Обезжиривание и фосфатирование металла перед покраской

Обновлено: 17.05.2024

Перед нанесением порошкового покрытия, поверхность необходимо механическим или химическим способом очистить от грязи, ржавчины и жировых налетов, после чего химическим способом поверхность покрывается фосфатом железа, фосфатом цинка, фосфатом хрома или хроматом. Покрытие, выбираемое в соответствии с используемым материалом и проводимой работой, способствует защите материала и более хорошей адгезии порошковой краски и поверхности металла.

• Соблюдать чистоту на окрасочном участке.
• После каждой смены проводить влажную уборку пола, очистку оборудования от красочной пыли.
• Не допускать попадания на поверхность изделий посторонних включений (волосков, ниток, жировых пятен от прикосновения руками). Работать только в х/б перчатках.
• Следить за качеством полимерного материала.
  • Порошковые краски, поступающие на участок окраски, должны быть затарены в коробки, снабжены этикеткой и иметь технический паспорт. Не допускаются к применению без предварительной проверки краски в порванной упаковке, неизвестного происхождения, без этикетки или с истекшим сроком годности.
  • Наиболее типичные дефекты красок это комкование и агрегатирование, химическое старение и увлажнение сверх допустимой нормы. Рекомендуемая температура хранения порошковых красок не выше 27 о С. Слежавшиеся краски, имеющие крупные и даже мелкие агрегаты, не пригодны для применения и требуют переработки – измельчения до требуемого размера частиц и просева. При малой агрегации частиц можно ограничится просевом.
  • Химическому старению в наибольшей степени подвержены термореактивные краски с высокой реакционной способностью при несоблюдении условий хранения. Признаками такого старения являются плохое растекание расплавов, волнистость и пониженный блеск покрытий. Краски, имеющие признаки химического старения, должны выбраковываться, их исправление практически невозможно.
  • Краски с повышенной степенью увлажнения (что видно по пониженной сыпучести, склонности к агрегации, плохой заряжаемости) подлежат исправлению – сушке.
  • Учитывая возможные изменения порошковых красок во времени, следует избегать их длительного хранения, не создавать большой запас.
  • Повторное использование порошка должно осуществляться только после просеивания его на вибросите. Смеси можно использовать при покраске неответственных деталей.
  • При необходимости, перед нанесением порошковой краски, осуществлять предварительный прогрев обезжиренных изделий в камере полимеризации при температуре 230 о С в течение 10 минут с последующим охлаждением до комнатной температуры.
  • Изделие должно быть хорошо заземлено, так как в процессе электростатического нанесения порошковой краски на изделие переносится большое количество отрицательных зарядов. В противном случае покрываемая поверхность быстро набирает отрицательный заряд, таким образом, отталкивая отрицательно заряженные частицы порошка от пистолета. Следовательно, без достаточного заземления становится невозможным нанести толстый слой порошка и завершить процесс нанесения.
    Недостаточное заземление хорошо распознается по отсутствию порошка или по его небольшому количеству вокруг точки подвешивания изделия.
  • В процессе транспортировки напыленных изделий должна быть исключена возможность соприкосновения их между собой.
  • После полимеризации изделия необходимо остудить до комнатной температуры. Прикосновение к горячим изделиям оставляет тусклые пятна на поверхности.

  Требования к подготовке поверхности

  На выбор способа предварительной обработки влияет ряд факторов, из которых некоторые будут специфичными. Можно назвать такие факторы:

  • вид и качество металла
  • состояние поверхности, т. е. степень загрязнения и какие нечистоты надо удалить
  • готовые изделия, область их применения и требования по защите
  • экономические и экологические требования (чаще всего – выбор решения из альтернатив подобных и эквивалентных систем предварительной обработки).

  Основными способами подготовки поверхности металла перед нанесением порошковых ЛКМ являются:

  • обезжиривание и очистка (удаление масляных и смазочных загрязнений;
  • удаление оксидной пленки – окалины, ржавчины;
  • нанесение конверсионного слоя.

  Первая операция является обязательной, остальные применяются в зависимости от конкретных условий и требований.

  Очистка/обезжиривание

  В любом случае, нужно при выборе процесса подготовки поверхности исходить из вида нечистот, которые должны быть устранены, и, одновременно, из вида обрабатываемого основания.

  Часто в качестве единственной предварительной обработки перед нанесением порошкового материала применяется «обезжиривание растворителем».

  Растворители удаляют только «жирные» нечистоты, такие как масла, жиры, смазки и т. д.

  Чаще используется обезжиривание кислыми, нейтральными или щелочными химикатами.

  Такие реактивы могут устранить и коррозионные продукты, окалины и прочие оксиды.

  Обезжиривание органическими растворителями

  Наиболее простым методом является обезжиривание органическими растворителями (уайт-спирит, растворитель 646, бензин БР-1 с антистатической добавкой, нефрас 150/200). Поверхность изделия протирается чистой ветошью или волосяными щетками, смоченными растворителем. Затем поверхность обтирают сухой чистой ветошью или обдувают сжатым воздухом.

  Вместо протирки (в зависимости от размеров изделий) можно использовать их промывку в двух – трех ваннах с налитым в них растворителем. Применение растворителей характеризуется высокой скоростью их проникновения в загрязнения и удаления последних, быстрым испарением с изделий их избытка, нейтральным остатком на поверхности.

  К недостаткам их применения можно отнести относительно высокую стоимость, пожароопасность, токсичность.

  Обезжиривание щелочными водными составами

  Обезжиривание щелочными водными составами является наиболее безопасным и распространенным способом.

  Для этой цели используются составы типа КМ, представляющие собой слабо- или среднещелочные бессиликатные моющие средства. Они состоят из смеси ортофосфорной, борной и других кислот с добавкой поверхностно-активных веществ, обеспечивающих стабильное моющее действие, пониженное пенообразование и уменьшенный расход моющих средств.

  Составы (КМ-1, КМ17, КМ-18, КМ-19, КМ-21, КМ-22, КМ-25 и др.) изготавливаются ТОО «Экохиммаш» (Буй, Костромской обл.) и поставляются в виде порошков белого или желтовато-белого цвета, готовых к употреблению. Их растворяют в технической воде при непрерывном перемешивании. Время обработки изделий 5-15 мин при 60-70 о С.

  Выбор моющих составов и их расход зависит от вида загрязнения, материала изделия, способа обезжиривания, вида производства и составляет ориентировочно 0,2 – 1,0 кг/м 2 .

  Составы не воспламеняются, экономичны, малотоксичны, поддаются регенерации. К недостаткам их применения можно отнести большее время очистки. Необходимость механического перемешивания и подогрева состава, чрезмерное пенообразование.

  После обезжиривания щелочными водными составами обработанную поверхность необходимо тщательно промыть в теплой воде при температуре 20-40 о С.

  В этом случае возникает необходимость в специальных очистных сооружениях.

  Эмульсионное обезжиривание

  Комбинированный способ, сочетающий достоинства применения органических растворителей и щелочных водных составов. Эмульсионные составы представляют собой эмульсии растворителей в воде, стабилизированные поверхностно-активными веществами. Подобные составы обладают высокой растворяющей, смачивающей и эмульгирующей способностью, поэтому в процессе эмульсионной очистки с металлической поверхности полностью удаляются различные масла, смазки и неорганические загрязнения.

