Disolución de tratamiento para formar un recubrimiento químico de cromo trivalente negro sobre cinc o aleación de cinc y método de formación del recubrimiento químico de cromo trivalente negro sobre cinc o aleación de cinc.

Una disolución de tratamiento para formar una película de recubrimiento de conversión química de cromo trivalente negra sobre cinc o aleación de cinc,

comprendiendo la disolución:

un ion de cromo trivalente;

un agente de quelación capaz de formar un complejo soluble en agua con el ion de cromo trivalente;

un ion de cinc;

un compuesto orgánico de azufre; y

un ion fosfito,

en donde una concentración de iones de cinc C (mol/l), una concentración de iones de cromo trivalente A (mol/l), y una concentración del compuesto de azufre D (mol/l) en la disolución de tratamiento, están en el intervalo representado por la siguiente expresión (1)

0,0431C + A/4 ≥ D ≥ 0,0431C + A/50

Disolución de tratamiento para formar un recubrimiento químico de cromo trivalente negro sobre cinc o aleación de cinc y método de formación del recubrimiento químico de cromo trivalente negro sobre cinc o aleación de cinc

Campo técnico

La presente invención se refiere a una disolución de tratamiento para formar, sobre la superficie de cinc o aleación de cinc, una película de recubrimiento de conversión química de cromo trivalente negra, exenta de cromo hexavalente, con un aspecto negro y brillante uniforme y una buena resistencia a la corrosión, y a un método para formar la película de recubrimiento de conversión química de cromo trivalente negra.

Antecedentes de la técnica Recientemente, se ha usado ampliamente un método que usa galvanizado de cinc o aleación de cinc, como un método para inhibir la corrosión de la superficie de un metal. Sin embargo, el galvanizado por sí mismo no proporciona una resistencia a la corrosión suficiente, y por lo tanto, se ha usado ampliamente en la industria un tratamiento con ácido crómico después del galvanizado, es decir, el llamado tratamiento de cromado. Por otra parte, se ha señalado que el cromo hexavalente daña al cuerpo humano y al medio ambiente, y como resultado, las medidas para regular el uso del cromo trivalente han ganado impulso. Una alternativa a una película de recubrimiento formada con cromo hexavalente es una película de recubrimiento de prevención del óxido en la que se usa cromo trivalente. Por ejemplo, el artículo de patente 1 describe un método de tratamiento que usa una mezcla de cromo trivalente, un fluoruro, un ácido orgánico, un ácido inorgánico y una sal de metal tal como sulfato de cobalto. Sin embargo, este baño tiene problemas medioambientales, puesto que se usa un fluoruro en el baño. Por otra parte, el artículo de patente 2 propone antioxidante exento de cromo hexavalente, en el que se usa un ácido fosfórico, una sal de un metal tal como Mo, Cr3+ o Ti, y un oxidante. Sin embargo, en este método todavía hay posibilidad de que el cromo trivalente sea oxidado a cromo hexavalente, debido al uso de una gran cantidad de un oxidante.

El artículo de patente 3 propone un tratamiento de conversión química, en el que se usa fósforo, un metal tal como Mo y cromo trivalente, pero no se usa fluoruro. Sin embargo, como resultado del ensayo de confirmación de los autores de la invención, se encontró que no se podía reproducir una resistencia a la corrosión satisfactoria. Además, el artículo de patente 4 describe un método de tratamiento en el que se usan de 5 a 100 g/l de cromo trivalente, nitrato, un ácido orgánico y una sal de un metal tal como cobalto. Puesto que en este método las concentraciones de cromo y similares son altas, y el tratamiento se lleva a cabo a una temperatura elevada, este método tiene la ventaja de que se puede obtener una película gruesa, y por consiguiente una buena resistencia a la corrosión, pero la desventaja de que no se puede obtener una resistencia a la corrosión estable debido a la dificultad de formar una película estable y densa. Además, el método también es desventajoso en el tratamiento de aguas residuales, puesto que el baño de tratamiento contiene cromo en alta concentración y también se usa en el mismo una gran cantidad de un ácido orgánico. Además, en cuanto al aspecto de la película, solo se puede obtener aspecto incoloro y color de interferencia. En relación con esto, en cuanto a la formación de una película de recubrimiento de conversión química de cromo trivalente negra sobre cinc-níquel (% de Ni en la película es 8% o más) o cinc-hierro, el artículo de patente 5 describe un método de tratamiento con una disolución acuosa ácida que contiene un compuesto ácido de fósforo y cromo trivalente. Además, en cuanto a la formación de una película de recubrimiento de conversión química de cromo trivalente de color de interferencia sobre cinc-níquel (% de Ni en la película es 8% o más) , el artículo de patente 6 describe un método de tratamiento con una disolución acuosa ácida que contiene también un compuesto de fósforo, cromo trivalente, y además iones halato. Sin embargo, la tasa de codeposición de Ni de gran parte de los galvanizados de aleación de cinc-níquel producidos de hecho cae por debajo del 8%, y por lo tanto este método tiene problemas prácticos en la obtención de un aspecto negro. Además, en relación con el galvanizado de aleación de cinc-hierro, no se ha proporcionado una resistencia a la corrosión suficiente. Como otros métodos, el artículo de patente 7 propone un método de tratamiento que usa cromo trivalente en una concentración baja, un ácido orgánico y una sal de un metal tal como níquel, mientras que el artículo de patente 8 propone un método de tratamiento que usa cromo trivalente en una concentración baja y un ácido orgánico. Sin embargo, estos métodos proporcionan una resistencia a la corrosión que es menos suficiente que el cromado convencional.

