w czasie kilku minut.Subsequently, the details are rinsed in a bath filled with water at ambient temperature. The operation is aimed at removing significant amounts of alkali that remain on the surface of the details. The process is usually carried out in a few minutes.

W dalszej kolejności detale poddaje się kąpieli odtłuszczającej w sposób chemiczny, która ma za zadanie usunąć lekkie zanieczyszczenia w celu poprawy jakości uzyskanej powłoki cynkowej. Odtłuszczanie prowadzi się w wannie wypełnionej kąpielą, w której skład wchodzi 10% wag. kwasu solnego (stężonego) oraz środek Eko-Clean S 101 w ilości 10% obj. Proces prowadzono w temperaturze 30°C i w czasie 10 minut.Subsequently, the details are subjected to a chemical degreasing bath, which is designed to remove light impurities in order to improve the quality of the obtained zinc coating. Degreasing is carried out in a bath filled with a bath containing 10 wt. hydrochloric acid (concentrated) and Eko-Clean S 101 agent in the amount of 10% by volume. The process was carried out at 30°C and for 10 minutes.

Przy zastosowaniu kwaśnej kąpieli odtłuszczającej można pominąć etap płukania i kolejno detale poddane zostały kąpieli trawiącej o następującym składzie: 15% wag. kwasu solnego (stężonego) z 0,5% obj. dodatkiem komponentu SIV 28 GAL 800-028. Operacja ta ma na celu usunąć z powierzchni detali substancje niemetaliczne składające się przede wszystkim z tlenków żelaza. Proces prowadzono w temperaturze 30°C i w czasie zanurzenia 15 minut.When using an acid degreasing bath, the rinsing step can be omitted and successively the details were subjected to a pickling bath with the following composition: 15 wt. hydrochloric acid (concentrated) with 0.5% vol. with the addition of the SIV 28 GAL 800-028 component. This operation is aimed at removing non-metallic substances from the surface of the details, consisting mainly of iron oxides. The process was carried out at a temperature of 30°C and an immersion time of 15 minutes.

Następnie detale poddaje się płukaniu w dwustopniowej kaskadzie, gdzie w przeciwprądzie w czasie kilku minut, płucze się je wodą o temperaturze otoczenia. Proces ma na celu usunąć znaczne ilości kwasów, które pozostają na powierzchni detali po trawieniu.Then, the details are rinsed in a two-stage cascade, where they are rinsed with water at ambient temperature in countercurrent for several minutes. The process is designed to remove significant amounts of acids that remain on the surface of the details after etching.

W dalszej kolejności detale poddaje się odtłuszczaniu elektrochemicznemu, które polega na emulgacji wszelkich tłustych zanieczyszczeń, czyli tzw. tworzenie się mieszaniny cieczy nie mieszających się ze sobą, w taki sposób aby jedna z nich była równomiernie rozproszona w całej objętości drugiej cieczy. W etapie tym usunięte zostają zanieczyszczenia tłuszczowe pochodzenia mineralnego. Proces prowadzono w sposób anodowy, czyli detal podłączony jest do dodatniego bieguna prądu stałego wówczas na detalu wydziela się tlen, który wspomaga proces usuwania zanieczyszczeń. Operację przeprowadzono w kąpieli, którą stanowił wodny roztwór wodorotlenku sodu o stężeniu 130 g/l z dodatkiem komponentu SIV Perfekt 64 BE GAL 864-064 w ilości 3% obj., w czasie 5 min., w temperaturze 60°C, przy udziale prądu 4A/dm2.Subsequently, the details are subjected to electrochemical degreasing, which consists in the emulsification of all greasy impurities, i.e. the so-called the formation of a mixture of immiscible liquids in such a way that one of them is evenly dispersed throughout the entire volume of the other liquid. In this stage, fatty impurities of mineral origin are removed. The process was carried out in an anode manner, i.e. the detail is connected to the positive pole of direct current, then oxygen is released on the detail, which supports the process of removing impurities. The operation was carried out in a bath, which was an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 130 g/l with the addition of the SIV Perfekt 64 BE GAL 864-064 component in the amount of 3% by volume, for 5 minutes, at a temperature of 60°C, with a current of 4A /dm 2 .

