cpomaemКоррозия: защита материалов и методы исследованийTitle in englishИФХЭ РАН10.61852/2949-3412-2024-2-2-68-80cpomaem-56Research ArticleСтатьиЗащита от коррозии алюминиевого сплава АМг6 от коррозии конверсионными церийсодержащими покрытиямиCorrosion protection of aluminum alloy AMg6 from corrosion by conversion cerium-containing coatingsСундуковаА. В.SundukovaA. V.

125047 Москва, Миусская площадь, д. 9

Miusskaya square, 9, Moscow 125047

АбрашовА. А.AbrashovA. A.

125047 Москва, Миусская площадь, д. 9

Miusskaya square, 9, Moscow 125047

abrashov.a.a@muctr.ruГригорянН. С.GrigoryanN. S.

125047 Москва, Миусская площадь, д. 9

Miusskaya square, 9, Moscow 125047

ХафизоваА. И.HafizovaA. I.

125047 Москва, Миусская площадь, д. 9

Miusskaya square, 9, Moscow 125047

ВаграмянТ. А.VagramyanT. A.

125047 Москва, Миусская площадь, д. 9

Miusskaya square, 9, Moscow 125047

ФГБОУ ВО «Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева»РоссияDmitry Mendeleev University of Chemical Тесhnоlоgy of RussiaRussian Federation202425062024026880Copyright © Сундукова А.В., Абрашов А.А., Григорян Н.С., Хафизова А.И., Ваграмян Т.А., 20242024Сундукова А.В., Абрашов А.А., Григорян Н.С., Хафизова А.И., Ваграмян Т.А.Sundukova A.V., Abrashov A.A., Grigoryan N.S., Hafizova A.I., Vagramyan T.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.cpmrm.ru/jour/article/view/56

Разработан раствор для нанесения защитных-адгезионных церийсодержащих покрытий на поверхность алюминиевого сплава АМг6 с целью замены токсичного процесса хроматирования в автомобильной и других отраслях промышленности.

Разработанный раствор, содержит: 5–10 г/л Ce(NO3)3·6H2O, 30–40 мл/л H2O2, 0,5–1,5 г/л таннин.

Покрытия с наилучшими физико-химическими характеристиками формируются в растворе с рН=2–3, при температуре18–25°С и продолжительности процесса 10–15 мин. Оптимальная температура сушки 120–160°С.

Формирующиеся в приведенных условиях покрытия состоят из оксидов церия CeO2, Ce2O3, а также оксид алюминия Al2O3. Введение сложного эфира галловой кислоты (в количестве 0,5–1,5 г/л) в рабочий раствор приводит к изменению химического состава формирующихся покрытий, а именно к исключению в его составе соединений нем CeO2. Это способствует увеличению защитной способности покрытий.

Разработанный раствор для формирования защитно-адгезионных покрытий на алюминии является альтернативой токсичным растворам хроматирования.

A solution has been developed for applying protective-adhesive cerium-containing coatings to the surface of the AMg6 aluminum alloy in order to replace the toxic chromating process in the automotive and other industries.

The developed solution contains: 5-10 g/l Ce(NO3)3·6H2O, 30-40 ml/l H2O2 and 0,5-1,5 g/l tannin.

Coatings with the best physical-chemical characteristics are formed in a solution with pH=2-3 at a temperature of 18-25°C and a process duration of 10-15 minutes. The optimum drying temperature is 120-160°C.

The coatings formed under these conditions consist of cerium oxides CeO2, Ce2O3 and aluminum oxide Al2O3. The addition of a tannin (in an amount of 0,5-1,5 g/l) to the working solution leads to a change in the chemical composition of the forming coatings, namely, to the exclusion of CeO2 compounds in their composition. This increases the protective ability of coatings.

The developed solution for the formation of protective-adhesive coatings on aluminum is an alternative to toxic chromating solutions.