La disolución de tratamiento descrita en el artículo de patente 9 desarrollada por los presentes autores de la invención, proporciona un buen aspecto negro y una buena resistencia a la corrosión más que comparable con el cromado usando cromo hexavalente. Además, los autores de la presente invención han evaluado que la disolución de tratamiento en el artículo de patente 10 o artículo de patente 11, proporciona una resistencia a la corrosión peor pero un aspecto negro mejor que el cromado negro convencional. Sin embargo, estas disoluciones de tratamiento de conversión química tienen todas el problema de tener una vida corta del baño de tratamiento, puesto que la disolución de tratamiento proporciona un aspecto negro reducido ya que los iones de cinc se acumulan en la disolución de tratamiento al disolverse del cinc o aleación de cinc sobre la superficie del sustrato tratado por tratamiento de conversión química del cinc o aleación de cinc.

Artículo de patente 1: Publicación de solicitud de patente japonesa examinada nº Sho 63-015991; Artículo de patente 2: Publicación de solicitud de patente japonesa nº Hei 10-183364;

Artículo de patente 3: Publicación de solicitud de patente japonesa nº 2000-54157;

Artículo de patente 4: Publicación de solicitud de patente japonesa nº 2000-509434;

Artículo de patente 5: Patente de EE.UU. nº 5415702;

Artículo de patente 6: Patente de EE.UU. nº 5407749;

Artículo de patente 7: Patente de EE.UU. nº 4578122;

Artículo de patente 8: Patente de EE.UU. nº 5368655;

Artículo de patente 9: Publicación de solicitud de patente japonesa nº 2003-268562;

Artículo de patente 10: Publicación de solicitud de patente japonesa nº 2005-187925; y

Artículo de patente 11: Publicación de solicitud de patente japonesa nº 2005-206872.

El documento EP 1484432 se refiere a una disolución de tratamiento para formar un recubrimiento químico exento de Cr hexavalente negro sobre un sustrato galvanizado de Zn o aleación de Zn y a un método para formar dicho recubrimiento.

Descripción de la invención Problemas que va a resolver la invención Un objeto de la presente invención es proporcionar: una disolución de tratamiento para formar sobre la superficie de cinc o aleación de cinc, una película de recubrimiento de conversión química de cromo trivalente exenta de cromo hexavalente con un aspecto negro uniforme y una buena resistencia a la corrosión, teniendo la disolución de tratamiento un vida del baño de tratamiento más larga; y un método para formar la película de recubrimiento de conversión química de cromo trivalente negra.

Medios para la solución de los problemas La presente invención proporciona una disolución de tratamiento según la reivindicación 1 de las reivindicaciones adjuntas a la misma.

Para resolver los problemas anteriores, los autores de la presente invención han hecho un examen exhaustivo y han encontrado que la función del baño de tratamiento se puede mantener estable a lo largo de un periodo largo usando un líquido de tratamiento de conversión química que tiene una determinada composición, y manteniendo la concentración del compuesto de azufre en la disolución de tratamiento dentro de un determinado intervalo de concentración, dependiendo de la concentración de iones de cromo trivalente y la concentración de iones de cinc acumuladas por el tratamiento de conversión química. Como resultado, los autores de la presente invención han completado la presente invención.

Además, la presente invención también proporciona un método para formar una película de recubrimiento de conversión química de cromo trivalente negra sobre cinc o aleación de cinc, usando la disolución... [Seguir leyendo]

1. Una disolución de tratamiento para formar una película de recubrimiento de conversión química de cromo trivalente negra sobre cinc o aleación de cinc, comprendiendo la disolución: un ion de cromo trivalente; un agente de quelación capaz de formar un complejo soluble en agua con el ion de cromo trivalente; un ion de cinc; un compuesto orgánico de azufre; y

un ion fosfito, en donde una concentración de iones de cinc C (mol/l) , una concentración de iones de cromo trivalente A (mol/l) , y una concentración del compuesto de azufre D (mol/l) en la disolución de tratamiento, están en el intervalo representado por la siguiente expresión (1)

0, 0431C + A/4 ≥ D ≥ 0, 0431C + A/50

2. La disolución de tratamiento según la reivindicación 1, en donde una concentración de iones de cinc C en la disolución de tratamiento está en el intervalo de 0, 002 a 0, 45 mol/l. 3. La disolución de tratamiento según la reivindicación 1, en donde una concentración de iones fosfito en la

disolución de tratamiento está en el intervalo de 0, 01 a 0, 6 mol/l. 4. Un método para formar una película de recubrimiento de conversión química de cromo trivalente negra sobre

cinc o aleación de cinc usando la disolución de tratamiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, comprendiendo el método las etapas de: ajustar una concentración de iones de cinc en la disolución de tratamiento en una fase inicial (en una preparación de

baño inicial) en el intervalo de 0, 002 a 0, 15 mol/l, en donde la concentración de iones de cinc es controlada de modo

que no esté fuera del intervalo de 0, 002 a 0, 15 mol/l; o llevar a cabo un tratamiento de conversión química en el cinc o aleación de cinc usando la disolución de tratamiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, con la disolución mantenida a una temperatura de 10 a 60 ºC.

5. Un metal recubierto con cinc o aleación de cinc que tiene una película de recubrimiento de conversión química de cromo trivalente negra formada llevando a cabo un tratamiento de conversión química sobre el cinc o aleación de cinc con la disolución de tratamiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.