Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
При взаимодействии цинкового покрытия с хроматирующим раствором протекают химические процессы, приводящие к окислению катионами гидроксония и шестивалентным хромом цинка с образованием на его поверхности пассивной пленки. Она представляет собой сложную смесь, состоящую из основных хроматов хрома Сr(OН)3*Сr(ОН)СrО4, хроматов цинка ZnCrO4:
Реакции (120)—(123) сопровождаются увеличением pH объема раствора вблизи поверхности цинкового покрытия, что приводит к образованию в нем труднорастворимых гидроксидов цинка, трехвалентного хрома и их основных солей, которые заполняют поры в хроматной пленке. Благодаря этому на поверхности цинка образуется плотный барьерный слой, защищающий покрытие от коррозии. Защитные и механические свойства хроматной пленки сильно зависят от содержания в ней воды (оптимально 20 %). При меньшем содержании Н2О пленка становится хрупкой, механически непрочной и поэтому плохо защищает цинк от коррозии. При большом содержании воды (>30 %) хроматная пленка недостаточно твердая, быстро истирается, имеет повышенную химическую проницаемость и поэтому также не защищает цинк от коррозии. На качество хроматной пленки оказывают большое влияние не только состав раствора и режимы хроматирования, но также температура сушки стального изделия с хроматированным цинковым покрытием, которая не должна превышать 60—70 °С.
Большое влияние на качество хроматной пленки оказывают чистота воды и применяемых химикатов. Для составления осветляющих и хроматирующих растворов рекомендуется применять конденсат, дистиллированную или обессоленную в ионообменных фильтрах воду. Общее содержание минеральных веществ не должно превышать 40 мг/л, сульфатов и хлоридов — не более 15 мг/л. Для составления растворов рекомендуется применять химикаты реактивной квалификации.
Качественные хроматные пленки значительно повышают защитные свойства цинковых покрытий. По данным, оцинкованные листы после хроматной обработки выдерживают испытания в 3 %-ном растворе хлористого натрия в течение 8—9 сут, в то время как на нехроматированном металле очаги коррозии появляются после 20—22 ч испытаний. Длительность защитного действия хроматных пленок зависит от их состава, условий эксплуатации. В атмосферных условиях наибольшей защитной способностью обладают радужные, желто-оливковые и коричневые пленки. При отсутствии механических воздействий они предотвращают образование продуктов коррозии на цинке о течение 1—2 и более лет. Покрытие сохраняет хороший декоративный вид. Продолжительность защитного действия бесцветных, светло-голубых и голубых хроматных пленок значительно ниже — от 3 до 6—12 мес.
О защитных свойствах хроматных пленок судят обычно с помощью капельного метода (на оцинкованную поверхность наносят каплю раствора, содержащего 5г/л CuSO4*5Н2О).
Положительным результатом считается, если потемнение поверхности цинка происходит через 1 мин после нанесения капли раствора.
Массу хроматной пленки определяют по убыли массы образца до и после стравливания пленки. Растворение пленки производят погружением на 1 мин в кипящий 20 %-ный раствор хромового ангидрида. Таким же образом снимают недоброкачественные хроматные пленки.
Корректирование растворов хроматирования обычно не производят, а заменяют раствор новым. Признаком необходимости замены является появление на хроматированHOM цинковом покрытии непрочно сцепленного рыхлого налета, который остается на сухой ткани при протирке ею цинкового покрытия.
Следует также упомянуть о бесхроматной обработке, которую применяют в последнее время для обработки оцинкованного проката. Так, на АНГЦ в Кейхине (Япония) проводят бесхроматную обработку оцинкованной полосы с использованием органосиликатных композиционных материалов. После такой обработки оцинкованные образцы выдерживают испытания в камере соляного тумана до 300 ч без образования продуктов коррозии.
Бесхроматную обработку можно также проводить в растворе молибденовой кислоты (Н2МоО4) или ее соли К2МоО4 с концентрацией молибдена 10—200 г/л (pH раствора 1—6). Обработку ведут в течение 2—3 с при температуре 20—80 °С. В раствор могут вводиться добавки органических и минеральных кислот.