IT9048149A1 - Pefezionamento ai procedimenti per rivestimento in continuo con cromo metallico e ossido di cromo di superfici metalliche. - Google Patents

Pefezionamento ai procedimenti per rivestimento in continuo con cromo metallico e ossido di cromo di superfici metalliche. Download PDF

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    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/38Chromatising

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Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: "Perfezionamento ai procedimenti per rivestimento in continuo con cromo metallico e ossido di cromo di superfici metalliche''.
Nei procedimenti per rivestire in continuo con cromo metallico e ossido di cromo (Cr-CrOx) superfici metalliche, si introduce il perfezionamento caratterizzato dall'impiego di un p'retrattamento consistente in almeno un impulso anodico di breve durata applicato al corpo metallico da rivestire immerso nella stessa soluzione di cromatura immediatamente prima della deposizione di Cr-CrOx.
In tal modo si riesce a realizzare questo tipo di rivestimento anche su superfici a base di alluminio o sue leghe, cosa finora impossibile, inoltre si ottengono rivestimenti uniformi ed aderenti al metallo di base in grado di ben ancorare una successiva verniciatura; infine si ha un sensibile miglioramento riguardo la resistenza a corrosione soprattutto cosmetica. DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un perfezionamento per procedimenti per rivestimento in continuo con cromo metallico e ossido di cromo di superfici metalliche e, più in particolare, riguarda un pretrattamento di tipo anodico in grado di estendere la gamma di substrati metallici su cui tali rivestimenti sono applicabili, in tal modo ad esempio, è possibile applicare il rivestimento di cromo metallico e ossido di cromo anche a superfici a base di alluminio o sue leghe.
La richiesta di sempre migliori prestazioni dirette a combattere efficacemente la corrosione nei più diversi settori quali quelli elettrodomestico e automobilistico, ha imposto l'utilizzo di nuovi materiali prerivestiti al posto dell'acciaio semplicemente verniciato.
In particolare in quest'ultimo settore vi è un crescente impiego di materiali prerivestiti non solo per le parti più esposte alla corrosione (elementi strutturali, sottoscocca) ma anche per le parti esterne della carrozzeria, con la conseguente necessità di avere materiali resistenti tanto a corrosione perforante che a corrosione cosmetica.
Nell'ambito di queste problematiche, precedenti ricerche hanno evidenziato l'importanza dell'uso dello zinco per la sua caratteristica di essere elettrochimicamente sacrificale rispetto all'acciaio.
L'utilizzo di zincati a caldo e di elettrozincati ha sicuramente migliorato il prodotto ottenibile ed ha soddisfatto le esigenze primarie.
Nel tentativo di ottimizzare detto prodotto ottenibile sono state proposte diverse alternative.
Una tendenza comune in alcuni mercati é quella di realizzare rivestiti a caldo con spessori usualmente maggiori di io micrometri, . sottolineando in questo modo l'importanza e l'efficacia dello spessore più che del tipo di rivestimento. Così si assicura una sufficiente protezione catodica dell'acciaio contro la corrosione perforante ma sorgono -problemi cosmetici e di formabilità (screpolature e distacchi del rivestimento, formazione di polveri durante lo stampaggio, marcature dei nastri), di saldabilità e di verniciabilità. Un tentativo di diversificazione rispetto ai convenzionali lamierini zincati o protetti per verniciatura è stato fatto con l'introduzione di leghe di Zn; ad esempio sono state proposte leghe Zn-Ni, che tuttavia non appaiono in grado di assicurare una sufficiente protezione sacrificale nei confronti dell'acciaio quando il rivestimento è danneggiato.
