Фосфатирование. Общие рекомендации

Трехпозиционные агрегаты имеют три секции:

1. одновременного обезжиривания и фосфатирование,
2. промывки холодной водой,
3. промывки горячей водой.

Фосфатирование солями цинка приводит к образованию покрытий кристаллической структуры. Они имеют серый цвет и хорошо сцепляются с металлом. Такое фосфатирование является более дорогостоящим по сравнению с нанесением аморфного фосфата железа, но оно позволяет получать более качественные покрытия и считается лучшим вариантом подготовки поверхности при окрашивании порошковыми лакокрасочными материалами. Его применяют в автомобильной промышленности, приборостроении и других отраслях, где большие затраты оправдываются высоким качеством.

Химический состав ванны для получения цинкфосфатного покрытия более сложный, чем для железофосфатного. Он включает три основных компонента: растворимый фосфат металла (цинка, никеля, марганца), свободную фосфорную кислоту, окислитель.

Механизм образования покрытия отличается от механизма при аморфном фосфатировании. Отличие заключается в том, что покрытие образуется в основном из металла, содержащегося в растворе, а не того, который покрывают. Воздействуя на анодные участки поверхности металла, раствор теряет свою кислотность (рН увеличивается). Это приводит к кристаллизации фосфата цинка на катодных участках с образованием фосфатного покрытия.

Считают, что покрытие, образующееся из фосфата цинка на стальной поверхности, состоит из кристаллического тетрагидрата фосфата цинка Zn₃(PO₄)₂ x 4Н₂О (известного как гопеит) и смешанного цинк-железофосфата Zn₂Fe(PO₄)2 x 4Н₂О (известного как фосфофиллит). При наличии в растворе ионов других металлов - никеля, кобальта, марганца, кальция -они входят в состав покрытия вместо цинка. Осаждение фосфатов происходит до тех пор, пока не будет покрыта вся поверхность металла.

Окислитель, который присутствует в растворе, связывает выделяющийся водород, замедляющий реакцию, и одновременно вызывает окисление двухвалентного железа, переводя его в нерастворимый фосфат трехвалентного железа. В качестве окислителя обычно выступают нитраты, перхлораты, пероксиды, различные органические окислители.

Иногда для достижения специальных эффектов в раствор вводят различные добавки. Например, присутствие никеля, кобальта, меди может обеспечить более равномерное покрытие или ускорить процесс его нанесения. Наличие фтора улучшает покрываемость гальванизированных поверхностей, а также поверхностей алюминия или высоколегированной стали. Присутствие кальция влияет на размер и форму осажденных кристаллов фосфатов.

Фосфатирование обычно проводят в 5- или 6-позиционных агрегатах, включающих секции:

1. щелочного обезжиривания (и активации),
2. промывки,
3. фосфатирования,
4. промывки,
5. заключительной промывки.

Для улучшения равномерности покрытий перед операцией фосфатирования проводят активацию поверхности. Активатором служит титановый концентрат. Он может быть введен в состав щелочного обезжиривающего раствора либо в состав промывочных вод после операции обезжиривания.

Требования к оборудованию для нанесения покрытия из фосфата цинка более жесткие, чем при получении железофосфатного покрытия. Ввиду постоянного образования осадков в ванне должны быть предусмотрены средства для их удаления - фильтры, отстойники, пластинчатые сепараторы. Сопла системы распыления фосфатирующего раствора должны быть сконструированы таким образом, чтобы обеспечить равномерное орошение всей поверхности изделий. Теплообменники должны допускать очистку теплопередающих поверхностей; температура жидкости в них не должна быть слишком высокой. По этой причине пар под высоким давлением не рекомендуется как источник тепла.

После фосфатирования изделия до нанесения порошковой краски тщательно высушивают от воды. Во избежание повреждения покрытия при этом температура в сушильной камере не должна превышать 175 °С.

Pages: 1 2