The role of the chemical composition of trivalent passivation bath for aluminum 5005A series in shaping the morphology of conversion coating and corrosion resistance

• Autorzy: Gralak Eryk , Hoffman Adrianna , Winiarski Juliusz

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2022.6.2

Warianty tytułu

PL

Rola składu chemicznego kąpieli do pasywacji trójwartościowej aluminium serii 5005A w kształtowaniu morfologii powłoki konwersyjnej i odporności na korozję

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

5005A series aluminum samples were passivated to obtain a conversion coating based on Cr(III) compounds. It was shown that the corrosion resistance of galvanized aluminum in a bath containing both zirconium and cobalt compounds, measured in a 0.05 M NaCl solution, slightly increased compared to the corrosion resistance of aluminum as delivered, i.e. without conversion coating. In the case of galvanic treatment of aluminum in baths containing separately cobalt or zirconium compounds, a significant increase in corrosion resistance was achieved in relation to aluminum in the delivered condition. SEM analysis showed that in the presence of the simultaneous addition of zirconium and cobalt compounds, the most developed surface was created compared to the addition of only zirconium, where bright spheroidal precipitates occur locally. EDS analysis showed the presence of : C, O, Mg, Al and Si, small amounts of Cr, Zr, F on the surface of the aluminum covered with the Cr + Zr + HF conversion coating. During measurements with the use of the linear polarization resistance (LPR) technique, the best anti-corrosion properties were demonstrated by the samples that were passivated in a Cr(III) solution with the addition of Zr compound and HF and in a Cr(III) solution with the addition of Co compound and HF.

PL

Próbki aluminium serii 5005A poddano procesowi pasywacji z wytworzeniem powłoki konwersyjnej na bazie związków Cr(III). Wykazano, że odporność korozyjna aluminium poddanego obróbce galwanicznej w kąpieli zawierającej jednocześnie związki cyrkonu i kobaltu, mierzona w 0,05 M roztworze NaCl, nieznacznie wzrosła w stosunku do odporności korozyjnej aluminium w stanie dostarczenia, tzn. bez powłoki konwersyjnej. W przypadku obróbki galwanicznej aluminium w kąpielach, które zawierały osobno związki kobaltu lub cyrkonu, uzyskano wyraźny wzrost odporności korozyjnej w stosunku do aluminium w stanie dostarczenia. Analiza SEM wykazała, że w obecności jednocześnie dodatku cyrkonu i kobaltu powstała najbardziej rozwinięta powierzchnia. W przypadku zastosowania tylko dodatku cyrkonu jasne wytrącenia sferoidalne występują lokalnie. Analiza EDS wykazała obecność C, O, Mg, Al i Si, niewielkich ilości Cr, Zr, F na powierzchni aluminium pokrytego powłoką konwersyjną Cr + Zr + HF. Podczas pomiarów techniką liniowego oporu polaryzacji (LPR) najlepsze właściwości antykorozyjne wykazały próbki poddane pasywacji w roztworze Cr(III) z dodatkiem związków Zr i HF oraz w roztworze Cr(III) z dodatkiem związków Co i HF.

Słowa kluczowe

EN

aluminum; Cr(III) passivation; conversion coatings; SEM; corrosion resistance

PL

aluminium; pasywacja Cr(III); powłoki konwersyjne; SEM; odporność na korozję

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 6
• Strony: 177--181
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., fot., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gralak Eryk

• Heiche Polska Sp. z.o.o., ul. Jarzębinowa 2, 55-200 Stanowice, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-1988-3152

autor

Hoffman Adrianna

• Group of Surface Technology, Department of Advanced Material Technologies, Faculty of Chemistry, Wrocław University of Science and Technology, wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

autor

Winiarski Juliusz

• Group of Surface Technology, Department of Advanced Material Technologies, Faculty of Chemistry, Wrocław University of Science and Technology, wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-0761-1579

Bibliografia

• [1] Berger R.C., Bexell U., Grehk T.M., Hörnströmb S.-E. 2007. “A Comparative Study of the Corrosion Protective Properties of Chromium and Chromium Free Passivation Methods”. Surface and Coatings Technology 202 (2): 391–397.
• [2] Dong X., Wang P., Argekar S., Schaefer D.W. 2010. “Structure and Composition of Trivalent Chromium Process (TCP) Films on Al Alloys”. Langmuir 26 (13): 10833–10841.
• [3] Guo Y., Frankel G.S. 2012. “Characterization of Trivalent Chromium Process Coating on AA2024-T3”. Surface and Coatings Technology 206 (19–20): 3895–3902.
• [4] Hasamedini S., Bund A. 2019. “Trivalent Chromium Conversion Coatings”. Journal of Coatings Technology and Research 16 (3): 623–641.
• [5] Becker M. 2019. “Chromate-Free Chemical Conversion Coatings for Aluminum Alloys”. Corrosion Reviews 37 (4): 321–342.
• [6] Winiarski J., Szczepańska J., Gralak E., Mazur-Nowacka A., Szczygieł B. 2020. „Odporność na korozję odlewniczego stopu aluminium EN AC 47100 z powłoką konwersyjną Cr(III) otrzymaną w obecności katalizatora cyrkonowego”. Ochrona przed Korozją 3: 84–89.
• [7] Dobrzański L.A. 2002. Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo. Warszawa: WNT.
• [8] EN 1706 Standard. Aluminium and Aluminium Alloys. Castings. Chemical Composition and Mechanical Properties. 2007. Brussel, Belgium.
• [9] Qi J., Hashimoto T., Walton J., Zhou X., Skeldon P. Thompson G.E. 2016. “Formation of a Trivalent Chromium Conversion Coating on AA2024-T351 Alloy”. Journal of Electrochemical Society 163 (2): C25–C35.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).