Композиції та способи чорніння і надання корозійностійких властивостей цинку або іншим активним металам

1. Композиція для чорніння та надання корозійностійких властивостей металевій поверхні, вибраній з цинку, магнію, марганцю, їх сплавів та їх інтерметалевих сумішей, яка містить компоненти в наступному співвідношенні, мас. %: від близько 0,1 до близько 5 хлориду амонію, від близько 0,1 до близько 5 молібдату амонію, і від близько 90 до близько 99,8 води, де співвідношення хлориду амонію та молібдату амонію становить від близько 1:2 до близько 2:1. 2. Композиція за п. 1, у якій співвідношення хлориду амонію та молібдату амонію становить близько 1:1. 3. Композиція за п. 1, у якій вміст хлориду амонію складає від близько 0,5 % до близько 3 %. 4. Композиція за п. 1, у якій вміст хлориду амонію складає близько 2,5 %. 5. Композиція за п. 1, у якій вміст молібдату амонію складає від близько 0,5 % до близько 3 %. 6. Композиція за п. 1, у якій вміст молібдату амонію складає близько 2,5 %. 7. Водна композиція для нанесення на металеву поверхню, вибрану з цинку, магнію, марганцю, їх сплавів та їх інтерметалевих сумішей, яка містить компоненти в наступному співвідношенні, мас. %: від близько 0,1 до близько 5 хлориду амонію, 2 (19) 1 3 88144 4 18. Підкладка з покриттям за п. 15, у якій вміст амонію та від близько 0,5 % до близько 3 % молібхлориду амонію складає від близько 0,5 % до блидату амонію. зько 3 %. 28. Спосіб за п. 24, у якому згадана композиція 19. Підкладка з покриттям за п. 15, у якій вміст включає близько 2,5 % хлориду амонію та близько хлориду амонію складає близько 2,5 %. 2,5 % молібдату амонію. 20. Підкладка з покриттям за п. 15, у якій вміст 29. Спосіб утворювання корозійноінгібуючої підмолібдату амонію складає від близько 0,5 % до кладки, вибраної з цинку, магнію, марганцю, їх близько 3 %. сплавів та їх інтерметалевих сумішей, який вклю21. Підкладка з покриттям за п. 15, у якій вміст чає: забезпечення підкладки з вищевказаних мемолібдату амонію складає близько 2,5 %. талів, забезпечення композиції, яка включає від 22. Підкладка з покриттям за п. 15, у якій вміст близько 0,1 % до близько 5 % хлориду амонію та хлориду амонію складає близько 2,5 % та вміст від близько 0,1 % до близько 5 % молібдату амомолібдату амонію складає близько 2,5 %. нію, де співвідношення хлориду амонію та моліб23. Підкладка з покриттям за п. 15, яка додатково дату амонію становить від близько 1:2 до близько включає корозійностійке покриття, розташоване 2:1, і нанесення згаданої композиції на згадану між згаданою зовнішньою поверхнею згаданої мепідкладку. талевої підкладки і згаданим покриттям, що чор30. Спосіб за п. 29, який додатково включає, після нить, де згадане корозійностійке покриття включає згаданої стадії нанесення згаданої композиції, цинкові лусочки та алюмінієві лусочки, диспергостадію сушіння згаданого покриття при температувані в органічному зв'язуючому. рі від близько 37 °С (100 F) до близько 121 °С 24. Спосіб чорніння поверхні цинку, який включає: (250°F). забезпечення підкладки, яка має зовнішню повер31. Спосіб за п. 29, який додатково включає, після хню з цинку, забезпечення композиції, яка містить згаданої стадії нанесення згаданої композиції, від близько 0,1 % до близько 5 % хлориду амонію стадію тверднення згаданого покриття. та від близько 0,1 % до близько 5 % молібдату 32. Спосіб за п. 29, у якому згадана композиція амонію, і нанесення згаданої композиції на згадану містить від близько 0,5 % до близько 3 % хлориду зовнішню поверхню згаданого цинку для формуамонію та від близько 0,5 % до близько 3 % молібвання на ній покриття, що чорнить. дату амонію. 25. Спосіб за п. 24, який додатково включає, після 33. Спосіб за п. 29, у якому згадана композиція згаданої стадії нанесення згаданої композиції, містить близько 2,5 % хлориду амонію та близько стадію сушіння згаданого покриття при температу2,5 % молібдату амонію. рі від близько 37 °С (100 °F) до близько 121 °С 34. Спосіб утворювання корозійностійкої цинкової (250 °F). поверхні, який включає: забезпечення деталі, яка 26. Спосіб за п. 24, який додатково включає, після має зовнішню поверхню з цинку, забезпечення згаданої стадії нанесення згаданої композиції, композиції, яка включає від близько 0,1 % до блистадію тверднення згаданого покриття. зько 5 % хлориду амонію та від близько 0,1 % до 27. Спосіб за п. 24, у якому згадана композиція близько 5 % молібдату амонію, і нанесення згадавключає від близько 0,5 % до близько 3 % хлориду ної композиції на згадану зовнішню поверхню із згаданого цинку. Даний винахід стосується біфункціональних покриттів для цинку та інших активних металів. Покриття служать для чорніння поверхні цинку і надання антикорозійних властивостей виробу з нанесеним на нього покриттям. Композиції для нанесення покриттів на промислові деталі і складальні одиниці набувають усе більшого значення. Наприклад, багато механічних деталей і кріпильних засобів покривають композицією для поліпшення естетики й загального вигляду деталі або кріпильного засобу, особливо якщо деталь видно в готовому складеному виробі. Крім того, механічні кріпильні засоби, такі як болти або гвинти, можуть бути пофарбовані з метою спрощення складання або розбирання виготовленого виробу. Такі композиції часто містять пігменти або інші барвники для надання, коли потрібно, деталі з покриттям певного кольору або зовнішнього вигляду. Багато механічних деталей, які використовуються в автомобілях, покривають фарбою, що чорить, або композицією для надання чорної, сірої або темної обробки. Оскільки багато механічних деталей, через вимоги до їх міцності, повинні бути металевими, то без таких покриттів металеві деталі мають срібний колір або щонайменше блискучий вигляд. Для того щоб зробити такі деталі чорними або темними, необхідно