Способ приготовления растворов фосфатирования
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.
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 фосфатирования | Добавки в растворы фосфатирования | Внешний вид фосфатных покрытий | Анализ 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 кристаллов | 19,3-3,5 | - |
| NaOH - 1 г/л | Серое, равномерное | 16,9-1,7 | 6,2 | |
| Фоскон-203 - 1 г/л | Темно-серое, равномерное | 19-2,8 | 1,5 | |
| Пример 2 КФ - 7-45 г/л | - | Несплошное, состоящее из отдельных кристаллов | 35,7-7,6 | - |
| NaOH - 1 г/л | Серое, плотное, равномерное | 32-4,8 | 6,4 | |
| Фоскон-203 - 1 г/л | Темно-серое, плотное, равномерное | 34,6-7 | 1,5 | |
| Пример 3 КЦФП - 60 г/л | - | Светло-серое, кристаллическое, рыхлое | 43,7-7,7 | - |
| NaOH - 1 г/л | Серое, среднекристаллич. | 41,2-5,1 | 4,6 | |
| Фоскон-203 - 1 г/л | Светло-серое, мелкое | 42,2-6,4 | 0,5 | |
| Пример 4 ФС - 1-100 г/л | - | Темно-серое, крупнокристаллическое | 49,2-7,1 | - |
| NaOH - 1 г/л | Серое, однородное, мелкокристаллическое | 46,2-5,2 | 6,3 | |
| Фоскон-203 - 1 г/л | Серое, однородное, мелкокристаллическое | 49-6,6 | 1,4 |
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.
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.
