Фосфатирование металла. Фосфатирование что такое
Фосфатирование
Строительные машины и оборудование, справочник
Категория:
Ремонтное окрашивание автомобиля
ФосфатированиеФосфатирование – процесс химической обработки стальных изделий с целью получения на их поверхности слоя нерастворимых в воде фосфорнокислых соединений.
В зависимости от требуемых свойств в автомобилестроении применяют три вида фосфатных покрытий:— грунтовочные противокоррозионные покрытия, наносимые перед окрашиванием, для улучшения защитных свойств и повышения адгезионной прочности лакокрасочных покрытий;— противокоррозионные покрытия для временной (при хранении) защиты деталей, работающих обычно в контакте с маслом или смазкой или подвергающихся относительно слабому коррозионному воздействию среды (пружины, крепежные изделия и т. п.) ;— антифрикционные покрытия, снижающие коэффициент трения совместно работающих деталей, сокращающие время приработки пар трения, увеличивающие сопротивляемость заеданию и обладающие хорошими защитными свойствами.
Процесс фосфатирования металла проводят, используя фосфатирующие растворы, пасты либо фосфатирующие грунтовки. Различают следующие виды фосфатирования: обьиное (нормальное), ускоренное, холодное и аморфное. На автозаводах фосфатирование проводят растворами КФ-1, КФ-12 при температуре 45-50 °С.
Концентрат КФ-1 имеет следующий состав (% по массе) : окись цинка 13,7; ортофосфорная кислота (87%-ная) 31,9; азотная кислота (57%-ная) 14,3; вода 40,1.
Ортофосфорную кислоту, цинковые белила и азотисто-кислый натрий нужно смешать в воде, затем в полученный раствор при постоянном перемешивании постепенно добавлять тальк до тех пор, пока не образуется кашица равномерной консистенции, пригодная для нанесения кистью или шпателем. После приготовления пасту необходимо использовать в течение 24 ч.
Операцию фосфатирования нужно выполнять следующим образом. На очищенный от ржавчины и окалины, обезжиренный и высушенный металл при помощи кисти или шпателя нанести фосфатирующую пасту. Через 40 мин в нескольких местах провести контроль поверхности на полноту образования фосфатной пленки, для чего часть пасты необходимо снять. Процесс следует закончить после того, как поверхность металла будет покрыта равномерной серой фосфатной пленкой. Остатки пасты нужно удалить шпателем, а фосфатированную поверхность тщательно промыть водой и высушить.
Растворы следует наносить на обезжиренную и высушенную поверхность металла кистью. Процесс фосфатирования происходит при 18-22 °С в течение 30-40 мин.
Из второго раствора можно приготовить пасту для холодного фосфатирования смешиванием 2 массовых частей раствора с 3 массовыми частями талька.
Фосфатирование изделий в приведенных выше растворах нужно вести при 20 30 °С в течение 40-60 мин После образования на поверхности изделий равномерного темно-серого налета процесс следует прекратить, а изделия тщательно промыть холодной водой, потому что если поверхность металла после фосфатирования плохо промыта и на ней остались водорастворимые соли, то может происходить отслаивание фосфатного покрытия вместе с грунтовкой.
Для улучшения защитных свойств и увеличения долговечности лакокрасочных покрытий автомобилей путем фосфатирования поверхности кузовов перед окрашиванием предназначено средство “Фосфокор”. Его наносят кистью на чистую, обезжиренную поверхность 3 раза подряд с интервалом 3-5 мин, не допуская высыхания поверхности, и выдерживают на ней еще 5—10 мин. Затем поверхность нужно промыть водой (желательно теплой), протереть сухой ветошью и высушить при комнатной температуре в течение 1 ч. Расход 180— 200 г/м2.
Если процесс фосфатирования проведен правильно, то полученная пленка имеет серый цвет, мелкокристаллическое строение и равномерно распределена по всей поверхности. Кроме того, правильно фосфат>фованная поверхность металла хорошо смачивается лакокрасочными материалами Благодаря этому и развитой поверхности достигается хорошая адгезия (прилипание) покрытий, в том числе таких, которые в обычных условиях адгезируют плохо.
Разрыв между фосфатированием и грунтованием поверхности не должен превышать 2 сут при условии хранения изделий в сухом помещении.
