дата: 24.12.2016

Огляд методів фосфатування металів

Фосфатування — це обробка металу спеціальними засобами на основі фосфорнокислих солей, у результаті чого на поверхні з’являється захисна плівка. Серед варіантів захисту металу від корозії методом фосфатування найбільш відома фосфатуюча грунтовка. Також застосовуються гидроабразивное фосфатування і хімічна обробка металу. Крім захисту металу, плівка забезпечує підвищену адгезію (зчеплення) металу з лакофарбовими матеріалами.

Методи фосфатування металу

Гидроабразивное фосфатування

Гідроабразивна обробка вважається одним з кращих способів захисту металу. Склад для обробки металу готується на основі м’якої води. Деталі занурюють на 10-15 хвилин у 10% розчин біхромату калію. Температура рідини — від 70 до 80 градусів за Цельсієм.

Далі проводиться гідрофобізація плівки, для чого виріб на 7 хвилин кладеться в 10% розчин кремнійорганічної рідини в бензині. Після цього парам бензину дають випаруватися на відкритому повітрі і відправляють метал на висушування при 100 градусній температурі протягом години.

Фосфатуючі грунтовки

Для захисту металу може використовуватися фосфатуюча грунтовка, на 9/10 складається їх металевих пігментів, а також розчинника на основі ортофосфорної кислоти. При взаємодії з електролітом фарба з вмістом цинку зміцнюється продуктами корозії і утворює щільну плівку.

Фосфатуючі грунти для металу

Фосфатуючі грунти використовуються для обробки виробів з чорних і кольорових металів будь-яких розмірів (від великих конструкцій до різьби однієї деталі). Прогрунтовану поверхню призводить до пасивації металу, а також поліпшення адгезійних якостей матеріалу.

Хімічна обробка сталі

Хімічне фосфатування — це занурення металу в спеціальні хімічні склади, в результаті чого на його поверхні з’являється захисна плівка.

Кладемо в ванну сіль МАЖЕФ, виходячи з пропорції 35 грамів на літр води. Заливаємо рідина, доводимо її до кипіння і тримаємо в такому стані 20 хвилин. Далі знімаємо ємність з вогню для визначення та правки (у разі необхідності) рівня кислотності.

Склад виготовляється з надлишком, так як в ході нагрівання частина її випаровується. Рівень загальної кислотності встановлюється методом титрування з фенолфталеїном. Для титрування 10 мл розчину піде 30 мілілітрів децинормального складу гідроксиду натрію. Вільна кислотність з’ясуються при наявності індикатора метилоранжа.

Хімічна обробка сталі

Для титрування 10-мілілітровій проби потрібно 4 мл децинормального розчину гідроксиду натрію. Кількість лугу, витраченого на титрування, позначається в точках. Показники норми кислотності: загальна — 28-30 точок, вільна — 3-4 точки (тобто співвідношення різних видів кислотності між собою може коливатися від 7 до 10).

Фосфатування здійснюється при температурі 98 градусів за Цельсієм протягом 1-2 годин.

Роботу можна вважати закінченою, коли припиняється пузирування водню. Далі метал витримується в ємності протягом 10-15 хвилин. Це потрібно, щоб відбулася кристалізація плівки.

Норма витрати МАЖЕФ на фосфатування квадратного метра поверхні може коливатися від 120 до 140 грамів. Рівень кислотності коригується водою або додаванням солі МАЖЕФ. Конкретна кількість солі, необхідну для досягнення показника кислотності на рівні 30 точок, можна розрахувати за формулою:

A (кг) = (30-n)*V/1000

Змінна V означає обсяг, а n — кількість точок розчину. Якщо в сталі є велика частка легуючих компонентів (міді, хрому, ванадію), отримати плівку належної якості не вийде. Знижує якість роботи присутність в розчині компонентів алюмінію, свинцю, миш’яку, а також хлоридних і сульфідних домішок. Частка іонів хлору не повинна перевищувати 0,3%.

Якщо плівка вийшла низькоякісної, її можна видалити за допомогою 15% — го розчину соляної кислоти або підігрітого 20% розчину гідроксиду натрію. Слід мати на увазі, що в разі повторного фосфатування плівка буде мати більш крупнокристаллическую структуру з меншими захисними якостями.

Прискорена обробка сіллю МАЖЕФ

Фосфатування низьколегованих і електротехнічних марок стали проводитися за допомогою сумішей, що включають в себе наступні компоненти (грамів на літр води):

Варіант №1

    • препарат МАЖЕФ — 30-40;
    • цынк азотнокислий Zn(NO3)22O — 50-60.

    Варіант №2

      • препарат МАЖЕФ — 45-50;
      • цынк азотнокислий Zn(NO3)22O — 70-80:
      • натрій фтористий NaF.

      Фосфатування здійснюється всього за 10-15 хвилин за умови температури рідини 97-98 градусів за Цельсієм для розчину №1 і розчину №2. Без очищення поверхні процедуру можна провести методом додавання до складу оксалату цинку. Це речовина прибере сліди корозії в ході виникнення плівки.

