Способ получения фосфатного покрытия
PHOSPHATE COATING PRODUCTION METHOD

Изобретение относится к защите металлов от коррозии и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности.
Известен способ получения фосфатного покрытия (патент РФ №2070617), включающий обработку металлического изделия водным раствором, содержащим ионы цинка, никеля, фосфата, нитрата, хлората и сульфата и корректирование раствора в процессе выработки с целью обеспечения стабильности защитных свойств фосфатного покрытия ведут раствором, содержащим, мас. %:
Zn<sup>2+</sup>
12-14
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
14,4-18,0
NO<sub>3</sub><sup>-</sup>
11,1-13,7
SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>
3,0-4,0
Ni<sup>2+</sup>
0,08-0,1
ClO<sub>3</sub><sup>-</sup>
0,1-0,3
Вода
до 100%
Недостатком данного способа является высокая температура фосфатирования, продолжительное время, необходимое для образования фосфатной пленки, высокая поверхностная плотность покрытия, а также сложность техпроцесса, заключающаяся в дополнительном применении корректирующего состава.
Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения фосфатного покрытия (патент РФ №2240378), включающий то, что поверхность металла обрабатывают водным раствором, содержащим ионы цинка, фосфата, нитрата, никеля и хлората для получения мелкокристаллического коррозионностойкого фосфатного покрытия при температуре фосфатирования плюс 30-45°С за время от 2-х до 10-ти минут, водный раствор дополнительно содержит ионы кальция при следующем содержании компонентов, г/л:
Zn<sup>2+</sup>
1,527-3,225
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
4,347-8,385
NO<sub>3</sub><sup>-</sup>
0,822-1,935
Ni<sup>2+</sup>
0,023-0,086
ClO<sub>3</sub><sup>-</sup>
0,587-1,505
Са<sup>2+</sup>
0,06-0,157
Недостатком данного способа является нестабильность рабочего раствора при повышении температуры до плюс 50°С: в летний период времени из-за высокой температуры окружающего воздуха происходит нагрев рабочей ванны до плюс 50°С, при этом происходит выпадение ионов цинка в рабочем растворе, ухудшается качество получаемого фосфатного покрытия, снижается его коррозионная стойкость и требуется дополнительная корректировка рабочего раствора, что приводит к повышении норм расхода.
Задачей данного изобретения является получение мелкокристаллическою фосфатного покрытия с высокой адгезией и коррозионной стойкостью при температуре: от плюс 35 до плюс 50°С за время от 2-х до 10 минут, обладающего стабильностью рабочего раствора при температуре до 50°С.
Поставленная задача достигается тем, что поверхность металла обрабатывают водным раствором фосфатирования, содержащим ионы цинка, фосфата, нитрата, никеля, отличающийся тем, что для получения мелкокристаллического фосфатного покрытия с высокой адгезией и коррозионной стойкостью при температуре: от плюс 35 до 50°С за время от 2-х до 10-ти мин, водный раствор фосфатирования дополнительно содержит свободные и комплексные ионы фтора и ионы натрия при следующем содержании компонентов г/л:
Zn<sup>2+</sup>
1,53-3,27
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
4,35-8,64
NO<sub>3</sub><sup>-</sup>
1,41-4,30
Na<sup>+</sup>
0,15-0,28
Ni<sup>2+</sup>
0,02-0,11
F<sup>-</sup>
0,75-0,85
SiF<sub>6</sub>
0,20-0,25
вода
остальное
Перед применением водный раствор фосфатирования корректируют 20%-ным водным раствором гидроокиси натрия до отношения условно-общей кислотности к свободной кислотности от 5,2 до 5,4.
Технический результат: получение мелкокристаллического фосфатного покрытия с высокой адгезией и коррозионной стойкостью при температуре: от плюс 35 до 50°С за время от 2-х до 10 минут, обладающего стабильностью рабочего раствора при температуре до плюс 50°С.
Данное изобретение с успехом применяется в промышленности для фосфатирования кабин, кузовов и оперения автомашин.
Раствор наносят на поверхность металла методом погружения или методом распыления.
Испытания проводят на образцах холоднокатаной листовой стали 08КП (ГОСТ 16523-70) толщиной 0,8-0,9 мм размером 150×70 мм с первой степенью зажиренности.
Фосфатирование проводят по следующей схеме:
1 Обезжиривание средством моющим техническим Фоскон 571 ТУ 2149-382-10964029-2015 при температуре плюс 35-50°С за время 2-10 мин.