нанести відповідне покриття. Відомі різні композиції для надання чорного або темного кольору металевій деталі. Більшість таких композицій комерційно доступні. Однак у багатьох випадках із метою отримання ефективного покриття на сріблястій і блискучій металевій поверхні деталі необхідно наносити декілька шарів фарбувального покриття. Це небажано, оскільки такі композиції часто мають порівняно високу вартість. Крім того, численні операції нанесення покриття є трудомісткими. Відповідно, існує потреба в способі зниження витрат, пов'язаних із використанням таких фарбувальних покриттів. Крім нанесення композиції для фарбування металевої деталі, на деталь часто наносять інші композиції для надання інших фізичних характеристик. Корозійна стійкість є бажаною властивістю 5 88144 6 для металевих деталей, особливо для деталей, Facilitating the Identification of Various Phases in які використовуються в автомобільній промислоAluminum-Silicon-Copper Casting Alloys", Homes Et вості. У даній галузі техніки відома велика кількість Fonderie, June-July 1982, pp. 27-35]. Згідно з даною композицій для надання корозійно-стійких властироботою, водну композицію, яка містить 0,5%мас. востей металевій поверхні. Склади для покриття гептамолібдату амонію та 3%мас. хлориду амонію, розроблялися нарівні зі змінною технологією сплавикористовують для того, щоб підкреслити й вивів і розумінням учення про корозію. значити межі зерен у різних сплавах, які є предмеЧинником, що впливає на розробку композитом їх роботи. Про можливість надання описувацій, які інгібують корозію, є відносна токсичність ним сплавам корозійно-інгібуючих властивостей за або вплив на навколишнє середовище композиції допомогою водної композиції молібдату не згадуабо її компонентів. З цієї причини як прийнятний ється. антикорозійний агент був досліджений молібдат, Незважаючи на значні досягнення, більша чаособливо як замінник токсичного хрому або сполук стина відомих способів стосується контролю корона основі хрому. зії в системах теплопередачі, а не композицій для Молібден та його сполуки були давно визнані покриття, які контролюють корозію. Два види заяк інгібітори корозії. Наприклад, у патенті США стосування мають абсолютно різні критерії. Крім 4409121, який наводиться тут як посилання, опитого, багато антикорозійних композицій відомого сані композиції, які інгібують корозію і містять морівня техніки містять ряд інших агентів, більшість з лібдат. У розділі „Рівень техніки" даного патенту яких екзотичні, дорого коштують або високотоксизгадані інші патенти, що описують композиції, які чні. Відповідно, зберігається потреба в композиції інгібують корозію і містять молібдат, такі патенти, та способі, які б легко забезпечували надання кояк США 4176059 та 4217216, що наводяться тут як розійної стійкості металевій поверхні. Більш того, посилання. метою антикорозійних композицій рівня техніки не Подібно до цього патент США 4440721, що нає поліпшення естетики металевих деталей та кріводиться тут як посилання, описує композиції для пильних засобів, а, зокрема, надання деталі з поінгібування мінеральної окалини та корозії в прикриттям чорного або темного кольору. У згаданій сутності водних рідин. Композиції, описані в патенвище роботі Lienard і Pacque не ставиться за мету ті 4440721, включають одну або декілька розчинотримання темної поверхні металу. Більш того, них у воді сполук молібдату. Інші патенти, що Lienard і Pacque ніколи не описували жоден асописують водні композиції, які містять сполуки мопект, що стосується корозійно-інгібуючої композилібдену,включають патенти США 3030308, ції для свого сплаву. Замість цього вони викорис2147409 і 2147395, що наводяться тут як посилантовували згадану композицію на основі молібдату ня. Однак дані композиції переважно являють содля надання більшої видимості межам зерен бою антифризні композиції. сплаву з алюмінію-кремнію-міді, тобто для посиПодальші дослідження корозійно-інгібуючих лення контрасту між певними ділянками металевої властивостей молібдату описані в патенті США поверхні. Отже, бажаною є розробка композиції та 4548787, що наводиться тут як посилання. У патеспособу легкого чорніння металевої поверхні. нті 4548787 описується композиція, яка захищає Більш того бажаною є розробка композиції та сповід кавітаційної ерозії та корозії алюмінію у водних собу для зменшення контрасту між блискучою або рідинах. Дана композиція основана на поєднанні сріблястою поверхнею металу і темним пігментофосфату та деяких розчинних у воді агентів, які ваним або пофарбованим верхнім покриттям. Крім можуть включати розчинні у воді молібдатні спотого, особливо бажаною є розробка композиції та луки. способу надання одночасно антикорозійних або, У патенті США 4640793, що наводиться тут як щонайменше, корозійно-стійких властивостей і посилання, додатково згадується використання чорніння зовнішньої поверхні металевої деталі. розчинних у воді солей молібдену в сумішах, які Згідно з першим аспектом, даний винахід проінгібуюють корозію на основі конкретного класу понує композицію, що включає від приблизно 0,1% полімерів. до приблизно 5% хлориду амонію, від приблизно Можливо, найбільш близькою роботою, описа0,1% до 5% молібдату амонію і від приблизно 90% ною в патентній літературі, є патент США 4798681, до приблизно 99,8% води. що наводиться тут як посилання. Даний патент Композиція також має конкретні співвідношенрозкриває способи контролювання корозії шляхом ня хлориду амонію та молібдату амонію. Як правикористання молібдатних композицій. Зокрема, в вило, співвідношення цих компонентів складає від патенті 4798683 описані способи й композиції для приблизно 1:3 до приблизно 3:1, відповідно. інгібування корозії металевих поверхонь, які переЗгідно з іншим аспектом, даний винахід пропобувають