Химически пассивированное изделие из магния или его сплавов
Номер патента: 4143
Опубликовано: 26.02.2004
Авторы: Колер Марко, Банерье Дора, Курце Петер, Крюгер Ульрике
Формула / Реферат
1. Изделие из магния или его сплавов, поверхность которого полностью или частично покрыта конверсионным покрытием, отличающееся тем, что конверсионное покрытие содержит MgO, Mn2O3 и MnO2, а также по меньшей мере один оксид металла, выбранного из группы, включающей ванадий, молибден и вольфрам.
2. Изделие по п.1, отличающееся тем, что конверсионное покрытие получено пассивированием изделия в водном пассивирующем электролите, при этом такой водный пассивирующий электролит содержит перманганат калия и по меньшей мере одну соль щелочного металла или аммония с анионом, выбранным из группы, включающей ванадат, молибдат и вольфрамат.
3. Изделие по п.1 или 2, отличающееся тем, что на конверсионное покрытие дополнительно нанесен полимерный слой, полученный полимеризацией и/или сшиванием по меньшей мере одного алкоксисиланового соединения в растворенном виде.
4. Изделие по п.3, отличающееся тем, что алкоксисилановое соединение соответствует формуле
R1aR2bSiX(4-a-b),
в которой X означает алкокси-, арилокси- или ацилоксигруппу, содержащую от 1 до 12 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 4 атомов углерода, и выбранную прежде всего из ряда, включающего метокси-, этокси-, н-пропокси-, изопропокси-, бутокси-, фенокси-, ацетокси- и пропионилоксигруппу,
R1 и R2 имеют одинаковые или различные значения и выбраны из группы, включающей
амино-, моноалкиламино- или диалкиламиногруппу,
алкильные группы, прежде всего алкильные группы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода, предпочтительно метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, втор-бутил, трет-бутил, пентил, гексил или циклогексил,
алкенильные группы, прежде всего алкенильные группы, содержащие от 2 до 6 атомов углерода, предпочтительно винил, 1-пропенил, 2-пропенил или бутенил,
алкинильные группы, прежде всего алкинильные группы, содержащие от 2 до 6 атомов углерода, предпочтительно ацетиленил или пропаргил,
арильные группы, прежде всего арильные группы, содержащие от 6 до 10 атомов углерода, предпочтительно фенил или нафтенил,
эпоксигруппы, прежде всего эпоксигруппы, содержащие от 3 до 16 атомов углерода, предпочтительно глицидил, простой глицидиловый эфир, сложный глицидиловый эфир или глицидилоксиалкил, или
описанную выше группу X, и
a и b являются одинаковыми или различными и означают 0, 1, 2 или 3, при этом сумма a и b не превышает 3.
5. Изделие по п.4, отличающееся тем, что алкоксисилановое соединение представляет собой тетраалкоксисилан, эпоксиалкоксисилан или аминоалкоксисилан.
6. Изделие по п.5, отличающееся тем, что алкоксисилановое соединение выбрано из группы, включающей тетраэтоксисилан, 3-глицидилоксипропилтриметоксисилан, 3-аминопропилтриметоксисилан и 3-(аминоэтиламин)пропилтриметоксисилан.
7. Изделие по любому из пп.3-6, отличающееся тем, что раствор по меньшей мере одного алкоксисиланового соединения дополнительно содержит способное к образованию титанового комплекса соединение.
8. Изделие по п.7, отличающееся тем, что способное к образованию титанового комплекса соединение представляет собой алкоксититановое соединение, эфир титановой кислоты или хелатное соединение титана и прежде всего соответствует формуле Ti(OR)4, в которой R представляет собой алкил с числом атомов углерода от 1 до 6, предпочтительно выбранный из группы, включающей метил, этил, н-пропил, изопропил и бутил.
9. Изделие по п.8, отличающееся тем, что способное к образованию титанового комплекса соединение представляет собой тетраэтоксититанат Ti(OC2H5)4.
10. Изделие по любому из пп.3-9, отличающееся тем, что раствор по меньшей мере одного алкоксисиланового соединения дополнительно содержит по меньшей мере один растворимый в полярном растворителе краситель, прежде всего металлокомплексный краситель.
11. Способ получения конверсионного покрытия на изделии из магния или его сплавов, отличающийся тем, что изделие подвергают пассивированию в водном пассивирующем электролите, при этом такой водный пассивирующий электролит содержит перманганат калия и по меньшей мере одну соль щелочного металла или аммония с анионом, выбранным из группы, включающей ванадат, молибдат и вольфрамат.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что пассивирование осуществляют в водном пассивирующем электролите с pH в пределах от 7,0 до 8,0.
13. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что пассивирование осуществляют при температуре водного пассивирующего электролита в пределах от 15 до 50шC, прежде всего от 20 до 30шC.
14. Способ по любому из пп.11-13, отличающийся тем, что продолжительность пассивирования составляет от 2 до 10 мин.
15. Способ по любому из пп.11-14, отличающийся тем, что концентрация перманганата калия в водном пассивирующем электролите составляет от 1 до 10 г/л.
16. Способ по любому из пп.11-15, отличающийся тем, что концентрация соли щелочного металла или соли аммония с ионами, выбранными из группы, включающей ванадат, молибдат и вольфрамат, в водном пассивирующем электролите составляет от 1 до 10 г/л.
17. Способ по любому из пп.11-16, отличающийся тем, что на конверсионное покрытие наносят лак или краску.
18. Применение изделия по любому из пп.1-10 с конверсионным покрытием, полученным на этом изделии способом по пп.11-17, в автомобильной промышленности, электротехнической и электронной промышленности, машиностроении, авиационной и космической технике.
Текст
1 Настоящее изобретение относится к изделию из магния или его сплавов, которое имеет полученное путем пассивирования поверхности конверсионное покрытие, а также к способу изготовления такого изделия и его применению. Магний и его сплавы относятся к наиболее легким, но вместе с тем и к наиболее химически активным среди неблагородных металлов конструкционным материалам (стандартный потенциал Mg равен -2,34 В) и поэтому проявляют исключительно высокую склонность к коррозии. С целью воспрепятствовать проявлению этого отрицательного свойства изделия из магния и его сплавов обрабатывают в водных пассивирующих электролитах. В результате протекающего при этом окислительно-восстановительного процесса (без внешнего источника тока) образуется конверсионное покрытие, состоящее из оксидов магнийсодержащего материала и оксидных продуктов реакции, образующихся из компонентов водного пассивирующего электролита. Выше и в последующем описании под понятием "конверсионное покрытие" подразумевается покрытие, которое образуется не в результате его нанесения на поверхность, а в результате химического взаимодействия (конверсии) металлической поверхности с различными компонентами водного пассивирующего электролита [см. Н. Simon, M. Thoma, "AngewandteOberflachentechnik fr metallische Werkstoffe",изд-во Carl Hanser, Mnchen, 1985, стр. 4]. Так, например, известно, что для защиты изделий из магния или его сплавов их подвергают хроматированию. При этом соответствующая методика описана, в частности, в спецификациях MIL M3171, тип I - тип III. При этом для пассивирования применяют хромовую кислоту или ее соли. Из литературы известно также применение в этих целях дихромата натрия в сочетании с перманганатом калия (Dow(VI) водного пассивирующего электролита является простым в осуществлении процессом. Однако эта технология обладает и существенным недостатком, состоящим в том, что хроматсодержащие вещества, которые присутствуют и в образовавшихся конверсионных покрытиях,являются канцерогенами. Кроме того, утилизация хроматированных изделий из магния или его сплавов связана со значительными проблемами, поскольку переработка подобных изделий с целью их повторного использования до так называемых "высокочистых" материалов требует высоких затрат из-за высокого содержания в них тяжелых металлов. С учетом экологических требований и требований техники безопасности в сфере производства и переработки пассивированных изделий из магния или его сплавов наблюдается тенденция к замене обычно применяемых для 2 хроматирования материалов на не содержащие хроматов водные пассивирующие электролиты. В качестве примера не содержащих хроматов водных пассивирующих электролитов,предназначенных для пассивирования изделий из магния или его сплавов, можно назвать выпускаемые фирмой Dow Chemical водные пассивирующие электролиты на основе станната. Однако, как было установлено, антикоррозионные свойства полученного при этом конверсионного покрытия хуже, чем у хроматированных магнийсодержащих материалов. Из патента US 5743971 известен способ получения защищающих от коррозии покрытий на таких металлах, как Zn, Ni, Ag, Fe, Cd, Al, Mg и их сплавы. При этом такие металлы погружают в раствор, содержащий окислитель, силикат и по меньшей мере один катион, выбранный из группы, включающей Ti, Zr, Се, Sr, V, W и Мо. Значение рН этого раствора составляет, в частности, от 1,5 до 3,0. Окислитель выбирают исключительно из группы пероксидных соединений. При этом об использовании перманганата калия в качестве окислителя в указанном патенте не говорится. В указанном патенте ничего не говорится и о том, каких фактических улучшений позволяет достичь