СПОСОБ АНТИКОРРОЗИОННОЙ ПРОПИТКИ ФОСФАТНЫХ ПОКРЫТИЙ Российский патент 2002 года по МПК C23C22/83 

Изобретение относится к области нанесения защитных покрытий и может быть использовано для повышения защитной способности фосфатных покрытий при их эксплуатации и хранении.

Пропитка фосфатных покрытий для повышения коррозионной стойкости широко используется на практике. Для этого наиболее часто применяется промасливание в индустриальных маслах при температуре 100^oС (см. И. Хаин "Теория и практика фосфатирования металлов". Л., 1973 г., с. 42). Однако такая обработка сильно загрязняет детали, оборудование, рабочие места, подвесные приспособления. Наличие вязкой смазки на поверхности деталей мешает рабочим на сборочных операциях, способствует налипанию пыли и других загрязнений.

В последнее время получили распространение способы пропитки фосфатных покрытий в растворах органических и неорганических соединений, а также в эмульсиях. Для приготовления эмульсий применяются разные марки эмульсолов: НГЛ - 205, Укринол-1, Витал, Автокат и другие (см. статью Бойцовой Т.К., Кузнецова Э.А. "Повышение коррозионной стойкости фосфатных покрытий с помощью пропиток", журнал "Гальванотехника и обработка поверхности", 1992 г., 5-6). Однако все они обладают разными технологическими особенностями и защитными эффектами, что затрудняет их выбор для практического использования.

Наиболее близок к заявленному изобретению способ пропитки фосфатных покрытий в эмульсии на основе эмульсола "Автокат Ф-78", нагретой до 60^oС (см. статью Андронова А.В., Кузнецова Э.А. "Пропитка фосфатных покрытий в эмульсиях", сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции "Прогрессивная технология и вопросы экологии в гальванотехнике и производстве печатных плат", Пенза, 1992 г., с. 28). Эмульсия "Автокат Ф-78" готовится путем введения в воду концентрата смазочно-охлаждающей жидкости "Автокат Ф-78" (ТУ 37.104.183-94) в количестве 100 г/л и применяется в нагретом до 60^oС состоянии при постоянном воздушном перемешивании. Концентрат "Автокат Ф-78" представляет собой сбалансированную смесь минерального масла, поверхностно-активных веществ, ингибиторов коррозии и биоцидной присадки. Разработан и выпускается "Автокат Ф-78" АО "КАМАЗ". Эмульсия на основе "Автокат Ф-78" хорошо пропитывает фосфатные покрытия, но ее использование связано с рядом технологических недостатков: необходимостью нагрева и поддержания температуры, применением высокой концентрации "Автокат Ф-78".

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка способа повышения антикоррозионной защиты фосфатированных деталей путем их пропитки в эмульсии на основе концентрата "Автокат Ф-78" при измененном составе эмульсии и режиме обработки, позволяющих получить дополнительные преимущества перед ныне используемыми составом и режимом. Преимущества заключаются в достижении технологического и экономического эффекта за счет снижения концентрации "Автокат Ф-78" и снижения температуры, при которой происходит эмульсионная пропитка без уменьшения защитной способности пропитанного фосфатного покрытия.

Средство достижения технического результата состоит в том, что известный способ пропитки в эмульсии на основе концентрата "Автокат Ф-78" изменяется по составу эмульсии и по режиму обработки: в состав дополнительно вводится мочевина в количестве 2-4 г/л, при этом концентрация "Автокат Ф-78" расширяется до 50-100 г/л, температурный диапазон обработки увеличивается до 20^o - 60^oС.

Мочевина - карбамид CO(NH₂)₂ (ГОСТ 6691-67) представляет собой белые и желтоватые кристаллы, хорошо растворимые в воде. Водные растворы мочевины имеют нейтральную реакцию. Мочевина не относится к опасным веществам, она входит в состав гигиенических средств (зубных паст, кремов) и добавок для кормов животным.

Мочевина вводится или в готовую эмульсию, или в воду перед введением в нее концентрата "Автокат Ф-78" при постоянном воздушном перемешивании. Содержание мочевины в количестве 2-4 г/л не сказывается на внешнем виде и поведении эмульсии и на внешнем виде пропитанных фосфатированных деталей. Однако в присутствии мочевины пропитанные в такой эмульсии детали приобретают повышенную защитную способность.

Содержание мочевины 2-4 г/л соответствует оптимальной концентрации, оказывающей максимальное влияние на повышение защитной способности пропитанных фосфатных пленок. Содержание мочевины ниже 2 г/л и выше 4 г/л в меньшей степени сказывается на защитной способности и поэтому неэффективно для использования в эмульсии. Отрицательного влияния на свойства эмульсии и пропитанных фосфатных покрытий недостаток или избыток мочевины не оказывает.

Влияние мочевины на защитную способность фосфатных покрытий после их пропитки в эмульсии при разных концентрациях "Автокат Ф-78" и разных температурных режимах показано в таблице. Испытаниям подвергались детали из стали 08КП, зафосфатированные в растворе концентрата КЦФП - 60-80 г/л при температуре 70^oС в течение 20 минут.

Защитная способность покрытий с пропитками определялась в соответствии с требованиями ГОСТ 9.302-08 методом погружения в раствор натрия хлористого - 30 г/л. Фиксировалось время в часах до появления коррозии стали на поверхности фосфатированных деталей. В таблице приведены средние значения защитной способности, полученные в результате многочисленных испытаний.

Данные, приведенные в таблице, показывают, что защитную способность фосфатных покрытий, обеспечиваемую пропиткой в эмульсии, содержащей концентрат "Автокат Ф-78"-100 г/л при 60^oС, можно существенно увеличить путем введения в эмульсию мочевины 2-4 г/л (при тех же условиях пропитки) с 200 часов до 264 часов (графы 2 и 3 таблицы). Такое же содержание мочевины в эмульсии без нагрева и с меньшим содержанием концентрата "Автокат Ф-78" - 50 г/л позволяет сообщать фосфатным покрытиям с пропиткой ту же защитную способность, что и из эмульсии, соответствующей условиям применения прототипа (графы 2, 4, 5 таблицы). Следует отметить, что защитная способность фосфатных покрытий, пропитанных в эмульсии с содержанием концентрата "Автокат Ф-78" - 50 г/л без мочевины и подогрева (20^oС), падает до 80 часов.

Благодаря значительному увеличению защитной способности фосфатных покрытий при использовании предложенного способа пропитки в производстве может быть достигнута существенная экономия химикатов и энергоносителей с сохранением высоких антикоррозионных свойств пропитанных фосфатных покрытий.

Изобретение относится к области нанесения защитных покрытий и может быть использовано для повышения защитной способности фосфатных покрытий при их эксплуатации и хранении. Способ пропитки в эмульсии на основе "Автокат Ф-78", дополнительно содержащий мочевину в количестве 2-4 г/л, при этом концентрация "Автокат Ф-78" составляет 50-100 г/л, температурный диапазон обработки 20-60^oС. Преимущества заключаются в достижении технологического и экономического эффекта за счет снижения концентрации "Автокат Ф-78" и снижения температуры, при которой происходит эмульсионная пропитка без уменьшения защитной способности пропитанного фосфатного покрытия. 1 табл.

Способ антикоррозионной пропитки фосфатных покрытий в эмульсии на основе концентрата "Автокат Ф-78", отличающийся тем, что в эмульсию дополнительно вводят мочевину, при следующем соотношении компонентов, г/л:
Концентрат "Автокат Ф-78" - 50-100
Мочевина - 2-4
а обработку в эмульсии осуществляют при температуре 20-60^oС.