у контакті з водними системами. Компонує водну композицію, що включає від приблизно зиції, описані в даному патенті, містять джерело 0,1% до приблизно 5% хлориду амонію та від приіонів молібдату та деякі розчинні у воді компоненблизно 0,1% до приблизно 5% гептамолібдату ти. У патенті 4798683 описуються джерела іонів амонію. Співвідношення хлориду амонію та гептамолібдату з вмістом молібдату магнію, молібдату молібдату амонію складає від приблизно 1:3 до амонію, молібдату літію, молібдату натрію та моприблизно 3:1. лібдату калію. Згідно з наступним аспектом, даний винахід Іншу цікаву, хоча й менше стосовну, відому пропонує металеву підкладку з покриттям, яка роботу з описом молібдатних композицій, предвключає металеву підкладку із зовнішньою поверставили [Philippe Lienard, Clement Pacque. хнею, де метал вибраний із групи, яка складається „Analysis of the Mechanism of Selective Coloration з цинку, магнію, алюмінію, марганцю та їх сплавів. 7 88144 8 Металева підкладка з покриттям також включає пропонує способи та композиції для надання коророзташоване на підкладці покриття, яке чорнить, зійно-стійких властивостей металам, таким як цинк де покриття сформоване з водної композиції, яка або інші активні метали. Найбільш переважний включає (і) від приблизно 0,1% до приблизно 5% аспект даного винаходу стосується композиції, яка хлориду амонію, та (іі) від приблизно 0,1% до призабезпечує досягнення обох згаданих завдань. близно 5% молібдату амонію. Співвідношення Даний винахід також стосується отриманих вирохлориду амонію та молібдату амонію складає від бів або деталей із нанесеним на них покриттям. приблизно 1:3 до приблизно 3:1. Згідно з переважним варіантом, даний винахід Згідно з іншим аспектом, даний винахід пропопропонує водний розчин, що включає від приблизнує спосіб чорніння поверхні цинку, що включає но 0,1% до приблизно 5,0% хлориду амонію та від забезпечення підкладки, яка має зовнішню поверприблизно 0,1% до приблизно 5,0% молібдату хню з цинку, і забезпечення композиції, яка вклюамонію. Якщо не зазначено інше, то всі процентні чає від приблизно 0,1% до приблизно 5% хлориду величини приведені тут із розрахунку на масу. амонію та від приблизно 0,1% до приблизно 5% Більш переважно, водний розчин включає від примолібдату амонію. Спосіб також включає стадію близно 0,5% до приблизно 3,0% хлориду амонію нанесення композиції на зовнішню поверхню цинку та від приблизно 0,5% до приблизно 3,0% молібдля отримання на ній покриття. дату амонію. Найбільш переважно, водний розчин Згідно з іншим аспектом, даний винахід проповключає близько 2,5% хлориду амонію та близько нує спосіб надання корозійно-інгібуючих властиво2,5% молібдату амонію. Мається на увазі, що водстей підкладці з активного металу. Спосіб включає ні композиції згідно з даним винаходом можуть забезпечення підкладки з активного металу. Спомати значно вищий вміст молібдату амонію, оскісіб також включає стадію забезпечення композиції, льки даний компонент порівняно розчинний у воді. яка містить від приблизно 0,1% до приблизно 5% Хлорид амонію, навпаки, значно менше розчинний хлориду амонію та від приблизно 0,1% до приблиу воді. Незважаючи на конкретно використовувазно 5% молібдату амонію. Співвідношення хлориний вміст хлориду амонію та молібдату амонію, ду амонію та молібдату амонію складає від принайбільш переважно, щоб вміст цих двох компоблизно 1:3 до приблизно 3:1. Спосіб також нентів був однаковим або по суті однаковим. Повключає стадію нанесення композиції на підкладдвійна перевага, яка включає фарбування та короку. зійну стійкість, забезпечується при орієнтовно Згідно з наступним аспектом, даний винахід однаковому вмісті даних компонентів. Як правило, пропонує спосіб надання корозійностійких властипереважно, щоб відповідний вміст даних двох востей поверхні з цинку. Спосіб включає забезпекомпонентів складав від приблизно 1:3 до прибличення деталі (частини), що має зовнішню поверхзно 3:1, переважно від приблизно 1:2 до приблизню з цинку. Спосіб також включає стадію но 2:1, і найбільш переважно близько 1:1. Згадані забезпечення композиції, яка містить від приблизспіввідношення являють собою вагові співвідноно 0,1% до приблизно 5% хлориду амонію та від шення і наведені стосовно співвідношення хлориприблизно 0,1% до приблизно 5% молібдату амоду амонію та молібдату амонію. Балансом перенію. Спосіб також включає стадію нанесення комважної композиції є вода. Композиція згідно з позиції на зовнішню поверхню з цинку. даним винаходом може включати інші описані тут Фіг.1 представляє графік, який ілюструє кородобавки і компоненти. зійну стійкість металевих зразків, які витримуються Як зазначено вище, часто бажано надати чорі покриваються протягом різних періодів часу при ний або темний колір різним металевим деталям, кімнатній температурі та висушуються на повітрі. особливо деталям, які використовуються в автоФіг.2 представляє графік, який ілюструє коромобільній промисловості. Приклади таких деталей зійну стійкість металевих зразків, які витримуються включають, але не обмежуються ними, кріпильні і покриваються протягом різних періодів часу при засоби, упори дверей та споріднені складальні температурі 65°С (150°F) та висушуються на повіодиниці. При цьому, як згадано раніше, також батрі. жано або необхідно наносити на такі металеві деФіг.3 представляє графік, який ілюструє короталі корозійно-стійке або корозійно-інгібуюче позійну стійкість металевих зразків, які витримуються криття. Композиція згідно з даним винаходом може і покриваються протягом різних періодів часу при використовуватися для забезпечення темного кокімнатній температурі та висушуються при темпельору і/або корозійно-стійких властивостей деталі ратурі 177°С (350°F). з покриттям, або в поєднанні з одним або декільФіг.4 представляє