СПОСОБ ФОСФАТИРОВАНИЯ БЫСТРОДВИЖУЩИХСЯ ЛЕНТ НА АГРЕГАТАХ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 2003 года по МПК C23C22/14 C23C22/83 

Изобретение относится к способу обработки быстродвижущихся лент на агрегатах непрерывного действия холоднокатаной и горячеоцинкованной стали для обеспечения высокой коррозионной стойкости полученного покрытия без дальнейшего окрашивания и может быть использовано в металлургической промышленности.

Наиболее распространены способы обработки холоднокатаной и горячеоцинкованной стали для обеспечения высокой коррозионной стойкости в препаратах, содержащих хром. Однако ввиду высокотоксичности хроматных препаратов такие способы обработки остаются в прошлом (1).

Известен способ обработки холоднокатаной и горячеоцинкованной стали на быстродвижущихся агрегатах в растворе, содержащем, г/л (2):
Zn²⁺ (2) - 2-50
РO₄ ^3- - 3-150
NO₃ ^- - 0,1-50
F^- - 0,01-20
и в качестве ускорителя 0,01-50 г/л СlO₃ ^- и/или 0,01-10 г/л гидроксиламина или соли гидроксиламина, имеющие содержание свободной кислоты в пределах от 2 до 30 пунктов и температуру от 50 до 90^oС. Возможны компоненты 1-3 г/л Ni²⁺ и/или Мn²⁺.

Однако указанный способ обработки не обеспечивает достаточно высокого уровня антикоррозионных свойств обработанной таким образом холодноканой и горячеоцинкованной углеродистой стали в неокрашенном состоянии, в частности при испытаниях в камере соляного тумана и при испытаниях на погодостойкость, и не позволяет получить покрытие, обладающее достаточной водонепроницаемостью.

Задачей изобретения является создание способа обработки холоднокатаной и горячеоцинкованной углеродистой стали на скоростных агрегатах непрерывного действия, повышающего коррозионную стойкость получаемого фосфатного покрытия и обеспечивающего водонепроницаемость холоднокатаной и горячеоцинкованной стали.

Указанная задача достигается тем, что после фосфатирования с целью уплотнения фосфатного покрытия проводится пассивация в течение 1-3 сек при температуре 40-50^oС в растворе, содержащем 0,15-0,25 г/л трилона Б и 0,12-0,2 г/л нитрита натрия. Предложенный способ обработки включает в себя следующие операции:
1) фосфатирование при температуре 50-75^oС в течение 3-6 сек в растворе, содержащем, г/л:
РO₄ ^3- - 8,5-9,2
NO₃ ^- - 6,3-6,5
Zn²⁺(2) - 4,0-4,7
СlO₃ ^- - 2,7-4,0
Ni²⁺ - 0,3-0,45
2) пассивация при температуре 40-50^oС в течение 1-3 сек в растворе содержащем, г/л:
трилон Б - 0,15-0,25
нитрит натрия - 0,12-0,2
3) окончательная промывка.

Заявляемое техническое решение имеет следующее отличие от прототипа:
1) процесс фосфатирования производят в течение 3-6 сек;
2) при температуре 50-75^oС;
3) в растворе, имеющем состав, г/л:
РO₄ ^3- - 8,5-9,2
NО₃ - 6,3-6,5
Zn²⁺ (2) - 4,0-4,7
СlO₃ - 2,7-4,0
Ni²⁺ - 0,3-0,45
4) последующая промывка;
5) пассивация в течение 1-3 сек при температуре 40-50^oС в растворе, г/л:
трилон Б - 0,15-0,25
нитрит натрия - 0,12-0,2
6) окончательная промывка.

В просмотренном нами патентно-информационном фонде не обнаружено аналогичных технических решений, а также технических решений с указанными отличиями.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1
Опытные образцы горячеоцинкованной стали по ГОСТ 14918-80 размером 0,09-0,13 м² подвергались обработке следующим способом:
Фосфатирование в течение 3 сек. При температуре 50^oС составом при следующем соотношении компонентов, г/л:
PO₄ ^3- - 8,5
NО₃ - 6,3
Zn²⁺ - 4,0
СlO₃ ^- - 2,7
Ni²⁺ - 0,3
с последующей пассивацией в течениe 1 сек при температуре 40^oС в растворе при следующем соотношении компонентов, г/л:
трилон Б - 0,2
нитрит натрия - 0,16
и окончательная промывка.

В результате данного способа обработки образовался плотный ровный мелкокристаллический фосфатный слой серого цвета массой 1,5 г/м².

При испытании на коррозионную стойкость образцов в неокрашенном состоянии получены следующие результаты:
- в камере солевого тумана испытуемые образцы сохраняются без видимых следов коррозии в течение 190 часов;
- на погодостойкость (цикл атмосферных осадков 12 мин/ч при температуре 70-75^oС) не подвергались следам коррозии в течение 500 час.

При испытании на водонепроницаемость при протирании обработанной поверхности ватным тампоном, смоченным водой, не происходило впитывания влаги.

Пример 2
Опытные образцы горячеоцинкованной стали по ГОСТ 149-80 размером 0,09-0,13 м² подвергались обработке следующим способом:
Фосфатирование в течение 6 сек при температуре 75^oС в растворе при следующем соотношении компонентов, г/л:
РO₄ ^3- - 9,2
NO^-3 - 6,5
Zn²⁺ - 4,7
СlO₃ ^- - 4,0
Ni²⁺ - 4,45
с последующей пассивацией в течение 3 сек при температуре 50^oС в растворе при следующем соотношении компонентов, г/л:
трилон Б - 0,25
нитрит натрия - 0,2
и окончательной промывкой.

