способ приготовления растворов фосфатирования

Формула изобретения

Способ приготовления растворов фосфатирования, включающий растворение в воде фосфатирующих концентратов и проработку, отличающийся тем, что проработку осуществляют введением в раствор фосфатирования моющего средства Фоскон-203 в количестве 1 г/л.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при нанесении фосфатных покрытий различного назначения.

В настоящее время для осуществления процессов фосфатирования используются специально выпускаемые концентраты. Обычно растворы на их основе сразу после приготовления не обеспечивают получение качественных фосфатных покрытий, так как требуют дополнительной проработки, связанной с понижением свободной кислотности.

Известна проработка растворов в рабочих режимах фосфатирования на специальных стальных листах, бракованных деталях или на хорошо обезжиренной стружке (см. Н.Сциборовская "Оксидные и цинко-фосфатные покрытия металлов", М., Оборонгиз. 1961 г., с.87).

Однако она длится в течение нескольких часов и приводит к непроизвольным потерям стали, химикатов и энергоносителей для обогрева ванн.

Известен также иной способ проработки растворов фосфатирования после их приготовления путем введения в них раствора натра едкого (РД 50-664-88 "Методические указания. Покрытия металлические и неметаллические, неорганические. Методы приготовления и корректирования электролитов", М., Государственный комитет по стандартам, 1989 г., с.67).

Этот способ сопряжен с интенсивным гидролизом и выделением нерастворимых солей, сильно загрязняющих раствор, образующих на дне и стенках ванны обильный шлам, легко взмучиваемый и попадающий на детали. Включение шлама в покрытия значительно ухудшает их качество, а в отдельных случаях приводит к браку. Экранирование шламом нагревателей вызывает потери их теплопроводности и перерасход энергоносителей. При введении натра едкого сильно меняется не только свободная, но и общая кислотность раствора, что вызывает повышенный расход химикатов и удорожание процесса.

Технический результат: новая проработка раствора фосфатирования, существенно снижающая шламообразование и не вызывающая значительных потерь химикатов (снижение общей кислотности раствора).

Технический результат достигается тем, что способ приготовления растворов фосфатирования, включающий растворение в воде фосфатирующих концентратов и их проработку, при этом проработку осуществляют введением в раствор фосфатирования моющего средства Фоскон-203 в количестве 1 г/л.

Моющее средство Фоскон-203 (ранее БФК-1) выпускается по ТУ 2499-110-10964029-99 и представляет собой сыпучий порошок желтовато-белого цвета, содержащий фосфорно-кислые соли и предназначенный для мойки металлических поверхностей (листовой прокат).

Введение Фоскона-203 в раствор фосфатирования позволяет сразу же получать качественные фосфатные покрытия (эффект проработки), не вызывая обильного выделения шлама и падения общей кислотности. Это преимущество подтверждается практическими данными, полученными при сравнении двух способов проработки растворов фосфатирования, приготовленных на основе различных концентратов (см. таблицу).

Таблица.
Концентраты, на основе которых приготовлены растворы фосфатирования	Добавки в растворы фосфатирования	Внешний вид фосфатных покрытий	Анализ растворов: общая и свободная кислотност. в "точках"	Количество шлама в раствора после приготовления, %
Пример 1 Фоскон - 20-45 г/л	-	Неравномерное по цвету и размерам кристаллов	19,3-3,5	-
	NaOH - 1 г/л	Серое, равномерное	16,9-1,7	6,2
	Фоскон-203 - 1 г/л	Темно-серое, равномерное	19-2,8	1,5
Пример 2 КФ - 7-45 г/л	-	Несплошное, состоящее из отдельных кристаллов	35,7-7,6	-
	NaOH - 1 г/л	Серое, плотное, равномерное	32-4,8	6,4
	Фоскон-203 - 1 г/л	Темно-серое, плотное, равномерное	34,6-7	1,5
Пример 3 КЦФП - 60 г/л	-	Светло-серое, кристаллическое, рыхлое	43,7-7,7	-
	NaOH - 1 г/л	Серое, среднекристаллич.	41,2-5,1	4,6
	Фоскон-203 - 1 г/л	Светло-серое, мелкое	42,2-6,4	0,5
Пример 4 ФС - 1-100 г/л	-	Темно-серое, крупнокристаллическое	49,2-7,1	-
	NaOH - 1 г/л	Серое, однородное, мелкокристаллическое	46,2-5,2	6,3
	Фоскон-203 - 1 г/л	Серое, однородное, мелкокристаллическое	49-6,6	1,4

Проработка растворов фосфатирования осуществлялась сразу после растворения концентратов. Щелочь в составы фосфатирования вводилась в виде 20% раствора, Фоскон-203 оказывал равный эффект при его введении в виде раствора или порожка. Содержание натра едкого и Фоскон-203 (1 г/л) соответствовало минимуму, при котором качество фосфатного покрытия заметно улучшалось и удовлетворяло требованиям ГОСТ 9.301-86. При концентрации прорабатывающих добавок менее 1 г/л они не оказывали ярко выраженного положительного влияния, а при концентрации свыше 1 г/л заметно увеличивалось шламообразование.

При проведении испытаний внешний вид покрытий определялся визуально, кислотность растворов (общая и свободная) контролировалась химическим анализом, количество шлама определялось по высоте осевшего шлама в стеклянном цилиндре относительно высоты столба раствора, из которого этот шлам выделялся.

Фосфатирование из всех растворов осуществлялось при одинаковых режимах: температуре - 70-72°С. продолжительности - 20 мин. Подготовка к покрытию во всех случаях осуществлялась единообразно: обезжиривание в растворе Лабомид 203 - 30 г/л при температуре 70-80°С в течение 10-15 мин, промывание в теплой воде, травление в соляной кислоте 500 г/л при температуре 20°С в течение 3 мин, промывание в холодной воде. Фосфатированию подвергались детали из стали 08 КП.

Использование нового способа в сравнении с проработкой раствора с помощью натра едкого показало его эффективность. Как видно из таблицы, при равном влиянии на качество фосфатного покрытия шламообразование при использовании Фоскон-203 вместо щелочи сокращается примерно в четыре раза, падение общей кислотности - в два раза.

Таким образом, применение нового способа приготовления растворов фосфатирования позволяет обеспечить быструю и качественную проработку фосфатных составов, исключая образование вредного шлама и непроизводительный расход химикатов. В конечном итоге использование нового способа приготовления растворов фосфатирования улучшает качество фосфатного покрытия (отсутствие шламовых включений), продляет срок службы фосфатных растворов и облегчает их эксплуатацию.