графік, який ілюструє корокома іншими фарбувальними покриттями, або козійну стійкість металевих зразків, покритих і висурозійно-стійкими або корозійно-інгібуючими пошених при температурі 177°С (350°F). криттями. Під час використання в поєднанні з Фіг.5 представляє результати порівняння меіншими покриттями композиція згідно з даним виталевих зразків, покритих згідно з даним винахонаходом може привести до економії витрат, оскідом та звичайних зразків без покриття. льки може бути потрібна менша кількість іншого Фіг.6 представляє інші результати порівняння покриття, а також можна забезпечити підвищені металевих зразків, покритих згідно з даним винахарактеристики корозійної стійкості або інгібування ходом, які ілюструють різні міри корозійної стійкоскорозії. Дані переваги більш детально описані ниті. жче. Даний винахід пропонує способи та композиції Правонаступник даного винаходу пропонує для чорніння поверхні металу, та особливо цинку декілька комерційно доступних корозійно-стійких або інших активних металів. Даний винахід також покриттів під товарними знаками DacrometÒ і 9 88144 10 винаходом. Це набагато менше помітно порівняно GeometÒ. DacrometÒ являє собою неорганічне з металевою поверхнею, що знаходиться нижче. покриття на основі лусочок цинку та алюмінію в Даний винахід також стосується способів, згіднеорганічному зв'язуючому. Конкретні види но з якими заявлені композиції наносять на зовніDacrometÒ включають Dacromet 320Ò, що містить шній шар поверхні з покриттям, такий як зовнішній низьколеткі органічні сполуки (VOC); Dacromet 320 шар металевої деталі, попередньо покритої склаLCÒ, що являє собою склад із низьким вмістом дом GeometÒ. Тобто композиція згідно з даним хрому; Dacromet 500Ò, оснований на використанні винаходом може бути використана як верхній шар політетрафторетилену, для отримання постійних або зовнішнє покриття. Багато деталей, згаданих характеристик напружень крутіння; і Dacromet нижче під час опису результатів досліджень, спо320Ò HS, що виготовляється для отримання відчатку були покриті GeometÒ, до нанесення переносно товстого й важкого покриття. GeometÒ явважної композиції згідно з даним винаходом. Споляє собою водну дисперсію покриття, що містить стерігається суттєва антикорозійна дія. Без лусочки цинку та алюмінію, з неорганічною зв'язуприв'язки до якої-небудь конкретної теорії автори ючою системою. GeometÒ отримують як альтервважають, що наявність одного чи більше активнативне корозійно-стійке покриття, яке не предних металів у попередньо нанесеному покритті ставляє небезпеки для навколишнього сприяє зчепленню покриття згідно з даним винасередовища. GeometÒ має водну основу з низьходом. Тому в тих випадках, коли композицію згідким вмістом VOC і вільний від усіх ретельно регуно з даним винаходом наносять на попередньо льованих токсичних металів, які включають хром, покриту металеву підкладку, переважно, щоб нижнікель, кадмій, барій і свинець. Продукти нє покриття містило ефективну кількість одного чи DacrometÒ і GeometÒ можуть бути придбані в більше активних металів. Однак, потрібно зазнаMetal Coatings International, Inc., Chardon, Ohio, а чити, що даний винахід також включає нанесення також через його численних ліцензіатів. Подальші заявлених композицій на покриту металеву підописи корозійно-інгібуючих покриттів приведені в кладку, де покриття не містить ніяких активних патентах США 3907608, 4555445, 4645790, металів. 4891268, 4799959, 5006597, 5868819, 6270884 і Крім того, композиція згідно з даним винахо6361872, що наводяться тут як посилання. дом і пов'язані з нею способи також включають Під час використання композиції згідно з даметодику, згідно з якою заявлену композицію виним винаходом у поєднанні з одним чи більше користовують як проміжне покриття або шар. Це корозійно-стійких покриттів, таких як згадані вище означає, що композиція згідно з даним винаходом покриття, або з однією чи більше фарбувальних може бути нанесена на підкладку з покриттям, а або зі вмістом пігменту композицій, покриття згідно потім на неї може бути нанесене одне чи більше з даним винаходом переважно наносити на віддодаткових покриттів. Наприклад, металева підкриту металеву поверхню без покриття до нанекладка може бути спочатку покрита антикорозійсення корозійно-стійкого покриття і/або фарбуваною композицією, такою як склад GeometÒ. Потім льного покриття. Нанесення покриття згідно з композиція згідно з даним винаходом може бути даним винаходом забезпечує основний шар коронанесена на шар GeometÒ. Після цього одне чи зійно-стійкого покриття. Крім того, шар композиції більше додаткових покриттів або шарів інших згідно з даним винаходом забезпечує темне фарскладів можуть бути нанесені на попередньо набування металевої і часто сріблястої або блискунесений шар композиції згідно з даним винаходом. чої поверхні металу, який лежить нижче. Таким Приклади додаткових покриттів, які можуть наночином, після подальшого нанесення корозійноситися на попередньо нанесений шар композиції стійкого покриття, такого як покриття GeometÒ, згідно з даним винаходом, включають, але не обпокриття звичайно є додатково поліпшеним із мімежуються ними, DacrokoteÒ 50 Clear, DacrokoteÒ німальними слідами або їх відсутністю металу під 105, DacrokoteÒ 107, DacrokoteÒ 127, DacrokoteÒ ним. Крім того, металеві деталі, спочатку покриті 135, GeokoteÒ 137, GeokoteÒ 147, GeokoteÒ 200 і композицією згідно з даним винаходом, до нанеPlusÒ L, які всі є комерційно доступними від Metal сення покриття з корозійно-стійкого матеріалу, Coatings International, Inc., а також через її числензвичайно забезпечують більш міцний і тривалий них ліцензіатів. Описи утворення таких багатошачорний або темний колір, ніж деталі, покриті тільки рових систем покриття приведені нижче при обгокорозійно-стійким матеріалом. Це