Для улучшения противокоррозионных свойств и уменьшения пористости фосфатной пленки ее рекомендуется обработать раствором основного бихромата хрома. В исходном состоянии это порошок темно-коричневого цвета. Перед употреблением основной бихромат хрома нужно растворить в воде при 60-70 °С. Полученный раствор (концентрацией 0,7-1,5 г/л), подогретый до 30-50 °С, нанести из краскораспылителя и сушить при 40-50 °С в течение 10-20мин. Обработка поверхности металлов после фосфатирования раствором основного бихромата хрома повышает коррозионную стойкость лакокрасочных покрытий и улучшает их адгезию. Возможные дефекты фосфатных пленок приведены в табл. 6.
Фосфатирование поверхностей можно также проводить, используя фосфатирующие грунтовки, например BЛ-02 или ВЛ-023.
Читать далее: Грунтование
Категория: - Ремонтное окрашивание автомобиля
Главная → Справочник → Статьи → Форум
stroy-technics.ru
Фосфатирование - ЭлектроХимия
Фосфатирование представляет собой процесс обработки металлических изделий растворами кислых фосфорнокислых солей с образованием на поверхности защитной солевой пленки из нерастворимых фосфатов.
Свойства и области применения фосфатных покрытий
Фосфатирование представляет собой процесс обработки металлических изделий растворами кислых фосфорнокислых солей с образованием на поверхности защитной солевой пленки из нерастворимых фосфатов. Фосфатная пленка выполняет свое основное назначение - защиту от коррозии только в сочетании с лакокрасочными покрытиями или масляной пленкой, что объясняется хорошими адгезионными свойствами, сама по себе она пориста. Благодаря хорошей адгезии фосфатирование широко применяют для грунтования под лакокрасочные покрытия в различных областях машиностроения - автомобильной, судостроительной, сельскохозяйственной и др. Иногда фосфатированию подвергают различные крепежные детали с последующим пропитыванием смазочными веществами, поскольку фосфатирование не приводит к изменению размеров. Фосфатные покрытия не смачиваются расплавленными металлами; это свойство нередко используется в металлургической промышленности и машиностроении. Кроме того, эти покрытия обладают электроизоляционными свойствами, что позволяет применять фосфатированные изделия в электропромышленности и приборостроении.Водный раствор этой соли подвергается гидролизу
Me (Η2ΡΟ4)2 Me HРО4 + Η3ΡΟ4При нагревании до температуры кипения гидролиз идет дальше
5Ме(Н2РО4)2 2МеНРО4 + Ме3(РО4)2 + 6Η3ΡΟ4Как известно, при взаимодействии железа с фосфорной кислотой образуются одно-, двух- и трехзамещенные фосфаты и выделяется водород:
Fe + 2h4PO4 >> Fe(h3PO4)2 + Η2,
Fe + Fe(h3PO4)2 >> 2FeHPO4 +Η2,
Fe + 2FeHPO4 >> Fe3(PO4)2 + h3.Параллельно может идти диссоциация
3Fe(h3PO4)2 Fe3(PO4)2 + 4Η3ΡΟ4. Однозамещепные фосфаты хорошо растворимы в воде, двухзамещепные трудно растворяются, а трехзамещенные практически не растворяются.Последние два соединения и являются основой фосфатной пленки, формирующейся на поверхности обрабатываемых изделий. Для предотвращения диссоциации однозамещенного фосфата и выпадения нерастворимого трифосфата раствор должен содержать свободную фосфорную кислоту. При погружении в раствор железо взаимодействует с фосфорной кислотой и концентрация ее у поверхности металла уменьшается, равновесие реакции нарушается и на металле выделяется осадок двух- и трехзамещенных фосфатов. Образовавшаяся при диссоциации монофосфата фосфорная кислота восстанавливает кислотность раствора у поверхности металла, что создает условия для дальнейшего протекания процесса. По мере роста фосфатного слоя поверхность металла изолируется от воздействия раствора, скорость фосфатирования через некоторое время уменьшается и процесс заканчивается, что заметно по прекращению выделения пузырьков водорода.
После добавления в ванну соли МАЖЕФ раствор кипятят в течение 20—30 мин, а затем понижают температуру до 96—98° С и продолжают фосфатировать. Повышенное содержание свободной кислоты уменьшают, добавляя в раствор углекислый марганец.
Вредно сказывается наличие в растворе примесей алюминия, мышьяка, свинца, сульфитов и хлоридов. Ионы хлора допускаются лишь в следах, ионы SO3(2-) не свыше 0,3%. При содержании в растворе 0,066—0,1 г/л Α12Ο3 продолжительность фосфатирования увеличивается, пленки получаются неоднородными, с пониженной стойкостью против коррозии. Отрицательно сказывается на качестве фосфатных пленок наличие в растворе 0,03 г/л свинца; 0,05% мышьяка приводят к появлению на пленке красноватых пленок. При наличии таких примесей раствор необходимо заменить. Недоброкачественные фосфатные пленки могут быть удалены в 10—15%-ном растворе соляной кислоты или в 15—20%-ном горячем растворе NaOH. При повторном фосфатировании получаются более крупнокристаллические пленки с пониженной защитной способностью.В обоих растворах продолжительность фосфатирования 10—20 мин при температуре 96—98° С для раствора 1 и 55—65° С для раствора 2.
