 |
Реклама. ООО ГК "Велунд Сталь Сибирь" ИНН 5405075282 Erid: 2SDnjf1Guop
| |
В промышленности успешно применяются фосфатирующие растворы на основе препарата мажеф. Они легко приготавливаются, довольно стабильны в эксплуатации, позволяют получать пленки удовлетворительного качества. Обычно концентрация препарата составляет 28 - 35 г/л. Для приготовления такого раствора загружают в ванну препарат мажеф из расчета 35-40 г/л, заливают водой и, периодически помешивая, кипятят в течение 15-20 мин. Избыток препарата берут с учетом того, что он частично расходуется на фосфатирование поверхности стальной ванны и разлагается при кипении раствора.
Контроль приготовленного фосфатирующего раствора ведется на общую Ко и свободную Кcв кислотность. Общая кислотность определяется титрованием пробы с индикатором фенолфталеином. При указанном составе на титрование 10 мл раствора затрачивается 28-30 мл 0,1 н раствора NaOH. Свободная кислотность определяется в присутствии индикатора метилоранжа. На титрование 10 мл пробы затрачивается 3-4 мл 0,1 н раствора NaOH. Количество миллилитров раствора щелочи, пошедшей на титрование, условно выражается в точках. Следовательно, общая кислотность раствора составляет 28-30 точек, а свободная - 3-4 точки. Соотношение общей и свободной кислотности - 7-10. Общая кислотность растворов первичных фосфатов марганца и железа должна быть не ниже 30 точек, а свободная кислотность - 3-4 точки. При этом концентрация препарата в растворе составляет около 30 г/л. Использование раствора мажефа меньшей концентрации приводит к образованию пленок, характеризующихся низкими защитными свойствами.
В процессе работы ванны концентрация препарата мажеф и, следовательно, кислотность уменьшаются, и при Kо =25-27 точек необходимо для ее повышения добавлять препарат мажеф.
Положительные результаты дает применение концентрированных растворов мажефа (100-200 г/л), в которых на поверхности металла формируются мелкокристаллические пленки, характеризующиеся хорошими антикоррозионными свойствами. Температура концентрированного раствора - 80-85 °С.
Прекращение выделения пузырьков водорода является признаком окончания процесса фосфатирования. Однако и после этого рост пленки продолжаетcя и потому обрабатываемые детали выдерживают в фосфатирующем растворе еще в течение 10-15 мин. Чрезмерно длительное пребывание деталей в ванне нежелательно, так как может произойти оседание нерастворимых фосфатов и срастание их с пленкой, что ухудшит ее качество.
В растворах мажефа хорошо фосфатируются детали из низкоуглеродистой электротехнической стали, чугуна, конструкционной, углеродистой, мало- и среднелегированной сталей. Тонкостенные детали и пружины в таких растворах не рекомендуется обрабатывать. Для фосфатирования высоколегированных сталей можно использовать раствор, содержащий (г/л) 30-32 мажефа и 10-12 ВаС12. Общая кислотность раствора 30-40 точек, свободная кислотность 4-7 точек. Обработку ведут при 98-100 °С в течение 40-60 мин.
Для ускоренного фосфатирования используются растворы на основе железомарганцевых фосфатов, первичных фосфатов цинка и их смесей с добавками ускорителей, в первую очередь, нитрата цинка. Содержание Zn(NО3)2-3H20 не должно превышать 60-70 г/л при концентрации мажефа не менее 30-40 г/л. Нитраты бария, стронция, кальция используются в растворах для получения фосфатно-оксидных покрытий. Применение добавок позволяет также снизить температуру фосфатирующего раствора.
Следует учесть, что фосфатные пленки, сформированные в цинк-фосфатных растворах, характеризуются сравнительно меньшей защитной способностью, и поэтому их используют преимущественно для получения грунта под лакокрасочные покрытия.
