CC BY
8
УДК 006.82
Абрашов А.А., Минь Тхань Ч., Невмятуллина Х.А.
ВЫБОР ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА БЕСХРОМАТНЫХ ПОКРЫТИЙ
Абрашов Алексей Александрович, доцент кафедры ИМиЗК, Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, abr-aleksey@yandex.ru, Москва, Россия. 125047, г. Москва, Миусская площадь, д. 9.
Минь Тхань Чунг, магистрант кафедры ИМиЗК, Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, trunghnt321@mail.ru, Москва, Россия.
Невмятуллина Хадия Абдрахмановна, доцент кафедры ИМиЗК, Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, nevmkh@muctr.ru, Москва, Россия. 125047, г. Москва, Миусская площадь, д. 9.
Для повышения коррозионной стойкости цинковых покрытий оцинкованные изделия после обезводороживающей термообработки подвергают химической обработке погружением в пассивирующие растворы, содержащие соединения Cr6+, ионы Н+ и анионы-активаторы. Вместе с тем известно, что соединения шестивалентного хрома весьма токсичны и являются канцерогенами. Настоящая работа посвящена исследованию процессов нанесения защитных конверсионных покрытий, содержащих ионы редкоземельных металлов (La3+, Nd3+, Y3+, Ce3+), а также формированию номенклатуры показателей качества бесхроматных покрытий.
Ключевые слова: защита от коррозии, шестивалентный хром, конверсионные покрытия, бесхроматная пассивация цинка, оценка показателей качества.
SELECTION OF INDICATORS FOR ASSESSING THE QUALITY OF CHROMELESS COATINGS Abrashov O. A., Min Than Ch., Nevmyatullina KhA.
Abrashov Alexey Alexandrovich, Associate Professor of the Department of IMiZK, Russian University of Chemical Technology. DI. Mendeleev, abr-aleksey@yandex.ru, Moscow, Russia. 125047, Moscow, Miusskaya square, 9.
Min Than Chung, Master's Degree Student, Department of IMiZK, Russian Chemical-Technological University named after V.I. DI. Mendeleev, trunghnt321@mail.ru, Moscow, Russia.
Nevmyatullina Khadiya Abdrakhmanovna, Associate Professor of the Department of IMiZK, Russian University of Chemical Technology. DI. Mendeleev, nevmkh@muctr.ru, Moscow, Russia. 125047, Moscow, Miusskaya square, 9.
To increase the corrosion resistance of zinc coatings, galvanized products after dehydrogenation heat treatment are subjected to chemical treatment by immersion in passivating solutions containing Cr6 + compounds, Н + ions and activator anions. At the same time, it is known that hexavalent chromium compounds are highly toxic and carcinogenic. This work is devoted to the study of the processes of deposition ofprotective conversion coatings containing ions of rare-earth metals (La3 +, Nd3 +, Y3 +, Ce3 +), as well as the formation of a nomenclature of quality indicators of chromate-free coatings. Keywords: corrosion protection, hexavalent chromium, conversion coatings, chromate-free zinc passivation, evaluation of quality indicators.
В атмосфере повышенной влажности и переменой температуры цинковые и кадмиевые покрытия довольно быстро подвергаются коррозионному разрушению, покрываясь плёнкой оксидов и солей цинка. Повышение коррозионной стойкости оцинкованных изделий достигается за счет химической обработки в пассивирующих растворах, содержащих соединения Сг6+, ионы Н+ и анионы-активаторы (О", МО3-, 8042-, РО43-, СН3СОО) [1,2]. Образующиеся при этом конверсионные хроматные пленки обладают высокой способностью ингибировать коррозионные процессы на поверхности металлов и способностью к самозалечиванию при механических нарушениях пленки. Простота процесса, низкая стоимость и эффективная защита от коррозии оцинкованных изделий хроматными пленками обеспечили широкое применение хроматирования в промышленности.
Однако, соединения шестивалентного хрома являются канцерогенами, что явилось причиной полного запрета с 2007 года применения процессов на основе шестивалентного хрома в конверсионных покрытиях, применяемых в автомобилестроении [3].
Целью работы было исследование процессов получения защитных конверсионных покрытий из бесхроматных растворов, сравнительная оценка их свойств и формирование номенклатуры показателей качества бесхроматных покрытий.
В работе показана возможность нанесения защитных покрытий, содержащих ионы редкоземельных металлов на оцинкованную поверхность, с целью замены токсичного процесса хроматирования в автомобильной и других отраслях промышленности.
Проведенные эксперименты позволили определить область концентраций компонентов
растворов (2,5 г/л La3+-0,5 г/л №3+; 2,5 г/л La3+- 0,5 г/л У3+; 2,5 г/л La3+ - 0,5 г/л Ce3+ и 10 мл/л Н2О2), в которой удается получить покрытия хорошего качества с высокой защитной способностью, а также оптимальную продолжительность нанесения покрытий (90 секунд) и температуру процесса (30°0).
Проведены следующие виды испытаний полученных покрытий:
- ускоренное определение защитной способности,
- коррозионные испытания соляными каплями,
- коррозионные испытания в камере соляного тумана,
- определение прочности сцепления,
- испытания в условиях высоких температур,
- определение стойкости к истиранию.
На основе анализа результатов исследований предложен перечень показателей свойств покрытий, который можно использовать для определения уровня качества и сравнительной оценки с аналогичными покрытиями из растворов, содержащих токсичные вещества. К ним относятся такие показатели, как время до появления «белой коррозии», время до появления «красной коррозии», класс опасности, самозалечивание, износостойкость, термостойкость, толщина покрытия.
Для управления качеством процесса (сокращения числа дефектных изделий) была построена диаграмма К. Исикавы, которая обеспечивает системный подход для определения наиболее существенных причинно-следственных взаимосвязей между факторами и последствиями в исследуемой проблеме.
По защитной способности и износостойкости исследуемые покрытия сопоставимы с бесцветными хроматными покрытиями и могут являться альтернативой последним.
Было установлено, что разработанные покрытия на основе ионов редкоземельных металлов способны
выдерживать воздействие высоких температур без ухудшения характеристик.
Предлагаемые бесхроматные конверсионные покрытия, согласно приведенным данным, обеспечивают надежную защиту от коррозии металлических изделий. Нормированные значения характеристик хроматных покрытий преставлены в [4]. Для внедрения инновационных бесхроматных пленок в промышленность необходимо разработать
соответствующую нормативно-техническую
документацию, содержащую требования к составу раствора, условиям и параметрам проведения процесса, а также к критериям оценки качества покрытий.
Список литературы
1. Н.С. Григорян, А.А. Абрашов, Н.В. Кулюшина, Т.А. Ваграмян. Защитные металлические и конверсионные покрытия. Лабораторный практикум. -М.: РХТУ им. Менделеева. - 2013. - 150 С.
2. В.В. Окулов. Цинкование. Техника и технология. /Под редакцией проф. В.Н. Кудрявцева. -М.: Глобус. - 2008. - С.252.
3. Технический регламент Евразийского экономического союза «Об ограничении применения /опасных веществ в изделиях электротехники и радиоэлектроники» (ТР ЕАЭС 037/2016). Утвержден Советом Евразийской экономической комиссии 18.10.2016 (№113).
4. ИТС 36-2017. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Обработка поверхностей металлов и пластмасс с использованием электролитических или химических процессов.
