RU2792999C1 - Chemical conversion treatment liquid and chemical conversion treatment method using the liquid - Google Patents
Chemical conversion treatment liquid and chemical conversion treatment method using the liquid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2792999C1 RU2792999C1 RU2022110078A RU2022110078A RU2792999C1 RU 2792999 C1 RU2792999 C1 RU 2792999C1 RU 2022110078 A RU2022110078 A RU 2022110078A RU 2022110078 A RU2022110078 A RU 2022110078A RU 2792999 C1 RU2792999 C1 RU 2792999C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chemical conversion
- conversion treatment
- ions
- liquid
- zinc
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к гальванотехнике, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для нанесения защитно-декоративных покрытий на металлы и сплавы.The invention relates to electroplating, and can be used in various industries for applying protective and decorative coatings on metals and alloys.
Уровень техникиState of the art
Предложен антикоррозионный агент для оцинкованного стального листа, который содержит (А) водный раствор хрома, содержащий органическое вещество, и (В) кислый металл, такой как металлическая соль азотной кислоты или фосфорной кислоты. Весь хром в водном растворе хрома компонента А – трехвалентный хром. Предпочтительно, если органическое вещество в компоненте А содержит по меньшей мере один тип оксикислоты или ее оксид. Металл в кислой соли металла компонента В представляет собой щелочноземельный металл, кобальт, никель, железо, цирконий, титан и т.д. Также предпочтительно, если (С) в качестве дополнительного компонента содержится вододиспергируемый диоксид кремния. Настоящее изобретение также предполагает оцинкованный стальной лист, в котором по меньшей мере одна сторона поверхности оцинкованного стального листа покрыта антикоррозионным средством для листа оцинкованной стали, и антикоррозионное средство высушено с образованием покрытия с сухой массой покрытия от 0,01 до 3 г/м2 (US 2004173289A1 – 2004-09-09).What is provided is an anti-corrosion agent for galvanized steel sheet which contains (A) an organic chromium aqueous solution and (B) an acidic metal such as a metal salt of nitric acid or phosphoric acid. All chromium in an aqueous solution of component A chromium is trivalent chromium. Preferably, the organic matter in component A contains at least one type of hydroxy acid or its oxide. The metal in the metal acid salt of component B is an alkaline earth metal, cobalt, nickel, iron, zirconium, titanium, etc. It is also preferred if (C) contains water-dispersible silica as an additional component. The present invention also contemplates a galvanized steel sheet in which at least one side of the surface of the galvanized steel sheet is coated with an anti-corrosion agent for galvanized steel sheet, and the anti-corrosion agent is dried to form a coating with a dry coating weight of 0.01 to 3 g/m2 (US 2004173289A1 – 2004-09-09).
Причины, по которым нельзя достичь технического результата является недостаточная коррозионная стойкость и наличие коллоидного диоксида кремния, что усложняет процесс пассивации и приводит к быстрому выходу растворов из строя.The reasons why the technical result cannot be achieved are insufficient corrosion resistance and the presence of colloidal silicon dioxide, which complicates the passivation process and leads to a rapid failure of the solutions.
Известен кислотный водный раствор для обработки металлических изделий, отличающийся тем, что он свободен от шестивалентного хрома и содержит водорастворимое соединение трехвалентного хрома, водорастворимое соединение фторида и добавку для улучшения коррозионной стойкости (RU 2248409, опубл. 20.03.2005).An acidic aqueous solution for processing metal products is known, characterized in that it is free from hexavalent chromium and contains a water-soluble compound of trivalent chromium, a water-soluble fluoride compound and an additive to improve corrosion resistance (RU 2248409, publ. 20.03.2005).
Причины, по которым нельзя достичь технического результата является малая цементация конверсионного покрытия.The reasons why the technical result cannot be achieved is the small cementation of the conversion coating.