  При очистке эмульсионными составами время очистки по сравнению с обезжириванием в щелочных составах сокращается, однако требуется более тщательная промывка. Эмульсионное обезжиривание можно осуществлять при комнатной температуре без ухудшения качества очистки поверхности. Эмульсионные составы применяются при наличии оборудования для нейтрализации и обезвреживания отработанных составов.

  Механическая очистка (удаление оксидной пленки)

  Механические процессы применяются как для устранения таких нечистот как шлак от сварки, окалина и т. п., так и для улучшения адгезии последующего покрытия.

  Если применяется пескоструйная обработка, то важно знать, что жирные нечистоты надо устранить заранее.

  Для удаления оксидной пленки, окалины, ржавчины, окисных пленок – могут быть использованы абразивная очистка (дробеструйная, пескоструйная, механическая) и химическая очистка (травление).

  Абразивная очистка

  Абразивная очистка осуществляется с помощью частиц абразивного материала (песка, дроби), подающихся на поверхность с большой скоростью в струе сжатого воздуха или за счет действия центробежных сил. Абразивная очистка обеспечивает равномерную шероховатость, что способствует повышению адгезии покрытия.

  Выбор абразива зависит от размеров и формы обрабатываемых изделий, их материала и вида загрязнения. Металлический песок (дробь) должен быть из того же материала или материала, близкого по электрохимической характеристике к материалу очищаемой поверхности. В противном случае частицы абразива, остающиеся на поверхности, могут быть причиной преждевременного появления под слоем покрытия очагов коррозии. После обработки поверхности любым абразивным материалом ее необходимо обдувать очищенным воздухом.

  Для дробеструйной очистки поверхности черных металлов применяют металлический песок (дробь чугунную или литую, стальную колотую или литую, стальную рубленую размером 0,3; 0,5; 0,8 мм и больше) производства АО «Старооскольский механический завод» и других заводов.

  К недостаткам абразивной очистки можно отнести невозможность ее применения для изделий, толщина стенок которых меньше 3 мм, изделий сложной конфигурации. Неправильно подобранный абразивный материал, обработка излишне крупной дробью могут приводить к большой шероховатости, которую будет трудно сгладить слоем покрытия и получить требуемый внешний вид.

  Травление

  Удаление с поверхности изделий естественных окисных пленок, окалины, ржавчины с помощью травильных растворов: на основе серной, соляной, фосфорной, азотной кислоты, едкого натра. Для достижения равномерного травления по всей поверхности в травильные растворы вводят различные добавки – ингибиторы, которые тормозят растворение уже очищенных участков поверхности, не влияя на скорость удаления оксидов. Ингибиторы выбирают применительно к определенным травильным растворам.

  Достоинствами химической очистки являются большая производительность, простота применяемого оборудования и проведения процесса, возможность обработки изделий любой толщины, сложной конфигурации. К недостаткам относятся необходимость тщательной отмывки поверхности от остатков травильных растворов, для чего требуется больше промывной водопроводной воды; необходимость специальных очистных сооружений для нейтрализации или регенерации отходов.

  В ряде случаев операции травления и обезжиривания могут быть совмещены при обработке поверхности растворами на основе серной кислоты (3-5 мин при 50-60 о С), фосфорной кислоты (3-5 мин при 60-70 о С), едкого натра (при удалении толстых слоев окалины и ржавчины при 420-480 о С в течение 10-45 мин).

  Нанесение конверсионного слоя

  Для улучшения защитных свойств и удлинения срока службы, особенно при эксплуатации изделий в атмосферных условиях, в подготовку поверхности перед нанесением ПК рекомендуется включать дополнительные операции: фосфатирование фосфорнокислым железом или фосфорнокислым цинком (для стальных и оцинкованных поверхностей), хроматирование или анодное окисление (для алюминия и его сплавов).

  Фосфатирование – получение на металлической поверхности пленки из труднорастворимых фосфорнокислых солей. Фосфатные пленки, обладая низкой электропроводностью, увеличивают адгезию покрытия и препятствуют распространению подпленочной коррозии. В зависимости от состава фосфатирующего раствора на металлической поверхности образуются фосфаты с четко выраженной кристаллической решеткой (цинкофосфатное покрытие) либо аморфные фосфаты (железофосфатное покрытие).

  Фосфатирующие составы поставляются фирмой «Химстар» (Москва) – КФ-1, КФ-3, КФ-12, КФ-15, КФ-18, КФА-8, КФА-9, ЗАО «Экохиммаш» (Буй) – КФА-8 и др. в виде готовых жидких концентратов. Перед использованием концентраты разводятся деминерализованной водой.

  Обработка фосфорнокислым железом

  Обработка фосфорнокислым железом (часто называется тонкослойным фосфатированием) дает очень хорошую сцепляемость и не оказывает неблагоприятное действие на механические свойства лакокрасочного слоя. Фосфорнокислое железо предоставляет хорошую противокоррозионную защиту в среде низких и средних коррозионных классов, хотя с этой точки зрения оно не может конкурировать фосфорнокислому цинку. Железистое фосфатирование можно проводить распылением или погружением. В сравнении с цинковым фосфатированием железистое фосфатирование в общем является более дешевым и проще реализуемым. Обычно толщина фосфатового слоя достигает от 0,3 до 1,0 г/м2.

  Железофосфатные покрытия на основе КФА-8, КФА-9 получают при обработке поверхности фосфатным раствором щелочного металла (фосфата натрия). При малой толщине они имеют худшие защитные свойства, но процесс их получения значительно проще.

  Фосфатирующие составы КФА-8 и КФА-9 применяют для одновременного обезжиривания изделий перед нанесением ПК. Для обработки составами могут быть использованы агрегаты, состоящие из двух зон (обезжиривание + фосфатирование-промывка), трех зон (добавляется зона пассивирования) и четырех зон (обезжиривание и фосфатирование производится дважды в первой и второй зоне).

  Обработка фосфорнокислым цинком

  Предварительной обработкой фосфорнокислым цинком добиваются более толстого слоя, чем при железистом фосфатировании, и этот слой более надежно прикреплен к основанию. Фосфорнокислый цинк обладает также весьма выгодными адгезионными свойствами, хотя в некоторых случаях может понижать механическую целостность (упругость) системы. Фосфорнокислый цинк предоставляет замечательную противокоррозионную стойкость и рекомендуется для предварительной обработки стали и гальванизированной стали в среде высоких коррозионных классов.

  Цинкофосфатные покрытия на основе КФ-1, КФ-3, КФ-12 обладают улучшенными защитными свойствами, но их получение связано с чувствительностью процесса к колебанию температуры ванны, шламообразованием, небходимостью частого контроля кислотности ванны. Под ПК рекомендуется использовать составы КФ-15, КФ-18, позволяющие получать тонкослойные цинкофосфатные покрытия (1,0 - 1,5 г/м 2 ).

  Для поддержания параметров фосфатирования в требуемых пределах необходимо периодически производить корректировку фосфатирующих растворов добавлением в них небольших количеств концентрата.

  Обработка поверхности может производится разбрызгиванием при 50-60 о С в течение 2-5 мин. При сильной зажиренности металла время обработки может быть увеличено до 7-10 мин.