Фосфатирование без специальной очистки поверхности изделий можно осуществлять путем введения в раствор оксалата цинка, который удаляет ржавчину в процессе формирования фосфатной пленки.Раствор содержит:
- 33—35 г/л монофосфата цинка,
- 49—53 г/л азотнокислого цинка,
- 13—14 г/л фосфорной кислоты,
- 0,1 г/л оксалата цинка.
Общая кислотность 65—80 точек, свободная кислотность 12-—15 точек, температура раствора 92—98° С, продолжительность обработки 15—40 мин.
Оксалат цинка готовят исходя из азотнокислого цинка и щавелевокислого натрия. При смешивании растворов этих солей выпадает осадок щавелевокислого цинка, который отфильтровывают, сушат и затем применяют для приготовления фосфатирующего раствора.
Ускоренное фосфатирование стали в растворах цинковых солей дает пленки с лучшей защитной способностью, чем фосфатирование в растворах соли МАЖЕФ.Такой раствор содержит:
- 35—37 г/л монофосфата цинка,
- 52—54 г/л азотнокислого цинка,
- 15—16 г/л фосфорной кислоты.
Общая кислотность составляет 60—75 точек, свободная кислотность 12—15 точек. Температура раствора 85—95° С, продолжительность фосфатирования 15— 20 мин.
В процессе работы раствор корректируют, добавляя концентрат, содержащий 470—500 г/л азотнокислого цинка, 460—480 г/л монофосфата цинка, 170— 180 г/л фосфорной кислоты и воды до общего объема 1 л.
Холодное фосфатирование
При температуре 20-40° С и определенном режиме можно фосфатировать в растворах следующих составов, г/л: Для приготовления раствора 1 в ванну загружают необходимое количество соли МАЖЕФ и после кипячения и отстаивания добавляют азотнокислый цинк и фтористый натрий. Для повышения кислотности раствора на одну точку добавляют 1—1,5 г соли МАЖЕФ, 2—3 г азотнокислого цинка и 0,02—0,03 г фтористого натрия. Для приготовления раствора 2 используют концентрат, содержащий 75—80 г/л монофосфата цинка, 700—750 г/л азотнокислого цинка, 150—160 г/л фосфорной кислоты, 37—40 г/л кальцинированной соды и воды д0 объема 1 л. Для получения 100 л рабочего раствора к 85 л воды добавляют при перемешивании 12 л концентрата 1,6 л раствора едкого натра (280—300 г/л), после чего вводят недостающее до 100 л количество воды и 30—40 г азотисто-кислого натрия. Если pΗ приготовленной ванны ниже требуемого значения, добавляют раствор едкого натра.Технология фосфатирования
Лучшим методом подготовки поверхности к фосфатированию является гидроабразивная обработка. Не рекомендуется обезжиривание изделий в щелочных растворах и еще в меньшей степени травление в кислотах. Не обработанная абразивами поверхность при прочих равных условиях имеет фосфатную пленку с пониженной коррозионной стойкостью.Фосфатирующие растворы рекомендуется готовить на конденсате или умягченной воде. Крупные стальные детали загружают в ванну на стальных подвесках, мелкие — в перфорированных корзинах или на сетках. Для повышения стойкости стальных деталей против коррозии их обрабатывают в течение 5—15 мин в 5—10%-ном растворе бихромата калия или натрия при температуре 70—80° С Повышение защитной способности дает гидрофобизация фосфатных пленок; фосфатированные детали погружают на 5—7 мин в 10%-ный раствор гидрофобизирую-щей кремнеорганической жидкости ГКЖ-94 в бензине Б-70, после чего выдерживают их на воздухе до испарения следов бензина, а затем сушат при ПО—100°С в течение 40—50 мин. Гидрофобизированные фосфатные пленки не смачиваются водой и по стойкости против коррозии не уступают лакокрасочным покрытиям.
echemistry.ru
Фосфатирование
Технология процесса фосфатирования проста. Фосфатирование применяют для черных и цветных металлов, и оно состоит в обработке металлических деталей (например стальных) в горячем растворе фосфорно-кислых солей некоторых металлов, главным образом марганца, железа, цинка. При этом на поверхности изделия образуется пористая пленка, состоящая из труднорастворимых фосфатов этих металлов. Благодаря большой пористости пленка хорошо удерживает масло, краску и служит отличным грунтом под лакокрасочное покрытие. Сама фосфатная пленка не обладает высокими антикоррозионными свойствами и используется в качестве защитной в сочетании с лакокрасочными покрытиями или после пропитки ее маслом. В этом случае она надежно защищает сталь от коррозии. Иногда применяют обработку фосфатированного изделия в 7—9% растворе бихромата натрия, который заполняет поры и пассивирует нефосфатированные участки поверхности металла.