Następnie detale poddaje się płukaniu w dwustopniowej kaskadzie, gdzie w przeciwprądzie w czasie kilku minut, płucze się je wodą o temperaturze otoczenia.Then, the details are rinsed in a two-stage cascade, where they are rinsed with water at ambient temperature in countercurrent for several minutes.

W kolejnym kroku detale poddaje się tzw. dekapowaniu, polega ono na usunięciu cienkich warstewek tlenkowych, które mogły powstać w procesie przygotowawczym i mogą mieć negatywny wpływ na przyczepność powłoki do podłoża. Proces prowadzono w sposób zanurzeniowy w kąpieli, którą stanowi kwas solny o stężeniu ok. 5% wag. (kwasu stężonego) z dodatkiem komponentu SIV 21 GAL 800- 021 w ilości 0,1% obj., w temperaturze otoczenia, w czasie 5 minut.In the next step, the details are subjected to the so-called Decapping consists in removing thin oxide films that may have been formed in the preparation process and may have a negative impact on the adhesion of the coating to the substrate. The process was carried out by immersion in a bath of hydrochloric acid with a concentration of approx. 5% by weight. (concentrated acid) with the addition of the SIV 21 GAL 800-021 component in the amount of 0.1% by volume, at ambient temperature, for 5 minutes.

Po czym detale poddaje się płukaniu w dwustopniowej kaskadzie, gdzie w przeciwprądzie płucze się je wodą o temperaturze otoczenia w czasie kilku minut.After that, the details are rinsed in a two-stage cascade, where they are rinsed in counter-current with water at ambient temperature for several minutes.

Wówczas detale poddaje się płukaniu aktywacyjnemu metodą zanurzeniową w kąpieli, którą stanowił wodny roztwór komponentu AKTIV 7 GAL 900-779 w ilości 25 g/l. Proces prowadzono w czasie 60 sekund i w temperaturze otoczenia.Then, the details are subjected to activation rinsing by immersion in a bath, which was an aqueous solution of the AKTIV 7 GAL 900-779 component in the amount of 25 g/l. The process was carried out for 60 seconds and at ambient temperature.

b) Cynkowanieb) Galvanizing

Cynkowanie elektrolityczne przeprowadza się w sposób zanurzeniowy w elektrolicie wodnym z umiarkowanym mieszaniem zawierającym: 150 g/l wodorotlenku sodu, 13 g/l cynku oraz komponenty organiczne, a mianowicie: Lux Super GAL 301-1001 (nośnik połysku) 16 ml/l, Lux Super GAL 3012002B (dodatek nadający połysk) 2,5 ml/l oraz Lux Super GAL 301-4001 16 ml/l. Proces prowadzono przy gęstości prądu 2,2 A/dm2 w czasie 60 minut. Kąpiel utrzymywano w temperaturze 28°C, pH alkaliczne (powyżej 12).Electrogalvanizing is carried out by immersion in a water electrolyte with moderate stirring containing: 150 g/l sodium hydroxide, 13 g/l zinc and organic components, namely: Lux Super GAL 301-1001 (gloss carrier) 16 ml/l, Lux Super GAL 3012002B (gloss additive) 2.5 ml/l and Lux Super GAL 301-4001 16 ml/l. The process was carried out at a current density of 2.2 A/dm 2 for 60 minutes. The bath was maintained at 28°C, alkaline pH (above 12).

Kolejno detale poddaje się płukaniu odzyskowemu i płukaniu w dwustopniowej kaskadzie, gdzie w przeciwprądzie w czasie kilku minut, płucze się je wodą o temperaturze otoczenia, stosując mieszanie powietrzem.Subsequently, the details are subjected to recovery rinsing and rinsing in a two-stage cascade, where they are rinsed in counter-current for several minutes with water at ambient temperature, using air mixing.

c) Pasywacjac) Passivation

Następnie ocynkowane detale poddaje się procesowi aktywacji powierzchni w kąpieli wodnej, w której skład wchodzi 0,5% wag. stężonego kwasu azotowego z dodatkiem komponentu PasivAktiv plus 900-889 w ilości 0,75% obj. Procedurę przeprowadzano w temperaturze otoczenia w czasie 50 sekund z zastosowaniem mieszania powietrzem. Po czym w celu zabezpieczenia powłoki przed dalszymi reakcjami wyroby poddaje się zanurzeniu w wodnym roztworze pasywacji chromianowej opartej na związkach chromu trójwartościowego. W tym przypadku zastosowano wodny roztwór 10% obj. komponentu Pasivblue GAL 910-010, proces prowadzono w temperaturze otoczenia w czasie 40 sekund, przy pH 2 z umiarkowanym mieszaniem powietrzem.Then the galvanized details are subjected to the process of surface activation in a water bath, which includes 0.5 wt. concentrated nitric acid with the addition of the PasivAktiv plus 900-889 component in the amount of 0.75% by volume. The procedure was carried out at ambient temperature for 50 seconds using air agitation. Then, in order to protect the coating against further reactions, the products are immersed in an aqueous solution of chromate passivation based on trivalent chromium compounds. In this case, an aqueous solution of 10% by volume was used. For the Pasivblue GAL 910-010 component, the process was carried out at ambient temperature for 40 seconds, pH 2 with moderate air agitation.

Po czym detale poddano podwójnemu płukaniu w wodzie DEMI o temperaturze otoczenia w czasie zwykle kilku minut,After that, the details were subjected to a double rinse in DEMI water at ambient temperature for usually a few minutes,

d) Uszczelnianie/lakierowanied) Sealing/painting

Kolejno detale zostały poddane dodatkowemu uszczelnieniu powłoki w lakierze Lak GAL WA 7000-01 o stężeniu 10% obj. w sposób zanurzeniowy w czasie 25 sekund i w temperaturze otoczenia.Subsequently, the details were additionally sealed in Lak GAL WA 7000-01 varnish with a concentration of 10% by volume. by immersion for 25 seconds and at ambient temperature.

Wówczas detale zostały wysuszone w temperaturze 75°C, w czasie 8 min.Then the details were dried at 75°C for 8 minutes.

Zmierzono grubość powłoki cynkowej metodą fluorescencji rentgenowskiej, średnia grubość warstwy cynkowej wyniosła 13-15 μm. Kolejno próbki poddano testowi starzeniowemu w komorze solnej. Przeprowadzono podstawowy test odporności korozyjnej NSS w komorze solnej według normy PN-EN ISO 9227. W efekcie uzyskano następujące wyniki: biała korozja pojawiła się po 120 godzinach, natomiast czerwona po 240 godzinach.The thickness of the zinc coating was measured by X-ray fluorescence, the average thickness of the zinc layer was 13-15 μm. Subsequently, the samples were subjected to an aging test in a salt chamber. A basic NSS corrosion resistance test was carried out in a salt spray chamber according to the PN-EN ISO 9227 standard. As a result, the following results were obtained: white corrosion appeared after 120 hours, and red corrosion after 240 hours.

Przykład IIExample II

Proces przygotowania powierzchni i cynkowania elektrolitycznego wykonano analogicznie jak w przykładzie I. Zmiany dokonano w składzie kąpieli pasywującej, do której dodano 2 ml/l wcześniej przygotowanego roztworu z inhibitorem korozji, który stanowił alkaliczny roztwór 0,2% benzotriazolu w 1% roztworze wodorotlenku potasu. Proces był prowadzony w temperaturze otoczenia, przy pH 2, w czasie 40 sekund. Roztwór mieszano powietrzem z umiarkowanym nasileniem, pozostał klarowny bez widocznego zmętnienia. Kolejno detale poddano podwójnemu płukaniu w wodzie DEMI o temperaturze otoczenia w czasie kilku minut.The process of surface preparation and electrolytic galvanizing was carried out analogically to example 1. Changes were made in the composition of the passivating bath, to which 2 ml/l of a previously prepared solution with a corrosion inhibitor was added, which was an alkaline solution of 0.2% benzotriazole in a 1% solution of potassium hydroxide. The process was carried out at ambient temperature, pH 2, for 40 seconds. The solution was air stirred moderately and remained clear with no visible turbidity. Subsequently, the details were subjected to a double rinse in DEMI water at ambient temperature for several minutes.