  Завершающей стадией фосфатирования является промывка и пассивирование. Качество промывки определяется свойствами промывной воды [жесткостью, наличием ионов (С1 - ), (SО 4- ) 2- ] и интенсивностью облива.

  Средний расход воды для отмывки поверхности составляет 25 л/м 2

  Цинковое фосфатирование дороже, чем железистое фосфатирование, ввиду более высоких затрат как на оборудование, так и на сам процесс.

  Нанесение порошковой краски

  Вручную или автоматически, с помощью распылителей элетростатического порошка типа Corona или Tribo. Продолжительность прогрева зависит от реактивности смолы, применяемой с продуктом, эффективности печи и массы объекта. Принимая во внимание общие пожелания клиентов, мы рекомендуем время продолжительности прогрева, указанные в таблице. 180 ˚C = 20 мин. / 190 ˚C = 15 мин. / 200 ˚C = 10 мин. (Величины выражают температуру прогретого объекта, а не температуру в печи)

  Безопасность

  Порошковые материалы для покрытия классифицируются как горючие, однако не являются легковоспламеняющимися. Точка возгорания смеси порошка с воздухом — 450-600 ˚C. Прочая информация по

  Упаковка

  Упаковки по 25 кг (нетто) для стандартной продукции. (антики, металлики 20, 15 кг).

  Хранение

  В закрытой упаковке в сухих местах, недосягаемых для прямых солнечных лучей, где температура не превышает 35 ˚C, гарантийный срок годности минимум 2 года.

  Дистрибьютер завода по производству порошковых красок «Micropul Boya» в России. Большой склад в Москве. Развитая дилерская сеть. Доставка в любую точку страны.

  Технология фосфатирования – залог долговечности металла

  Перед покрытием металлических конструкций лакокрасочным составом поверхность подвергают специальной обработке смесью фосфорнокислых солей. Качественно выполненное фосфатирование обеспечивает долговечность внешнего покрытия, защищая основу от коррозии. Благодаря пленке фосфатов повышается адгезия краски к основному материалу при существенном замедлении подпленочной коррозии по случаю повреждения краски.

  
  

  Зачем нужно фосфатирование металла

  В процессе эксплуатации металлические изделия изнашиваются, страдают от разрушающего воздействия атмосферных факторов и коррозии. Обычное вскрытие поверхности лакокрасочными составами полностью не избавляет от проблемы разрушения механизмов с течением времени. Для повышения износостойкости металлических изделий их подвергают фосфатированию. Процедура способствует появлению на поверхности металла тонкого защитного слоя, который на длительное время обеспечит металлу защиту от окисления с образованием ржавчины.

  Технология создания защитной пленки впервые была применена в 1869 году путем погружения раскаленной стали в раствор фосфорной кислоты. Первую процедуру фосфатирования железа, а также стали без нагрева материала осуществили в 1906 году.

  Особенности фосфатных покрытий

  Фосфатирование в условиях промышленных предприятий выполняется двумя методами – распылением защитного состава либо погружением в него металлического изделия. Для приготовления пленочного вещества используют нерастворимые в воде фосфорнокислые соли – марганец плюс железо или цинк с железом. Получаемый состав, взаимодействующий с металлом, обладает рядом полезных характеристик.

  Параметры	Краткий обзор особенностей
  Толщина покрытия	Обычно она в пределах 2-50 мкм, но конкретная величина определяется условиями подготовки основы и режима нанесения слоя. В составе слоя две части – плотно связанная с металлом (пористая или гладкая) среда и наружный пласт, характеризующий уровень качества фосфатной пленки
  Цветовой показатель	Конкретный цвет поверхности после фосфатирования зависит от типа и состава основного материала. Поверхности цветных металлов и сталей с малым содержанием углерода, которые прошли обработку растворами высокой кислотности, станут серыми (светлого или темного оттенка). Высоколегированная сталь, а также чугун после протравки приобретают темный цвет, зеленоватый оттенок указывает на присутствие в металле основы хрома и никеля
  Структура	Обработка марганцевофосфатными эссенциями способствует формированию крупнокристаллического защитного вещества. Для мелкокристаллического покрова (толщина 5-10 мкм), образующегося после обезжиривания, характерны качественные защитные свойства с высокой адгезией

  На фосфатирование металла перед покраской изделия не уходит много времени (около часа), а обработанная основа должна хорошо высохнуть перед проведением дальнейших манипуляций. Защитную пленку непросто разглядеть, но она способна выдерживать высокие (до +500°С) и низкие температуры (до -75°С), воздействие напряжения до 500 В. Дополнительная пропитка лаками (масляный, бакелитовый) повышает уровень пробивного напряжения фосфатного пласта.

  
  

  Польза технологии

  • улучшить процесс скольжения соприкасающихся элементов;
  • облегчить выполнение холодной штамповки стали;
  • защитить магниты от действия коррозии;
  • повысить стойкость стали к окислению при высоких температурах;
  • обеспечить удержание масляно-мыльных структур на поверхности металлов.

  Процедуру фосфатирования можно применять практически ко всем видам сплавов – низколегированным и углеродистым сталям, медным сплавам, алюминиевым, чугунным и цинковым деталям. Качество фосфатной пленки, покрывающей высоколегированную сталь, будет низким.

  Этапы подготовительных работ

  Немаловажную роль для качества поверхностной защиты играет правильное выполнение подготовительных мероприятий, обеспечивающих получаемому покрытию весь спектр полезных свойств. Важно очистить металл от следов ржавчины, удалить остатки устаревшего покрасочного слоя путем механической, химической или термической обработки.

  Механическая очистка

  • прочные щетки с проволочной щетиной;
  • специальные диски для шлифования;
  • агрегат пескоструйного типа (абразив и сжатый воздух).

  На площадках промышленных предприятий подготовку поверхностей для последующего фосфатирования выполняют при помощи гидроабразивной очистки путем нанесения абразивной смеси с водой под высоким давлением воздуха. Методика позволяет полностью избавиться от всех водорастворимых загрязнений.

  
  

  Химический способ

  1. Кислота серная или соляная. 5%-е кислотные растворы допускается обогащать смесью, замедляющей коррозию (ингибитор).
  2. Кислота ортофосфорная. Состав 15 либо 30%-я эссенции способен преобразовывать ржавчину в аналог защитного покрытия.
  3. Оксипропионовая кислота. Нанесение смеси масла вазелинового (100 мл) с 50 г кислоты позволяет превратить очаги ржавчины в соль, легко удаляемую ветошью.

  После использования смываемых составов для удаления ржавчины поверхность следует немедленно высушить, обработать антикоррозийным агентом. Несмываемые смеси, взаимодействуя с металлом, образуют грунтовочный пласт, который смывать водой не стоит.

  Термическая обработка

  С поверхности металлоконструкций следы устаревшей краски удаляют паяльной лампой. По ходу нагревания металла лакокрасочное покрытие подвергается постепенному отслаиванию, что позволяет с легкостью удалить загрязнения при помощи металлической щетки либо обычного шпателя. Термический способ зачистки экономит время, но подходит не для всех типов поверхностей, угрожает высокой пожароопасностью. Для зачистки оцинкованного и листового материала, а также чугуна не подходит по причине реальной деформации или разрушения изделия.