описанный в этой публикации способ в отношении магния или его сплавов по сравнению с обычными методами хроматирования. Кроме того, известны также технологии фосфатирования изделий из магния или его сплавов (см. Dow Chemical Treatment18). Фосфатирование с одновременным применением перманганата калия описано в статье D.Conversion Coating for Magnesium", Metal Finishing, октябрь 1995 г., стр. 34-38. Однако и в этом случае антикоррозионная защита, обеспечиваемая за счет применения подобных водных пассивирующих электролитов, также оказывается значительно хуже по сравнению с хроматированным покрытием. Другая возможная технология химического пассивирования была предложена японским Технологическим институтом CHIBA (CHIBAInstitute, of Technology, материалы Международного конгресса INTERFINISHING 96, Бирмингем, Великобритания, 10-12 сентября 1996 г., стр. 425-432), при этом в водном пассивирующем электролите предлагалось использовать раствор перманганата калия индивидуально либо в сочетании с небольшими количествами кислот (HNO3, H2SO4, HF). Температура водного пассивирующего электролита, необходимая для химического пассивирования, составляет от 40 до 84 С. Хотя получаемое таким путем конверсионное покрытие и характеризуется высоким защитным действием, тем не менее водный пассивирующий электролит не обладает достаточной для промышленного применения этой технологии стабильностью. Так, в частности, 3 через непродолжительный период времени в таком водном пассивирующем электролите выпадает в осадок пиролюзит (МnO2), что делает подобный электролит не пригодным для последующего пассивирования магнийсодержащих материалов. Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача предложить химически пассивированное изделие из магния или его сплавов, конверсионное покрытие которого можно было бы получать электролитическим методом без подачи тока от внешнего источника и которое было бы простым в изготовлении в том числе и в промышленном масштабе. При этом антикоррозионные свойства такого конверсионного покрытия должны быть не хуже антикоррозионных свойств известных хроматированных изделий из магния или его сплавов. Указанная задача решается с помощью изделия из магния или его сплавов, поверхность которого полностью или частично покрыта конверсионным покрытием, отличающегося тем,что конверсионное покрытие содержит MgO,Мn2 О 3 и МnО 2, а также по меньшей мере один оксид металла, выбранного из группы, включающей ванадий, молибден и вольфрам. Предлагаемое в изобретении конверсионное покрытие можно получать путем пассивирования изделия в водном пассивирующем электролите, при этом такой водный пассивирующий электролит содержит перманганат калия и по меньшей мере одну соль щелочного металла или аммония с анионом, выбранным из группы, включающей ванадат, молибдат и вольфрамат. Положенная в основу настоящего изобретения задача равным образом решается с помощью способа получения конверсионного покрытия на изделии из магния или его сплавов,отличающегося тем, что изделие подвергают пассивированию с помощью водного пассивирующего электролита, при этом водный пассивирующий электролит содержит перманганат калия и по меньшей мере одну соль щелочного металла или аммония с анионом, выбранным из группы, включающей ванадат, молибдат и вольфрамат. Предлагаемое в изобретении конверсионное покрытие имеет отливающую перламутром окраску от золотисто-коричневого до бурого и содержит MgO, Мn2O3, МnО 2 и по меньшей мере один оксид металла, выбранного из группы,включающей ванадий, молибден и вольфрам. Как показали проведенные исследования, антикоррозионное действие этого конверсионного покрытия не хуже антикоррозионного действия обычного хроматного слоя. С учетом прежде всего того факта, что каждый из применяемых согласно изобретению анионов индивидуально обладает по сравнению с хроматными ионами более низким окислительным потенциалом, чем хроматные ионы, 004143 4 очевидно, что лишь за счет использования перманганатных ионов в сочетании с соответствующими ванадатными, молибдатными и/или вольфраматными ионами достигается синергетический эффект, который приводит к образованию замедляющего коррозию конверсионного покрытия на изделиях из магния или его сплавов. Подобный синергетический эффект имеет особое значение, поскольку известные из уровня техники водные пассивирующие электролиты, содержащие перманганат калия, позволяют достичь такого окислительного потенциала раствора электролита лишь за счет понижения значения рН и/или повышения температуры. Подобный синергетический эффект обусловлен предположительно образованием исключительно сильных так называемых гетерополикислот в виде их растворимых солей щелочных металлов или солей аммония. Особое преимущество предлагаемого в изобретении способа заключается в том, что водный пассивирующий электролит и после его продолжительного использования все еще остается стабильным, и в нем не наблюдается выпадения в осадок пиролюзита в таком количестве,которое могло бы сделать такой водный пассивирующий электролит непригодным для пассивирования изделий из магния или его сплавов. Поэтому предлагаемый в изобретении способ позволяет после длительного использования водного пассивирующего электролита просто добавлять в него соответствующие реагенты для восполнения их израсходованных количеств, не заменяя при этом сам водный пассивирующий электролит. Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления изобретения на конверсионное покрытие дополнительно наносят полимерный слой, который получают за счет полимеризации и/или сшивания по меньшей мере одного алкоксисиланового соединения в растворенном виде. В результате удается существенно повысить механические и химические свойства конверсионного покрытия (например коррозионную стойкость или износостойкость). Предлагаемое в изобретении конверсионное покрытие выполняет в этом случае функцию адгезионной грунтовки. Так, в частности, размер пор конверсионного покрытия, получаемого предлагаемым в изобретении способом, составляет от 200 до 1000 нм. За счет соответствующего выбора алкоксисиланового соединения в качестве полимеризующегося и/или сшиваемого соединения обеспечивается соединение присутствующего на конверсионном покрытии полимерного слоя с поверхностью этого конверсионного покрытия, во-первых, в результате хемосорбции за счет образования Si-O-связей, а во-вторых, в результате хемосорбции внутри пор. Благодаря проникновению алкоксисиланового соединения в поры конверсионного покрытия увеличивается площадь контакта полимерного слоя с конвер 5 сионным покрытием и тем самым хемосорбции между ними. Для образования полимерного слоя может использоваться любой из известных специалистам в данной области методов полимеризации(например воздушная сушка, нагрев или УФоблучение). Количество алкоксисиланового соединения в наносимом на конверсионное покрытие растворе может варьироваться в широких пределах. В общем случае содержание алкоксисиланового соединения в этом растворе составляет от 5 до 45 мас.%, прежде всего от 10 до 30 мас.%. В зависимости от требуемой вязкости раствор может дополнительно содержать полярный растворитель, который следует выбирать с таким расчетом, чтобы он не вступал во взаимодействие с алкоксисилановым соединением (например этанол). Согласно одному из предпочтительных вариантов алкоксисилановое соединение соответствует общей формулеR1aR2bSiX(4-a-b),в которой Х означает алкокси-, арилокси- или ацилоксигруппу, содержащую от 1 до 12 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 4 атомов углерода, и выбранную прежде всего из ряда,включающего метокси-, этокси-, н-пропокси-,изопропокси-, бутокси-, фенокси-, ацетокси- и пропионилоксигруппу,R1 и R2 имеют одинаковые или различные значения и выбраны из группы, включающей- амино-, моноалкиламино- или диалкиламиногруппу,- алкильные группы, прежде всего алкильные группы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода, предпочтительно метил, этил, н-пропил,изопропил, н-бутил, втор-бутил, трет-бутил,пентил, гексил или циклогексил,- алкенильные группы, прежде всего алкенильные группы, содержащие от 2 до 6 атомов углерода, предпочтительно винил, 1-пропенил,2-пропенил или бутенил,- алкинильные группы, прежде всего алкинильные группы, содержащие от 2 до 6 атомов углерода, предпочтительно ацетиленил или пропаргил,- арильные группы, прежде всего арильные группы, содержащие от 6 до 10 атомов углерода, предпочтительно фенил или нафтенил,- эпоксигруппы, прежде всего эпоксигруппы, содержащие от 3 до 16 атомов углерода,предпочтительно глицидил, простой глицидиловый эфир, сложный глицидиловый эфир или глицидилоксиалкил, или- описанную выше группу X, и а и b являются одинаковыми или различными и означают 0, 1, 2 или 3, при этом- сумма а и b не превышает 3. В качестве соответствующего алкоксисиланового соединения можно использовать тет 004143 6 раалкоксисилан, эпоксиалкоксисилан или аминоалкоксисилан. Высокие результаты были получены с использованием в качестве алкоксисиланового соединения тетраэтоксисилана, 3 глицидилоксипропилтриметоксисилана, 3-аминопропилтриметоксисилана и 3-(аминоэтиламин)пропилтриметоксисилана. С целью дополнительно повысить адгезию между конверсионным покрытием и полимерным слоем в раствор, наносимый на конверсионное покрытие, целесообразно добавлять соединение, способное к образованию титанового комплекса. Понятие "соединение, способное к образованию титанового комплекса", относится к соединениям, которые образуют с