Способ получения фосфатного покрытия Российский патент 2019 года по МПК C23C22/07 C23C22/13 C23C22/36 

Изобретение относится к защите металлов от коррозии и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности.

Известен способ получения фосфатного покрытия (патент РФ №2070617), включающий обработку металлического изделия водным раствором, содержащим ионы цинка, никеля, фосфата, нитрата, хлората и сульфата и корректирование раствора в процессе выработки с целью обеспечения стабильности защитных свойств фосфатного покрытия ведут раствором, содержащим, мас. %:

Zn²⁺ 12-14 P₂O₅ 14,4-18,0 NO₃^- 11,1-13,7 SO₄^2- 3,0-4,0 Ni²⁺ 0,08-0,1 ClO₃^- 0,1-0,3 Вода до 100%

Недостатком данного способа является высокая температура фосфатирования, продолжительное время, необходимое для образования фосфатной пленки, высокая поверхностная плотность покрытия, а также сложность техпроцесса, заключающаяся в дополнительном применении корректирующего состава.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения фосфатного покрытия (патент РФ №2240378), включающий то, что поверхность металла обрабатывают водным раствором, содержащим ионы цинка, фосфата, нитрата, никеля и хлората для получения мелкокристаллического коррозионностойкого фосфатного покрытия при температуре фосфатирования плюс 30-45°С за время от 2-х до 10-ти минут, водный раствор дополнительно содержит ионы кальция при следующем содержании компонентов, г/л:

Zn²⁺ 1,527-3,225 P₂O₅ 4,347-8,385 NO₃^- 0,822-1,935 Ni²⁺ 0,023-0,086 ClO₃^- 0,587-1,505 Са²⁺ 0,06-0,157

Недостатком данного способа является нестабильность рабочего раствора при повышении температуры до плюс 50°С: в летний период времени из-за высокой температуры окружающего воздуха происходит нагрев рабочей ванны до плюс 50°С, при этом происходит выпадение ионов цинка в рабочем растворе, ухудшается качество получаемого фосфатного покрытия, снижается его коррозионная стойкость и требуется дополнительная корректировка рабочего раствора, что приводит к повышении норм расхода.

Задачей данного изобретения является получение мелкокристаллическою фосфатного покрытия с высокой адгезией и коррозионной стойкостью при температуре: от плюс 35 до плюс 50°С за время от 2-х до 10 минут, обладающего стабильностью рабочего раствора при температуре до 50°С.

Поставленная задача достигается тем, что поверхность металла обрабатывают водным раствором фосфатирования, содержащим ионы цинка, фосфата, нитрата, никеля, отличающийся тем, что для получения мелкокристаллического фосфатного покрытия с высокой адгезией и коррозионной стойкостью при температуре: от плюс 35 до 50°С за время от 2-х до 10-ти мин, водный раствор фосфатирования дополнительно содержит свободные и комплексные ионы фтора и ионы натрия при следующем содержании компонентов г/л:

Zn²⁺ 1,53-3,27 P₂O₅ 4,35-8,64 NO₃^- 1,41-4,30 Na⁺ 0,15-0,28 Ni²⁺ 0,02-0,11 F^- 0,75-0,85 SiF₆ 0,20-0,25 вода остальное

Перед применением водный раствор фосфатирования корректируют 20%-ным водным раствором гидроокиси натрия до отношения условно-общей кислотности к свободной кислотности от 5,2 до 5,4.

Технический результат: получение мелкокристаллического фосфатного покрытия с высокой адгезией и коррозионной стойкостью при температуре: от плюс 35 до 50°С за время от 2-х до 10 минут, обладающего стабильностью рабочего раствора при температуре до плюс 50°С.

Данное изобретение с успехом применяется в промышленности для фосфатирования кабин, кузовов и оперения автомашин.

Раствор наносят на поверхность металла методом погружения или методом распыления.

Испытания проводят на образцах холоднокатаной листовой стали 08КП (ГОСТ 16523-70) толщиной 0,8-0,9 мм размером 150×70 мм с первой степенью зажиренности.

Фосфатирование проводят по следующей схеме:

1 Обезжиривание средством моющим техническим Фоскон 571 ТУ 2149-382-10964029-2015 при температуре плюс 35-50°С за время 2-10 мин.

2 Промывка водопроводной водой при температуре плюс 35-50°С за время 2-10 мин.

3 Активация активатором фосфатирования Фоскон 471 ТУ 2149-095-10964029-2002, изм. №1 при температуре плюс 20-40°С за время 1-2 мин.

4 Фосфатирование при температуре плюс 35-50°С за время 2-10 мин при отношении условно-общей кислотности к свободной от 5,2 до 5,4.

5 Промывка водопроводной водой при температуре плюс 20-35°С за время 1-2 мин.

6 Сушка при температуре 110°С за время 10 мин.

Внешний вид фосфатного покрытия определяют визуально.