  
  

  Необходимость обезжиривания

  • керосина или уайтспирита;
  • обезжиривателей на спиртовой основе;
  • номерных нитрорастворителей.

  От бензина лучше отказаться, он покрывает основу невидимым масляным налетом, ухудшающим адгезию с красящим веществом. При выполнении обезжиривания необходимо соблюдать меры безопасности – работать в хорошо проветриваемом помещении, защитив лицо очками и респиратором, а руки – резиновыми перчатками.

  Кратко о сути фосфатирования

  • двухзамещенных MeHPO₄ (моногидрофосфаты);
  • трехзамещенных Me₃(PO₄)₂ (фосфаты).

  Благодаря свойствам трех видов солей фосфорной кислоты формируется труднорастворимый покров из фосфатов, защищающий поверхность металла от коррозии. Процедура сопровождается осаждением фосфатов с последующим растворением металла основы.

  Популярные виды создания защитного слоя

  Получение защитной пленки выполняют методом погружения обрабатываемого изделия внутрь специальной емкости с фосфатирующим раствором. Также фосфатную смесь можно наносить путем ее распыления в герметизированной камере либо методом грунтовочной облицовки. Фосфатирование стали под покраску реализуют выбором химической или электрохимической обработки. Создание фосфатного налета для черных металлов выполняется несколькими способами – холодным, нормальным, ускоренным, электрохимическим.

  
  

  Холодная обработка

  Растворы для этого метода фосфатирования не требуют подогрева, их температура составляет 20–40 °C. Хотя толщина фосфатного покрытия получается небольшой, но именно это позволяет использовать его как основу для нанесения краски. Для низкотемпературной облицовки выбирают один из фосфатирующих методов:

  1. В жидкость, которой наполнен резервуар, добавляют соль «Мажеф» (30-35 г на литр). Затем вводят требуемый объем смеси из фтористого натрия (5-15 г/л) и нитрата цинка (35-45 г/л). Смесь необходимо заранее вскипятить, дать ей отстояться. Если нужно повысить кислотность раствора, вносят дополнительную порцию «Мажефа» (1,5 г), а также по 3 г фтористого натрия и нитрата цинка.
  2. Для приготовления 1 литра раствора понадобится взять монофосфат цинка (80 г), нитрат цинка (750 г), кислоту фосфорную (160 г) с добавлением едкого натра (40 г). Если нужно приготовить 100 литров жидкости для фосфатирования, к 85 л воды добавляют 12 л раствора каустической соды, затем еще 3 литра воды и нитрат цинка в количестве 40 г. Кислотность раствора регулируют при помощи едкого натра.

  В зависимости от состава и концентрации антикоррозийного вещества холодная обработка металлоконструкций занимает от 15 до 40 минут. При увеличении температуры раствора удается получать покрытие мелкозернистого типа. Главный недостаток холодной методики – быстрая гидролизация растворов с увеличением свободной кислотности, что ухудшает качество покрова.

  Нормальное фосфатирование

  Этот вариант нанесения фосфатного покрытия подразумевает использование препарата «Мажеф». Порошок с зеленоватым оттенком представляет собой аналог соли, обогащенной марганцем, железом, фосфором. Препаратом пользуются для подготовки металлических изделий к покраске в качестве антикоррозийной грунтовки

  Для достижения результата обработки жидкость, обогащенную солью (30-35 г/л), необходимо нагреть до температуры не более 98°C. Меньшая температура раствора вызывает кристаллизацию облицовочного слоя, а более высокая приводит к повышению шламообразования.

  Продолжительность фосфатирования по нормальной методике рассчитывается от времени высвобождения водорода с прибавлением 5-10 минут на выдержку. Показатель общей кислотности раствора должен достигать 30 точек при 3-4 точках свободной кислотности.

  Точкой эквивалентности принята величина условной единицы измерения кислотности (свободной и общей) раствора, равной 1 мл 0,1 н. растворенного едкого натра, который необходим для титрования 10 мл фосфатной смеси.

  Чтобы добиться утолщения фосфатного слоя усиленной защиты, имеющего тонкокристаллическое строение, необходимо увеличить объем соли «Мажеф» до 120 грамм на литр жидкости. Рабочий состав придется нагревать до температуры, не превышающей 85 °C.

  
  

  Способ ускоренной обработки

  • очищение поверхности с обезжириванием основы щелочью, промывание;
  • протравливание чистого изделия в растворе соляной кислоты, затем водой; в растворе кальцинированной соды с итоговым промыванием.

  Химическое фосфатирование очищенной поверхности ускоренным методом продолжается от 15 до 40 минут в зависимости от состава рабочей жидкости. Чаще всего нагреваемый раствор готовят с препаратом «Мажеф» (30 г/л), тогда процесс занимает около 40 минут. Завершив обработку, листовые детали промывают проточной водой, затем подвергают пассивированию в теплом растворе (5-10 %) дихромата калия. На завершающем этапе изделия с защитной пленкой промывают в горячей воде, затем отправляют сушиться.

  Электрохимическая методика

  Процесс фосфатирования реализуется с использованием растворов, аналогичных ускоренному способу. Отличие в подведении электротока (постоянный либо переменный), что повышает показатели производительности. Для нанесения защитного покрова металлоизделия размещают на штангах (катоды). В качестве анодов применяют пластины, изготовленные из цинка или углеродистой стали. Плотность подаваемого тока в пределах 0,3-3 А/дм 2 , а на саму обработку уходит 5-20 минут.

  Серьезным недостатком электрохимического способа защиты металла от коррозии можно назвать низкую рассеивающую способность раствора электролита. Эта особенность оборачивается созданием неравномерного защитного слоя на сложных поверхностях.

  
  

  Обзор методов фосфатирования

  Создать фосфатную пленку, защищающую поверхность металла от агрессивных факторов, можно несколькими способами. Выбор конкретного метода химической обработки зависит от различных факторов, главные из которых – размеры металлоконструкций и область их применения.

  Выбор препарата «Мажеф»

  Химический способ фосфатирования с «Мажефом» признан наиболее распространенным, но для его осуществления понадобится специальная фосфатирующая ванна. Концентрация раствора составляет 40-70 грамм препарата на литр жидкости.

  • изделие опускают в емкость с фосфатирующим составом;
  • резервуар постепенно подогревают, а раствор постоянно перемешивают;
  • деталь кипятят 29 минут, за это время она покрывается защитным налетом (5-10 мкм).

  Методику фосфатирования на основе соли «Мажеф» применяют для создания антикоррозийного пласта. На поверхностях деталей из сталей низкоуглеродистой категории создается качественный грунтовочный слой.

  Преимущество фосфорной кислоты

  • азотнокислого цинка – 200;
  • фосфорной кислоты – 40;
  • окиси цинка – 15:
  • сернокислого натрия – 8.

  При стабильных параметрах фосфатирования удается получить защитный слой толщиной до 5 мкм. На обработку уйдет 30 минут при обеспечении температуры раствора максимум 18–25 °C. Технологию выбирают для облицовки изделий особо крупных габаритов, методика струйного нанесения экономит расходный материал.

  Выбор монофосфатов цинка

  • нитрата натрия – 35 г/л;
  • монофосфата цинка – 20 г/л.

  Фосфатирование осуществляется при поддержании температуры раствора до +60 °C, формирование защитного пласта занимает не более 20 минут.

