Фосфатирование металу - методи і склади
Фосфатирование - це обробка металу спеціальними засобами на основі фосфорнокислий солей, в результаті чого на поверхні з'являється захисна плівка. Серед варіантів захисту металу від корозії методом фосфатування найбільш відома фосфатуюча грунтовка. Також застосовуються гідроабразивне фосфатирование і хімічна обробка металу. Крім захисту металу, плівка забезпечує підвищену адгезію (зчепленням) металу з лакофарбовими матеріалами.
- гідроабразивне фосфатирование
- фосфатуючі грунтовки
- Хімічна обробка стали
- Прискорена обробка сіллю мажеф
- Прискорена обробка цинковими солями
- холодний процес
- Фосфатирование в домашніх умовах
гідроабразивне фосфатирование
Гидроабразивная обробка вважається одним з кращих способів захисту металу. Склад для обробки металу готується на основі м'якої води. Деталі занурюють на 10-15 хвилин в 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 кремнийорганической рідини в бензині. Після цього парам бензину дають випаруватися на відкритому повітрі і відправляють метал на висушування при 100 градусної температури протягом години.
фосфатуючі грунтовки
Фосфатуючі грунти використовуються для обробки виробів з чорних і кольорових металів будь-яких розмірів (від великих конструкцій до різьблення однієї деталі). Прогрунтована поверхню призводить до пасивації металу, а також поліпшенню адгезійних якостей матеріалу.
Хімічна обробка стали
Хімічне фосфатирование - це занурення металу в спеціальні хімічні склади, в результаті чого на його поверхні з'являється захисна плівка.
Кладемо в ванну сіль мажеф, виходячи із 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 і правки (в разі необхідності) рівня кислотності.
Склад виготовляється з надлишком, так як в ході нагрівання частина його випаровується. Рівень загальної кислотності встановлюється методом титрування по фенолфталеїну. Для титрування 10 мілілітрів розчину піде 30 мілілітрів децинормального складу гідроксиду натрію. Вільна кислотність з'ясуються при наявності індикатора метилоранжа.
Для титрування 10-мілілітрової проби потрібно 4 мілілітра децинормального розчину гідроксиду натрію. Кількість лугу, витраченої 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).
Фосфатирование здійснюється при температурі 98 градусів за Цельсієм протягом 1-2 годин.
Роботу можна вважати закінченою, коли припиняється пузиріння водню. Далі метал витримується в ємності протягом 10-15 хвилин. Це потрібно, щоб відбулася кристалізація плівки.
Норма витрати мажеф на фосфатирование квадратного метра поверхні може коливатися від 120 до 140 грамів. Рівень кислотності коригується водою або додаванням солі мажеф. Конкретна кількість солі, необхідне для досягнення показника кислотності на рівні 30 точок, можна розрахувати за формулою:
Мінлива V означає обсяг, а n - кількість точок розчину. Якщо в стали 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% розчину соляної кислоти або підігрітого 20% розчину гідроксиду натрію. Слід мати на увазі, що в разі повторного фосфатирования плівка буде мати більш крупнокристалічного структуру з меншими захисними властивостями.
Прискорена обробка сіллю мажеф
Фосфатирование низьколегованих і електротехнічних марок стали проводитися за допомогою сумішей, що включають в себе наступні компоненти (грамів на літр води):
Фосфатирование 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. Ця речовина прибере сліди корозії в ході виникнення плівки.
- 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.
Оксалат цинку готується з щавлевокислого натрію і нітрату цинку. При об'єднанні розчинів на дні ємності утворюється осад щавлевокислого цинку, який потрібно прибрати за допомогою фільтра. Далі осад висушується і використовується для створення фосфатується розчину.
Прискорена обробка цинковими солями
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 фосфатирования знадобиться коригування складу. Для цього потрібно додати концентрат, в який входять 500 грамів азотнокислого цинку, 480 грамів монофосфата цинку, 180 грамів фосфорної кислоти і літр води.
Плівка чорного кольору з підвищеними захисними характеристиками виходить за рахунок послідовного занурення деталей в два склади. Один з них містить 1 грам кальцинованої соди, 23 грама фосфорнокислого закісного заліза, 8 грамів цинкової окису, 32 грама ортофосфорної кислоти (всі 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.
Після занурення в 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 в гарячій воді і кладеться в ємність для повторного фосфатирования. 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 фосфатирования - 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 фосфатирование має на увазі обробку матеріалу при температурі від 20 до 40 градусів за Цельсієм. Можна використовувати один з двох видів розчину.
Для роботи знадобляться наступні компоненти (з розрахунку грамів на літр):
Розчин №1. Завантажуємо в ванну відповідає об'єму 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 грами азотнокислого цинку і 2-3 міліграма фтористого натрію.
Розчин №2. Для створення розчину використовуємо концентрат, який включає в себе 80 грамів цинкового монофосфата, 750 грамів азотнокислого цинку, 160 грамів фосфорної кислоти, 40 грамів кальцинованої соди і 1 літр води.
Щоб приготувати 100 літрів робочого розчину, до 85 літрам 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.
Фосфатирование в домашніх умовах
Процес фосфатування можна здійснити і самостійно. Найпростіше це зробити швидким способом. Для цього знадобиться зробити розчин на основі солі мажеф і азотнокислого цинку. Після змішування компонентів і нагрівання рідини до температури кипіння металевий виріб на 15 хвилин розміщується в ємності з сумішшю.
Зверніть увагу! Фарбувати фосфатовані поверхню можна тільки лише після її остаточного висихання.
Хоча фосфатирование можна провести поза виробничих умов, для проведення робіт все ж потрібні певні знання і кваліфікація. Тому, якщо немає впевненості в своїх силах, краще доручити цей процес фахівцям, які нададуть таку послугу швидко і якісно.