Kolejno detale zostały poddane dodatkowemu uszczelnieniu powłoki w lakierze Lak GAL WA 7000-01 o stężeniu 10% obj. w sposób zanurzeniowy w czasie 25 s i w temperaturze otoczenia.Subsequently, the details were additionally sealed in Lak GAL WA 7000-01 varnish with a concentration of 10% by volume. by immersion for 25 s and at ambient temperature.

Wówczas detale zostały wysuszone w temperaturze 75°C, w czasie 8 min.Then the details were dried at 75°C for 8 minutes.

Zmierzono grubość powłoki cynkowej metodą fluorescencji rentgenowskiej, średnia grubość warstwy cynkowej wyniosła 13-15 μm. Kolejno próbki poddano testowi starzeniowemu w komorze solnej. Przeprowadzono podstawowy test odporności korozyjnej NSS w komorze solnej według normy PN-EN ISO 9227. W efekcie uzyskano następujące wyniki: biała korozja pojawiła się po 168 godzinach, natomiast czerwona po 360 godzinach.The thickness of the zinc coating was measured by X-ray fluorescence, the average thickness of the zinc layer was 13-15 μm. Subsequently, the samples were subjected to an aging test in a salt chamber. A basic NSS corrosion resistance test was carried out in a salt spray chamber according to the PN-EN ISO 9227 standard. As a result, the following results were obtained: white corrosion appeared after 168 hours, and red corrosion after 360 hours.

Przykład IIIExample III

Proces przygotowania powierzchni i cynkowania elektrolitycznego wykonano analogicznie jak w przykładzie I, natomiast sposób pasywowania analogicznie jak w przykładzie II, stosując wcześniej przygotowany roztwór 0,1% benzotriazolu w 0,5% roztworze wodorotlenku sodu w ilości 5 ml/l. Uzyskano efekty analogiczne jak w przykładzie II.The process of surface preparation and electrolytic galvanizing was carried out analogically to example 1, while the passivation process was analogous to example 2, using a previously prepared solution of 0.1% benzotriazole in 0.5% sodium hydroxide solution in the amount of 5 ml/l. The effects were analogous to those in example II.

Przykład IVExample IV

Proces przygotowania powierzchni wykonano analogicznie jak w przykładzie I. Zmiany dokonano w składzie kąpieli cynkującej, do której dodano 2 ml/l wcześniej przygotowanego roztworu z inhibitorem korozji, który stanowił roztwór 1% benzotriazolu w 2% roztworze wodorotlenku sodu. Proces prowadzono przy gęstości prądu 2,2 A/dm2 w czasie 60 minut. Kąpiel utrzymywano w temperaturze 28°C, pH alkaliczne (powyżej 12). Kolejno w operacjach: płukanie, rozjaśnianie - aktywacja, pasywacja, płukanie, uszczelnianie i suszenie proces przebiegał analogicznie jak w przykładzie I.The surface preparation process was carried out analogically to example 1. Changes were made to the composition of the galvanizing bath, to which 2 ml/l of a previously prepared solution with a corrosion inhibitor was added, which was a solution of 1% benzotriazole in a 2% sodium hydroxide solution. The process was carried out at a current density of 2.2 A/dm 2 for 60 minutes. The bath was maintained at 28°C, alkaline pH (above 12). In the following operations: rinsing, brightening - activation, passivation, rinsing, sealing and drying, the process was analogous to example 1.

Zmierzono grubość powłoki cynkowej metodą fluorescencji rentgenowskiej, średnia grubość warstwy cynkowej wyniosła 13-15 μm. Kolejno próbki poddano testowi starzeniowemu w komorze solnej. Przeprowadzono podstawowy test odporności korozyjnej NSS w komorze solnej według normy PN-EN ISO 9227. W efekcie uzyskano następujące wyniki: biała korozja pojawiła się po 192 godzinach, natomiast czerwona po 408 godzinach.The thickness of the zinc coating was measured by X-ray fluorescence, the average thickness of the zinc layer was 13-15 μm. Subsequently, the samples were subjected to an aging test in a salt chamber. A basic NSS corrosion resistance test was carried out in a salt spray chamber according to the PN-EN ISO 9227 standard. As a result, the following results were obtained: white corrosion appeared after 192 hours, and red corrosion after 408 hours.