пояснюється воренні результатів досліджень. тим, що деталі, не покриті композицією згідно з Як уже згадувалося, композиція згідно з даним даним винаходом, а покриті тільки корозійновинаходом може бути використана як така або в стійким матеріалом, під час зіскрібування часто поєднанні з іншими композиціями для забезпеченоголюють сріблясту або блискучу металеву поверня як темного кольору, так і захисту металевої хню безпосередньо під корозійно-стійким матеріаповерхні від корозії. Потрібно зазначити, що розлом. І навпаки, якщо таку деталь спочатку покрив'язання питання про те, чи повинна композиція вають композицією згідно з даним винаходом, то згідно з даним винаходом бути використана як покрита деталь має чорний або темний колір. Тотака або в поєднанні з одним і більше корозійному, якщо після додаткового нанесення корозійностійких покриттів і/або фарбувальними композицістійкого покриття при подряпинах такої деталі діями, залежить від використання та бажаних власлянка корозійно-стійкого покриття видаляється, то тивостей покритого компонента. замість блискучої металевої поверхні оголюється Композиція згідно з переважним варіантом чорний або темний колір композиції згідно з даним включає хлорид амонію і молібдат амонію. Без 11 88144 12 прив'язки до якої-небудь конкретної теорії автори Інша перевага композиції згідно з даним винавважають, що хлорид амонію служить як протравходом полягає в тому, що покриття з композиції лювач для металевої поверхні, на яку наносять запобігають або щонайменше суттєво знижують покриття. Наприклад, стосовно цинкової поверхні, просочення білих продуктів корозії через деталі з хлорид амонію роз'їдає цинкову підкладку і розчипокриттям. Для деталей із покриттям, які мають няє верхній, оголений шар цинку. Потім іон молібчорний або темний колір, поява білої корозії особдату з молібдату амонію вступає у взаємодію з ливо помітна і небажана. Потрібно зазначити, що оголеною цинковою поверхнею з утворенням небіла корозія або біла іржа (корозія цинку з утворозчинних сполук молібдату цинку або оксиду моренням білої іржі) звичайно пов'язана з продукталібдату цинку на оголеній цинковій поверхні. Пеми корозії цинку. Червона іржа звичайно пов'язана редбачається, що сполуки молібдату цинку або з продуктами корозії сталі або заліза. оксиду молібдату цинку, які утворюються, є пасиКрім або в доповнення до хлориду амонію та ваторами. Утворення таких нерозчинних сполук молібдату амонію, композиція згідно з даним вистворює чорний або темний колір. Темний колір є находом може також включати інші сполуки. Таким результатом змішаного окислювального стану мочином, замість молібдату амонію або в доповненлібдату. Як зазначено вище, темний колір робить ня до нього можуть бути використані інші джерела деталь з покриттям придатною для наступного іонів молібдату. До прийнятних джерел іонів молінанесення одного чи більше корозійно-стійких побдату входять, але не обмежуються ними, молібдат магнію, молібдат літію, молібдат натрію, молікриттів, таких як GeometÒ. бдат калію, молібдат рубідію та молібдат цезію. Незважаючи на те, що переважні композиції Термін „молібдат амонію" стосується димолібдату згідно з даним винаходом є водними, даний винаамонію та гептамолібдату амонію. Залежно від хід включає композиції, які містять один або більконкретного застосування та характеристик розчише органічних компонентів. Використовуваний тут ну як джерело іонів молібдату може бути також термін „водний" стосується води або водної осночастково або повністю використана молібденова ви і стосується водопровідної води, дистильованої кислота. Конкретний вміст іонів молібдату в сисводи та деіонізованої води, але не обмежується темі може варіюватися залежно від міри жорсткосними. Органічний компонент композиції для поті водної системи, температури та кількості кисню, криття переважно являє собою органічну рідину з розчиненого у водній системі. низькою температурою кипіння, незважаючи на те, Композиція згідно з даним винаходом може що в ній можуть бути деякі органічні рідини з висотакож включати додаткові агенти, такі як фторидні кою температурою кипіння, отже, рідке середовисполуки, наприклад фторид натрію, для промотуще може включати суміші згаданих рідин. Можуть вання травлення цинкової поверхні. Також можуть бути також отримані відповідні композиції для набути включені один або більше оксидантів або несення покриття, які містять органічну рідину з пероксидів. низькою температурою кипіння при збереженні Крім того, композиція згідно з даним винахобажаних характеристик композиції, таких як стабідом може також включати додаткові агенти, такі як льність композиції. Органічні рідини з низькою тезмочувальні добавки, модифікатори рН, загусники мпературою кипіння мають точку кипіння при атабо речовини, які регулюють в'язкість, але не обмосферному тиску нижчу за приблизно 100°С межуючись ними. Прийнятні змочувальні добавки (212°F) і переважно є розчинними у воді. Такі орабо суміші змочувальних добавок можуть включаганічні рідини з низькою температурою кипіння ти неіонні агенти, такі як, наприклад, неіонні алкіможуть бути представлені ацетоном або спиртами лфенолполіетоксіадукти. Можуть бути також викоз низькою молекулярною масою, такими як метаристані аніонні змочувальні добавки, які найбільш нол, етанол, н-пропіловий спирт та ізопропіловий переважно являють собою контрольовані пінні, спирт, і додатково включають кетони, які киплять аніонні змочувальні добавки. Такі змочувальні донижче 100°С (212°F), такі як розчинний у воді кебавки або суміш змочувальних добавок для зручтон, наприклад, метилетилкетон. ності можуть включати аніонні агенти, такі як склаЯк правило, в композиціях, які включають один дні ефіри органічних фосфатів, а також або більше органічних компонентів, органічний