Известен аналог, взятая за прототип жидкость с трехвалентным хромом для химической конверсионной обработки основы из цинка или цинкового сплава и способ химической конверсионной обработки с ее использованием, не содержащая шестивалентного хрома жидкость с трехвалентным хромом для химической конверсионной обработки поверхностей покрытия цинком или цинковым сплавом, содержащая ионы трехвалентного хрома, ионы циркония, нитрат-ионы, цепочечный коллоидный кремнезем и воду, причем pH жидкости для обработки составляет 2,5-5,0, содержание ионов трехвалентного хрома в жидкости для обработки составляет 2-200 ммоль/л, содержание ионов циркония в жидкости для обработки составляет 1-300 ммоль/л, жидкость для обработки имеет концентрацию цепочечного коллоидного кремнезема в диапазоне 25-600 ммоль/л, жидкость для обработки имеет концентрацию нитрат-ионов в диапазоне 30-400 ммоль/л, молярное отношение ионов трехвалентного хрома к ионам циркония (ионы трехвалентного хрома/ионы циркония) составляет 0,1-4 (RU 2698874, опубл. 30.08.2019).An analog is known, taken as a prototype liquid with trivalent chromium for chemical conversion treatment of zinc or zinc alloy bases and a method for chemical conversion treatment using it, a liquid containing no hexavalent chromium with trivalent chromium for chemical conversion treatment of coating surfaces with zinc or zinc alloy, containing ions trivalent chromium, zirconium ions, nitrate ions, chain colloidal silica and water, wherein the pH of the treatment liquid is 2.5-5.0, the content of trivalent chromium ions in the treatment liquid is 2-200 mmol/l, the content of zirconium ions in treatment fluid is 1-300 mmol/l, treatment fluid has a concentration of chain colloidal silica in the range of 25-600 mmol/l, treatment fluid has a concentration of nitrate ions in the range of 30-400 mmol/l, the molar ratio of trivalent chromium ions to zirconium ions (trivalent chromium ions/zirconium ions) is 0.1-4 (RU 2698874, publ. 08/30/2019).
Причины, по которым нельзя достичь технического результата является высокая цена циркония и присутствие коллоидных нестабильных частиц.The reasons why the technical result cannot be achieved are the high price of zirconium and the presence of colloidal unstable particles.
Общими признаками с прототипом является не содержащая шестивалентного хрома жидкость с трехвалентным хромом для химической конверсионной обработки поверхностей покрытия цинком или цинковым сплавом, содержащая ионы трехвалентного хрома, нитрат-ионы, ионы кобальта, фторид-ионы, одну или более водорастворимых карбоновых кислот или их солей и воду.Common features with the prototype is a hexavalent chromium-free liquid with trivalent chromium for chemical conversion treatment of zinc or zinc alloy coating surfaces, containing trivalent chromium ions, nitrate ions, cobalt ions, fluoride ions, one or more water-soluble carboxylic acids or their salts and water.
Техническая проблема заключается в расширении арсенала жидкости для химической конверсионной обработки поверхностей The technical problem is to expand the arsenal of chemical conversion surface treatment fluid
Технический результат заключается в способе реализации жидкости для химической конверсионной обработки поверхностей, направленного на увеличение коррозионной стойкости образуемого с малой толщиной конверсионного покрытия, а также улучшение утилизации промывочных вод и отработанных растворов.The technical result consists in a method for implementing a liquid for chemical conversion surface treatment, aimed at increasing the corrosion resistance of the conversion coating formed with a small thickness, as well as improving the disposal of wash water and waste solutions.
Технический результат достигается тем, что жидкость для химической конверсионной обработки поверхности, покрытой цинком или цинковым сплавом, содержащая ионы трехвалентного хрома, нитрат-ионы, ионы кобальта, фторид-ионы, одну или более водорастворимых карбоновых кислот или их солей и воду без содержания шестивалентного хромав, дополнительно содержит органические лиганды в объеме 0,8-70 ммоль/л, а молярное отношение ионов трехвалентного хрома к органическим лигандам составляет 2,5-40. В качестве лиганд могут быть выбраны ароматические и алифатические гетероциклические соединения содержащие атом(ы) азота и дополнительно гетероатом. В качестве способа формирования химического конверсионного покрытия с трехвалентным хромом на покрытии из цинка или цинкового сплава с использованием жидкости с трехвалентным хромом для химической конверсионной обработки основы из цинка или цинкового сплава по настоящему изобретению может быть применен любой общеизвестный способ. Например, может использоваться такой способ, как окунание, для приведения основного материала, покрытого цинком или цинковым сплавом, в контакт с жидкостью для химической конверсионной обработки.The technical result is achieved by the fact that the liquid for chemical conversion treatment of a surface coated with zinc or a zinc alloy containing trivalent chromium ions, nitrate ions, cobalt ions, fluoride ions, one or more water-soluble carboxylic acids or their salts and water without the content of hexavalent chromium , additionally contains organic ligands in the amount of 0.8-70 mmol/l, and the molar ratio of trivalent chromium ions to organic ligands is 2.5-40. As a ligand, aromatic and aliphatic heterocyclic compounds containing a nitrogen atom(s) and additionally a heteroatom can be selected. As a method for forming a trivalent chromium chemical conversion coating on a zinc or zinc alloy coating using the trivalent chromium chemical conversion treatment liquid of a zinc or zinc alloy base of the present invention, any conventional method can be applied. For example, a method such as dipping may be used to bring the base material coated with zinc or zinc alloy into contact with the chemical conversion treatment liquid.