алкоксисилановым соединением и конверсионным покрытием в результате комплексообразования связанные мостиками системы TiO2-SiO2. Кроме того, в результате взаимодействия алкоксисиланового соединения с соединением титана образуется слой сшитого полимера. Наиболее пригодным для применения в вышеуказанных целях соединением является алкоксититановое соединение, эфир титановой кислоты или хелатное соединение титана, прежде всего соединение формулы Ti(OR)4, в которой R представляет собой алкил с числом атомов углерода от 1 до 6, предпочтительно выбранный из группы,включающей метил, этил, н-пропил, изопропил и бутил. Наиболее высокие результаты были получены при этом при использовании тетраэтоксититаната Тi(ОС 2 Н 5)4. Молярное соотношение между алкоксисилановым и титановым соединениями не имеет существенного значения и в целом составляет от 1 до 20. Растворы, которые содержат как алкоксисилановое соединение, так и соединение, способное к образованию титанового комплекса,описаны, например, в заявке DE 4138218 А 1 и поставляются на рынок различными фирмамиDorken). При необходимости полимерному слою можно также придать определенный цвет. В этом случае в раствор полимеризующегося и/или сшиваемого соединения дополнительно добавляют по меньшей мере один растворимый в полярном растворителе краситель, прежде всего металлокомплексный краситель. Такие металлокомплексные красители поставляются на рынок, например, под товарными знакамиNeozapon фирмой BASF, Orasol фирмой CibaGeigy, Savinyl фирмой Sandoz или Lampronol фирмой ICI. Благодаря хорошей растворимости красителя в полярном растворителе образуется гомогенный раствор и в результате гомогенная структура полимерного слоя. Таким образом,краситель не скапливается на локальных участках полимерного слоя, которые могли бы служить своего рода "местами ожидаемого или запрограммированного разрушения" между конверсионным покрытием и полимерным слоем. 7 При осуществлении предлагаемого в изобретении способа получения конверсионного покрытия пассивирование предпочтительно проводить в водных пассивирующих электролитах с рН в пределах от 7,0 до 8,0. В результате создается возможность отказаться от добавления кислот. Иными словами, для повышения окислительного потенциала перманганатных анионов нет необходимости понижать значение рН за счет добавления кислот. Помимо этого, предлагаемый в изобретении способ впервые позволяет достигать достаточной степени пассивирования при температуре водного пассивирующего электролита в интервале от 15 до 50 С, прежде всего от 20 до 30 С. В этом случае продолжительность пассивирования обычно составляет от 2 до 10 мин. Концентрация перманганата калия в водном пассивирующем электролите предлагаемого в изобретении состава предпочтительно составляет от 1 до 10 г/л, а концентрация соли щелочного металла и/или аммония с ионами ванадата, молибдата и/или вольфрамата предпочтительно составляет от 1 до 10 г/л. При этом,в частности, верхний предел концентрации ванадата, молибдата и/или вольфрамата не имеет существенного значения. Таким образом, предлагаемый в изобретении способ можно осуществлять и с использованием электролита, который представляет собой насыщенный раствор этих солей и даже содержит подобные компоненты в нерастворенном виде. Синергетический эффект между перманганатными ионами и ванадатными, молибдатными и/или вольфраматными ионами проявляется наиболее ярко при сопоставлении с изделиями из магния, подвергаемыми пассивированию лишь в водном растворе перманганата калия с концентрацией от 1 до 10 г/л при одинаковых рабочих параметрах. Связано это с тем, что при указанных условиях невозможно получить конверсионное покрытие, которое обладал бы достаточно высоким антикоррозионным действием. Изделия, пассивируемые предлагаемым в изобретении способом, представляют собой,например, детали для автомобильной промышленности, электротехнической и электронной промышленности, машиностроения, авиационной и космической техники, а также детали спортивного инвентаря. При этом прежде всего следует назвать детали двигателей и картеров коробок передач, щитков приборов, дверей и их отдельные части, картеры рулевых механизмов,ступицы колес со спицами для мотоциклов,корпуса дроссельных заслонок, зажимные приспособления для фрез, роторы или корпуса вытеснителей, плунжеров и поршней для компрессоров, колодки для термосварки, используемые в упаковочных машинах, детали колодок штекерных разъемов и электрических соединителей, подставки, стойки и держатели для ламп,корпуса ламп, корпуса несущих винтов для вер 004143 8 толетов, корпуса электрических приборов и детали спортивных луков. К числу наиболее широко применяемых сплавов магния относятся все обычно используемые сплавы для литья под давлением, литейные сплавы и деформируемые сплавы. В качестве примера при этом можно назвать прежде всего сплавы марок AZ91, AZ81, AZ61, АМ 60,АМ 50, АМ 20, AS41, AS21, АЕ 42, QE22, ZE41,ZK61, а также AZ31, AZ60, ZK30, ZK60, WE43 и WE54 (обозначения в соответствии со стандартом ASTM). Изделия из магния или его сплавов перед их химическим пассивированием предлагаемым в изобретении способом сначала можно подвергать предварительной обработке, заключающейся в травлении по известной технологии минеральными кислотами, такими как фосфорная кислота, плавиковая кислота, азотная кислота и т.