      Зміст розчину (грамів на літр):

      • цинковий монофосфат — 35;
      • азотнокислий цинк — 53;
      • фосфорна кислота — 14;
      • оксалат цинку — 0,1.

      Допустимий рівень загальної кислотності — 70-80 точок, вільна кислотність — 12-15 точок, температура рідини – 92-98 градусів за Цельсієм, час фосфатування — 20-40 хвилин.

      Застосування фосфатних покриттів для металу
      Властивості, технологія нанесення та області застосування фосфатних покриттів

      Оксалат цинку готується з щавлевокислого азотнокислого натрію і цинку. При об’єднанні розчинів на дні ємності утворюється осад щавлевокислого цинку, який потрібно прибрати з допомогою фільтра. Далі осад висушується і використовується для створення фосфатирующего розчину.

      Прискорена обробка солями цинковими

      Обробка металу в розчині цинкових солей дозволяє забезпечити кращий захист поверхні в порівнянні з сіллю МАЖЕФ.

      Компоненти складу (грамів на літр):

      • монофосфат цинку — 37;
      • азотнокислий цинк — 54;
      • фосфорна кислота — 16.

      В ході фосфатування знадобиться коригування складу. Для цього потрібно додати концентрат, в який входять 500 грамів азотнокислого цинку, 480 грамів монофосфату цинку, 180 грамів фосфорної кислоти і літр води.

      Плівка чорного кольору з підвищеними захисними характеристиками виходить за рахунок послідовного занурення деталей у два склади. Один з них містить 1 г кальцинованої соди, 23 грама фосфорнокислого закисного заліза, 8 грамів цинкової окису, 32 грами ортофосфорної кислоти (усі кількості вказані на літр води). Загальна кислотність складу — від 56 точок, а вільна — від 9 до 14 точок. Температура рідини — від 92 до 97 градусів за Цельсієм.

      Обробка металу в розчині цинкових солей

      Після занурення у вищевказаному розчині виріб на 5 хвилин кладуть у 9% розчин хромпика калію при температурі від 80 до 95 градусів за Цельсієм. Далі деталь знову промивається в мильно-содовому розчині, а потім у гарячій воді і кладуть в ємність для повторного фосфатування. На цей раз суміш включає 150 грамів азотнокислого цинку, 30 грамів МАЖЕФ, 3 грами вуглекислої кислоти. Показник кислотності — від 80 точок, вільної кислотності — від 2 до 4 точок. Температура складу — від 50 до 60 градусів за Цельсієм, період фосфатування — від 10 до 20 хвилин. Далі виріб кладеться в мильно-содовий розчин на 2 хвилини. Завершується процес висушуванням плівки і обробкою її мінеральним маслом.

      Холодний процес

      Холодне фосфатування передбачає обробку матеріалу при температурі від 20 до 40 градусів за Цельсієм. Можна використовувати один із двох видів розчину.

      Для роботи знадобляться наступні компоненти (з розрахунку грамів на літр):

      Список компонентів

      Розчин №1. Завантажуємо в ванну відповідне обсягом води кількість солі МАЖЕФ. Доливаємо в розчин прокип’ячений і настояний фтористий натрій, і азотнокислий цинк. Щоб збільшити рівень кислотності розчину, на кожну точку додаємо 1,5 грама солі МАЖЕФ, 2-3 г азотнокислого цинку і 2-3 мг фтористого натрію.

      Розчин №2. Для створення розчину використовуємо концентрат, який включає в себе 80 грамів цинкового монофосфату, 750 грамів азотнокислого цинку, 160 грамів фосфорної кислоти, 40 грамів кальцинованої соди і 1 літр води.

      Щоб приготувати 100 літрів робочого розчину, до 85 літрів води додаємо 12 літрів концентрату їдкого натру (300 грамів на літр), а потім доливаємо воду до рівня 100 літрів. Також засипаємо 40 грамів азотисто-кислого натрію. Якщо показник кислотності виявляється менше необхідного, потроху додаємо їдкий натр.

      Фосфатування в домашніх умовах

      Процес фосфатування можна здійснити і самостійно. Простіше всього це зробити швидким способом. Для цього знадобиться зробити розчин на основі солі МАЖЕФ і азотнокислого цинку. Після змішування компонентів і нагріву рідини до температури кипіння металевий виріб на 15 хвилин розміщується в ємності з сумішшю.

      Зверніть увагу! Фарбувати фосфатовані поверхню можна лише після її остаточного висихання.

      Хоча фосфатування можна провести поза виробничих умов, для проведення робіт все ж потрібні певні знання і кваліфікація. Тому, якщо немає впевненості у своїх силах, краще доручити цей процес фахівців, які нададуть таку послугу швидко і якісно.

      НАШ ЕКСПЕРТ РАДИТЬ ПОЧИТАТИ ЦЕ

      Добавить комментарий

      Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *