Раствор для фосфатирования металлической поверхности Советский патент 1988 года по МПК C23C22/08 

Изобретение относится к обработке металлической поверхности химическим путем, в частности к получению фосфатных покрытий, и может быть использовано при обработке проволоки, труб перед холодной деформацией и при обработке стали с последующим промасли- ванием.

Цель изобретения - сокращение расхода реагентов, уменьп1ение токсичности промывных и сточных вод и повьппе- ние эффективности раствора.

Для фосфатирования методом окунания толстой проволоки перед холодной деформацией и листовой стали перед промасливанием состав используют в количестве 36-73 г на 1 дм водного раствора.

Для фосфатирования скоростным методом тонкой проволоки перед холодной деформацией состав используют в количестве 140-220 г на 1 дм водного раствора.

Совместное введение катионов трехвалентного железа и никеля в Zn-фос- фатирующий раствор при определенном весовом соотношении компонентов приводит к снижению равновесных свободных кислотностей, повышению равновесных значений рН, увеличению скорости образования фосфатного слоя, снижению массы стравленного металла и уменьшению расхода химикатов. Состав используют для фосфатирования проволоки различных диаметров различными методами: окунанием и скоростным, а также как для приготовления, так и корректирования растворов.

Состав концентрата, используемого для приготовления и корректировки каждого из растворов, в которых фос- фатируют листовую сталь, толстую, тонкую проволоку окунанием или скоростным методом, приведен в табл. 1.

Концентрат готовят из окиси цинка ортофосфорной и азотной кислот, азот но-кислого или хлорного железа, азот но-кислого или хлористого никеля и воды.

Рабочие фосфатирующие растворы готовят путем растворения в воде концентрата, состав которого приведен в табл. 1, в количестве 36, 54, 72, 108, 144 и 220 г на 1 дм раствора.

Растворы приводят в состояние равновесия при t 75±5°С, при этом определяют их параметры - содержание

0

5

0

5

0

5

0

5

цинка, свободной и общей кислотностей, величину рН.

Пример 1. Стальные образцы из стали 0,8 КП размером 100 70-0,8 обезжиривают, промывают в холодной воде, активируют в растворе, содержащем фосфат титана, затем фосфати- руют в растворах.

Составы и свойства фосфатных покрытий и характеристика процесса фосфатирования сведены в табл. 2.

П р и м е р 2. Стальную проволоку диаметром 6-24 мм из стали ЮКП травят в 15%-ном растворе серной кислоты с ингибитором до полного удаления окалины при 60-70°С, промывают в холодной воде, активируют в растворе, содержащем фосфат титана, затем фос- фатируют методом окунания при .

Состав и свойства фосфатных покрытий представлены в табл. 3.

П р и м е р 3. Стальную проволоку диаметром 1,8 мм из стали 60 промывают горячей водой, травят в 15%-ном растворе серной кислоты с ингибитором И-1В при 60-70°С в течение 22- 30 с, промывают в холодной воде и фосфатируют при 75+5 С.

Состав и свойства фосфатных покрытий представлены в табл. 4-.

П р и м е р 4. Стальную проволоку диаметром 10 мм из стали ЮКП предварительно обрабатывают аналогично примеру 2. Затем фосфатируют в растворе 6А, содержащем оптимальные концентрации катионов Ni и Fe при 75 С в течение 10 мин.

Корректирование рабочего раствора 6А ведут в одном опьп е концентратом 6 с оптимальным содержанием катионов Fe и Ni , а в друг ом - коЕ1центра- том 1, но не содержащим катионов железа и никеля. Концентраты дозируют непрерывно в процессе выработки растворов.

Проводят анализ раствора на содержание в нем цинка, никеля, железа, свободной и общей кислотностей до и после фосфатирования 0,65 м поверхности в 1 дм раствора.

Общая кислотность раствора определяет содержание в нем фосфат-ионов и нитрат-ионов.

Оценивают свойства фосфатных покрытий и параметры процесса холодной деформации.