п. Кроме того, конверсионное покрытие вне зависимости от наличия или отсутствия на нем дополнительного полимерного слоя можно также покрывать лаком или краской. В качестве примера пригодных для этой цели лаков можно назвать все имеющиеся в продаже типы лаков на порошковой или эпоксидной основе, а также лаки, наносимые электрофоретическим осаждением. Предпочтительно использовать порошковые лакокрасочные покрытия на основе высокомолекулярных эпоксидных смол типа бисфенола А, необязательно в сочетании с содержащим карбоксильные группы сложным полиэфиром, например порошковые лаки, поставляемые под наименованием Delta-S-NT фирмой Drken,Хердэкке. Ниже изобретение проиллюстрировано на примерах. Сравнительный пример 1. 12 пластин размером 50 х 100 х 2 мм, выполненных из магниевого сплава марки AZ91 HP, подвергали хроматированию согласно спецификации MIL M3171,тип I. По три пассивированных таким путем пластины в исходном состоянии (без изолирующего покрытия), а также со специальными лаковыми покрытиями подвергали коррозионному испытанию в солевом тумане согласно стандарту DIN 50021-SS. В качестве материала для изолирующего покрытия использовали комбинацию силанов (продукт DELTACOLL 80 фирмы Drken) и/или порошковый лак на основе эпоксидной смолы и сложного полиэфира(продукт Delta-S-NT фирмы Drken) в соответствии с указанными в табл. I условиями. Результаты испытания в солевом тумане также приведены в табл. I. Пример 1. 12 пластин размером 50 х 100 х 2 мм, выполненных из магниевого сплава маркиAZ91HP, в течение 30 с подвергали травлению в 75%-ной Н 3 РО 4. Затем пластины промывали деионизированной водой и подвергали нейтрализации при комнатной температуре в течение 30 с в 10%-ном NaOH, после чего пластины еще раз промывали деионизированной водой. Далее пластины во влажном состоянии погружали при комнатной температуре на 5 мин в водный пассивирующий электролит, состоящий из водного раствора 3 г/л KМnO4 и 1 г/л NH4VO3. После извлечения пластин из пассивирующей ванны конверсионное покрытие бурого цвета промывали деионизированной водой и после этого сушили в течение 30 мин при 110 С. По три пассивированных таким путем пластины в исходном состоянии (без изолирующего покрытия), а также со специальными лаковыми покрытиями подвергали коррозионному испытанию в солевом тумане согласно стандарту DIN 50021-SS. В качестве материала для изолирующего покрытия применяли комбинацию силанов(продукт DELTACOLL 80 фирмы Dorken) и/или порошковый лак на основе эпоксидной смолы и сложного полиэфира (Delta-S-NT фирмыDrken) в соответствии с указанными в табл. I условиями. Результаты испытания в солевом тумане также приведены в табл. I. Таблица I Сравнитель- Пример 1, ч ный пример 1, ч Пассивирование без изолирующего покрытия Пассивирование + комбинация силанов (DELTACOLL 80) Пассивирование + порошковый лак на основе эпоксидной смолы и сложного полиэфира(Delta-S-NT) с размером частиц от 80 до 100 мкм Пассивирование + комбинация силанов (DELTACOLL 80) + порошковый лак на основе эпоксидной смолы и сложного полиэфира (Delta-S-NT) с размером частиц от 80 до 100 мкм Примечание:наименьшее значение соответствует интервалу времени, по истечении которого недостаточная защита от коррозии обнаруживается у первой из трех пластин; наибольшее значение соответствует интервалу времени, по истечении которого недостаточная защита от коррозии проявляется у последней из трех пластин. Сравнительный пример 2. 6 пластин размером 50 х 100 х 2 мм, выполненных из магниевого сплава марки АМ 50 НР, подвергали хроматированию согласно спецификации MIL М 3171,тип I. По три пассивированных таким путем пластины в исходном состоянии (без изолирующего покрытия), а также с изолирующим покрытием на основе комбинации силанов(продукт DELTACOLL 80 фирмы Drken) подвергали коррозионному испытанию в солевом тумане согласно стандарту DIN 50021 -SS. Результаты испытания в солевом тумане приведены в табл. II. Пример 2. 