Przykład VExample V

Proces przygotowania powierzchni wykonano analogicznie jak w przykładzie I. Zmiany dokonano w składzie kąpieli cynkującej, do której dodano 5 ml/l wcześniej przygotowanego roztworu z inhibitorem korozji, który stanowił roztwór 0,5% benzotriazolu w 1 % roztworze wodorotlenku potasu. Proces prowadzono przy gęstości prądu 2,2 A/dm2 w czasie 60 minut. Kąpiel utrzymywano w temperaturze 28°C, pH alkaliczne (powyżej 12). Płukanie i rozjaśnianie - aktywację wykonano analogicznie jak w przykładzie nr 1. Kolejno zmiany dokonano w składzie kąpieli pasywującej, do której dodano 2,5 ml/l wcześniej przygotowanego roztworu z inhibitorem korozji, który stanowił roztwór 0,5% benzotriazolu w 1% roztworze wodorotlenku potasu. Proces był prowadzony w temperaturze otoczenia, przy pH 2, w czasie 40 sekund. Roztwór mieszano powietrzem z umiarkowanym nasileniem, pozostał klarowny bez widocznego zmętnienia. Kolejno detale poddano podwójnemu płukaniu w wodzie DEMI o temperaturze otoczenia w czasie kilku minut.The surface preparation process was carried out analogically to example 1. Changes were made in the composition of the galvanizing bath, to which 5 ml/l of a previously prepared solution with a corrosion inhibitor was added, which was a solution of 0.5% benzotriazole in a 1% solution of potassium hydroxide. The process was carried out at a current density of 2.2 A/dm 2 for 60 minutes. The bath was maintained at 28°C, alkaline pH (above 12). Rinsing and brightening - activation was carried out in the same way as in example 1. Subsequent changes were made to the composition of the passivating bath, to which 2.5 ml/l of a previously prepared solution with a corrosion inhibitor was added, which was a solution of 0.5% benzotriazole in a 1% hydroxide solution potassium. The process was carried out at ambient temperature, pH 2, for 40 seconds. The solution was air stirred moderately and remained clear with no visible turbidity. Subsequently, the details were subjected to a double rinse in DEMI water at ambient temperature for several minutes.

Kolejno detale zostały poddane dodatkowemu uszczelnieniu powłoki w lakierze Lak GAL WA 7000-01 o stężeniu 10% obj. w sposób zanurzeniowy w czasie 25 s i w temperaturze otoczenia. Następnie detale zostały wysuszone w temperaturze 75°C, w czasie 8 min.Subsequently, the details were additionally sealed in Lak GAL WA 7000-01 varnish with a concentration of 10% by volume. by immersion for 25 s and at ambient temperature. Then the details were dried at 75°C for 8 minutes.

Zmierzono grubość powłoki cynkowej metodą fluorescencji rentgenowskiej, średnia grubość warstwy cynkowej wyniosła 13-15 μm. Kolejno próbki poddano testowi starzeniowemu w komorze solnej. Przeprowadzono podstawowy test odporności korozyjnej NSS w komorze solnej według normy PN-EN ISO 9227. W efekcie uzyskano następujące wyniki: biała korozja pojawiła się po 240 godzinach, natomiast czerwona po 456 godzinach.The thickness of the zinc coating was measured by X-ray fluorescence, the average thickness of the zinc layer was 13-15 μm. Subsequently, the samples were subjected to an aging test in a salt chamber. A basic NSS corrosion resistance test was carried out in a salt spray chamber according to the PN-EN ISO 9227 standard. As a result, the following results were obtained: white corrosion appeared after 240 hours, and red corrosion after 456 hours.