сульфосукцинати складних діефірів, представлекомпонент буде наявним у кількості від приблизно ний бістридецилсульфосукцинатом натрію. Така 1 до приблизно 30% з розрахунку на загальну мазмочувальна добавка звичайно присутня в кількосу композиції. Наявність такої органічної рідини, сті від приблизно 0,01 до приблизно 3% від загаособливо в кількості більше приблизно 10%, нальної композиції для покриття. приклад, при 15-25%, може посилити корозійну Мається на увазі, що композиція може містити стійкість покриття, але використання кількості помодифікатор рН, здатний регулювати рН кінцевої над приблизно 30% може виявитися неекономічкомпозиції. При використанні модифікатора рН ним. Переважно, для економії та легкості отрийого звичайно вибирають із оксидів та гідроксидів мання композиції, ацетон буде забезпечувати лужних металів, при цьому літій та натрій є переорганічну рідину з низькою температурою кипіння і важно лужними металами для поліпшеної ціліснобуде наявним у кількості від приблизно 1 до присті покриття; або його вибирають із оксидів або близно 10% від загальної композиції. Додаткові гідроксидів, звичайно металів груп IIА та IIВ Періприклади відповідних органічних рідин із низькою одичної таблиці елементів, при цьому такі сполуки температурою кипіння і органічних рідин із висоє розчинними у водному розчині, наприклад, спокою температурою кипіння представлені в патенлуки стронцію, кальцію, барію, магнію, цинку та тах США 5868819 та 6270884, що наводяться тут кадмію. Модифікатор рН може також являти собою як посилання. 13 88144 14 іншу сполуку, наприклад, карбонат або нітрат виКомпозиції та способи згідно з даним винахощезазначених металів. дом застосовуються до широкого спектра металеКомпозиція для покриття може також містити вих поверхонь. Наприклад, майже на будь-який загусник. Загусник, при його використанні, може активний матеріал може бути нанесене покриття складати від приблизно 0,01 до приблизно 2,0% із згідно з описаною тут методикою. До переважних розрахунку на загальну масу композиції. Такий металів відносять, але не обмежуються ними, магзагусник може являти собою розчинний у воді проній, алюміній, цинк, марганець, а також сплави, які стий ефір целюлози, включаючи загусники містять згадані метали. Металева поверхня, що покривається відповідно до даного винаходу, найCellosizeÔ. Прийнятні загусники включають просбільш переважно являє собою цинкову поверхню. тий ефір гідроксіетилцелюлози, метилцелюлози, Під „цинковою" поверхнею мається на увазі поверметилгідроксипропілцелюлози, етилгідроксіетилхня цинку або цинкового сплаву, або метал, такий целюлози, метилетилцелюлози або суміші згадаяк сталь, покритий цинком або сплавом цинку, а них речовин. Незважаючи на те, що простий ефір також підкладка, що містить цинк в інтерметалевій целюлози повинен бути розчинним у воді, з метою суміші. Термін „цинкова" поверхня також включає посилення загущення композиції для покриттів, він поверхні покриттів, які містять цинк або цинкові не повинен бути розчинним в органічній рідині. сполуки. При використанні загусника його кількість, що Перед нанесенням покриття в більшості випаскладає менше приблизно 0,02%, є недостатньою дків доцільним є видалення сторонніх речовин із для отримання переважної товщини покриття, тоді поверхні підкладки, наприклад, шляхом ретельнояк кількість, що складає більше приблизно 2% заго очищення та знежирення. Знежирення може гусника в композиції, може призвести до підвищебути здійснене з використанням відомих агентів, ної в'язкості, що спричинює отримання композицій, наприклад, агентів, які містять метасилікат натрію, з якими важко працювати. Для найкращого згукаустичну соду, тетрахлорид вуглецю, трихлорещення без небажаного підвищення в'язкості вся тилен і т.п. Для очищення можуть бути використані композиція переважно містить від приблизно 0,1 комерційні лужні композиції для очищення, які подо приблизно 1,2% загусника. Необхідно зазначиєднують миття та м'яку абразивну обробку, наприти, що, незважаючи на те, що передбачається виклад, водний очищувальний розчин гідроксиду користання целюлозного загусника і з цієї причини натрію-фосфату тринатрію. Крім очищення підклазагусник тут може бути названий „целюлозним дка може бути піддана очищенню і травленню або загусником", деяка частина загусника або весь очищенню і гарячому обдуванню. загусник може являти собою інший інгредієнт загуКомпозиція згідно з даним винаходом може сника. Такі інші загусники включають ксантанову бути нанесена різними способами, включаючи, камедь, зв'язувальні загусники, такі як уретанові нанесення покриття зануренням, валиком або роззв'язувальні загусники і вільні від уретану неіонні пиленням, але не обмежуючись ними. Звичайно зв'язувальні загусники, що звичайно являють сокомпозиції для покриття можуть бути нанесені бою непрозорі рідини з високою температурою будь-яким зі згаданих способів, таким як покриття кипіння, наприклад, з температурою кипіння визануренням, включаючи занурення зі стіканням та щою за 100°С (212°F). Інші відповідні загусники занурення з обертанням. Залежно від призначенвключають модифіковані глини, такі як високозбаня, композиції для покриття можуть бути нанесені гачена гекторитова глина та органічно модифікоза допомогою поливу, щітки або валика, включаювана й активована смектитова глина, хоч вони й не чи поєднання згаданих способів. Також можуть є переважними. При використанні загусника він бути використані методи розпилення, так само як і звичайно являє собою останній інгредієнт, що допоєднання способів, наприклад, розпилення та дається до складу. обертання та розпилення та нанесення щіткою. На Крім того, залежно від застосування, композивироби з покриттям, які перебувають при підвищеція згідно з даним винаходом може також включаній