(Пример 1)(Example 1)
Жидкость для химической конверсионной обработки приготовили, как описано ниже, и pH этой жидкости доводили до 2,5 с помощью 10% раствора едкого натрия. После этого тестовый образец стали размером 100х70х0,3мм покрытый цинком электрохимически из хлорамонийного электролита цинкования окунали в жидкость для химической конверсионной обработки при 20°C на 30 секунд.A chemical conversion treatment fluid was prepared as described below and the pH of the fluid was adjusted to 2.5 with 10% sodium hydroxide solution. Thereafter, a 100 x 70 x 0.3 mm test piece of steel electrochemically coated with zinc from a chloramonium zincating electrolyte was dipped into a chemical conversion treatment liquid at 20°C for 30 seconds.
20 г нитрат хрома 9 водного или 50 ммоль/л в пересчете на ионы Cr3+ 20 g chromium nitrate 9 aqueous or 50 mmol/l in terms of Cr3+ ions
2 г Аммония бифторида или 70 ммоль/л в пересчёте на F- ионы2 g Ammonium bifluoride or 70 mmol/l in terms of F-ions
5г нитрата кобальта гексагидрата или 17 ммоль/л в пересчёте на ионы Со2+5 g cobalt nitrate hexahydrate or 17 mmol/l in terms of Co2+ ions
Концентрация NO3- ионов составила 184 ммоль/лThe concentration of NO3- ions was 184 mmol/l
0,1г пиперидина в качестве лиганды (1,2 ммоль)0.1g piperidine as ligand (1.2mmol)
Остаток - вода.The rest is water.
Внешний вид полученной детали – серебристый цвет с голубизной. Коррозионная стойкость в камере соляного тумана – 102 часа до белой коррозии (промышленный стандарт для бесцветной пассивации – 24 часа).The appearance of the received part is silvery with blue. Corrosion resistance in a salt spray chamber is 102 hours to white corrosion (industry standard for colorless passivation is 24 hours).
(Пример 2)(Example 2)
Жидкость для химической конверсионной обработки приготовили, как описано ниже, и pH этой жидкости доводили до 1,8 с помощью гидрокарбоната натрия. После этого тестовый образец стали размером 100х70х0,3мм покрытый цинком электрохимически из цинкатного электролита окунали в жидкость для химической конверсионной обработки при 30°C на 40 секунд.A chemical conversion treatment liquid was prepared as described below and the pH of this liquid was adjusted to 1.8 with sodium hydrogen carbonate. Thereafter, a 100 x 70 x 0.3 mm test piece of steel coated with zinc electrochemically from a zincate electrolyte was dipped into a chemical conversion treatment liquid at 30°C for 40 seconds.
25 г/л нитрат хрома 9 водного или 62,5 ммоль/л в пересчете на ионы Cr3+ 25 g/l chromium nitrate 9 aqueous or 62.5 mmol/l in terms of Cr3+ ions
2 г/л Аммония бифторида или 70 ммоль/л в пересчёте на F- ионы2 g/l Ammonium bifluoride or 70 mmol/l in terms of F-ions
3,5 г/л нитрата кобальта гексагидрата или 12 ммоль/л в пересчёте на ионы Со2+3.5 g/l cobalt nitrate hexahydrate or 12 mmol/l in terms of Co2+ ions
Концентрация NO3- ионов составила 211,5 ммоль/лThe concentration of NO3- ions was 211.5 mmol/l
0,87 г/л морфолина в качестве лиганды (10 ммоль/л)0.87 g/l morpholine as ligand (10 mmol/l)
3,1 г/л малоновой кислоты, 30 ммоль/л.3.1 g/l malonic acid, 30 mmol/l.