Результаты представлены в табл.5 (опыты 1 и 2).

Пример 5. Тонкую стальную проволоку диаметром 1,8 мм из стали 60 фосфатируют в растворе 6Г скоростным методом в установке проходного типа при 75t5 C в течение 15-22 с. Предварительно проволоку обрабатывают аналогично примеру 2.

В процессе фосфатирования раствор 6Г корректируют в одном опыте дозировкой исходного кондентрата 6 с оптимальным содержанием катионов, а в другом - дозировкой кондентрата 1 , который не содержит катионов никеля и железа. Результаты представлены в табл, 5 (опыты 3 и 4).

Таким образом, предлагаемый раствор позволяет получить качественные фосфатные покрытия не только на ста- ли, толстой проволоке, но и при фос- фатировании скоростным методом (15- 30 с). При фосфатировании тонкой проволоки образуется фосфатный слой массы 5,0-5,8 г/м, скорость волочения 1Д-18 волок.

0

5

Q 5

Раствор эффективно может быть применен в метизной промьшшенности для скоростного и осадочного фосфатирования проволоки перед волочением и высадкой крепежных изделий.

Формула изобретения

Раствор для фосфатирования металлической поверхности, содержащий ионы цинка, никеля, фосфата, нитрата и воду, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода ре- агенТов, уменьшения токсичности промывных и сточных вод и повышения эффективности раствора, он дополнительно содержит ионы железа () при следующем соотношении компонентов, ма с . %:

Ионы цинка () 10,6-11,6 Ионы никеля ( 0,068-0,1 Ионы фосфата (РО) 24,t-27,5 Ионы нитрата (N0;) 10,5-12,4 Ионы железа () 0,046-0,07 ВодаОстальное

Изобретение относится к области обработки металлической поверхности химическим путем, в частности к получению фосфатных покрытий, и может быть использовано при обработке проволоки, труб перед холодной деформацией и при обработке стали с последующим промасливанием. Цель изобретения - сокращение расхода реагентов, уменьшение токсичности промывных и сточных вод и повышение эффективности раствора. Раствор для фосфатирова- ния металлической поверхности содержит, мас.%: ионы цинка 10,6-11,6; ионы никеля 0,068-0,1; ионы фосфата 24,1-27,5; ионы нитрата 10,5-12,4; ионы железа () 0,046-0,07; Вода- остальное. Раствор позволяет получать фосфатные покрытия скоростным и осадочным способами. Для фосфати- рования методом окунания толстой проволоки перед холодной деформацией и листовой стали перед промасливанием состав используют в количестве 36- 73 г на 1 дм водного раствора; для фосфатирования скоростным методом - 140-220 г на 1 дм водного раствора. Введение трехвалентного железа в цинкфосфатирующий раствор при определенном массовом соотношении приводит к снижению равновесных свободных кислотностей, повьппению равновесных значений рН, увеличению скорости образования фосфатного слоя, снижению массы стравленного металла и уменьшению расхода химикатов. 5 табл. (Л со 00

Состав для сфатыровйння (концентрат)

Компоненты

Содержание, нас.Х, в растворах

I

r ::D:;rz:r:i:;ii; : :i:i:i:rr: :

11,111,1 11,1

26,426,4 26,4

11,45 11,45 11,45 0,058 0,120

Таблица

Составы и хдрактеристика фосфатных покрытий, полученных при фосфатированнн лнстовоП стали 08H1 методом О1гунания при t - 75l5 C

Таблица I

10

11

11,111,110,611,,611,612,5

26,426,424,127,524,127,520,7

11,4511-,4510,3012,4010,5012,4015,50

0,058 0,0460,0700,0300,120

0,180 0,084 0,0680,1000,0450,1800,080 Остальное

Продолжение табл.2

т я .6 л и ц а

Составы и характеристика фосфапгых покрытий, полученных при фосфатированик тонкой проволоки диаметром 1-2 мм при t /S+S C в течение 22 с