  
  

  Преимущества фосфатирующих паст

  • нет потребности в приготовлении рабочей жидкости и ее нагреве;
  • простое нанесение грунтовки на металл при помощи кисти.

  Особенность грунтовочного состава – присутствие металлического пигмента в растворе ортофосфорной кислоты. Лакокрасочные составы содержат цинк, который вступает в реакцию с кислотой, а процесс окисления формирует пленку особой прочности.

  Облицовку металлических деталей фосфатным налетом допускается проводить в домашних условиях по плану электрохимического фосфатирования. Домашняя технология отличается от промышленного варианта отсутствием возможности провести в бытовой обстановке полноценную химобработку поверхности. По этой причине для создания фосфатированного покрытия выбирают детали прямолинейной (простой) конфигурации.

  Технология и способы фосфатирования металла

  Фосфатирование металла как эффективный метод защиты. Способы и процесс выполнения. Свойства и преимущества фосфатированных поверхностей. Выполнение своими руками в домашних условиях.

  
  

  Проблема защиты поверхности металлов от коррозии актуальна с того времени, как человечество принялось изготавливать из руды нужные ему вещи. Несмотря на постоянное совершенствование технологий, обеспечить полную защиту не удается. Эффективным методом предохранения от негативного влияния атмосферы и повышения износоустойчивости считается фосфатирование металла.

  Описание и назначение технологии фосфатирования

  
  Фосфатирование стали – обработка элементов из металлов веществами, основным компонентом которых является фосфорнокислая соль. На изделии формируется высокопрочная пленка, обладающая малой электропроводностью и препятствующая возникновению очагов коррозии. Благодаря значительному улучшению адгезионных свойств технология широко применяется также как подготовительный этап для металлических элементов перед покраской.

  Фосфатирование практикуется для низколегированных и углеродистых сталей, чугуна, алюминия, цинка, кадмия, сплавов на основе меди. На элементах из высоколегированных марок формируется слой защиты невысокого качества.

  Свойства и преимущества фосфатного покрытия

  Подвергнутые фосфатированию детали из металла могут эксплуатироваться под влиянием различных факторов:

  • высокой влажности;
  • синтетических масел и лакокрасочных покрытий;
  • органических химически активных веществ;
  • напряжения до 1000 В.

  Благодаря фосфатированию значительно повышается износоустойчивость поверхностей, находящихся в постоянном взаимодействии в узлах трения.

  Формирующийся на поверхности стали, меди, алюминия и иных металлов слой создает надежную защиту в вышеперечисленных условиях, но не может сопротивляться щелочам и кислотам, водяному пару. Потому следует заранее выявить особенности применения изделия из металла, подвергаемого фосфатированию.

  
  

  Суть процесса

  
  Принцип процесса фосфатирования заключен в формировании на поверхности слоя труднорастворимых фосфатов металла – материала изготовления подлежащей обработке детали.

  При реакции образуется три типа солей:

  • однозамещенные фосфаты;
  • дигидрофосфаты;
  • фосфаты.

  При фосфатировании происходит образование фосфатов и разжижение металла.

  Однозамещенные соли возникают в процессе первоначального контакта кислоты и металла. При последующих соприкосновениях появляются двух- и трехзамещенные соли.

  К главным элементам слоя относятся малорастворимые фосфаты, параметры которых устанавливаются свободной и основной кислотностью примененного вещества, происхождением катионов, количеством монофосфатов в объеме слоя.

  Для форсирования процесса формирования пленки в рабочую жидкость рекомендуется включать окисляющие ионы (ClO₃, NO₂, NO₃).

  Виды фосфатирования

  • погружением элементов в емкость, заполненную активной жидкостью;
  • рассеиванием в камере;
  • нанесением фосфатирующей грунтовки.

  Специализированная линия фосфатирования повышает производительность труда при обработке элементов из металла в серийном изготовлении.

  Холодное (низкотемпературное)

  Технология подразумевает обработку поверхности при 20–40 °C. Холодное фосфатирование выполняется по одному из следующих способов:

  1. Резервуар наполняется жидкостью, в которую в соответствии с объемом загружается требуемое количество соли «Мажеф». Заранее вскипяченный и отстоянный фтористый натрий и нитрат цинка добавляются в жидкость. Для увеличения уровня кислоты дополнительно на каждую точку следует внести 1,5 г «Мажефа» и по 2–3 г нитрата цинка и фтористого натрия.
  2. Раствор основан на концентрате, состоящем из 80 г монофосфата цинка, 750 г нитрата цинка, 160 г кислоты фосфорной, 40 г соды и 1 л воды. Для приготовления 100 л фосфатирующей жидкости на 85 л воды вливается 12 л натра едкого, затем вновь добавляется 3 л воды и 40 г натрия нитрита. Показатель кислотности при фосфатировании регулируется с помощью едкого натра.

  Нормальное

  
  «Мажеф» также применим и для фосфатирования металла нормальным способом. Оптимального результата удается достичь при 97–98 °C с применением жидкости, содержащей 30–35 г/л соли. При более высокой температуре наблюдается повышенное шламообразование, под меньшей – кристаллизация покрытия.

  Продолжительность процесса определяется от начала отделения водорода плюс 5–10 минут. Суммарная кислотность жидкости принимается порядка 30 точек, свободная – 3–4 точки.

  Точка является единицей измерения кислотности. Одна единица устанавливает количество в мл 0,2 н. щелочного раствора, приходящегося на титрование 10 мл жидкого фосфата.

  При превышении свободной кислотностью принятой величины параметры фосфатного слоя ухудшатся, продолжительность формирования защиты металла увеличится, пленка получится слишком малой толщины.

  Для формирования утолщенного фосфатного слоя с тонкокристаллическим строением и улучшенными защитными параметрами нужно увеличить удельную долю «Мажефа» до 100–120 г/л. Вместе с этим следует снизить нагрев рабочей жидкости до 80–85 °C.

  Для фосфатирования высоколегированных изделий препарат «Мажеф» добавляется в объеме 30–32 г/л. Выдержка в фосфатирующем растворе выполняется на протяжении 45–60 минут при 100 °C.

  Ускоренное (электроизоляционное)

  Для фосфатирования листовых деталей из кремнистых и электротехнических сталей следует заранее убрать оксид кремния, появляющегося на поверхности при изготовлении. Для этого детали располагают в установке вертикально с малыми зазорами, требующимися для промывания удаленного вещества. После изделия подвергаются обезжириванию под воздействием щелочи, промываются и передаются на травление в соляной кислоте.

  Далее элементы обрабатываются проточной водой, пассивируются опусканием в жидкость с кальцинированной содой, вновь промываются и поставляются в емкость.

  Фосфатирование поверхности металла проводится на протяжении 30–40 минут в нагретом растворе с «Мажефом» объемом 30 г/л. По завершении процесса изделия промываются струей воды, пассивируются в нагретом 5–10%-м растворе дихромата калия, обдаются горячей водой и просушиваются.

  Образованный после фосфатирования на поверхности металла слой серого цвета глубиной 15–20 мкм имеет тонкокристаллическое строение.

  Электрохимическое

  Фосфатирование поверхности металла по данной методике выполняется с использованием веществ, применяемых для предыдущего метода, но под воздействием электротока.