Обычно фосфатирование проводят при температуре 96—98° С погружением стальных изделий в раствор, содержащий 20—35 г/л препарата «Мажеф». В его состав входят фосфаты марганца и железа —Мn(Н2РО4)2, МпНРO4, Fe(h3PO4)2. Используют также раствор на основе дигидрофосфата цинка Zn(h3P04)2. Продолжительность фосфатирования 0,5—2 ч.
Основан метод на свойствах солей фосфорной кислоты. Фосфорная кислота — Н3РО4 — может образовывать три вида солей:
1) однозамещенные - дигидрофосфаты Ме (Н2РО4)2;
2) двухзамещенные- гидрофосфаты Ме Н РО4;
3) трехзамещенные - фосфаты Ме3 (РО4)2 (где Me — двухвалентный металл).
В воде растворяются только фосфаты аммония и щелочных металлов. Двух- и трехзамещенные фосфаты железа, марганца и цинка малорастворимы. Следовательно, если создать условия для их образования, то они будут оставаться на поверхности металла.
При взаимодействии металла с фосфорной кислотой первоначально образуются дигидрофосфаты:
Me + 2Н3РО4 = Ме (Н2РО)2 + Н2
.
При снижении концентрации фосфорной кислоты получают вторичные и третичные соли:
Ме (Н2РО4)2 Û Ме НРО4 + Н3РО4;
3 Ме (Н2 РО4)2 Û Ме3 (РО4)2 + 4Н3РО4
В образовании фосфатной пленки участвуют продукты взаимодействия фосфорной кислоты с металлом и вещества, входящие в состав раствора для фосфатирования.
Предполагается, что образованию фосфатной пленки предшествуют реакции ионизации железа на анодных участках:
Fc Û Fe2+ + 2е
и выделение водорода на катодных участках
2Н+ + 2е Û Н2 ↑
Железо, переходящее в раствор, связывает фосфорную кислоту, и равновесие реакций смещается вправо. Выпадающие в осадок ди- и трифосфаты кристаллизуются на поверхности стального изделия, образуя плотную кристаллическую пленку.
Фосфатирование заканчивается после того, как вся поверхность покроется сплошной пленкой и выделение водорода прекратится. Фосфатирование используют для изделий, которые эксплуатируют в морской воде, в тропических районах. Недостатком фосфатных пленок являются низкая прочность и эластичность. Они имеют короткий срок эксплуатации.
Пассивирование
Для защиты от коррозии применяют метод пассивирования — обработка металла в растворах хроматов или нитратов.
Для пассивирования оцинкованных изделий применяют раствор: 8-10 мл/л h3SO4 и Na2Cr207·2h30 — 200 г/л. Время обработки 5-30 с. От времени обработки зависит окраска пленки. При выдержке 5 с цвет пленки радужный с зеленоватым оттенком, а масса пленки составляет 0,9-1,2 г/м2. При дальнейшем увеличении времени цвет меняется от желтого до коричневого.
Для пассивирования алюминия используют раствор бихромата калия (200 г/л) и 2 мл/л НF.
Пассивация меди в хроматных растворах дает особенно хорошие результаты при защите изделий, соприкасающихся с парами SO2 и растворами нейтральных солей. Стальные детали можно обрабатывать в 60-90% растворе нитрита натрия. В результате они не ржавеют в течение двух лет.
Эмали
Эмаль представляет собой стекловидную массу, получаемую сплавлением шихты (песок, мел, глина, полевой пшат и др.) и плавней (бура, сода, поташ, фтористые соли и др.). Кроме стеклообразующих веществ, в шихту вводят оксиды хрома, титана, цинка, повышающие жаростойкость, сцепляемость с металлом и придающие эмали нужную окраску.
Высокая химическая стойкость эмалей обусловлена присутствием буры и кремнезема; термостойкость обеспечивается близостью температурных коэффициентов линейного расширения покрытия и металла.
