способ фосфатирования стальных деталей

Формула изобретения

Способ получения фосфатных покрытий, включающий операции обезжиривания, травления, активации, фосфатирования, нейтрализации и пропитки стальных деталей, отличаюшийся тем, что операции обезжиривания, активации и нейтрализации проводят в растворе моющего средства Фоскон-203 при его содержании 10-30 г/л и температуре 60-80°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нанесения химических покрытий и может быть использовано в технологических процессах защиты металлов от коррозии и подготовки изделий к операциям холодной деформации.

Известен способ фосфатирования перед холодной деформацией, включающий обезжиривание в щелочных моющих растворах, травление в серной или соляной кислоте, фосфатирование и пропитку в растворе хозяйственного мыла ("Инженерная гальванотехника в приборостроении", М., Машиностроение, 1977 г., с.283-285). Однако эта технология не обеспечивает стабильности процесса и качества получаемых покрытий.

Наиболее близок к предлагаемому способ, включающий помимо перечисленных операций активацию после травления в растворе нитрита натрия и нейтрализацию после фосфатирования в растворе нейтрализатора фосфатирования (состоящего из нитрита натрия и тетрабората натрия). Фосфатирование при этом происходит в растворах специальных концентратов (Фоскон-13 (ранее назывался КФЭ-1), КФ-7 и др.), а пропитка - в составах на основе стеаратов (НБ-11М, СФ-А и др.). (РТМ 37.002.0240-77. "Технология фосфатирования стальных деталей". Министерство автомобильной промышленности, Львов, 1978 г., с.29-32).

К недостаткам данного способа можно отнести большое разнообразие химикатов, используемых для осуществления процесса, и большое количество ванн, необходимых для обработки деталей.

Технический результат: сокращение числа используемых растворов для подготовки деталей перед фосфатированием и последующей обработки и в связи с этим - экономия химикатов и сокращение числа ванн.

Технический результат достигается тем, что способ получения фосфатных покрытий включает операции обезжиривания, травления, активации, фосфатирования, нейтрализации и пропитки, при этом операции обезжиривания, активации и нейтрализации проводят в растворе моющего средства Фоскон-203 при его содержании 10-30 г/л и температуре 60-80°С.

Моющее средство Фоскон-203 (ранее БФК-1) выпускается по ТУ 2499-110-10964029-99 и представляет собой сыпучий порошок желтовато-белого цвета, содержащий фосфорнокислые соли, предназначенный для мойки металлических поверхностей (листовой прокат). Благодаря щелочным свойствам он не только хорошо обезжиривает детали перед фосфатированием, но и нейтрализует на их поверхности остатки кислотных растворов после травления и фосфатирования, не допуская их попадания в растворы фосфатирования и стеаратной пропитки. Входящие в состав Фоскон-203 поверхностно-активные вещества способствуют лучшей межоперационной промывке деталей и потому - повышению стабильности составов растворов и улучшению качества фосфатирования. Занос Фоскон-203 в ванны фосфатирования и пропитки не сказывается отрицательно на их работе.

С целью подтверждения эффективности нового способа фосфатирования были проведены испытания двух способов нанесения покрытия. Операции обработки деталей и качество полученного покрытия представлены в таблице и на схеме.

Таблица. Осуществляемые способы Фосфатирования
Перечень операций и характеристика фосфатных покрытий	Прототипы	Предлагаемые
		Пример 1	Пример 2	Пример 3
1. Обезжиривание	Лабомид-203 - 30 г/л Т - 70°С Продолжит. 15 мин.	Фоскон-203 - 10 г/л Т - 80°с Продолжит. 20 мин.	Фоскон-203 - 20 г/л Т - 70°С Продолжит. 20 мин.	Фоскон-203 - 30 г/л Т - 60°С Продолжит. 20 мин.
2. Травление	Кислота соляная - 500 г/л Т=20°С Продолжит. 3 мин.	Кислота соляная - 500 г/л Т=20°С Продолжит. 3 мин.	Кислота соляная - 500 г/л Т=20°С Продолжит. 3 мин.	Кислота соляная - 500 г/л Т=20°С Продолжит. 3 мин.
3. Активация	Нитрит натрия - 1 г/л Т=70°С Продолжит. 3 мин.	Фоскон-203 - 10 г/л Т=80°С Продолжит. 3 мин.	Фоскон-203 - 20 г/л Т=70°С Продолжит. 3 мин.	Фоскон-203 - 30 г/л Т=60°С Продолжит. 3 мин.
4. Фосфатирование	Концентрат КФ-7 - 45 г/л Т=70°С Продолжит. 20 мин.	Концентрат КФ-7 - 45 г/л Т=70°С Продолжит. 20 мин.	Концентрат КФ-7 - 45 г/л=70°С Продолжит. 20 мин.	Концентрат КФ-7 - 45 г/л Т=70°С Продолжит. 20 мин.
5. Нейтрализация	Нитрит натрия - 1 г/л Тетраборно-кислый натрий - 2 г/л Т=70°С Продолжит. - 3 мин.	Фоскон-203 - 10 г/л Т=80°С Продолжит. 3 мин.	Фоскон-203 - 20 г/л Т=70°С Продолжит. 3 мин.	Фоскон-203 - 30 г/л Т=60°С Продолжит. 3 мин.
6. Пропитка	Стеарат НБ11М - 35 г/л Т=65°С Продолжит. 4 мин.	Стеарат НБ11М - 30 г/л Т=65°С Продолжит. 4 мин.	Стеарат НБ11М - 30 г/л Т=65°С Продолжит. 4 мин.	Стеарат НБ11М - 30 г/л Т=65°С Продолжит. 4 мин.
Внешний вид Фосфатного покрытия	Темно-серое, плотное, однородное. После пропитки - белое, гладкое, ровное	Темно-серое, плотное, однородное. После пропитки - белое, гладкое, ровное	Темно-серое, плотное, однородное. После пропитки - белое, гладкое, ровное	Темно-серое, плотное, однородное. После пропитки - белое, гладкое, ровное
Масса Фосфатного покрытия на ед.плошади поверхн. (норма>5 г/м 2)	9,4	8,8	8,7	10,2
Масса стеарата на единицу площади поверхности (норма>5 г/м 2)	9,4	9,2	8,6	7,8

Последовательность выполнения операций при фосфатировании

Цифровые обозначения операций соответствуют их обозначению, указанному в таблице.

Как видно из приведенных в таблице и на схеме данных, число ванн (не считая промывочных) для осуществления способа фосфатирования, согласно прототипу, составляет шесть, а число химикатов - семь. А по предлагаемому способу они сокращаются до четырех ванн и четырех химикатов, так как операции 1, 3, 5 - обезжиривания, активации и нейтрализации осуществляются в одной ванне одного состава. Все свойства фосфатных покрытий, полученных по предлагаемому способу, не уступают по характеристикам свойствам прототипа и удовлетворяют требованиям нормативных документов (ГОСТ 8.301-86, РТМ 37.002.0240-77).

Учитывая, что в прототипе две высвобождающиеся ванны эксплуатируются при температуре 70°С, уменьшение числа ванн приведет не только к сокращению необходимых производственных площадей и к экономии химикатов, но и к существенному снижению расхода энергоносителей, потребных для обогрева раствора.