'
Научный журнал «Вестник науки»

Режим работы с 09:00 по 23:00

zhurnal@vestnik-nauki.com

Информационное письмо

  1. Главная
  2. Архив
  3. Вестник науки №1 (22) том 3
  4. Научная статья № 38

Просмотры  377 просмотров

Нырков Н.П., Шувалов Д.А.

  


БЕСХРОМАТНЫЕ СПОСОБЫ ПАССИВАЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ *

  


Аннотация:
Процесс пассивации существенно снижает коррозионные потери. В гальванотехнике самым распространенным способом пассивирования металлов является хроматирование. Процесс хроматирования обладает существенными недостатками, поэтому поиск растворов бесхроматной пассивации становится очень актуальным в настоящее время   

Ключевые слова:
защита от коррозии, хроматирование, бесхроматная пассивация, оксиднотитановые покрытия   


Пассивностью называется состояние повышенной коррозионной стойкости металла вследствие торможения процесса анодного процесса, т.е. его растворения. Процесс пассивации существенно снижает коррозионные потери, так как повышает коррозионную стойкость металлических покрытий. Пассивное состояние металла могут вызвать сильные окислители (азотная кислота, нитраты и нитриты натрия, бихромат калия, кислород), а также анодная поляризация (т.е. окисление соприкасающейся с электролитом поверхности металла постоянным электрическим током) [1]. В гальванотехнике самым распространенным способом пассивирования металлов таких как цинк, кадмий, алюминий, является хроматирование. Для хроматирования металлы погружают в растворы, содержащие соединения шестивалентного хрома, ионы водорода и анионы-катализаторы (как правило, хлориды, нитраты, сульфаты). Защитные свойства хроматных плёнок характеризуются, в основном, двумя факторами: барьерными свойствами плёнки, состоящей в основном из труднорастворимых соединений Сr(III); и антикоррозионными благодаря присутствию в поверхностном слое плёнки водорастворимых соединений Cr(VI), являющихся хорошими ингибиторами коррозии цинка. При механическом повреждении хроматная плёнка способна к вторичному пассивированию, так как имеющаяся на поверхности влага выщелачивает ионы хромовой кислоты, которые, попадая на оголённые места, вновь пассивируют цинк. Способность хроматных покрытий к «самозалечиванию» при механических нарушениях целостности пленки повышает их защитные характеристики в эксплуатации и спрос на них. Стойкость цинковых или кадмиевых покрытий значительно повышается в тропических условиях после хроматирования, что подтверждают результаты испытаний полученные в камере, имитирующей тропический климат (табл.1). Также как и растворы, формирующиеся покрытия содержат токсичные соединения Cr(VI). Помимо этого хроматные пленки теряют свою защитную способность при нагревании выше 120°С. В настоящее время проблема замены растворов хроматирования цинковых покрытий стала очень актуальной. Одной из альтернатив хроматированию является процесс хромитирования, т.е. создание защитной пленки в растворах содержащих ионы трехвалентного хрома. К недостаткам хромитных пленок следует отнести отсутствие эффекта «самозалечивания», вследствие чего на цинковых покрытиях с хромитной пассивацией гораздо быстрее проявляется «белая» коррозия. Поиск альтернативных хроматированию технологий продолжается уже более 25 лет. Ведутся разработки технологий бесхроматной пассивации на основе соединений молибдена, ванадия, вольфрама, титана, кобальта органических проводимых полимеров и солей редкоземельных металлов. Одной из наиболее перспективных технологий замены процесса хроматирования является формирование защитной плёнки на цинке в растворах на основе соединений циркония и титана [3-5]. Методика эксперимента Для проведения исследований использовались растворы, содержащие в качестве основных компонентов гексафтортитановую кислоту, а также ионы тяжелых металлов, которые, осаждаясь контактно или в виде соединений на поверхности металлической основы, инициируют последующее формирование защитных покрытий. С учетом этого в наших исследованиях в растворы на основе H2TiF6 вводились ионы никеля Ni2+ в виде азотнокислой соли: Ni(NO3)2*6H2O. Гексафтортитановую кислоту и никель азотнокислый растворяли в небольшом количестве дистиллированной воды при перемешивании до тех пор, пока раствор не станет прозрачным, и доводили объем дистиллированной водой. Перед нанесением цинковых покрытий осуществлялась следующая подготовка поверхности: - химическое обезжиривание поверхности; - травление и активация поверхности (погружение образца в 10% раствор серной кислоты). Перед нанесением покрытий из рабочих растворов осуществлялось осветление оцинкованных образцов в 0,5% растворе азотной кислоты. Для получения оксидно-титановых покрытий оцинкованные стальные образцы погружали в рабочий раствор при заданной температуре на 1 мин при постоянном перемешивании. Затем образцы промывались дистиллированной водой и подвергались сушке в сушильном шкафу ШС-80-01 СПУ при температуре 80 ºС. Коррозионные испытания оксидно-титановых покрытий проводились в камере Ascott S450iP. Для получения более достоверных результатов в камере параллельно испытывали по 3-5 образцов. Испытания проводились в течение 384 часов при 100% влажности и температуре 38°C. Экспериментальная часть Растворы пассивации для формирования оксидно-титановых покрытий должны содержат в качестве основного компонента гексафтортитановую кислоту. Дополнительно вводятся ионы тяжелых металлов, например никеля, которые, осаждаясь контактно или в виде соединений на поверхности металлической основы, инициируют последующее формирование защитных покрытий. Проведённые эксперименты позволили определить область концентраций компонентов раствора, в которой удается получать однородные сплошные покрытия: 0,5-3 г/л H2TiF6 и 70-150 мг/л Ni2+. Выявлено, что первые очаги коррозии на оксидно-титановых покрытиях наблюдаются через 384 часа испытаний, а на хроматных через 360 часов испытаний. Исследования показали, что допустимые значения рН растворов находятся в интервале 4,0 – 5,5 ед. До значений рН 4,0 покрытия не формируются, а при рН более 5,5 покрытия становятся неравномерными и несплошными. Таким образом, интервал рН 4,0 – 5,5 является оптимальным.

  


Полная версия статьи PDF

Номер журнала Вестник науки №1 (22) том 3

  


Ссылка для цитирования:

Нырков Н.П., Шувалов Д.А. БЕСХРОМАТНЫЕ СПОСОБЫ ПАССИВАЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ // Вестник науки №1 (22) том 3. С. 170 - 175. 2020 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/2712 (дата обращения: 29.03.2024 г.)


Альтернативная ссылка латинскими символами: vestnik-nauki.com/article/2712



Нашли грубую ошибку (плагиат, фальсифицированные данные или иные нарушения научно-издательской этики) ?
- напишите письмо в редакцию журнала: zhurnal@vestnik-nauki.com


Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2020.    16+




* В выпусках журнала могут упоминаться организации (Meta, Facebook, Instagram) в отношении которых судом принято вступившее в законную силу решение о ликвидации или запрете деятельности по основаниям, предусмотренным Федеральным законом от 25 июля 2002 года № 114-ФЗ 'О противодействии экстремистской деятельности' (далее - Федеральный закон 'О противодействии экстремистской деятельности'), или об организации, включенной в опубликованный единый федеральный список организаций, в том числе иностранных и международных организаций, признанных в соответствии с законодательством Российской Федерации террористическими, без указания на то, что соответствующее общественное объединение или иная организация ликвидированы или их деятельность запрещена.