Наиболее жаростойкие эмали (так называемые керамические) выдерживают температуру 1100 ºС, а в отдельных случаях до 1400 ºС.
Эмалевые покрытия стойки к минеральным и органическим кислотам, солям, газовым средам, но разрушаются горячими растворами концентрированных щелочей, плавиковой кислоты и рядом фтористых соединений.
Эмалевую суспензию наносят на очищенную поверхность изделия погружением в расплав или пульверизацией из специального пистолета, после чего обжигают до спекания в пламенной или муфельной печи при температуре 880— 1050 ºС
studfiles.net
Фосфатирование
Фосфатирование – процесс получения покрытий на изделиях из цветных и черных металлов, в результате которого ионы обрабатываемой поверхности становятся частью образующейся на ней плёнки, состоящей в основном из нерастворимых солей фосфорной кислоты.
Фосфатированию подвергаются: чугун, низколегированные и углеродистые стали, кадмий, цинк, медь и её сплавы, алюминий. Фосфатированию плохо поддаются высоколегированные стали. Пленка фосфатов не только предотвращает коррозию металла, но и является отличным грунтом под лакокрасочные покрытия. Она не только повышает адгезию краски к металлу, но и существенно замедляет подпленочную коррозию при повреждении краски, поэтому часто используется в автомобильной промышленности
Фосфатирование с последующим нанесением лакокрасочного покрытия является эффективным, надежным и сравнительно недорогим методом защиты металлической поверхности от коррозии. Состоит метод защиты в создании труднорастворимой поверхностной пленки солей железа и цинка.
Возникновение такой пленки всегда связано с реакцией травильной коррозии металла. Техническое и экономическое значение имеют такие методы фосфатирования с использованием водных растворов, которые могут быть осуществлены путем орошения изделий или их погружения в соответствующие растворы.
В зависимости от механизма формирования фосфатных покрытий различают т.н. «некроющее фосфатирование» и «фосфатирование с образованием плёнки». Строго говоря, такая классификация не является однозначно корректной, поскольку плёночные покрытия образуются в обоих случаях. Однако, по сравнению с покрытиями, полученными по второму механизму, пленки «некроющего фосфатирования», как правило, значительно тоньше.
Результат и качество фосфатирования зависят от большого числа влияющих факторов — например, первичного материала, очистки, процесса ополаскивания, а также используемого контрольного оборудования.
Фосфатирование с образованием плёнки
Такой тип фосфатирования подразумевает образование кристаллических покрытий. Примерами могут служить процессы, проводимые обработкой растворами, содержащими: цинковый фосфат, цинково-железный фосфат и цинково-марганцевый фосфат.
В случае взаимодействия стальной поверхности с цинкфосфатным раствором, результирующее уравнение химической реакции можно записать следующим образом: Fe + 5Zn(h3PO4)2 → Zn3(PO4)2↓ + Zn2Fe(PO4)2↓+ 6h4PO4 + h3↑
Образовавшиеся нерастворимые соли, кристаллизуясь, захватывают по 4 молекулы воды, образуя гопеит Zn3(PO4)2*4h3О и фосфофиллит Zn2Fe(PO4)2*4h3О, которые в основном и формируют покрытие. На отдельных участках поверхности образуются центры кристаллизации, поверхность металла постепенно покрывается кристаллами, растущими до взаимного смыкания. Затем доступ раствора к металлу прекращается, что приводит к окончанию роста слоя. Критерием завершённости процесса является прекращение роста массы плёнки. Практическая ценность фосфатных слоёв максимальны, когда их рост прекратился.
Отметим, что в действительности процесс образования фосфатного слоя значительно сложнее. Согласно «теории растворения и первичной пассивации металлов» поверхность рассматривают как совокупность анодных и катодных участков, а растворение металла является результатом совместного протекания анодной ионизации металла и катодного восстановления окислительного компонента агрессивной среды.
В силу ряда причин, продолжительность образования фосфатного слоя может достигать 40 – 60 минут и более. Наиболее эффективные способы ускорения основаны на использовании соединений-ускорителей, вводимых непосредственно в фосфатирующий раствор.
Так называемые ускорители являются, как правило, окислителями. Они, в частности, устраняют механическое блокирование поверхности металла пузырьками водорода. Окислители заменяют реакцию образования водорода на другие процессы, непосредственно участвуя в электродных превращениях на границе металл/раствор.
Наиболее распространёнными ускорителями являются нитраты, нитриты, хлораты и молибдаты.
