способ получения фосфатного покрытия на стальной поверхности

Формула изобретения

Способ получения фосфатного покрытия на стальной поверхности, включающий нанесение на обрабатываемую поверхность водного фосфатирующего раствора для получения неорганического покрытия, отличающийся тем, что фосфатирующий раствор наносят методом распыления или облива обрабатываемой поверхности, предварительно нагретой до температуры 100-1050°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к поверхностной обработке металлического материала, в частности к химической поверхностной обработке путем взаимодействия поверхности с реакционной жидкостью, и может быть использовано в машиностроении, металлургии для получения фосфатного покрытия для защиты металлов от коррозии.

Известны способы получения фосфатного покрытия на металлической поверхности, включающие нанесение на обрабатываемую металлическую поверхность фосфатирующего раствора, содержащего ионы различных элементов, применяемых для получения неорганического покрытия, состоящего из окисных, фосфатных и других сложных неорганических соединений (см. патент РФ №2113541, по МПК С 23 С 22/73, заявленный 05.28.1996 г. и патент РФ №2210624, по МПК С 23 С 22/13, заявленный 06.13.2000 г.).

Наиболее близким по технической сущности является способ получения фосфатного покрытия на металлической поверхности, включающий нанесение на обрабатываемую металлическую поверхность фосфатирующего раствора, содержащего ионы различных элементов, применяемых для получения неорганического покрытия, состоящего из окисных, фосфатных и других сложных неорганических соединений. Обработку поверхности проводят при температуре 35-40°С и свободной кислотности раствора 0,7-2,3 точки. Ионы цинка вводят в фосфатирующий раствор в виде цинксодержащего сырья, фосфатов с фосфорной кислотой, нитратов с азотной кислотой, ионы марганца в виде марганецсодержащего сырья (см. патент РФ №2210624, по МПК С 23 С 22/13, заявленный 06.13.2000 г.).

Общим недостатком известных способов являются недостаточные защитные свойства фосфатного покрытия.

Задачей изобретения является создание способа получения фосфатного покрытия на стальной поверхности, улучшающего защитные свойства покрытия.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения фосфатного покрытия на стальной поверхности, включающем нанесение на обрабатываемую поверхность водного фосфатирующего раствора для получения неорганического покрытия, согласно изобретению фосфатирующий раствор наносят методом распыления или облива обрабатываемой поверхности, предварительно нагретой до температуры 100-1050°С.

Сущность изобретения поясняется на примерах конкретного выполнения.

В первых двух примерах испытания проводили на образцах листовой холоднокатаной стали 08КП (ГОСТ 16523-70) толщиной 0,8-0,9 мм, предварительно обезжирив химическим путем, удалив окалину и ржавчину травлением в 15%-ном растворе серной кислоты. После фосфатирования образцы промывали в воде и сушили. Защитные свойства покрытия определялись согласно ГОСТа 9.402-80, ГОСТ 9.302-88.

Пример 1.

Для проведения испытания предлагаемого способа пластинки из стали нагревали до 110°С и затем опрыскивали фосфатирующим раствором, содержащим ионы цинка, никеля, фосфата и нитрата, корректируемый по мере необходимости корректирующий раствором, содержащим, мас.%: Zn - 12,0-14,0, Р₂O ₅ - 14,4-18,0, NO₃ - 11,1-13,7, SO ₄ - 3,0-4,0, Ni - 0,08-0,1, ClO₃ - 0,1-0,3, вода - остальное. Корректирующий раствор добавляли к исходному в количестве 4-5 г/дм³.

Пример 2.

Для проведения испытания предлагаемого способа пластинки из стали нагревали до 1000°С и затем обливали фосфатирующим раствором, содержащим ионы цинка, никеля, фосфата и нитрата, который корректируют по мере необходимости, корректирующим раствором, содержащим, мас.%: Zn - 12,0-14,0, Р ₂O₅ - 14,4-18,0, NO ₃ - 11,1-13,7, SO₄ - 3,0-4,0, Ni - 0,08-0,1, ClO₃ - 0,1-0,3, вода - остальное. Корректирующий раствор добавляли к исходному в количестве 4-5 г/дм³.

Пример 3.

В третьем примере состав готовился путем растворения в воде при перемешивании фосфорной кислоты, желтой кровяной соли и танина при следующей соотношении компонентов:

фосфорная кислота - 78, желтая кровяная соль - 25, танин - 15, вода остальное.

При испытании предлагаемый состав наносился в специальной установке методом распыления на горячую стальную трубу с температурой поверхности 800 С°, которая продвигалась со скоростью 3,5 м/с внутри цилиндрической камеры длиной 700 мм. В результате нанесения антикоррозионного покрытия было получено равномерное покрытие темно-синего цвета, твердое, толщиной 10-20 мкм, химически связанное с поверхностным слоем металла.

Пример 4.

В четвертом примере готовился состав путем растворения в воде при следующей соотношении компонентов:

фосфорная кислота - 110, красная кровяная соль - 12, танин - 7, алюминий - 4, вода остальное.

При испытании предлагаемый состав наносился в специальной установке методом распыления на горячую стальную арматуру с температурой поверхности 800 С°, которая продвигалась со скоростью 15 м/сек внутри цилиндрической камеры длиной 700 мм. В результате нанесения антикоррозионного покрытия было получено равномерное покрытие темно-синего цвета, твердое, толщиной 10-20 мкм, химически связанное с поверхностным слоем металла.

Покрытые предлагаемым составом образцы прошли ускоренные климатические испытания в 3-%-ном водном растворе хлорида натрия.

После испытания поверхность образцов труб не имела следов коррозии, а не покрытые образцы имели сплошной по всей поверхности налет ржавчины.

В предлагаемом способе получения фосфатного покрытия любые жидкие фосфатирующие растворы наносятся методом распыления или облива на движущийся или статичный стальной прокат, имеющий температуру в момент нанесения покрытия от 100°С до +1050°С. Способ может осуществляться как непосредственно в процессе производства проката, так и при последующих технологических операциях.

При данном способе обеспечивается качественное, химически связанное с поверхностным слоем стали равномерное покрытие по всей поверхности проката, с однородной структурой и хорошей адгезией к основному металлу.

Данный способ нанесения покрытия с антикоррозионными свойствами, химически связанного с поверхностным слоем стального проката, обеспечивает эффективную и долговременную защиту от поверхностной коррозии стальной прокатной продукции.

Процесс нанесения фосфатного покрытия на поверхность стального проката, находящегося в момент нанесения в нагретом состоянии, в полной мере удовлетворяет основным требованиям техники безопасности и охраны труда.

Данный способ нанесения фосфатного покрытия прошел успешные испытания в производственных условиях. Качественное покрытие было получено непосредственно в процессе проката горячекатаных стальных труб, арматуры.

Техническим результатом изобретения является повышение защитных свойств покрытия.