  Детали располагаются на применяющихся в качестве катодов шлангах, анодами являются стальные либо цинковые пластинки. Подается ток 0,3–3,0 А/дм². Процедура занимает 5–20 минут.

  Сформированная таким способом пленка может служить как предварительный слой для будущей покраски.

  Химическое фосфатирование имеет серьезный недостаток – небольшую разделяющую способность электролита, из-за чего пленка на металл укладывается прерывисто.

  Основные способы обработки

  Препаратом «Мажеф»

  Обработка солью «Мажеф» – разновидность химического фосфатирования. Деталь опускается в емкость с подготовленным фосфатирующим веществом. «Мажеф» используется для элементов и конструкций в качестве антикоррозионной грунтовки перед последующей окраской.

  «Мажеф» – это гранулы зеленого цвета, по форме похожие на соль. Вещество состоит из фосфора, железа и марганца.

  
  

  Количество препарата «Мажеф» – 50–70 г/л воды. Металл опускается в приготовленный для фосфатирования состав, подогревающийся и постепенно доводящийся до кипения с постоянным перемешиванием. Емкость кипятится 15–20 минут, такого срока хватает для формирования на металле пленки толщиной 5–10 мкм.

  Следует приготовить состав с небольшим запасом, так как при кипении некоторая его часть испаряется.

  Фосфорной кислотой

  
  Кислота используется для фосфатирования металла холодным способом. Оптимальная температура рабочей жидкости для достижения максимальной стабильности процесса – 18–25 °C. Качество и прочностные параметры пленки зависят от четкого соблюдения пропорций используемых ингредиентов:

  • кислота фосфорная – 40 г/л;
  • нитрат цинка – 200 г/л;
  • натрия сульфат – 8 г/л;
  • цинка оксид – 15 г/л.

  
  

  В полученном растворе элемент либо конструкция из металла проходит струйную обработку на протяжении получаса.

  Такая технология оптимально подходит для крупногабаритных изделий. По сравнению с применением ванн продолжительность процесса снижается, уменьшается расход применяющихся веществ.

  Метод с монофосфатами цинка

  
  Технология с цинком предназначена для изделий, применяющихся в машиностроительной отрасли и в электротехнике. Деталь погружается в жидкость такого состава:

  • цинка монофосфат – 20 г/л;
  • натрия нитрат – 35 г/л.

  Металл фосфатируется в ванне при реакции с раствором, прогретым до 60 °C, на протяжении 20 минут.

  
  

  Обработка фосфатирующими пастами

  
  Для производства работ по такой методике используются специализированные фосфатирующие составы. В дальнейшем деталь подвергается покраске. Преимущество способа заключается в следующем:

  • процедура выполняется без нагрева;
  • грунт наносится на металл обыкновенной кистью;
  • для работы не требуется емкость.

  
  

  В составе грунтовки имеются металлический пигмент и растворяющее вещество на базе ортофосфорной кислоты, а в составе лакокрасочных материалов – цинк. При реакции с кислотой цинк окисляется, формируя прочную пленку.

  Фосфатирующие грунтовки и пасты широко применяются для любых деталей независимо от размеров. Поверхность необходимо пассировать для повышения адгезии.

  Фосфатирование в домашних условиях

  
  Получение фосфатного покрытия металла в домашних условиях несколько отличается от применяемой в промышленности технологии: проведение полноценной химобработки в быту невозможно. Применяется, в основном, обработка по электрохимическому методу.

  Для формирования защитного слоя требуется применение электротока. В качестве электролитических жидкостей применяются разбавленные «Мажеф» либо фосфорная кислота. Элемент, подлежащий обработке, ставится на погруженный в емкость электрод. На стержни из цинка, использующиеся в роли анода, также подается ток напряжением 25 В. Вся процедура занимает порядка получаса.

  Такой способ подходит для изделий с прямолинейными очертаниями; объемные элементы сложной геометрической формы подвергаются обработке хуже: пленка на них укладывается неровно, что снижает ее характеристики.

  Приготовление реагентов

  
  Для фосфатирования металла собственными силами применяется жидкий реагент. В состав раствора включены «Мажеф» и нитрат цинка. После закипания жидкости элемент из металла опускается в нее для фосфатирования на 15 минут.

  Способы проверки качества пленки

  Контроль качества образованного в результате фосфатирования покрытия осуществляется по нескольким параметрам.

  Цвет слоя – от серого до черного, светло- либо темно-серый (для оцинкованных изделий).

  Не относятся к браку:

  • неоднородность кристаллов;
  • наличие белесого налета, легко стираемого;
  • присутствие шлама;
  • разводы, натеки и пятна.

  Не допускается наличия крупных шламовых отложений, необработанных пятен либо полосок, царапин металла, коррозированных участков.

  1. Удельный вес покрытия, приходящийся на площадь, должен составлять 3–8 г/м².
  2. Строение. Фосфатный слой, на который в дальнейшем предполагается нанесения лакокрасочного покрытия, должен иметь тонкокристаллическое строение.
  3. Защитные параметры.

  Испытания проводятся по ГОСТ 9.302-88. Обработанный металл после проверки должен сохранять свой цвет, на пленке не должны присутствовать коррозированные участки, кроме острых кромок и точек соединения неразъемных конструкций.

  1. Маслоемкость покрытия должна быть более 2 г/м².
  2. Тщательность промывки. Удельная токопроводимость жидкости после промывания металла должна быть менее ее первоначального значения, увеличенного в три раза.

  А вы сталкивались когда-нибудь с фосфатированием изделий из металла? Может быть, вы занимались этим дома самостоятельно? Поделитесь, пожалуйста, своим опытом в комментариях.

  Фосфатирование

  
  

  Что это такое? Фосфатирование – это специальная обработка металлов смесью солей. После нее на деталях появляется покрытие, которое придает им необходимые свойства. Этот способ отличается универсальностью и подходит разным типам металлов.

  В чем плюсы? Сложно переоценить пользу этой технологии. Антикоррозийная защита, электроизоляционные свойства, повышенная устойчивость перед высокими температурами – всеми этими характеристиками (и не только) обладают детали, подвергшиеся фосфатированию.

  Технология фосфатирования

  Для дополнительного усиления защитных покрытий, наносимых на поверхность различных изделий, часто применяют технологию фосфатирования металла.

  Этот метод успешно используется для того, чтобы повысить износостойкость, твердость и электроизоляционные показатели поверхностного защитного слоя. Фосфатирование применимо для работы как с черными, так и с цветными металлами.

  Технология фосфатирования деталей – это нанесение на верхние слои материала дополнительного покрытия, состоящего из малорастворимых фосфатов. Чаще всего при такой обработке пользуются марганцем, железом и чугуном.

  Такой метод при создании защитного покрытия, как фосфатирование, отличается универсальностью. Его можно использовать с большим количеством металлов. Это могут быть алюминий, чугун, медь, цинк, кадмий, углеродистая или низколегированная сталь и множественные сплавы. В силу сложности и высокой затратности относительно редко производится фосфатирование деталей из высоколегированных стальных соединений.

  VT-metall предлагает услуги:

  Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

  После фосфатирования поверхности металлические детали приобретают надежную защиту от большого количества разнообразных повреждающих воздействий окружающей среды, что заметно расширяет сферу их применения. Такие изделия могут длительно эксплуатироваться, контактируя с различными смазками, органическими маслами и бензолом. Сформированное этим методом покрытие отлично предохраняет детали от окисления и коррозии в газовых средах.