Для того чтобы фосфатированное изделие обладало оптимальными свойствами для дальнейшего нанесения порошкового лакового покрытия, должны быть выполнены следующие требования:
Фосфатное покрытие должно иметь на всей поверхности обработанного изделия равномерную тонкокристаллическую структуру и тем самым постоянный низкий вес, соотнесенный с единицей площади поверхности.
Это может быть достигнуто в частности следующим:
Выбор подходящего метода фосфатирования, соответствующего используемому органическому покрытию, а также металлическому составу изделия
Соблюдение установленных условий проведения метода фосфатирования на отдельных участках предварительной обработки — таких, как температура электролита, концентрация компонентов, время обработки, напор при орошении изделия или условия движения потоков в электролите.
Особенно важную роль для получения фосфатных покрытий с тонкокристаллической структурой играет активация металлической поверхности перед фосфатированием. С помощью предварительной обработки изделия специальными водными растворами, содержащими фосфат титана, на металлической поверхности возникают особенно благоприятные условия для дальнейшего фосфатирования. Увеличивается число мест, где могут возникнуть центры кристаллизации, в результате этого при последующем фосфатировании кристаллизация проходит в форме гораздо более плотной сетки, чем это имело бы место без предварительной активации поверхности. Достигается также более быстрое формирование плотного фосфатного слоя замкнутой структуры, причем можно получить в конце процесса очень малый размер кристаллов и тем самым оптимально малую толщину фосфатного слоя.
Коррозионные свойства покрытия напрямую зависят от грамотной подготовки металлической поверхности фосфатированного изделия. Например, следует тщательно смыть все водорастворимые вещества.
Чтобы предотвратить высыхание на поверхности металла используемой для ополаскивания воды, а также перенос на поверхность посторонних веществ из других ванн, необходимо на последнем этапе ополаскивания использовать полностью деминерализированную воду.
Дополнительное ополаскивание фосфатированных поверхностей содержащими хромовую кислоту водными растворами может обеспечить заметно более высокую коррозионную защиту окрашенных изделий. По причинам, связанным с соблюдением законов об охране окружающей среды и гигиеной труда, были разработаны новые, не содержащие хрома и хромовой кислоты ополаскивающие растворы для дополнительного ополаскивания фосфатированных поверхностей, представляющие собой экологическую альтернативу ранее использовавшимся хромовым растворам. Эти системы в большинстве случаев созданы на основе титановых и/или циркониевых соединений.
Аморфное фосфатирование («некроющее фосфатирование»)
Термин «аморфное», в данном типе фосфатирования подчёркивает очень слабо выраженную кристаллическую структуру образующегося слоя.
Как уже было сказано выше, исторически сложившееся определение «некроющее» не отражает реальную ситуацию. Основной отличительной чертой в данном случае является тот факт, что процесс проводят в растворах фосфатов щелочных металлов или аммония (без применения солей тяжелого металла). Поскольку такие фосфаты хорошо диссоциированны в водных растворах, катион не вносит вклад покрытие.
Так как создаваемый на поверхности стали слой состоит в основном из фосфата железа, этот метод очень часто называют также «железным фосфатированием».
Механизм образования слоя условно разделяют на два этапа реакции:
- реакция травления и коррозии
- реакция слоеобразования
Реакция травления — например, на стальной металлической поверхности: Fe + 4Nah3PO4 → Fe(h3PO4)2 + 2Na2HPO4 + h3
Первичный фосфат железа (II) в свою очередь может вступать в следующие реакции: 2Fe(h3PO4)2 + 2Na2HPO4 + 1/2О2 → 2FePO4 + 4Nah3PO4 + h3O 2Fe(h3PO4)2 + 4Na2HPO4 + 3/2О2 + h3O → 2Fe(OН)3 + 8Nah3PO4
Наряду с названными здесь типами слоев можно обнаружить и другие фазы. Это, например, железо(II)-фосфат оксид железа (II). На цинковых поверхностях получают тонкие покровные слои цинкового фосфата, в то же время на алюминии слоеобразования не происходит. Рабочие растворы для аморфного фосфатирования содержат, как правило, от 2 до 20 г/л гидрофосфата аммония или щелочей. Для регулирования величины pH используется фосфорная кислота. Наряду с фосфатами эти растворы содержат также окислители, чтобы ускорить процесс слоеобразования. Наиболее часто используемыми окислителями являются хлораты, броматы, нитраты, молибдаты или нитриты. Кислые растворы щелочных фосфатов используются, как правило, вместе с поверхностно-активными веществами (тензидами). Эти растворы обладают очень хорошим обезжиривающим действием. Концентрация ПАВ составляет от 0,1 до 1 г/л.