Sono anche usati rivestimenti a base Zn-Fe che forniscono una buona resistenza alla corrosione grazie alla loro buona fosfatabilità, tuttavia in questo caso se un maggior contenuto in ferro assicura un miglior comportamento riguardo la verniciatura, aumentano contemporaneamente i problemi di corrosione perforante legati alla rapida comparsa di ruggine rossa.
Numerosi sono anche gli esempi di rivestimenti multistrati così come Zn/Zn-Ni o Zn-Cr/Zn-Ni, o come Zn-Fe/Fe-P.
Tuttavia anche in queste ultime situazioni vengono assicurate solo determinate proprietà, ad esempio esigui spessori, resistenza a corrosione perforante, resistenza a corrosione coEmetica, adesività, ma non contemporaneamente tutte le volute proprietà.
Precedenti lavori effettuati da alcuni tra questi stessi inventori riguardano l'elettrodeposizione di un film di cromo metallico e ossido di cromo su acciaio elettrozincato.
A seguito dei buoni risultati già ottenuti e al fine di ottimizzarli ci si è ora rivolti non solo verso la deposizione di un film di Cr-CrOx su elettrorivestiti con zinco e sue leghe e su rivestiti a caldo con zinco e sue leghe, ma anche verso quella fascia di mercato dove sono richiesti prodotti resistenti ad alte temperature, ad esempio per la produzione di marmitte per auto, e quindi a prodotti alluminiati su cui finora tramite le tecniche classiche di produzione non era possibile realizzare questo tipo di deposizione.
Scopo della presente invenzione è quello di consentire la formazione di uno strato protettivo di cromo metallico e ossido di cromo anche su alluminio o sue leghe e su rivestiti di alluminio o sue leghe mediante un trattamento elettrochimico innovativo .
Altri scopi della presente invenzione sono quelli di consentire un incremento della resistenza alla corrosione soprattutto cosmetica e di realizzare caratteristiche superficiali tali da offrire dopo verniciatura un buon aspetto estetico.
Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di poter saltare lo stadio di fosfatazione nel ciclo di verniciatura poiché il film di Cr-CrOx sostituisce le funzioni dello strato fosfatico con conseguente risparmio economico e di spazio in produzione soprattutto nei processi di tipo coil-coating.
Infine ulteriore scopo della presente invenzione è quello di favorire la saldabilità per punti aumentando la vita degli elettrodi; in particolare, evitando il contatto diretto tra i rivestimenti a base zinco e il rame degli elettrodi, si è riusciti ad aumentare la vita utile degli elettrodi di almeno 6 volte.
Il perfezionamento oggetto della presente invenzione in cui un corpo metallico continuo è immerso in una soluzione elettrolitica di tipo noto, in movimento e fortemente acida per acido cromico, è caratterizzato dal fatto che detto corpo metallico è sottoposto in detta soluzione elettrolitica ad un pretrattamento anodico costituito dalla imposizione di almeno un impulso di corrente con densità compresa tra 5 e 50 A/dmq per un tempo compreso tra 0.5 e 3 secondi, e successivamente nella stessa soluzione a un trattamento, in sé noto, di deposizione elettrolitica di cromo metallico e di ossido di cromo, detta soluzione avente un pH compreso tra 0 e 2, una velocità relativa rispetto a detto corpo metallico compresa tra 0.5 e 4m/s ed una temperatura di trattamento compresa tra 40 e 80°C.
Detto bagno elettrolitico per la realizzazione della presente invenzione ha, preferibilmente, la composizione scelta nei seguenti intervalli: Cr03 da 20 a 80 g/1, HBF4 al 40% da 0 a 5 ml/1 , NaF da 0 a 2 g/1, H2SO4 al 98% da 0 a 1 g/1.
La presente invenzione verrà ora illustrata, a puro titolo di esempio e in modo non limitativo degli scopi e dell'ampiezza dell 'invenzione stessa, negli esempi seguenti, in cui verranno descritte tecnica di produzione, prodotti ottenuti e relativo comportamento corrosionistico.
Per valutare la resistenza alla corrosione sono stati effettuati degli esami sia su prodotti non verniciati che su ‘prodotti verniciati secondo il ciclo auto fino a catoforesi.
Le condizioni operative relative ad alcune delle numerose prove realizzate sono mostrate in tabella 1 dove viene considerata una deposizione di lg/mq di cromo totale.
Per i campioni non verniciati è stata utilizzata la tecnica di esposizione in camera a nebbia salina (NaCl 5%) secondo la norma ASTM B 117 valutando il tempo necessario alla comparsa di ruggine,rossa sulla superficie.
Per quanto riguarda il comportamento corrosionistico dei campioni allo stato non verniciato i provini con il rivestimento Cr-CrOx ottenuti con il pretrattamento anodico hanno dato -tutti indicazioni nello stesso senso, infatti risultano avere una resistenza almeno pari a quella, di per sè già buona, dei rivestimenti per immersione a caldo e aventi uno spessore di rivestimento superiore a quello di un normale elettrozincato. I campioni allo stato verniciato sono stati esposti con un bordo tranciato e intagliati a croce fino a scoprire il rivestimento metallico a 40 cicli corrosivi alternati umido-secco costituiti da:
- 15 minuti di immersione in soluzione di NaCl al 5%
- 75 minuti di asciugatura a temperatura ambiente
- 22.5 ore in camera umidostatica a 40°C e 98% di umidità relativa.
Successivamente la resistenza alla corrosione degli stessi provini verniciati è stata valutata con:
prova di distacco con nastro adesivo standard (n.250 della 3M) per evidenziare la superficie interessata allo scollamento della vernice
determinazione dell'area distaccata tramite analisi al QTM (Quantitative Television Microscope).
In tabella 2 relativamente a campioni di:
Alu = alluminiati (94.9% di Al, 5.1% di si)
Lav = leghe costituite da 32.5% di Al, 0.28% di Si, 0.56% di Mg e resto Zn
sono quantizzati i risultati ottenuti come area di distacco della vernice espressa in mmq.
Nella stessa tabella 2 sono stati indicati con:
A = rivestimenti Cr-CrOx con pretrattamento anodico
B = rivestimenti Cr-CrOx senza pretrattamento anodico C = fosfatati.
Da questa tabella si può subito notare che l'effetto del preimpulso anodico nei riguardi di rivestimenti di Cr
CrOx (A) è quello di migliorare in ogni caso la resistenza alla corrosione.
Inoltre la stessa tabella evidenzia il fatto che cercando di ottenere rivestimenti di Cr-CrOx su Alluminio e sue leghe secondo tecniche note, se nel peggiore dei casi conduce a depositi non aderenti e facilmente asportabili già in fase di pulitura, nel migliore dei casi permette di realizzare campioni la cui resistenza alla corrosione è nettamente peggiore rispetto a quella degli stessi campioni ma sottoposti a preimpulso anodico, e quindi certamente non in grado di soddisfare le richieste del mercato.
Risultati -incoraggianti si sono avuti anche su substrati diversi da alluminiati e sue leghe.

Claims (1)

  1. RIVENDICAZIONI Perfezionamento ai procedimenti per rivestimento in continuo con cromo metallico e ossido di cromo di superfici metalliche, in cui un corpo metallico continuo è immerso in una soluzione elettrolitica di tipo noto, in movimento e fortemente acida per acido cromico, caratterizzato dal fatto che detto corpo metallico è sottoposto in detta soluzione elettrolitica ad un pretrattamento anodico costituito dalla imposizione di almeno un impulso di corrente con densità compresa tra 5 e 50 A/dmq per un tempo compreso tra 0.5 e 3 secondi, e successivamente nella stessa soluzione a un trattamento, in sè noto, di deposizione elettrolitica di cromo metallico e ossido di cromo, detta soluzione avente un pH compreso tra 0 e 2, una velocità relativa rispetto a detto corpo metallico compresa tra 0.5 e 4 m/s ed una temperatura di trattamento compresa tra 40 e 80°C.
IT48149A 1990-07-17 1990-07-17 Pefezionamento ai procedimenti per rivestimento in continuo con cromo metallico e ossido di cromo di superfici metalliche. IT1241489B (it)

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