Обзор методов фосфатирования металлов

Обзор методов фосфатирования металлов

Обзор методов фосфатирования металлов

Фосфатирование — это металлобработка особыми средствами на основе фосфорнокислых солей, благодаря чему на поверхности появляется пленка для защиты. Среди вариантов защиты металла от ржавчины способом фосфатирования намного более известна фосфатирующая грунтовка. Также используются гидроабразивное фосфатирование и химическая металлобработка. Кроме защиты металла, пленка обеспечивает очень высокую сцепку (сцепляемость) металла с лако-красочными материалами.

Гидроабразивное фосфатирование

Гидроабразивная обработка является самым подходящим защитных способов металла. Состав для металлобработки приготавливается на основе мягкой воды. Детали окунают на 10-15 минут в 10% раствор бихромата калия. Температура жидкости — от 70 до 80 градусов по шкале Цельсия.

Дальше ведется гидрофобизация пленки, для чего изделие на 7 минут кладется в 10% раствор кремнийорганической жидкости в бензине. Потом парам бензина дают испариться на чистом воздухе и отсылают металл на высушивание при 100 градусной температуре на протяжении часа.

Фосфатирующие грунтовочной смеси

Для защиты металла может применяться фосфатирующая грунтовка, на 9/10 состоящая их железных пигментов, а еще растворителя на основе фосфорной кислоты. При взаимном действии с электролитом краска с содержанием цинка крепится продуктами коррозии и образовывает плотную пленку.

Фосфатирующие грунты применяются для обработки изделий из черных и цветных металлов любых размеров (от больших конструкций до резьбы одной детали). Прогрунтованная поверхность ведет к пассивации металла, а еще улучшению адгезионных качеств материала.

Химическая обработка стали

Химическое фосфатирование — это окунание металла в специализированные составы на основе химии, благодаря чему на его поверхности появляется пленка для защиты.

Ложим в ванную соль МАЖЕФ, исходя из пропорции 35 граммов на литр воды. Заливаем жидкость, доводим ее до кипения и держим в подобном состоянии 20 минут. Дальше снимаем емкость с огня для определения и правки (при необходимости) уровня кислотности.

Состав делается с избытком, так как в ходе нагревания часть его улетучивается. Уровень общей кислотности ставится способом титрования по фенолфталеину. Для титрования 10 миллилитров раствора уйдет 30 миллилитров децинормального состава гидроксида натрия. Свободная кислотность определяться если есть наличие индикатора метилоранжа.

Для титрования 10-миллилитровой пробы необходимо 4 миллилитра децинормального раствора гидроксида натрия. Кол-во щелочи, затраченной на титрование, отмечается в точках. Показатели нормы кислотности: общая — 28-30 точек, свободная — 3-4 точки (другими словами соотношение различных видов кислотности между собой колеблется от 7 до 10).

Фосфатирование выполняется при температуре 98 градусов по шкале Цельсия на протяжении 1-2 часов.

Работу можно считать законченной, когда заканчивается пузырение водорода. Дальше металл выдерживается в емкости в течение 10-15 минут. Это необходимо, чтобы случилась кристаллизация пленки.

Норма расхода МАЖЕФ на фосфатирование метра квадратного поверхности колеблется от 120 до 140 граммов. Уровень кислотности корректируется водой или добавлением соли МАЖЕФ. Определенное кол-во соли, нужное для достижения показателя кислотности на уровне 30 точек, можно высчитать по формуле:

A (кг) = (30-n)*V/1000

Переменная V значит объем, а n — кол-во точек раствора. Если в стали есть львиная доля легирующих элементов (меди, хрома, ванадия), получить пленку хорошего качества не выйдет. Уменьшает качество работы присутствие в растворе элементов алюминия, свинца, мышьяка, а еще хлоридных и сульфидных примесей. Доля ионов Cl не должна быть больше 0,3%.

Если пленка вышла низкокачественной, ее можно удалить с помощью 15% раствора соляной кислоты или подогретого 20% раствора гидроксида натрия. Нужно понимать, что на случай повторного фосфатирования пленка станет иметь более крупнокристаллическую структуру с меньшими качествами с защитной функцией.

Ускоренная обработка солью МАЖЕФ

Фосфатирование низколегированных и электротехнических стальных марок выполняться при помощи смесей, включающих в себя следующие элементы (граммов на литр воды):

Вариант №1

    • препарат МАЖЕФ — 30-40;
    • цынк азотнокислый Zn(NO3)26Н2O — 50-60.

Вариант №2

    • препарат МАЖЕФ — 45-50;
    • цынк азотнокислый Zn(NO3)26Н2O — 70-80:
    • натрий фтористый NaF.

Фосфатирование выполняется всего за 10-15 минут при условиях температуры жидкости 97-98 градусов по шкале Цельсия для раствора №1 и раствора №2. Без очищения поверхности процедуру можно сделать способом добавки в состав оксалата цинка. Это вещество уберет следы коррозии в ходе появления пленки.