температурі, може бути нанесене покриття, ти один або більше лубрикантів, таких як, але не часто без їх інтенсивного охолодження, за допомообмежуючись ними, віск; полімерні матеріали, такі гою такого способу, як занурення з обертанням, як поліетилен, сополімери, які включають поліетизанурення зі стіканням або розпилення. Залежнослен, або політетрафторетилен; графіт; дисульфід ті від вибраного способу, необхідно відмітити намолібдену; або їх поєднання. ступне. Розпилення чи інше нанесення композиції Додаткова перевага композиції згідно з даним на оголену металеву або покриту поверхню звивинаходом полягає в тому, що при бажанні компочайно є самим простим способом, оскільки склад зиція може не містити пігмент і/або бути безбарвкомпозиції, що наноситься, залишається постійним ною перед нанесенням на металеву поверхню. Це під час його нанесення. На відміну від цього, під пояснюється тим, що покриття з композиції згідно з час використання заданої або встановленої кільданим винаходом набувають темного кольору піскості композиції при нанесенні покриття зануренля нанесення завдяки змішаним станам окислення ням, склад і концентрація її складових згодом зміотримуваних сполук молібдену, що утворюються нюються, оскільки утворення покриття на підкладці, а не внаслідок вмісту пігменту в комреакційноздатне за своєю природою. Наприклад, позиції. Перед нанесенням композиція згідно з при зануренні цинкової деталі у ванну з композиції даним винаходом звичайно є прозорою або беззгідно з даним винаходом певна кількість цинку барвною. Однак потрібно зазначити, що композиції зазнає травлення або видаляється з деталі й пезгідно з даним винаходом при бажанні можуть реходить у ванну. Одночасно для утворення невключати один або більше пігментів або барвників. розчинного покриття, яке утворюється на оголеній 15 88144 16 цинковій деталі, використовується молібдат із згідно з даним винаходом. Дослідження здійснюванни. Крім того, можуть утворюватися різні споють таким чином. луки амонію та осади, які додатково змінюють У багатьох проведених дослідженнях різні десклад ванни. талі й покриті зразки піддають впливу сольових Тому бажане використання контролю або інтуманів протягом різних періодів часу. Вплив такоших методів моніторингу, для того щоб пересвідго туману та його результати забезпечують досточитися, що концентрація щонайменше іонів молібвірне визначення характеристик корозійної стійкодату в ванні підтримується на належному рівні. сті деталі або покритого зразка. Всі описані тут Після нанесення композиції для покриття на дослідження з сольовим туманом здійснюють відметал або метал із покриттям, для забезпечення повідно до ASTM В117. Корозійну стійкість покринайкращої корозійної стійкості бажане подальше тих деталей вимірюють за допомогою стандартнотверднення при нагріванні нанесеного покриття. го дослідження з сольовим туманом (fog) для Однак леткі речовини покриття можуть просто на фарб і лаків, як описано в ASTM В117. Згідно з початковій стадії випаруватися з будь-яких нанеданим дослідженням, деталі вміщують у камеру, в сених покриттів, наприклад, внаслідок сушіння якій підтримується постійна температура, де їх перед твердненням. Необхідність охолоджування піддають впливу дрібних крапель (fog) (туману) 5% після сушіння може бути усунена. Температура сольового розчину протягом певних періодів часу, такого сушіння, яка також може бути названа попромивають у воді й сушать. Міра корозії на досліпереднім твердненням, може складати від приблиджуваних деталях може бути виражена у вигляді зно 37°С (100°F) до приблизно 121°С (250°F). Запроцентної величини червоної іржі. лежно від призначення можуть бути використані А. Дослідження №1 більш високі температури. Період сушіння може У даному першому дослідженні використовускладати від приблизно 2 до приблизно 5 хвилин і ють два шари GeometÒ, нанесені на 40-мм болти більше. описаним нижче способом. На болти наносять Будь-яке тверднення композиції для покриття покриття, вміщуючи їх у дротяний кошик і занурюна підкладці при підвищеній температурі часто ючи кошик у композицію для покриття GeometÒ, являє собою тверднення гарячим повітрям у печі, витягаючи кошик і дренуючи з нього надмірну комхоча можуть бути використані й інші методи тверпозицію. Потім болти й кошик занурюють із оберднення, наприклад, інфрачервоне тверднення й танням. Під час занурення з обертанням кошик індукційне тверднення. Композиція для покриття обертають зі швидкістю 300об./хв. протягом 10 може бути піддана твердненню під час нагрівання секунд уперед і 10 секунд назад. при підвищеній температурі, наприклад, близько За дренуванням іде сушіння. Для сушіння бол232°С (450°F), але звичайно при більш високій ти викладають на лист. Сушіння здійснюють на температурі повітря в печі. Тверднення звичайно повітрі при температурі близько 121°С (250°F) забезпечує температуру підкладки, як правило, у протягом 10 хвилин, а потім при температурі вигляді максимальної температури металу, що232°С (450°F) протягом 30 хвилин. Використовуюнайменше, близько 232°С (450°F). Температура чи дану методику, болти двічі покривають компоповітря в печі може бути більш високою, напризицією для покриттів. клад, 343°С (650°F) і більше. Покриті GeometÒ деталі використовують як Тверднення, таке як тверднення в конвекційній контроль із масою покриття 33,7г/м2. Для подальпечі з гарячим повітрям, може здійснюватися прошої обробки використовують композицію відповідтягом декількох хвилин. Незважаючи на те що но до переважного варіанту згідно з даним винатривалість тверднення може складати менше 5 ходом, позначену як RFN-01-1-PT. Склад даної хвилин, частіше вона складає, щонайменше, від композиції представлений у таблиці 1 і містить приблизно 10 до приблизно 45 хвилин. Потрібно 2,5% хлориду амонію та 