В табл. 19 приведены, некоторые составы растворов и режимы фосфатирования, используемые в производстве.
Раствор 1 применяется для антикоррозионного фосфатирования углеродистой и низколегированной сталей, а также чугуна, 2 - ускоренного получения фосфатных защитных пленок и обработки пружин, 3 - ускоренного фосфатирования деталей сложной конфигурации, тонкостенных деталей, пружин из углеродистой и легированной сталей, 4 - низкотемпературного (холодного) фосфатирования углеродистой, низко- и среднелегированных сталей, деталей с кадмиевым или цинковым покрытием, 5 - для ускоренного получения защитных фосфатных покрытий. Растворы 6 и 7 используются для ускоренного фосфатирования, причем в растворе 6 обрабатывают детали 1-2 класвов точности, в том числе пружины, допускается также обработка деталей с цинковым или кадмиевым покрытием.
Равномерные мелкокристаллические фосфатные пленки, толщиной до 5 мкм могут быть получены при температуре 18-25 °С в растворе, содержащем (г/л): 40 фосфорной кислоты 100 %-ной, 200 азотнокислого цинка, 15 окиси цинка, 8 сернокислого натрия; рН раствора 1,9-2,0, продолжительность обработки 30 мин.
Как показывают исследования, антикоррозионые свойства фосфатных покрытий могут быть улучшены путем применения ингибиторов коррозии. В раствор, содержащий (г/л) 200 азотнокислого цинка, 40 фосфорной кислоты, 15 окиси цинка, 8 ускоряющей добавки УД-1, вводили 3 г/л ингибитора КИ-1; обработку вели при комнатной температуре в течение 30 мин. Добавка ингибитора привела к увеличению стойкости фосфатного покрытия при испытании в растворе хлористого натрия в четыре-пять раз.
Детали автотракторного и электрооборудования из стали, чугуна и цинковых сплавов фосфатируют в растворе, содержащем 15-20 г/л монофосфата цинка и 25-35 г/л нитрата натрия, при 55-60 °С в течение 15-20 мин. По защитной способности формируемые фосфатные пленки аналогичны получаемым в растворах препарата мажеф.
Растворы для фосфатирования при пониженной температуре особенно пригодны для обработки крупных деталей струйным методом. Такой метод по сравнению с обработкой в стационарной ванне позволяет значительно уменьшить продолжительность процесса и расход материалов. Давление воздуха при струйном фосфатировании 15-20 МПа. Струйная обработка с перерывами в подаче струи раствора 5-20 с и повторением цикла четыре - восемь раз способствует получению покрытий большей толщины, чем при обычном стационарном режиме.
Для фосфатирования стальных освинцованных деталей предложен раствор следующего состава (г/л): 32-50 сернокислого цинка, 280-700 азотнокислого цинка, 40-48 фосфорной кислоты, 16-28 фтористого натрия. Процесс идет при температуре 50-60 °С в течение 10-20 мин. В этом же растворе можно фосфатировать углеродистую сталь, никель, цинк.
Фосфатные покрытия, используемые для улучшения условий механической обработки металлов, получают в растворах, составленных на основе выпускаемых промышленностью концентратов - КФЭ-1, КФЭ-3 - для фосфатирования заготовок перед холодной деформацией, КПФ-1 - для улучшения антифрикционных свойств деталей и полуфабрикатов.
Содержание концентратов в растворе и режим фосфатирования следующие:
КФЭ-1-35-45 г/л, К0= 48-52, Ксв= 10-12, температура раствора 90-95 °С, продолжительность обработки 8-10 мин;
КФЭ-3 - 35-45 г/л, Ко = 19-20, Ксв = 2-2,5, температура раствора 55-65 °С, продолжительность обработки 12-15 мин;
КПФ-1 - 100-110 г/л, Ко = 47-50,Ксв = 6-7, температура раствора 90-98 °С, продолжительность обработки 5-10 мин.