  Однако фосфатирование стали не является абсолютной защитой от всех без исключения неблагоприятных воздействий. Многие агрессивные среды способны относительно быстро выводить покрытие из строя, резко снижая долговечность изделий. Таковыми могут быть кислоты и щелочи, влага, пар, аммиак и пр.

  Получившее широкое применение в современном производстве фосфатирование стали часто используют при изготовлении элементов конструкций и металлических каркасов в строительстве, машиностроении и целом ряде других важных областей.

  Помимо собственно защитных функций, фосфатирование позволяет формировать грунты с замечательными адгезивными свойствами, которые могут наноситься перед финишной окраской изделий.

  Особенности фосфатных покрытий

  Характеристики получаемых при взаимодействии с металлом изделия покрытий вкратце:

  Краткий обзор особенностей

  Как правило, толщина защитного слоя находится в диапазоне от 2 до 50 мкм. В каждом отдельном случае она зависит от таких факторов, как подготовка основного металла и режим формирования фосфатного покрытия, которое состоит из двух частей: прилегающая к материалу изделия и прочно связанная с ним (она может быть пористой или гладкой), а также наружная, от которой в основном и зависят защитные и адгезивные свойства фосфатных пленок

  В каждом отдельном случае эта характеристика определяется химическим составом металла, из которого выполнена деталь. Серые оттенки, которые могут варьироваться от светлых до темных, характерны для пленки, сформированной на поверхности низкоуглеродистой стали и цветных металлов, обработанных концентрированными кислотными растворами. Для типов стали с высоким содержанием легирующих добавок и чугуна характерен темный цвет фосфатной пленки. Если в основном металле содержатся добавки хрома и никеля, покрытие будет зеленоватым

  Марганцево-фосфатные эссенции, которые часто применяют для обработки изделий, формируют защитный слой с крупным зерном. Сформированное после обезжиривания мелкокристаллическое покрытие толщиной от 5 до 10 мкм отличает высокая адгезия в сочетании с отличными защитными свойствами

  На процесс фосфатирования металлических изделий при их подготовке к окрашиванию обычно не требуется много времени – процесс занимает около 60 минут. Для того чтобы детали были готовы к дальнейшим операциям, их следует тщательно просушить.

  
  

  Несмотря на то, что фосфатная пленка не всегда видна невооруженным глазом, ее наличие позволяет осуществлять эксплуатацию изделий под напряжением до 500 вольт и в температурном диапазоне от +500 °С до -75 °С. Для улучшения электроизолирующих свойств покрытие дополнительно пропитывают масляным или бакелитовым лаком.

  Сфера применения фосфатных пленок

  В наши дни фосфатные пленки широко применяются в промышленности:

  Областью наиболее частого применения фосфатных покрытий стала автомобильная промышленность, где они используются для уменьшения трения движущихся деталей и предотвращения их преждевременного износа. Фосфатная пленка может служить самостоятельным антифрикционным покрытием или способствовать удержанию масел и мыльных растворов на поверхности изделий.

  Часто фосфатная пленка используется в качестве защитного барьера, предотвращающего контакт металла с неблагоприятными внешними факторами и препятствующего его коррозии. Для того чтобы еще более улучшить барьерные качества пленки из фосфатов, ее нередко обрабатывают маслами или различными лакокрасочными материалами.

  Нередко фосфатные пленки проявляют уникальные защитные свойства. Например, для неодимовых магнитов (Nd2Fe14B), которые очень подвержены коррозии из-за неодима, присутствующего в их составе, фосфатная пленка становится оптимальным защитным покрытием.

  Фосфатирование позволяет существенно повысить долговечность лакокрасочных покрытий на стальных деталях благодаря повышению адгезии, что дает возможность окраски изделий с применением порошково-полимерных и других современных методов.

  Часто находят применение противозадирные свойства фосфатных пленок, которые проявляются при соблюдении определенных условий, и их способность облегчать обработку стальных заготовок холодной штамповкой.

  Благодаря электроизоляционным свойствам фосфатирование нередко становится оптимальным вариантом обработки трансформаторных, роторных и статорных пластин. Для дополнительного повышения пробивного напряжения фосфатной пленки, которое доходит до 600 вольт, изделия пропитывают специальным лаком, позволяющим увеличить этот показатель до 1 000 вольт. Дополнительный плюс такого покрытия заключается в его негорючести.

  Используя фосфатную пленку, создают абсорбирующее покрытие для лазерного упрочнения сталей и формируют специальное покрытие для деталей космических аппаратов.

  Фосфатирование металла регламентирует ГОСТ Р 9.316 от 2006 г.

  Для того чтобы добиться высокого качества фосфатного покрытия и обеспечить долгую эксплуатацию изделий, следует тщательно подготовить металл к обработке. Правильная подготовка позволит обеспечить выполнение защитным слоем всех его функций. Поверхность изделия необходимо полностью очистить от остатков старого лакокрасочного покрытия, пятен, ржавого металла и жиров. Для очистки стальных деталей применяют механические, химические и термические способы.

  Механический метод

  Обработку вручную, которая является одним из наиболее эффективных методов, производят с использованием:

  • проволочных щеток;
  • шлифовальных кругов;
  • пескоструйных аппаратов.

  
  

  В промышленных масштабах поверхности часто готовят к нанесению фосфатного покрытия, используя гидроабразивный метод. Абразив смешивается с водой и подается на детали с помощью сжатого воздуха. Такой способ позволяет полностью удалить водорастворимые загрязнения.

  Химический метод

  Перед обработкой изделия очищают, удаляя следы ржавчины смываемыми и несмываемыми химическими реагентами. Смесь наносят, используя кисти или специальные распылители. Для подготовки деталей используют растворы кислот. Обработку чаще всего проводят:

  • Серной или соляной кислотами – в 5%-ный раствор добавляют ингибиторы окисления.
  • Ортофосфорной кислотой, которая в концентрации от 15 до 30 % преобразует ржавчину, создавая защитный слой.
  • Оксипропионовой кислотой. Для обработки деталей их поверхность покрывается смесью, включающей вазелиновое масло в пропорции 2:1. Она превращает ржавчину в соли, которые затем удаляют при помощи ветоши.

  Когда для обработки используются смываемые реагенты, изделия сразу же высушивают и обрабатывают антикоррозийными растворами. В случае несмываемых смесей процесс упрощается тем, что они образуют слой, который сам по себе служит защитой и грунтом для последующей окраски.

  Термический метод

  Для удаления остатков старого лакокрасочного покрытия (ЛКП) используют горелки, которые нагревают металл и заставляют краску отслаиваться. После прогревания остатки ЛКП удаляются щеткой с проволочной щетиной или шпателем. Это метод очистки позволяет существенно сэкономить время, но применим не ко всем видам изделий и пожароопасен.

  Термический метод не применяют для очистки чугуна, листовых и оцинкованных материалов из-за возможности разрушить материал или вызвать его деформацию.

