СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРОВ ФОСФАТИРОВАНИЯ Российский патент 2006 года по МПК C23C22/05 

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 фосфатированияДобавки в растворы фосфатированияВнешний вид фосфатных покрытийАнализ 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 кристаллов19,3-3,5-NaOH - 1 г/лСерое, равномерное16,9-1,76,2Фоскон-203 - 1 г/лТемно-серое, равномерное19-2,81,5Пример 2
КФ - 7-45 г/л-Несплошное, состоящее из отдельных кристаллов35,7-7,6-NaOH - 1 г/лСерое, плотное, равномерное32-4,86,4Фоскон-203 - 1 г/лТемно-серое, плотное, равномерное34,6-71,5Пример 3
КЦФП - 60 г/л-Светло-серое, кристаллическое, рыхлое43,7-7,7-NaOH - 1 г/лСерое, среднекристаллич.41,2-5,14,6Фоскон-203 - 1 г/лСветло-серое, мелкое42,2-6,40,5Пример 4
ФС - 1-100 г/л-Темно-серое, крупнокристаллическое49,2-7,1-NaOH - 1 г/лСерое, однородное, мелкокристаллическое46,2-5,26,3Фоскон-203 - 1 г/лСерое, однородное, мелкокристаллическое49-6,61,4

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.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при нанесении фосфатных покрытий различного назначения. Способ включает 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. Технический результат: новая проработка раствора фосфатирования, существенно снижающая шламообразование и не вызывающая значительных потерь химикатов (снижение общей кислотности раствора). 1 табл.

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.