Корректирование первых двух растворов ведут по общей кислотности концентратом КФЭ-2. При введении в первый из них 0,15 кг КФЭ-2 на 100 л общая кислотность повышается на одну точку. При введении во второй раствор 0,174 кг указанного концентрата на 100 л общая кислотность повышается также на одну точку. Третий раствор корректируют введением фосфатирующего концентрата КПФ-1.
Фосфатные покрытия могут быть получены не только химической, но и электрохимической обработкой металлов, однако этот процесс до настоящего времени не нашел промышленного применения.
При обработке отдельных участков поверхности деталей или вертикальных поверхностей крупногабаритных деталей могут быть использованы фосфатирующие пасты. Наиболее простой вариант их приготовления - смешать фосфатирующий раствор с инертным наполнителем - тальком, каолином - в соотношении примерно (3:2) - (2,5:2). Пасту наносят на обрабатываемую поверхность с помощью кисти и выдерживают при комнатной температуре в течение 40-50 мин. После этого ее смывают водой или осторожно счищают скребком с последующей промывкой. Очищенную поверхность необходимо быстро просушить.
При работе с пастами можно сочетать операции очистки и фосфатирования поверхности металла. Один из составов паст, предложенных для этой цели, содержит (массовая доля, %): 82-86 Н3РО4, 8-9 K6, 4-6 препарата ОП-7, 2-3 патоки. В реакции компонентов пасты с металлом участвуют и имеющиеся на его поверхности продукты коррозии. После обработки пастой детали промывают водной суспензией СаСО3.
Введением в фосфатирующие растворы некоторых добавочных компонентов можно сочетать основной процесс не только с обезжириванием, но и травлением металла, что снижает трудоемость подготовительных операций. Обезжиривающий эффект достигается введением поверхностно-активных веществ. Хорошие результаты дает раствор, содержащий (г/л) 25-40 препарата мажеф, 50-70 нитрата цинка, 20-30 препарата ОП-10. Обработку стальных деталей ведут при 70-80 °С в течение 20-30 мин. Для этой же цели предложен раствор, содержащий по 45 г/л однозамещенного фосфата цинка и нитрата натрия и по 2-5 г/л препарата ОП-10 и проксанола при 50-60 °С.
Сочетание процессов обезжиривания поверхности стали и ее фосфатирования достигается введением в раствор моющего препарата. Для получения такого состава растворяют в 1 л воды 45 г монофосфата цинка, 45 г нитрата натрия, затем добавляют 4-9 г универсальной пасты. Полученный раствор кипятят в течение 10 мин для уменьшения шламообразования. Струйное фосфатирование ведут при температуре 60-80 °С, давлении сжатого воздуха 8-10 МПа в течение 2-3 мин. При обработке в стационарной ванне продолжительность фосфатирования увеличивают до 15-20 мин.
Для одновременного обезжиривания, травления и фосфатиро-вания использовали водную вытяжку суперфосфата, представляющего собой смесь однозамещенного фосфата и сульфата кальция. Суперфосфат смешивали с водой в соотношении 1 : 2 и кипятили в течение 3—4 ч до достижения плотности 1,06; отделенный декантацией раствор использовался для подготовки деталей перед нанесением лакокрасочных покрытий.
Для удаления ржавчины с одновременным фосфатированием стали предложено применять растворы фосфорной кислоты с добавкой сложных полифосфатов. К 100 массовым долям фосфорной кислоты (20 %-ный раствор) добавляют 0,1 доли Nа6Р6O8 и ведут процесс при комнатной температуре. Положительное влияние на очистку поверхности металла при фосфатировании оказывает введение в раствор смачивателей.
Совмещение в одном процессе операций подготовки поверхности металла и нанесения фосфатного покрытия является перспективным направлением развития технологии фосфатирования,так как позволяет значительно уменьшить трудоемкость отделочных операций. | 
НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