Остаток - вода.The rest is water.
Внешний вид полученной детали – серебристый цвет с радужным оттенком. Коррозионная стойкость в камере соляного тумана – 127 часа до белой коррозии (промышленный стандарт для радужной пассивации – 48 часа).The appearance of the received part is a silver color with an iridescent tint. Corrosion resistance in a salt spray chamber is 127 hours to white corrosion (industry standard for rainbow passivation is 48 hours).
(Пример 3)(Example 3)
Жидкость для химической конверсионной обработки приготовили, как описано ниже, и pH этой жидкости доводили до 1,8 с помощью гидрокарбоната натрия. После этого тестовый образец стали размером 100Х70Х0,3 покрытый цинком электрохимически из цинкатного электролита окунали в жидкость для химической конверсионнойA chemical conversion treatment liquid was prepared as described below and the pH of this liquid was adjusted to 1.8 with sodium hydrogen carbonate. After that, a test sample of steel with a size of 100X70X0.3 electrochemically coated with zinc from a zincate electrolyte was dipped into a liquid for chemical conversion
обработки при 30°C на 60 секунд.processing at 30°C for 60 seconds.
25 г/л Нитрат хрома 9 водного или 62,5 ммоль/л в пересчете на ионы Cr3+ 25 g/l Chromium nitrate 9 aqueous or 62.5 mmol/l in terms of Cr3+ ions
2 г/л Аммония бифторида или 70 ммоль/л в пересчёте на F- ионы2 g/l Ammonium bifluoride or 70 mmol/l in terms of F-ions
3,5 г/л нитрата кобальта гексагидрата или 12 ммоль/л в пересчёте на ионы Со2+3.5 g/l cobalt nitrate hexahydrate or 12 mmol/l in terms of Co2+ ions
Концентрация NO3- ионов составила 211,5 ммоль/лThe concentration of NO3- ions was 211.5 mmol/l
3 г/л Бензотриазола в качестве лиганды (25 ммоль/л)3 g/l Benzotriazole as ligand (25 mmol/l)
3,1 г/л малоновой кислоты, 30 ммоль/л.3.1 g/l malonic acid, 30 mmol/l.
Остаток - вода.The rest is water.
Внешний вид полученной детали – серебристый цвет с желтизной. Коррозионная стойкость в камере соляного тумана – 271 часа до белой коррозии (промышленный стандарт для радужной пассивации – 72 часа).The appearance of the received part is silvery with yellowness. Corrosion resistance in a salt spray chamber is 271 hours to white corrosion (industry standard for rainbow passivation is 72 hours).
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2792999C1 true RU2792999C1 (en) | 2023-03-28 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040173289A1 (en) * | 2001-01-31 | 2004-09-09 | Yasuhiro Kinoshita | Rustproofing agent for zinc plated steel sheet |
| RU2248409C1 (en) * | 2002-06-27 | 2005-03-20 | Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн | Solution for metal article treatment, method for production of corrosion-resistant chromium(iii)-based coating on metal substrate and article containing coated metal substrate (variants) |
| EP1816234A1 (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-08 | Atotech Deutschland Gmbh | Aqueous passivating coating composition for zinc or zinc alloys and method for using same as well as the use of a compound selected from the group comprising nicotinic acid, its salts and derivates |
| EP1970470B1 (en) * | 2007-03-05 | 2011-05-11 | ATOTECH Deutschland GmbH | Chrome(VI)-free black passivates for surfaces containing zinc |
| RU2676364C1 (en) * | 2014-12-26 | 2018-12-28 | Дипсол Кемикалз Ко., Лтд. | Chemical conversion liquid on basis of trivalent chrome for zinc substrates, or zinc alloy, and also chemical conversion coating film |
| RU2698874C1 (en) * | 2017-09-14 | 2019-08-30 | Дипсол Кемикалз Ко., Лтд. | Liquid with trivalent chromium for chemical conversion treatment of a base from zinc or zinc alloy and a chemical conversion treatment method using |
| DE102009042861B4 (en) * | 2009-09-24 | 2020-08-20 | AnJo Oberflächentechnik GmbH | Composition, application solution and process for passivation of zinc and its alloys |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040173289A1 (en) * | 2001-01-31 | 2004-09-09 | Yasuhiro Kinoshita | Rustproofing agent for zinc plated steel sheet |