При проверке на коррозионную стойкость испытуемых образцов в неокрашенном состоянии получены следующие результаты:
- в камере солевого тумана испытуемые образцы сохраняются без видимых следов коррозии в течение 210 часов;
- при испытании на погодостойкость (цикл атмосферных осадков 12 мин/ч, температура 70-75^oС) не подвергались коррозии в течение 550 час.

При испытании на водонепроницаемость при протирании обработанной поверхности ватным тампоном, смоченным водой, не происходило впитывания влаги.

Пример 3
Опытные образцы горячеоцинкованной стали по ГОСТ 14918-80 размером 0,09-0,13 м² подвергались обработке следующим способом:
Фосфатирование в течение 4 сек при температуре 63^oС в растворе при следующем соотношении компонентов, г/л:
РO₄ ^3- - 8,85
NO₃ ^- - 6,4
Zn²⁺ - 4,35
СlO₃ ^- - 3,35
Ni²⁺ - 0,375
с последующей пассивацией в течениe 2 сек при температуре 45^oС в растворе при следующем соотношении компонентов, г/л:
трилон Б - 0,2
нитрит натрия - 0,16
и окончательной промывкой.

В результате данного способа обработки образовался плотный ровный мелкокристаллический фосфатный слой серого цвета массой 1,5 г/м².

При испытании на коррозионную стойкость образцов в неокрашенном состоянии получены следующие результаты:
- в камере солевого тумана испытуемые образцы сохраняются без видимых следов коррозии в течение 200 часов;
- при испытании на погодостойкость (цикл атмосферных осадков 12 мин/ч, температура 70-75^oС) не подвергались следам коррозии в течение 525 час.

При испытании на водонепроницаемость при протирании обработанной поверхности ватным тампоном, смоченным водой, не происходило впитывания влаги.

Пример 4 (по прототипу)
Опытные образцы горячеоцинкованной стали по ГОСТ 14918-80 размером 0,09-0,13 м² подвергались обработке следующим способом:
1. Травление (15% H₂SO₄, погружение 5 сек, комнатная температура).

2. Промывание
3. Активирование (Fixodine С 16), содержащем фосфат титана, активатор Henkel KgaA Дюссельдорф)
4. Фосфатирование, г/л:
РO₄ ^3- - 60
NO₃ ^- - 5,2
Zn²⁺ - 9,0
СlO₃ ^- - 15,2
Ni²⁺ - 2,0
F^- - 6,5
4. Промывание, ve - водой.

5. Просушивание воздухом при температуре 70^oС.

При данном способе обработки получается плотный мелкокристаллический гомогенный бесцветный фосфатный слой массой 1,03 г/м².

При испытании на коррозионную стойкость образцов в неокрашенном состоянии получены следующие результаты:
- в камере солевого тумана испытуемые образцы сохраняются без видимых следов коррозии только 145 часов;
- при испытании на погодостойкость (цикл атмосферных осадков 12 мин/ч, температура 70-75^oС) не подвергались следам коррозии в течение только 300 час.

При испытании на водонепроницаемость при протирании обработанной поверхности ватным тампоном, смоченным водой, происходило впитывание влаги.

Из приведенных примеров видно, что использование предлагаемого способа обработки холоднокатаной и горячеоцинкованной стали позволяет значительно увеличить коррозионную стойкость и водонепроницаемость холоднокатаной и горячеоцинкованной стали в неокрашенном состоянии.

Источники информации
1. Патент заявки 62-270781. Патент 1292458 (аналог).

2. Патент 19639597 A1 Германия МКИ С 23 С 23 С 22/44. Заявл. 26.09.96. Опубл. 09.04.98 (прототип).

Изобретение относится к способу обработки быстродвижущихся лент на агрегатах непрерывного действия холоднокатаной и горячеоцинкованной стали и может использоваться в металлургической промышленности. Способ включает фосфатирование при 50-75^oС в течение 3-6 с в растворе, содержащем, г/л: РО₄ ^3- 8,5-9,2, NO₃ ^- 6,3-6,5, Zn²⁺ 4-4,7, ClO₃ ^- 2,7-4, Ni²⁺ 0,3-0,5 и последующую пассивацию при 40-50^oC в течение 1-3 с в растворе, содержащем 0,15-0,25 г/л трилона Б, 0,12-0,2 г/л нитрита натрия. Использование предлагаемого способа обработки холоднокатаной горячеоцинкованной стали позволяет значительно повысить коррозионную стойкость и водонепроницаемость полученного покрытия в неокрашенном состоянии.

Способ обработки горячеоцинкованной и холоднокатаной стали на быстродвижущихся агрегатах непрерывного действия, включающий фосфатирование при 50-70^oС в растворе, содержащем, г/л:
РО₄ ^3- - 8,5-9,2
NO₃ ^- - 6,3-6,5
Zn²⁺ - 4-4,7
ClO₃ ^- - 2,7-4
Ni²⁺ - 0,3-0,45
отличающийся тем, что после фосфатирования проводят пассивацию в течение 1-3 с при 40-50^oC в растворе, содержащем, г/л:
Трилон Б - 0,15-0,25
Нитрит натрия - 0,12-0,2
а фосфатирование проводят в течение 3-6 с.