  Обезжиривание

  Для увеличения адгезии поверхности подвергают обезжириванию перед фосфатированием. Такая обработка повышает качество нанесения грунтов и лакокрасочных материалов. Для обработки деталей применяют различные растворы, способные удалять пятна ржавчины, жир и органику. Среди наиболее часто используемых:

  • керосин или уайт-спирит;
  • спиртовые обезжириватели;
  • нитрорастворители.

  Выбирать для обезжиривания бензин не следует из-за того, что он ухудшает адгезивность поверхности, оставляя на ней масляный налет. При проведении подготовительных мероприятий важно обеспечивать безопасное использование реагентов, используя средства индивидуальной защиты – как кожных покровов, так и дыхательных путей. Следует также проследить за тем, чтобы помещение хорошо проветривалось.

  Способы фосфатирования

  Для создания защитного покрытия из фосфатов на поверхности деталей их погружают в рабочий раствор в специальных ваннах. Часто для нанесения фосфатных смесей пользуются распылителями в герметичных камерах. Для фосфатирования стальных изделий чаще всего прибегают к химическим или электрохимическим методам. Детали из черного металла обрабатывают, используя различные способы. Это может быть холодное, нормальное, ускоренное или электрохимическое фосфатирование.

  
  

  Для формирования фосфатного защитного слоя разработано множество различных методик. Выбирая метод обработки для конкретных изделий, следует исходить из их специфики. В зависимости от предназначения и условий эксплуатации деталей для фосфатирования применяют:

  • препараты типа «Мажеф»;
  • фосфорную кислоту;
  • монофосфат цинка;
  • различные фосфатирующие пасты.

  Холодное фосфатирование

  Этот способ не требует нагревания рабочей смеси. Для обработки изделий достаточно температуры в диапазоне от +20 °С до +40 °С. При такой обработке удается получать относительно тонкую фосфатную пленку, которой вполне достаточно для последующей окраски поверхности.

  Существует несколько технологий холодного фосфатирования:

  • Для создания рабочего раствора в жидкости растворяют препарат «Мажеф» из расчета около 30 г/л. Далее в смесь добавляют от 5 до 15 г фторида натрия и около 40 г – нитрата цинка. Вскипяченную жидкость отстаивают, давая ей остыть до требуемой температуры. При необходимости кислотность смеси повышают, добавляя реагенты.
  • Раствор готовят, добавляя на 1 л воды 80 г монофосфата цинка, 750 г нитрата цинка, 160 г фосфорной кислоты и 40 г каустической соды. Для регулирования кислотности рабочей смеси используют едкий натр.

  Продолжительность холодного фосфатирования зависит от состава и насыщенности раствора. В среднем на такую обработку уходит от 15 до 40 минут. Увеличивая температуру смеси, можно уменьшать зернистость покрытия. Одним из основных недостатков такого метода является снижение качества защитного слоя из-за быстрой гидролизации раствора и увеличения его кислотности.

  Такую обработку производят, используя препарат «Мажеф». Это солевая смесь зеленоватого оттенка, содержащая добавки марганца, железа и фосфора. Получаемое при таком варианте покрытие служит антикоррозионной грунтовкой для последующей окраски деталей.

  
  

  При обработке изделий таким способом используют раствор препарата из расчета 30–35 г/л, температура которого не превышает +98 °С. При более низкой температуре фосфатное покрытие кристаллизуется, а более высокая может вызвать повышенное образование шлама.

  Для расчета времени обработки детали при нормальном фосфатировании берут период, за который высвобождается водород, и добавляют к нему от 5 до 10 минут. Общая кислотность рабочей смеси должна оставаться в районе 30 пунктов, а свободная – в пределах 3-4 пункта.

  Для получения более толстого слоя фосфатов и улучшения его барьерных качеств при сохранении тонкокристаллического строения концентрацию препарата «Мажеф» повышают, доводя до 120 г на 1 л раствора, и нагревают рабочую смесь. Однако ее температура не должна превышать +85 °С.

  К быстрому фосфатированию чаще всего прибегают, чтобы сформировать защитное покрытие на поверхностях стальных элементов металлических конструкций. Такой метод предусматривает более тщательную подготовку детали к обработке. Для того чтобы подготовить прокат к этому процессу, необходимо:

  • очистить поверхность, обезжирить ее щелочным составом и промыть;
  • протравить очищенные детали раствором соляной кислоты с последующим промыванием;
  • пассивировать поверхность изделий раствором кальцинированной соды и снова тщательно промыть.

  Химическое фосфатирование очищенных поверхностей по ускоренному методу занимает от 15 до 40 минут. Время выбирают, исходя из химического состава и насыщенности рабочего раствора. При использовании препарата «Мажеф» на обработку в среднем уходит 40 минут. Обработанные изделия пассивируют теплым раствором дихромата калия. В завершение обработки детали с уже сформированным фосфатным покрытием промывают горячей водой и просушивают.

  Такая обработка во многом схожа с ускоренным фосфатированием, но отличается тем, что для создания защитного слоя к емкости с изделиями, погруженными в рабочую смесь, подводится постоянный или переменный электрический ток. Метод дает возможность существенно повысить производительность.

  Металлические детали размещаются на штангах, выполняющих роль катодов. Как и в случае оксидирования стали, при фосфатировании изделий по такой технологии анодами служат цинковые или углеродистые стальные пластины. Для обработки деталей используют ток плотностью от 0,3 до 3 А/дм2. Обработка при этом занимает от 5 до 20 мин.

  Электрохимический метод фосфатирования наряду с явными преимуществами имеет и существенный минус, который заключается в низкой рассеивающей способности электролитного раствора. Из-за этой особенности при создании фосфатной пленки на поверхности изделий со сложной геометрией трудно добиться необходимой равномерности.

  Нередко приходится сталкиваться с необходимостью произвести фосфатирование металлических изделий в условиях домашней мастерской. Обычно это алюминиевые детали, но периодически обработки требуют изделия из стали или других металлов.

  
  

  В домашних условиях приходится прибегать к технологии, которая имеет ряд отличий от фосфатирования в промышленных масштабах. Для полноценной химической обработки условий, как правило, создать невозможно. Чаще всего в таких случаях используют электрохимический метод.

  Чтобы получить полноценную защитную пленку, необходима подача постоянного или переменного тока. В качестве рабочей среды можно использовать раствор фосфорной кислоты или препарата «Мажеф». Обрабатываемое изделие устанавливается на погруженный в емкость электрод. Анодом может служить цинковый стержень, подключенный к источнику тока.

  Рекомендуем статьи

  Для формирования качественного фосфатного покрытия при рабочем напряжении в 25 вольт нужно выдержать детали в кислотной смеси около получаса. Особенно хорошо таким способом обрабатывать изделия простой формы. Как уже говорилось, при сложной геометрии такая технология не обеспечивает должной равномерности защитной пленки.

  Фосфатирование позволяет создавать надежную защиту от воздействия факторов окружающей среды на поверхности металлических деталей. Важно, что даже в условиях домашней мастерской можно использовать различные способы фосфатирования, продлевая срок службы изделий из стали, алюминия и других металлов.

  Почему следует обращаться именно к нам

  Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

  Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

  При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

  Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

  Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

  Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

  Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

  Читайте также:

    
  • Металлический скребок для посуды
    
  • Пункты приема цветных металлов в видном
    
  • Где найти металл death stranding
    
  • Резка металла газовой горелкой
    
  • Адгезия полиэтилена к металлу