2 Промывка водопроводной водой при температуре плюс 35-50°С за время 2-10 мин.
3 Активация активатором фосфатирования Фоскон 471 ТУ 2149-095-10964029-2002, изм. №1 при температуре плюс 20-40°С за время 1-2 мин.
4 Фосфатирование при температуре плюс 35-50°С за время 2-10 мин при отношении условно-общей кислотности к свободной от 5,2 до 5,4.
5 Промывка водопроводной водой при температуре плюс 20-35°С за время 1-2 мин.
6 Сушка при температуре 110°С за время 10 мин.
Внешний вид фосфатного покрытия определяют визуально.
2
Массу фосфатного покрытая в г/м определяют по ГОСТ 9.402
Адгезию ЛКП определяют по ГОСТ 9.401
Стабильность водного раствора фосфатирования при температуре до плюс 50°С определяют по содержанию цинка в рабочем растворе.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами:
Пример 1
Образцы обрабатывают в водном растворе фосфатирования при следующем содержании компонентов, г/л:
Zn<sup>2+</sup>
1,53
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
4,35
NO<sub>3</sub><sup>-</sup>
1,41
Na<sup>+</sup>
0,15
Ni<sup>2+</sup>
0,02
F<sup>-</sup>
0,75
SiF<sub>6</sub>
0,20
вода
остальное
Перед применением водный раствор фосфатирования корректируют 20%-ным водным раствором гидроокиси натрия до отношения условно-общей кислотности к свободной кислотности 5,2.
Температура фосфатирования 35°С, время 2 мин.
Внешний вид фосфатного покрытия - мелкокристаллическое, светло-серого цвета.
2
Масса фосфатного покрытия 1,5 г/м.
Адгезия 0 баллов.
Пример 2
Образцы обрабатывают в водном растворе фосфатирования при следующем содержании компонентов, г/л:
Zn<sup>2+</sup>
3,27
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
8,64
NO<sub>3</sub><sup>-</sup>
4,30
Na<sup>+</sup>
1,53
Ni<sup>2+</sup>
0,28
F<sup>-</sup>
0,85
SiF<sub>6</sub>
0,25
вода
остальное
Перед применением водный раствор фосфатирования корректируют 20%-ным водным раствором гидроокиси натрия до отношения условно-общей кислотности к свободной кислотности 5,4.
Температура фосфатирования 50°С, время 10 мин.
Внешний вид фосфатного покрытия - мелкокристаллическое, светло-серого цвета.
Масса фосфатного покрытия 4,0 г/м2.
Адгезия 1 балл.
Содержание цинка 3,27 г/л.
Пример 3
Образцы обрабатывают в водном растворе фосфатирования при следующем содержании компонентов, г/л:
Zn<sup>2+</sup>
2,40
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
6,50
NO<sub>3</sub><sup>-</sup>
2,86
Na<sup>+</sup>
0,22
Ni<sup>2+</sup>
0,07
F<sup>-</sup>
0,80
SiF<sub>6</sub>
0,22
вода
остальное
Перед применением водный раствор фосфатирования корректируют 20%-ным водным раствором гидроокиси натрия до отношения условно-общей кислотности к свободной кислотности 5,3.
Температура фосфатирования 43°С, время 5 мин.
Внешний вид фосфатного покрытия - мелкокристаллическое, светло-серого цвета.
2
Масса фосфатного покрытия 2,25 г/м.
Адгезия 1 балл.
Пример по прототипу
Фосфатирование проводят фосфатирующим раствором следующего состава, масс. %:
Zn<sup>2+</sup>
1,527
Р<sub>2</sub>О<sub>5</sub>
4,347
NO<sub>3</sub><sup>-</sup>
0,822
Ni<sup>2+</sup>
0,023
ClO<sub>3</sub><sup>-</sup>
0,587
Ca<sup>2+</sup>
0,06
вода
остальное
2
Температура фосфатирования 30°С, время фосфатирования 2 мин, масса фосфатного покрытия 1,5 г/м. Внешний вид покрытия - светло-серого цвета, мелкокристаллическое.
Таким образом применение предлагаемого способа получения фосфатного покрытия обеспечивает получение мелкокристаллического фосфатного покрытия с высокой адгезией и коррозионной стойкостью, при температуре от плюс 35 до плюс 50°С за время от 2-х до 10 мину т, обладающего стабильностью рабочего раствора при температуре до плюс 50°С.
Данное изобретение с успехом применяется в промышленности для фосфатирования кабин, кузовов и оперения для автомашин.