Claims (1)

1. Sposób elektrochemicznego wytwarzania powłok cynkowych o zwiększonej odporności na korozję polegający na elektrochemicznym, galwanicznym, nałożeniu powłoki cynkowej w bezcyjankowej kąpieli alkalicznej, wytworzeniu warstwy konwersyjnej w roztworze pasywującym oraz uszczelnieniu powłoki cynkowej w kąpieli uszczelniającej, znamienny tym, że do kąpieli cynkującej i/lub do kąpieli pasywującej dodaje się od 1 do 10 ml na litr danej kąpieli, korzystnie 2-5 ml/l, roztworu benzotriazolu o stężeniu 0,1-1%, korzystnie 0,2-0,5%, w roztworze wodorotlenku potasu lub sodu o stężeniu 0,5-2%, korzystnie 1%.1. A method of electrochemical production of zinc coatings with increased corrosion resistance consisting in electrochemical, galvanic application of a zinc coating in a cyanide-free alkaline bath, preparation of a conversion layer in a passivation solution and sealing the zinc coating in a sealing bath, characterized in that the galvanizing bath and/or 1 to 10 ml per liter of a given bath, preferably 2-5 ml/l, of a solution of benzotriazole with a concentration of 0.1-1%, preferably 0.2-0.5%, in a solution of potassium or sodium hydroxide is added to the passivation bath at a concentration of 0.5-2%, preferably 1%.
PL436407A 2020-12-20 2020-12-20 Method of electrochemical production of zinc coatings with increased corrosion resistance PL243022B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL436407A PL243022B1 (en) 2020-12-20 2020-12-20 Method of electrochemical production of zinc coatings with increased corrosion resistance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL436407A PL243022B1 (en) 2020-12-20 2020-12-20 Method of electrochemical production of zinc coatings with increased corrosion resistance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL436407A1 PL436407A1 (en) 2022-06-27
PL243022B1 true PL243022B1 (en) 2023-06-05

Family

ID=82164065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL436407A PL243022B1 (en) 2020-12-20 2020-12-20 Method of electrochemical production of zinc coatings with increased corrosion resistance

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL243022B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL436407A1 (en) 2022-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1451388B1 (en) Post-treatment for metal coated substrates
US6521029B1 (en) Pretreatment for aluminum and aluminum alloys
JP6024053B2 (en) Finishing agent for trivalent chromium conversion coating and finishing method of black trivalent chromium conversion coating
JP5130226B2 (en) Aqueous reaction solution and method for passivating workpieces with zinc or zinc alloy surfaces
KR101412872B1 (en) Replenishing compositions and methods of replenishing pretreatment compositions
KR20190002504A (en) Improved method of treating metal surfaces with nickel-free phosphate
EP1863952A2 (en) Composition and process for preparing protective coatings on metal substrates
US4444601A (en) Metal article passivated by a bath having an organic activator and a film-forming element
CN101717932B (en) Galvanized layer chromium-free passivant and use method thereof
TWI545232B (en) Zinc-iron alloy layer material
CN107574430A (en) A kind of silicate bright blue passivation liquid and preparation method thereof
JP4862445B2 (en) Method for producing electrogalvanized steel sheet
US3843430A (en) Chromate-free bright dip for zinc and cadmium surfaces
US2244526A (en) Process of treating metal surfaces
PL243022B1 (en) Method of electrochemical production of zinc coatings with increased corrosion resistance
CN108546941B (en) Environment-friendly titanium salt color passivation solution
CN112813471B (en) Green electroplating process for door and window hardware
CN108950617A (en) A kind of Zinc-nickel alloy electroplating liquid and its electroplating technology containing tellurium
KR20190061170A (en) Zn-Ni alloy electroplating agent, and Electroplating method using the same
US9435047B2 (en) Process for corrosion protection of iron containing materials
PL243052B1 (en) Method of electrochemical production of nickel coatings
CN108754475A (en) A kind of environment-friendly type blue and white passivation solution and preparation method thereof
JP3819944B2 (en) Method for forming a ceramic film on zinc or zinc alloy
PL244118B1 (en) Method of electrolytic zinc coating of steel products intended for the application of paint coatings, especially polymer ones
FR2906542A1 (en) Bath for electrodeposition of zinc or zinc nickel alloy on a conducting substrate having acid pH and containing zinc chloride, useful to protect parts of iron, cast iron or steel, comprises polyvinylimidazole and zinc in aqueous solution