Технологические процессы с использованием окиси хрома

Область применение хроматных (хромато-фторидных) конверсионных покрытий в основном совпадает с областью применения хромато-фосфатных покрытий. Хотя первые покрытия имеют меньшую толщину (порядка 0.5 микрометра), однако они превосходят по своей коррозионной стойкости покрытия хромато-фосфатного типа.

Благодаря своей малой толщине эти покрытия могут иметь радужный оттенок и неоднородный внешний вид. По этой причине хромато-фосфатные пленки
как правило используются в качестве предварительной обработки для нанесения чистого лакового покрытия. Наличие остатков окиси хрома в пленке так же означает невозможность их использования в пищевой промышленности. При этом высокая коррозионная стойкость позволяет их использование в качестве основы для нанесения краски, особенно при обработке наружных поверхностей. Так же следует отметить, что хроматные ванны требуют более тщательного контроля, чем хромато-фосфатные ванны.

Подобные эксплуатационные характеристики можно так же получить путем предварительной обработки в растворе (ванна S.T.C.), который содержит

хромовой кислоты 3.4 - 4.0 г/л

дихромата натрия 3.0 - 3.5 г/л

фторида натрия 0.8 г/л

при уровне рН
1.5 при 30º С на протяжении 3 минут.

Вес покрытия составляет порядка 42 мг/фут2 (4.5мг/дм2), а в процессе осаждения происходит растворениепорядка 24 мг/фут2 (2.6 мг/дм2) алюминия. Контроль над уровнем рН значительно облегчается, если вместо фторида используется вторичный кислый фторид натрия.

Большинство хроматных конверсионных покрытий производится из патентованных растворов, содержащих шестивалентный хром и фториды или комплексные фториды, многие так же содержат ферроцианидовые ускорители. Работа с растворами, как правило осуществляется при комнатной температуре. Внешний вид покрытия зависит от состава сплава, толщины пленки и времени обработки (обычно от 10 секунд до 6 минут.) В процессе предварительной обработки покрытие перестает быть бесцветным и приобретает радужно желтый или коричневый оттенок. Цветные поверхности имеют высокую коррозийную стойкость, благодаря тому, что в процессе эксплуатации в пленке происходит растворение шестивалентного хрома, который таким образом создает защиту для металла. Поэтому при проведении испытаний солевого тумана обнаружилось, что хроматные пленки имеют вдвое больший срок службы, чем хромато-фосфатные или фосфатные пленки, 131 однако при нагревании до 60º С растворимые составляющие становятся нерастворимыми и теряют свои защитные свойства. Бесцветные пленки и пленки, приготовляемые путем отбеливания в кислоте или щелочи обладают не столь выраженными антикоррозийными свойствами. Хроматные покрытия оказывают слабое влияние или вовсе не оказывают влияния на усталостные свойства материала, однако не могут предотвратить ухудшение механических свойстввследствие возникновения коррозии в процессе эксплуатации.

В самолетостроении, особенно в тех случаях, когда анодирование не представляется возможным (например, когда дело касается монтажа с другими металлами, или если детали имеют слишком большую длину), хроматные
покрытия становятся подходящей альтернативой, так как они способны обеспечить хорошую коррозийную стойкость при своей относительно малой стоимости. Согласно Военным спецификациям США MIL-S-5002D (1994), хроматные
покрытия считаются альтернативой анодированию, за исключением случаев, когда детали подвержены износу, истираню, эрозии или чрезвычайно сильному коррозийному воздействию. В добавок все детали, на которых воздействует коррозийная среда, в обязательном порядке подлежат анодированию .
Некрашеные хроматные пленки не должны подвергаться воздействию температур выше чем 65º С. В США, детали, используемые для производства самолетов, обычно изготавливаются из высокопрочных сплавов алюминия типа 6061, 7075, 2024, 5052 или 5056, при этом существуют описания методов хроматирования высокопрочных сплавов.Следующая процедура рекомендуется для получения оптимальной коррозионной стойкости:

1. Очистка в нетравильном щелочном очистителе

2. Промывка на притяжении не менее 1 минуты.

3. Раскисление с помощью хромато-сульфатного раскислителя.

4. Промывка на протяжении не менее 1 минуты.

5. Наложение хроматной пленки MIL-C-1706, класс 1А.

6. Промывка пленки на протяжении, по меньшей мере, 1 минуты.

7. Воздушна сушка при температуре ниже 60º С.

В отношении износостойкости, в спецификации США MIL-C-5541 T (1990) указывается, что неокрашенная пленка должна выдерживать воздействие 5% солевого тумана на протяжении 168 часов без проявления выраженной точечной коррозии. Так же коррозионная стойкость окрашенных пленок должна быть сопоставимой с коррозийной стойкостьютакой же системой окрашивания на панелях анодированных с MIL-A-8625 (тип 1). Сюда относятся два типа конверсионных покрытий. Покрытия класса 1А используются для создания максимальной защиты против коррозии на поверхностях, подлежащих или не подлежащих последующей окраске, а класс 3 используется для создания защиты против коррозии в тех случаях, когда требуется низкое электрическое сопротивление.В
спецификации В449-93 стандарта A.S.T.M. , указаны три класса хроматных конверсионных покрытий для алюминия:

для создания максимальной коррозионной стойкости и для использования на неокрашенных поверхностях. Покрытие имеет желто-коричневый цвет и весит 3.2-11 мг/дм2
(30-100 мг/фут2).

для защиты от коррозии и использования в качестве основы для нанесения краски. Покрытие имеет радужный желтый цвет и весит 1.1-3.8 мг/дм2
(10-35 мг/фут2).

для декоративного применения (бесцветные покрытия) и для покрытий с низким электрическим сопротивлением (покрытия - желтые - бесцветные)

В Великобритании в стандарте DEF STAN 03-18.2 (1995) указывается, что неокрашенные
хроматные пленки должны выдерживать 96 часов воздействия нейтрального солевого тумана (B.S.7479) , без проявления каких-либо признаков коррозии. Эти спецификации созданы для использования в военной промышленности и подходят для большинства типов коммерческого применения.

Что касается других свойств хроматных покрытий, то их электрическая проводимость достаточно низка и зависит от контактного давления.