6 пластин размером 50 х 100 х 2 мм, выполненных из магниевого сплава марки 10 АМ 50 НР, в течение 60 с подвергали травлению в 40%-ной HF при комнатной температуре. После промывания деионизированной водой пластины на 10 мин погружали при комнатной температуре в водный пассивирующий раствор,состоящий из водного раствора 4 г/л KМnO4 и 1,5 г/л Na2WO4. После извлечения пластин из пассивирующей ванны отливающее перламутром конверсионное покрытие золотистокоричневого цвета промывали деионизированной водой и после этого сушили в течение 60 мин при 110 С. По три пассивированных таким путем пластины в исходном состоянии (без изолирующего покрытия), а также с изолирующим покрытием на основе комбинации силанов(продукт DELTACOLL 80 фирмы Drken) подвергали коррозионному испытанию в солевом тумане согласно стандарту DIN 50021-SS. Результаты испытания в солевом тумане приведены в табл. II. Таблица II Сравнительный Пример 2, ч пример 2, ч Пассивирование без изолирующего покрытия Пассивирование + комбинация силанов (DELTACOLL 80) Примечание:наименьшее значение соответствует интервалу времени, по истечении которого недостаточная защита от коррозии обнаруживается у первой из трех пластин; наибольшее значение соответствует интервалу времени, по истечении которого недостаточная защита от коррозии проявляется у последней из трех пластин. Сравнительный пример 3. 6 пластин размером 50 х 100 х 2 мм, выполненных из магниевого сплава марки AZ91HP,подвергали хроматированию согласно стандарту MIL M3171, тип I. По три пассивированных таким путем пластины покрывали изолирующим покрытием на основе комбинации силанов(продукт DELTACOLL 80 фирмы Drken) и порошковым лаком на основе эпоксидной смолы и сложного полиэфира (Delta-S-NT фирмыDrken) и затем подвергали коррозионному испытанию в солевом тумане согласно стандартуDIN 50021-SS. В ходе испытания определяли количество очагов коррозии, образующихся с течением времени. Полученные результаты приведены в табл. III. Пример 3. 6 пластин размером 50 х 100 х 2 мм, выполненных из магниевого сплава маркиAZ91HP, в течение 30 с подвергали травлению в 75%-ной Н 3 РO4. Затем пластины промывали деионизированной водой и подвергали нейтрализации при комнатной температуре в течение 45 с в 10%-ном водном NaOH, после чего пластины еще раз промывали деионизированной водой. Далее пластины во влажном состоянии погружали при комнатной температуре на 4 мин в водный пассивирующий электролит, состоя 11 щий из водного раствора 3 г/л KМnO4 и 1 г/лNaVO3. После извлечения пластин из пассивирующей ванны конверсионное покрытие бурого цвета промывали деионизированной водой и после этого сушили в течение 45 мин при 110 С. По три пассивированных таким путем пластины покрывали изолирующим покрытием на основе комбинации силанов (DELTACOLL 80 фирмыDrken) и порошкового лака на основе эпоксидной смолы и сложного полиэфира (Delta-S-NT фирмы Drken) и затем подвергали коррозионному испытанию в солевом тумане согласно стандарту DIN 50021-SS. В ходе испытания определяли количество очагов коррозии, образующихся с течением времени. Полученные результаты приведены в табл. III. Таблица III Количество очагов коррозии по истечении 100 ч 200 ч 350 ч Пример 3 + комбинация силанов(DELTACOLL 80) Сравнительный пример 3 + комбинация силанов (DELTACOLL 80) Пример 3 + порошковый лак на основе эпоксидной смолы и сложного полиэфира (Delta-SNT) с размером частиц от 80 до 100 мкм Сравнительный пример 3 + порошковый лак на основе эпоксидной смолы и сложного полиэфира (Delta-S-NT) с размером частиц от 80 до 100 мкм Данные табл. III наглядно свидетельствуют о том, что антикоррозионная стойкость предлагаемого в изобретении конверсионного покрытия значительно улучшается при применении комбинации силанов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Изделие из магния или его сплавов, поверхность которого полностью или частично покрыта конверсионным покрытием, отличающееся тем, что конверсионное покрытие содержит MgO, Мn2 О 3 и МnО 2, а также по меньшей мере один оксид металла, выбранного из группы, включающей ванадий, молибден и вольфрам. 2. Изделие по п.1, отличающееся тем, что конверсионное покрытие получено пассивированием изделия в водном пассивирующем электролите, при этом такой водный пассивирующий электролит содержит перманганат калия и по меньшей мере одну соль щелочного металла или аммония с анионом, выбранным из группы,включающей ванадат, молибдат и вольфрамат. 