2,5% молібдату амонію у зазначити, що на тривалість тверднення і темпе95% води. Також готують ванну, яка містить тільки ратуру може вплинути нанесення більш ніж одного 2,5% молібдату амонію. Готують іншу ванну, яка шару покриття або наступне нанесення верхнього містить тільки 2,5% хлориду амонію. Деталі вишару покриття, що являє собою верхнє покриття, тримують у ваннах протягом різних періодів часу, яке твердне при нагріванні. Отже, може застосовід 30 секунд до 10 хвилин. Деталі з нанесеним на вуватися більш коротка тривалість і більш низька них покриттям занурюють у ванну тільки з деіонітемпература тверднення. Також, як зазначено зованою водою та ванну з RFN-01-1-PT при кімнавище, при нанесенні більше ніж одного покриття тній температурі ванн та при температурі 65°С або верхнього покриття, яке твердне при нагріван(150°F) для порівняння в сольовому тумані. Після ні, може застосовуватися лише сушіння покриття. використання ванн з деіонізованою водою і RFNПотім, після нанесення затверділого при нагріванні 01-1-PT деталі сушать на повітрі протягом 24 говерхнього покриття, може протікати тверднення. дин перед дослідженням у сольовому тумані. ВанДослідження ну з RFN-01-1-PT, ванну тільки з 2,5% хлориду Для подальшої оцінки композицій та способів амонію і ванну тільки з 2,5% молібдату амонію згідно з даним винаходом були проведені численні використовують при кімнатній температурі, а дедослідження. Зокрема, різні деталі, покриті комерталі сушать протягом 5 хвилин при температурі ційно доступними корозійно-інгібуючими компози177°С (350°F). Ванну з RFN-01-1-PT також викориціями, порівнюють із відповідними деталями, тастовують при кімнатній температурі й температурі кож покритими такими ж корозійно-інгібуючими 65°С (150°F), а потім сушать при температурі композиціями і додатково покритими покриттями 177°С (350°F) протягом 5 хвилин. 17 88144 18 Таблиця 1 RFN-01-1-PT Компонент Ваговий процент 95,00 2,50 2,50 100,00 Деіонізована вода Хлорид амонію Молібдат амонію Усього Таблиця 2 Час впливу сольового туману до появи червоної іржі (години) Витримування, хвилини 0 Ванна при кімнатній температурі/сушіння на повітрі Контроль 192 Деіонізована вода RFN-01-PT Температура ванни 150°F/сушіння на повітрі Контроль 192 Деіонізована вода RFN-01-1-PT Ванна з кімнатною температурою/сушіння при температурі 350°F Контроль 192 2,5% NH4Cl 2,5% NH4MoO3 RFN-01-1-PT Сушіння при температурі 350°F Контроль 192 RFN-01-1-PT при кімнатній температурі RFN-01-1-PT при температурі 150°F Дані, наведені в таблиці 2, графічно проілюстровані на Фіг.1-5. Представлені дані ясно показують, що подальша обробка, тобто нанесення композиції згідно з переважним варіантом, здійснене будь-якими засобами, поліпшує експлуатаційні якості та корозійну стійкість GeometÒ у сольовому тумані. В. Дослідження №2 У наступній серії досліджень гальмівні ротори, попередньо покриті GeometÒ, додатково покривають композицією відповідно до переважного варіанту й піддають наступним різним дослідженням. Ротори очищають кислотними або лужними очищувачами. Очищені лугом ротори занурюють у лужний очищувач Metal Cleaner 478 на 15 хвилин при температурі 65°С (150°F). Після цього ротори промивають у водопровідній воді, а потім, перед нанесенням покриття з GeometÒ, ацетоном. Очищені кислотою ротори спочатку очищають, використовуючи описаний вище спосіб очищення луж 0,5 1 3 5 7 10 168 192 168 216 144 384 168 384 144 384 144 216 144 504 144 384 144 384 144 384 144 312 144 312 336 216 384 336 216 384 336 216 528 384 216 528 384 216 384 384 216 384 384 384 384 528 528 384 528 384 384 384 384 528 ним очищувачем із наступним 7-хвилинним у Madison Chemical Acid 162 при температурі 48°С (120°F). Очищені кислотою ротори потім промивають у водопровідній воді, після чого - засобом від іржі Madison Chemical DX 1100 протягом 3 хвилин при кімнатній температурі. Ротори промивають у водопровідній воді, а потім, перед нанесенням покриття з GeometÒ, ацетоном. GeometÒ наносять на ротори розбризкуванням. Перед нанесенням RFN-01-1-PT ротори нагрівають у печі при температурі 65°С (150°F) протягом 5 хвилин. Склад із RFN-01-1-PT представлений у таблиці 1. На ротори розбризкують RFN-01-1-PT і піддають їх зануренню зі стіканням. Після нанесення RFN-011-PT ротори В і G промивають водою. Ротори 2 і 8 не промивають водою після нанесення RFN-01-1PT. У наведеній нижче таблиці 3 представлені різні ротори, способи нанесення покриття й отримувана товщина покриттів. 19 88144 20 Таблиця 3 Деталі, покриття і товщина плівки Ротор Товщина плівВідхилення Очищення ки (мікрони) Кислотне 7,64 0,94 GEOMET і RFN-01-1-РТ 7,10 0,95 Занурення зі стіканням RFN-01-1-PT 11,19 1,61 Кислотне GEOMET і RFN-01-1-РТ 8,10 0,93 Розбризкування RFN-01-1-РТ 7,26 1,81 12,16 2,02 Лужне GEOMET 6,03 6,66 6,64 Кислотне GEOMET 6,27 7,63 6,91 Лужне GEOMET і RFN-01-1-РТ 6,59 Занурення зі стіканням RFN-01-1-PT 7,54 7,09 Лужне GEOMET і RFN-01-1-РТ 6,15 Розбризкування RFN-01-1-РТ 6,99 7,35 Покриття В Гальмівною поверхнею вгору Гальмівною поверхнею вниз Сполученою поверхнею вгору G Гальмівною поверхнею вгору Гальмівною поверхнею вниз Сполученою поверхнею вгору 1 Гальмівною поверхнею вгору Гальмівною поверхнею вниз Сполученою поверхнею вгору 13 Гальмівною поверхнею вгору Гальмівною поверхнею вниз Сполученою поверхнею вгору 2 Гальмівною поверхнею вгору Гальмівною поверхнею вниз Сполученою поверхнею вгору 8 Гальмівною поверхнею вгору Гальмівною поверхнею вниз Сполученою поверхнею вгору Ротори з нанесеним на них покриттям потім піддають вищеописаному випробуванню в сольовому тумані. Таблиця 4 Дослідження в сольовому тумані Ротор Період впливу сольового туману, години 360 480 576 Відсутність Відсутність Відсутність 5 іржі іржі іржі Відсутність Відсутність Відсутність 5 іржі іржі іржі Від 5 до10% Від 15 до20%