Железное фосфатирование находит наиболее частое применение в связи с достаточно простым способом использования и сравнительно низкой стоимостью в отношении затрат на технологическое оборудование как средство предварительной обработки перед нанесением лаковых покрытий на сталь. Для фосфатирования используются однокамерные и многокамерные моечные установки (установки поточного типа). Масса покрытия на единицу поверхности составляет , составляющему от 0,1 до 1,0 г/м2
Преимущества этого метода предварительной обработки можно вкратце изложить следующим образом:
- очень хорошие свойства в отношении коррозионной защиты на стали;
- возможность автоматического дозирования на основе величины pH
- простое регулирование и контроль состояния ванны с помощью величины pH, по концентрации и электропроводности.
Обезжиривание и железное фосфатирование возможно проводить комбинированно в одну технологическую операцию, в результате чего отпадает необходимость в отдельном предварительном щелочном обезжиривании.
Чтобы полностью использовать преимущества этой предварительной обработки в отношении коррозионной защиты, необходим заключительный этап ополаскивания деминерализированной водой (электропроводность < 50 мкСм/см). Кроме того, необходимо при наличии высоких требований к показателям коррозионной защиты проводить пассивацию получаемого слоя железного фосфата с использованием не содержащих хром пассивирующих растворов.
www.alufinish.ru
фосфатирование стали – холодное, горячее, фосфатные покрытия
Современная химическая технология противокоррозионной защиты металлов, такая как фосфатирование металла представляет собой процесс создания специальной пленки на поверхности металла, которая защищает металл от коррозии. В большинстве случаев фосфатированию подвергают цинковые изделия, низколегированную и углеродистую сталь. Защитная пленка образуется из нерастворимых солей – фосфатов марганца, железа или цинка. Такое покрытие отличается долговечностью и прочностью.
Фосфатирование стали
Технология фосфатирования стали широко применяется на предприятиях автомобилестроения и металлообработки. В промышленном производстве сталь является самым востребованным материалом, а единственный способ защиты этого металла от разрушения – применение технологии фосфатирования низколегированной и легированной стали (как правило, с помощью цинкофосфатных растворов).
Перед фосфатированием металлическая поверхность очищается и обезжиривается. Затем обрабатывается раствором фосфата цинка, железа или марганца, смешанных с фосфорной кислотой. Различают обычное (нормальное), ускоренное, холодное и аморфное фосфатирование – в каждом отдельном случае технология и раствор подбирается индивидуально. Металл реагирует с кислотой и протравливается в несколько этапов. В процессе фосфатирования металла в зависимости от состава фосфатирующего раствора на металлической поверхности образуется пленка фосфатов толщиной 2 – 5мкм.
Главное достоинство фосфатной пленки состоит в том, что она обладает высокой коррозионной стойкостью во всех видах горючих, смазочных и органических маслах, в бензоле, толуоле и во всех газах, кроме сероводорода. Однако, в агрессивных средах (кислоты, щелочи), а также в воде (пресной и соленой) фосфатная пленка нестойка. Для повышения коррозионной устойчивости применяют дополнительную пропитку смазочными маслами или наносят лакокрасочное антикоррозионное покрытие.
Фосфатирование металла дает возможность защитить черные и цветные металлы от коррозии. Тем самым продлевается срок службы конструкций и сохраняется их внешний вид. Кроме защиты от коррозии, фосфатирование стали применяется в качестве основы под нанесение лаков, красок, клеев, масел, воска и т.д. Фосфатные покрытия обеспечивают отличную адгезию – они «связывают» органические покрытия с металлической поверхностью.
notehspb.ru
Что такое фосфатирование: основные понятия |
По статистике, ни одно строительное мероприятие не обходится без применения металла как одного из самых распространенных и надежных материалов. Повсеместная востребованность металла способствует расширению границ его использования, и сегодня это не только востребованный строительный материал, но и неотъемлемое звено инновационных технологий в сфере приборостроения, машиностроения и робототехники. Но, будучи одним из самых надежных материалов, металл нуждается в дополнительной обработке, которая защитит его от коррозии, тем самым продлив его эксплуатационный срок. Благодаря бурному развитию химической промышленности, современный строительный рынок предлагает широкий выбор материалов, надежно защищающих металл от коррозии. После нанесения на металлическую поверхность они образуют тонкую защитную пленку, которая предотвращает окисление металла. Они эффективно сочетаются с другими лакокрасочными материалами, а некоторые из них используются непосредственно перед их нанесением. Наиболее востребованным защитным составом, относящимся к данной группе веществ, является фосфатирующая грунтовка по металлу, характеристики и техника использования которой будут рассмотрены в настоящей статье.