защита от коррозииконверсионные покрытияцерийсодержащие покрытияобработка поверхностибесхроматная пассивацияредкоземельные металлыcorrosion protectionconversion coatingscerium-containing coatingssurface treatmentchromate-free passivationrare earth metalsReferencesМ.В. Лушина и С.Г. Паршин, Инновационные технологии антикоррозионной защиты изделий из алюминиевых сплавов, Морской вестник, 2011, 1(37), 113-115.М.В. Лушина и С.Г. Паршин, Инновационные технологии антикоррозионной защиты изделий из алюминиевых сплавов, Морской вестник, 2011, 1(37), 113-115.M.W. Kendig and R.G. Buchheit, Corrosion Inhibition of Aluminum and Aluminum Alloys by Soluble Chromates, Chromate Coatings, and Chromate-Free Coatings. CORROSION, 2003, 59, no. 5, 379-399. doi: 10.5006/1.3277570M.W. Kendig and R.G. Buchheit, Corrosion Inhibition of Aluminum and Aluminum Alloys by Soluble Chromates, Chromate Coatings, and Chromate-Free Coatings. CORROSION, 2003, 59, no. 5, 379-399. doi: 10.5006/1.3277570S. Gheytani, Y. Liang, J. Yan and J.Q. Xu, Chromate conversion coated aluminium as lightweight and corrosion-resistant current collector for aqueous lithium-ion batteries, J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 395-399. doi: 10.1039/C5TA07366AS. Gheytani, Y. Liang, J. Yan and J.Q. Xu, Chromate conversion coated aluminium as lightweight and corrosion-resistant current collector for aqueous lithium-ion batteries, J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 395-399. doi: 10.1039/C5TA07366AA.E. Hughes and R.J. Taylor, Chromate Conversion Coatings on 2024 Al Alloy, Surf. Interface Anal., 1997, 25, no. 4, 223-234. doi: 10.1002/(SICI)1096-9918(199704)25:4<223::AID-SIA225>3.0.CO;2-DA.E. Hughes and R.J. Taylor, Chromate Conversion Coatings on 2024 Al Alloy, Surf. Interface Anal., 1997, 25, no. 4, 223-234. doi: 10.1002/(SICI)1096-9918(199704)25:4<223::AID-SIA225>3.0.CO;2-DJ. Zhao, L. Xia, A. Sehgal and D. Lu, Effects of chromate conversion coatings on corrosion of aluminium alloy 2024-T3, Surf. Coat. Technol., 2001, 140, no.1, 51-57. doi: 10.1016/S0257-8972(01)01003-9J. Zhao, L. Xia, A. Sehgal and D. Lu, Effects of chromate conversion coatings on corrosion of aluminium alloy 2024-T3, Surf. Coat. Technol., 2001, 140, no.1, 51-57. doi: 10.1016/S0257-8972(01)01003-9Directive 2000/53/EC of the Parliament and the Council of Europe on September 18, 2000 “End-of-live-vehicles”, Off. J. Eur. Communities, L269, pp. 34–43.Directive 2000/53/EC of the Parliament and the Council of Europe on September 18, 2000 “End-of-live-vehicles”, Off. J. Eur. Communities, L269, pp. 34–43.Directive 2002/96/EC of the European Parliament and of the Council of 27 January 2003 on waste electrical and electronic equipment.Directive 2002/96/EC of the European Parliament and of the Council of 27 January 2003 on waste electrical and electronic equipment.Directive 2011/65 / EC (RoHS II) of the European Parliament and of the Council of 8 June 2011 on the restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment.Directive 2011/65 / EC (RoHS II) of the European Parliament and of the Council of 8 June 2011 on the restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment.A.B. Harris, Replacement hexavalent chromium in automotive industry for ELV Directive. Technical paper, Sur/Fin. 6/2002.A.B. Harris, Replacement hexavalent chromium in automotive industry for ELV Directive. Technical paper, Sur/Fin. 6/2002.С.В. Олейник и Ю.И. Кузнецов‚ Ингибиторы коррозии в конверсионных покрытиях. Ч. IV, Защита металлов, 2007, 43, 421-428.С.В. Олейник и Ю.И. Кузнецов‚ Ингибиторы коррозии в конверсионных покрытиях. Ч. IV, Защита металлов, 2007, 43, 421-428.M.M. Rahman, Md.H. Zahir, Md.B. Haq, D.A. Al Shehri and A.M. Kumar, Corrosion Inhibition Properties of Waterborne Polyurethane/Cerium Nitrate Coatings on Mild Steel, Coatings, 2018, 8, 34; doi: 10.3390/coatings8010034M.M. Rahman, Md.H. Zahir, Md.B. Haq, D.A. Al Shehri and A.M. Kumar, Corrosion Inhibition Properties of Waterborne Polyurethane/Cerium Nitrate Coatings on Mild Steel, Coatings, 2018, 8, 34; doi: 10.3390/coatings8010034M. Gobara, A. Baraka, R. Akid and M. Zorainy, Corrosion protection mechanism of Ce4+/organic inhibitor for AA2024 in 3.5% NaCl, RSC Advances, 2020, 10, 2227-2240. doi: 10.1039/C9RA09552GM. Gobara, A. Baraka, R. Akid and M. Zorainy, Corrosion protection mechanism of Ce4+/organic inhibitor for AA2024 in 3.5% NaCl, RSC Advances, 2020, 10, 2227-2240. doi: 10.1039/C9RA09552GM. Dabala, E. Ramous and M. Magrini, Corrosion resistance of cerium-based chemical conversion coatings on AA5083 aluminium alloy, Materials and Corrosion, 2004, 55, 381-386. doi: 10.1002/maco.200303744M. Dabala, E. Ramous and M. Magrini, Corrosion resistance of cerium-based chemical conversion coatings on AA5083 aluminium alloy, Materials and Corrosion, 2004, 55, 381-386. doi: 10.1002/maco.200303744Woicik and C. Joseph, Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy (HAXPES), Springer International Publishing: ChamCity, Switzerland, 2016, p. 571.Woicik and C. Joseph, Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy (HAXPES), Springer International Publishing: ChamCity, Switzerland, 2016, p. 571.B. Valdez, S. Kiyota, M. Stoytcheva, R. Zlatev and J.M. Bastidas Cerium-based conversion coatings to improve the corrosion resistance of aluminium alloy 6061-T6, Corros. Sci., 2014, 87, 141-149, doi: 10.1016/j.corsci.2014.06.023.B. Valdez, S. Kiyota, M. Stoytcheva, R. Zlatev and J.M. Bastidas Cerium-based conversion coatings to improve the corrosion resistance of aluminium alloy 6061-T6, Corros. Sci., 2014, 87, 141-149, doi: 10.1016/j.corsci.2014.06.023.M. Kurtela, V. Šimunović, I. Stojanović and V. Alar, Effect of the cerium (III) chloride heptahydrate on the corrosion inhibition of aluminum alloy, Materials and Corrosion, 2020, 71, 125-147. doi: 10.1002/maco.201911057M. Kurtela, V. Šimunović, I. Stojanović and V. Alar, Effect of the cerium (III) chloride heptahydrate on the corrosion inhibition of aluminum alloy, Materials and Corrosion, 2020, 71, 125-147. doi: 10.1002/maco.201911057

The authors declare that there are no conflicts of interest present.