3. Изделие по п.1 или 2, отличающееся тем,что на конверсионное покрытие дополнительно нанесен полимерный слой, полученный полимеризацией и/или сшиванием по меньшей мере 12 одного алкоксисиланового соединения в растворенном виде. 4. Изделие по п.3, отличающееся тем, что алкоксисилановое соединение соответствует формулеR1aR2bSiX(4-а-b),в которой Х означает алкокси-, арилокси- или ацилоксигруппу, содержащую от 1 до 12 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 4 атомов углерода, и выбранную прежде всего из ряда,включающего метокси-, этокси-, н-пропокси-,изопропокси-, бутокси-, фенокси-, ацетокси- и пропионилоксигруппу,R1 и R2 имеют одинаковые или различные значения и выбраны из группы, включающей амино-, моноалкиламино- или диалкиламиногруппу,алкильные группы, прежде всего алкильные группы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода, предпочтительно метил, этил, н-пропил,изопропил, н-бутил, втор-бутил, трет-бутил,пентил, гексил или циклогексил,алкенильные группы, прежде всего алкенильные группы, содержащие от 2 до 6 атомов углерода, предпочтительно винил, 1-пропенил,2-пропенил или бутенил,алкинильные группы, прежде всего алкинильные группы, содержащие от 2 до 6 атомов углерода, предпочтительно ацетиленил или пропаргил,арильные группы, прежде всего арильные группы, содержащие от 6 до 10 атомов углерода, предпочтительно фенил или нафтенил,эпоксигруппы, прежде всего эпоксигруппы, содержащие от 3 до 16 атомов углерода,предпочтительно глицидил, простой глицидиловый эфир, сложный глицидиловый эфир или глицидилоксиалкил, или описанную выше группу X, и а и b являются одинаковыми или различными и означают 0, 1, 2 или 3, при этом сумма а и b не превышает 3. 5. Изделие по п.4, отличающееся тем, что алкоксисилановое соединение представляет собой тетраалкоксисилан, эпоксиалкоксисилан или аминоалкоксисилан. 6. Изделие по п.5, отличающееся тем, что алкоксисилановое соединение выбрано из группы, включающей тетраэтоксисилан, 3-глицидилоксипропилтриметоксисилан, 3-аминопропилтриметоксисилан и 3-(аминоэтиламин)про пилтриметоксисилан. 7. Изделие по любому из пп.3-6, отличающееся тем, что раствор по меньшей мере одного алкоксисиланового соединения дополнительно содержит способное к образованию титанового комплекса соединение. 8. Изделие по п.7, отличающееся тем, что способное к образованию титанового комплекса соединение представляет собой алкоксититановое соединение, эфир титановой кислоты или хелатное соединение титана и прежде всего со 13 ответствует формуле Ti(OR)4, в которой R представляет собой алкил с числом атомов углерода от 1 до 6, предпочтительно выбранный из группы, включающей метил, этил, н-пропил, изопропил и бутил. 9. Изделие по п.8, отличающееся тем, что способное к образованию титанового комплекса соединение представляет собой тетраэтоксититанат Ti(OC2H5)4. 10. Изделие по любому из пп.3-9, отличающееся тем, что раствор по меньшей мере одного алкоксисиланового соединения дополнительно содержит по меньшей мере один растворимый в полярном растворителе краситель,прежде всего металлокомплексный краситель. 11. Способ получения конверсионного покрытия на изделии из магния или его сплавов,отличающийся тем, что изделие подвергают пассивированию в водном пассивирующем электролите, при этом такой водный пассивирующий электролит содержит перманганат калия и по меньшей мере одну соль щелочного металла или аммония с анионом, выбранным из группы, включающей ванадат, молибдат и вольфрамат. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что пассивирование осуществляют в водном пассивирующем электролите с рН в пределах от 7,0 до 8,0. 14 13. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что пассивирование осуществляют при температуре водного пассивирующего электролита в пределах от 15 до 50 С, прежде всего от 20 до 30 С. 14. Способ по любому из пп.11-13, отличающийся тем, что продолжительность пассивирования составляет от 2 до 10 мин. 15. Способ по любому из пп.11-14, отличающийся тем, что концентрация перманганата калия в водном пассивирующем электролите составляет от 1 до 10 г/л. 16. Способ по любому из пп.11-15, отличающийся тем, что концентрация соли щелочного металла или соли аммония с ионами, выбранными из группы, включающей ванадат,молибдат и вольфрамат, в водном пассивирующем электролите составляет от 1 до 10 г/л. 17. Способ по любому из пп.11-16, отличающийся тем, что на конверсионное покрытие наносят лак или краску. 18. Применение изделия по любому из пп.1-10 с конверсионным покрытием, полученным на этом изделии способом по пп.11-17, в автомобильной промышленности, электротехнической и электронной промышленности, машиностроении, авиационной и космической технике.
МПК / Метки
МПК: C23C 22/68
Метки: сплавов, пассивированное, изделие, магния, химически
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/8-4143-himicheski-passivirovannoe-izdelie-iz-magniya-ili-ego-splavov.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Химически пассивированное изделие из магния или его сплавов</a>
Предыдущий патент: Способ лечения или профилактики вазоспазма коронарного трансплантата
Следующий патент: Способ борьбы с паразитами у животных
Случайный патент: Композиция и способ для дезинфекции