| RU2248409C1 (en) * | 2002-06-27 | 2005-03-20 | Юнайтид Текнолоджиз Копэрейшн | Solution for metal article treatment, method for production of corrosion-resistant chromium(iii)-based coating on metal substrate and article containing coated metal substrate (variants) |
| EP1816234A1 (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-08 | Atotech Deutschland Gmbh | Aqueous passivating coating composition for zinc or zinc alloys and method for using same as well as the use of a compound selected from the group comprising nicotinic acid, its salts and derivates |
| EP1970470B1 (en) * | 2007-03-05 | 2011-05-11 | ATOTECH Deutschland GmbH | Chrome(VI)-free black passivates for surfaces containing zinc |
| DE102009042861B4 (en) * | 2009-09-24 | 2020-08-20 | AnJo Oberflächentechnik GmbH | Composition, application solution and process for passivation of zinc and its alloys |
| RU2676364C1 (en) * | 2014-12-26 | 2018-12-28 | Дипсол Кемикалз Ко., Лтд. | Chemical conversion liquid on basis of trivalent chrome for zinc substrates, or zinc alloy, and also chemical conversion coating film |
| RU2698874C1 (en) * | 2017-09-14 | 2019-08-30 | Дипсол Кемикалз Ко., Лтд. | Liquid with trivalent chromium for chemical conversion treatment of a base from zinc or zinc alloy and a chemical conversion treatment method using |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5374347A (en) | Trivalent chromium solutions for sealing anodized aluminum | |
| JP3523383B2 (en) | Liquid rust preventive film composition and method of forming rust preventive film | |
| JP5130226B2 (en) | Aqueous reaction solution and method for passivating workpieces with zinc or zinc alloy surfaces | |
| US5304257A (en) | Trivalent chromium conversion coatings for aluminum | |
| JP5007469B2 (en) | Green trivalent chromium conversion coating | |
| US5368655A (en) | Process for chromating surfaces of zinc, cadmium and alloys thereof | |
| JPS6352114B2 (en) | ||
| KR20080042175A (en) | Treatment solution for forming black hxavalent chromium-free chemical conversion coating film on zinc or zinc alloy | |
| US20110070429A1 (en) | Corrosion-resistant coating for active metals | |
| EP0038122A1 (en) | Forming corrosion-resistant coatings upon the surfaces of metals, especially zinc | |
| RU2698874C1 (en) | Liquid with trivalent chromium for chemical conversion treatment of a base from zinc or zinc alloy and a chemical conversion treatment method using | |
| US3222226A (en) | Method of and solution for improving conversion coated metallic surfaces | |
| US4600447A (en) | After-passivation of phosphated metal surfaces | |
| US4963198A (en) | Composition and process for treating metal surfaces | |
| AU730256B2 (en) | Alkaline strip passivation | |
| JP5549837B2 (en) | Rust treatment solution for rust prevention of chromium plating film and rust prevention treatment method | |
| EP0639656A2 (en) | Passivation method and composition | |
| US7625439B1 (en) | Bath composition for converting surface of ferrous metal to mixed oxides and organometallic compounds of aluminum and iron | |
| RU2792999C1 (en) | Chemical conversion treatment liquid and chemical conversion treatment method using the liquid | |
| US4126490A (en) | Composition for forming chromate coating | |
| GB1590597A (en) | Treating a1 or a1 alloy surfaces | |
| JP2001279462A (en) | Surface treating agent and surface treating method for zinc or zinc alloy | |
| US2502476A (en) | Producing transparent protective films on zinc or cadmium | |
| JPS6256579A (en) | Acidic aqueous solution and method for passivating surface of zinc or zinc/aluminum alloy | |
| JP4384471B2 (en) | Method of forming hexavalent chromium-free corrosion-resistant film on zinc-nickel alloy plating |