Чтобы лучше разобраться в вопросах нанесения грунтовки своими руками, понять принцип и механизм ее защитного действия, а также эксплуатационные характеристики материала, которые он приобретает после грунтования, необходимо поближе познакомиться с химическими реакциями, лежащими в основе данного процесса, и терминологией, позволяющей «понять его изнутри».
Итак, прежде чем перейти к практике, познакомимся с теоретическими основами и рассмотрим процесс с точки зрения химии.
Фосфатирование – химический процесс, состоящий из последовательных реакций, которые лежат в основе подготовки основания под лакокрасочное покрытие. Благодаря такой обработке не только увеличится прочность металла, но и повысится качество лакокрасочного покрытия, что позволит скрыть имеющиеся дефекты поверхности. В основе фосфатирования лежит целый комплекс профилактических мер, проводимых в рамках формирования защитного покрытия, которое образуется за счет образования прочной антикоррозийной пленки. Она представляет собой химическое соединение повышенной прочности со всеми металлическими поверхностями.
Фосфатирование является технически сложным процессом, который в домашних условиях практически неосуществим. В связи с этим, при необходимости защиты металлических поверхностей от коррозии, будь то грунтовка пола руками домашнего мастера или других изделий из металла, осуществляют их грунтование с использованием фосфатирующей грунтовки.
bezenchukvlast.ru
фосфатирование - это... Что такое фосфатирование?
• фосфатирование
english: bonderizing, phosphatizing, (zinc-)phosphate treatment
deutsch: Phosphatieren , Bondern
français: phosphatation
Русско-англо-немецко-французский металлургический словарь. Основные термины. 2-е издание, стереотип. — М.: РУССО. Лопухов Г.А., Черкасов П.А., Мырцимов А.Ф.. 1996.
Синонимы:- форстерит
- фосфор
Смотреть что такое "фосфатирование" в других словарях:
фосфатирование — паркеризация, бондеризация Словарь русских синонимов. фосфатирование сущ., кол во синонимов: 2 • бондеризация (2) • … Словарь синонимов
фосфатирование — Обработка основного покрываемого металла и (или) покрытия химическим или электрохимическим способом, в результате которой на его поверхности образуется фосфатная пленка. [ГОСТ 9.008 82] Тематики покрытия металл. и неметалл. EN phosphatization DE… … Справочник технического переводчика
Фосфатирование — Phosphating Фосфатирование. Формирование фосфатного покрытия на металле окунанием в водный раствор фосфата. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО Профессионал , НПО Мир и семья ; Санкт Петербург, 2003 г.) … Словарь металлургических терминов
Фосфатирование — [phosphatizing, phosphate coating] процесс получения зашитного покрытия формированием на металлической поверхности пленки труднорастворимых фосфатов, прочно сцепленных с основой. Фосфатируют главным образом, черные металлы, а также Mg, Mg сплавы … Энциклопедический словарь по металлургии
ФОСФАТИРОВАНИЕ — [phosphatizing, phosphate coating] процесс получения зашитного покрытия формируемого на металлической поверхности пленки труднорастворимых фосфатов, прочно сцепленных с основой. Фосфатируют главным образом черные металлы, а также Mg, Mg сплавы,… … Металлургический словарь
фосфатирование — fosfatavimas statusas T sritis chemija apibrėžtis Antikorozinės netirpių fosfatų dangos gavimas ant metalo paviršiaus. atitikmenys: angl. phosphating; phosphation; phosphatizing rus. фосфатирование … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
фосфатирование — 3.8 фосфатирование : Обработка основного покрываемого металла и (или) покрытия химическим или электрохимическим способом, в результате которой на его поверхности образуется фосфатная пленка. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Фосфатирование — создание химическим путём на поверхности металлических изделий плёнки нерастворимых фосфатов (См. Фосфаты), предохраняющей металл (при дополнительном нанесении лакокрасочного покрытия) от атмосферной коррозии. Ф. подвергают главным… … Большая советская энциклопедия
Фосфатирование — ср. 1. процесс действия по несов. гл. фосфатировать 2. Результат такого действия. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой
ФОСФАТИРОВАНИЕ — хим. процесс образования на поверхности стальных, а также алюм. и цинковых изделий (или изделий из их сплавов) тонкого слоя фосфатов, к рый при последующем нанесении на него слоя краски, лака или масла служит хорошей защитой от атм. коррозии … Большой энциклопедический политехнический словарь
фосфатирование — фосфат ирование, я … Русский орфографический словарь
metallurgy_ru_en_de_fr.academic.ru