Массу фосфатного покрытая в г/м² определяют по ГОСТ 9.402

Адгезию ЛКП определяют по ГОСТ 9.401

Стабильность водного раствора фосфатирования при температуре до плюс 50°С определяют по содержанию цинка в рабочем растворе.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами:

Пример 1

Образцы обрабатывают в водном растворе фосфатирования при следующем содержании компонентов, г/л:

Zn²⁺ 1,53 P₂O₅ 4,35 NO₃^- 1,41 Na⁺ 0,15 Ni²⁺ 0,02 F^- 0,75 SiF₆ 0,20 вода остальное

Перед применением водный раствор фосфатирования корректируют 20%-ным водным раствором гидроокиси натрия до отношения условно-общей кислотности к свободной кислотности 5,2.

Температура фосфатирования 35°С, время 2 мин.

Внешний вид фосфатного покрытия - мелкокристаллическое, светло-серого цвета.

Масса фосфатного покрытия 1,5 г/м².

Адгезия 0 баллов.

Пример 2

Образцы обрабатывают в водном растворе фосфатирования при следующем содержании компонентов, г/л:

Zn²⁺ 3,27 P₂O₅ 8,64 NO₃^- 4,30 Na⁺ 1,53 Ni²⁺ 0,28 F^- 0,85 SiF₆ 0,25 вода остальное

Перед применением водный раствор фосфатирования корректируют 20%-ным водным раствором гидроокиси натрия до отношения условно-общей кислотности к свободной кислотности 5,4.

Температура фосфатирования 50°С, время 10 мин.

Внешний вид фосфатного покрытия - мелкокристаллическое, светло-серого цвета.

Масса фосфатного покрытия 4,0 г/м2.

Адгезия 1 балл.

Содержание цинка 3,27 г/л.

Пример 3

Образцы обрабатывают в водном растворе фосфатирования при следующем содержании компонентов, г/л:

Zn²⁺ 2,40 P₂O₅ 6,50 NO₃^- 2,86 Na⁺ 0,22 Ni²⁺ 0,07 F^- 0,80 SiF₆ 0,22 вода остальное

Перед применением водный раствор фосфатирования корректируют 20%-ным водным раствором гидроокиси натрия до отношения условно-общей кислотности к свободной кислотности 5,3.

Температура фосфатирования 43°С, время 5 мин.

Внешний вид фосфатного покрытия - мелкокристаллическое, светло-серого цвета.

Масса фосфатного покрытия 2,25 г/м².

Адгезия 1 балл.

Пример по прототипу

Фосфатирование проводят фосфатирующим раствором следующего состава, масс. %:

Zn²⁺ 1,527 Р₂О₅ 4,347 NO₃^- 0,822 Ni²⁺ 0,023 ClO₃^- 0,587 Ca²⁺ 0,06 вода остальное

Температура фосфатирования 30°С, время фосфатирования 2 мин, масса фосфатного покрытия 1,5 г/м². Внешний вид покрытия - светло-серого цвета, мелкокристаллическое.

Таким образом применение предлагаемого способа получения фосфатного покрытия обеспечивает получение мелкокристаллического фосфатного покрытия с высокой адгезией и коррозионной стойкостью, при температуре от плюс 35 до плюс 50°С за время от 2-х до 10 мину т, обладающего стабильностью рабочего раствора при температуре до плюс 50°С.

Данное изобретение с успехом применяется в промышленности для фосфатирования кабин, кузовов и оперения для автомашин.

Изобретение относится к защите металлов от коррозии и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности. Способ включает обработку поверхность металла водным раствором фосфатирования при температуре от плюс 35 до плюс 50°С за время от 2 до 10 минут. При этом используют водный раствор фосфатирования, обладающий стабильностью при температуре до 50°С и содержащий следующие компоненты, г/л: Zn²⁺ 1,53-3,27, P₂O₅ 4,35-8,64, NO₃^- 1,41-4,30, Na⁺ 0,15-0,28, Ni²⁺ 0,02-0,11, F^- 0,75-0,85, SiF₆ 0,20-0,25, вода – остальное. Причем перед применением водный раствор фосфатирования корректируют 20%-ным водным раствором гидроокиси натрия до отношения условно-общей кислотности к свободной кислотности от 5,2 до 5,4. Техническим результатом изобретения является получение мелкокристаллического фосфатного покрытия, обладающего высокой адгезией и высокой коррозионной стойкостью, а также низкая норма расхода используемого водного раствора фосфатирования при температуре применения от плюс 35 до 50°С и возможность его применения с помощью распыления и погружения. 4 пр.

Способ получения фосфатного покрытия, включающий обработку поверхности металла водным раствором фосфатирования, обладающим стабильностью при температуре до плюс 50°С, содержащим ионы цинка, фосфата, нитрата и никеля, отличающийся тем, что получают мелкокристаллическое фосфатное покрытие с высокой адгезией и коррозионной стойкостью путем обработки при температуре от плюс 35 до плюс 50°С за время от 2 до 10 мин, при этом водный раствор дополнительно содержит свободные и комплексные ионы фтора и ионы натрия при следующем содержании компонентов, г/л:

Zn²⁺ 1,53-3,27 Р₂О₅ 4,35-8,64 NO₃ 1,41-4,30 Na⁺ 0,15-0,28 Ni²⁺ 0,02-0,11 F^- 0,75-0,85 SiF₆ 0,20-0,25 вода остальное

причем перед применением водный раствор фосфатирования корректируют 20%-ным водным раствором гидроокиси натрия до отношения условно-общей кислотности к свободной кислотности от 5,2 до 5,4.