Содержание раствора (граммов на литр):

  • цинковый монофосфат — 35;
  • азотнокислый цинк — 53;
  • ортофосфорная кислота — 14;
  • оксалат цинка — 0,1.

Возможный уровень общей кислотности — 70-80 точек, свободная кислотность — 12-15 точек, температура жидкости – 92-98 градусов по шкале Цельсия, время фосфатирования — 20-40 минут.

Свойства, методика нанесения и сферы использования фосфатных покрытий

Оксалат цинка приготавливается из щавелевокислого натрия и азотнокислого цинка. При объединении растворов на дне емкости появится осадок щавелевокислого цинка, который необходимо удалить при помощи фильтра. Дальше осадок высушивается и применяется для создания фосфатирующего раствора.

Ускоренная обработка цинковыми солями

Металлобработка в растворе цинковых солей дает возможность обеспечить лучшую защиту поверхности если сравнивать с солью МАЖЕФ.

Элементы состава (граммов на литр):

  • монофосфат цинка — 37;
  • азотнокислый цинк — 54;
  • ортофосфорная кислота — 16.

В ходе фосфатирования потребуется корректировка состава. Для этого необходимо добавить экстракт, в который входят 500 граммов азотнокислого цинка, 480 граммов монофосфата цинка, 180 граммов ортофосфорной кислоты и литр воды.

Пленка черного цвета с очень высокими защитными параметрами получается за счёт последовательного окунания деталей в 2 состава. Один из которых имеет 1 грамм кальцинированной соды, 23 грамма фосфорнокислого закисного железа, 8 граммов цинковой окиси, 32 грамма фосфорной кислоты (все количества указаны на литр воды). Общая кислотность состава — от 56 точек, а свободная — от 9 до 14 точек. Температура жидкости — от 92 до 97 градусов по шкале Цельсия.

После окунания в вышеуказанном растворе изделие на 5 минут укладывают в 9% раствор хромпика калия при температуре от 80 до 95 градусов по шкале Цельсия. Дальше деталь вновь промывается в мыльно-содовом растворе, а потом в горячей воде и кладется в емкость для повторного фосфатирования. На этот раз смесь включает 150 граммов азотнокислого цинка, 30 граммов МАЖЕФ, 3 грамма углекислой кислоты. Показатель кислотности — от 80 точек, свободной кислотности — от 2 до 4 точек. Температура состава — от 50 до шестидесяти градусов по шкале Цельсия, период фосфатирования — от 10 до 20 минут. Дальше изделие кладется в мыльно-содовый раствор на 2 минуты. Заканчивается процесс высушиванием пленки и обработкой ее минеральным маслом.

Холодный процесс

Холодное фосфатирование предполагает отделку материала при температуре от 20 до 40 градусов по шкале Цельсия. Можно применять один из двух вариантов раствора.

Для работы потребуются следующие элементы (в расчете граммов на литр):

Раствор №1. Загружаем в ванную подходящее объему воды кол-во соли МАЖЕФ. Доливаем в раствор кипяченый и настоянный фтористый натрий, и азотнокислый цинк. Чтобы сделать больше уровень кислотности раствора, на все точки добавляем 1,5 грамма соли МАЖЕФ, 2-3 грамма азотнокислого цинка и 2-3 миллиграмма фтористого натрия.

Раствор №2. Для создания раствора применяем экстракт, который в себя включает 80 граммов цинкового монофосфата, 750 граммов азотнокислого цинка, 160 граммов ортофосфорной кислоты, 40 граммов кальцинированной соды и 1 литр воды.

Чтобы подготовить 100 литров раствора для работы, к 85 литрам воды добавляем 12 литров концентрата едкого натра (300 граммов на литр), а потом доливаем воду до отметки 100 литров. Также засыпаем 40 граммов азотисто-кислого натрия. Если показатель кислотности оказывается меньше нужного, понемножку добавляем едкий натр.

Фосфатирование в бытовых условиях

Процесс фосфатирования можно реализовать и своими силами. Большого труда не составит это сделать быстрым способом. Для этого предстоит сделать раствор на основе соли МАЖЕФ и азотнокислого цинка. После смешивания элементов и нагрева жидкости до температуры кипения изделие из металла на 15 минут располагается в емкости со смесью.

Необходимо обратить свое внимание! Красить фосфатированную поверхность можно лишь только после ее окончательного схватывания.

Хотя фосфатирование можно провести вне условий производства, с целью проведения работ все же необходимы некоторые знания и квалификация. Благодаря этому, если нет решительности в собственных силах, лучше предоставить данный процесс экспертам, которые окажут подобную услугу качественно и быстро.

Метод: Есеня и Меглин спят после праздника


admin

Для отправки комментария необходимо авторизоваться.