Российское общество гальванотехников
и специалистов в области обработки поверхности
карта сайта
Гальванотехника и обработка поверхности №1 за 2017
Содержание
журналов:

Подписка >>
Выпуск № 1 за 2017 год

Торговый Дом “ЭЛМА”: надёжные насосы, фильтровальные установки, нагреватели, мешалки из композита
перейти в каталог...
Каталог производителей и продукции для гальваники
Материалы и химикаты
для гальванопокрытий
» цинкование » хромирование » меднение » никелирование » оловянирование » кадмирование » драгметаллами » для электроники
Конверсионные пк
» оксидирование » фосфатирование » хроматирование » хромитирование Анодирование
Нанесение покрытий на:
» титан и его сплавы » алюминий и его сплавы » ЦАМ » магний и его сплавы » нержавейку Гальванопластика Нанесение покрытий на
изделия заказчика
Оборудование и приборы
» гальванические линии » ванны из пластика » вентиляция » фильтры, насосы, ТЭНы » выпрямители » измерительные приборы » ячейки Хулла Проектирование и реконструкция
гальванических производств
Решение экологических проблем Автоматизация процессов
Покрытия сплавами
» на основе меди » на основе никеля » на основе олова » на основе цинка
Хим. покрытия
» золотые » медные » никелевые Подготовка поверхности Аноды

Rambler's Top100

Вопросы – Ответы

Холодное химическое фосфатирование стальной втулки

Вопрос.

Уважаемый Владимир Иванович!

Подскажите, пожалуйста, рецепт холодного химического фосфатирования для втулки длиной 110 мм с наружным диаметром 74мм и внутренним диаметром 60мм стали марки С-60 ГОСТ 10230-75* при массовом производстве. Покрытие наносится с целью повышения коррозийной стойкости данного металла.

В связи с организацией производства данной втулки просим Вас ускорить ответ.

С уважением, инженер-технолог Коняев Иван.

 

Ответ.

Несмотря на кажущуюся простоту, процесс холодного фосфатирования достаточно сложный и зависит от многих факторов. Дело в том, что фосфатирующий раствор должен находиться в равновесном состоянии и даже незначительные отклонения состава раствора и режимов от рекомендуемых значений выводят его из равновесия, что обычно сопровождается либо выпадением шлама, либо снижением скорости роста фосфатной плёнки.

Для начала я рекомендую Вам приобрести новое учебное пособие по фосфатированию и изучить его. В этой книге имеется много полезной информации. Книга является при-ложением к журналу «Гальванотехника и обработка поверхности».

Фосфатирование: учеб. пособие/ Н.С. Григорян, Е.Ф. Акимова, Т.А. Ваграмян. : Глобус, 2008.– 144 с.

А сейчас несколько слов по существу вопроса.

Не имея полной информации о состоянии гальванического производства на Вашем предприятии, о возможностях приобретения дополнительного оборудования (фильтровальные установки, деминерализаторы и др.) затруднительно дать заочно однозначные рекомендации по выбору фосфатирующего раствора. Но некоторую информацию к размышлению я приведу.

Для фосфатирования с целью повышения коррозионной стойкости в настоящее время разработано и успешно применяются несколько фосфатирующих концентратов.

В частности: КФ-3, КФ-7, КФЭ-1 и КФЭ-3.

В таблице приведены основные характеристики этих растворов.

Состав Температура, °С Свободная кислотность, точки Масса фосфатного слоя, г/см3
КФ-3 50 – 55 0,3 – 1,1 3 – 5
КФЭ-3 55 – 65 1,9 – 2,5 6 – 12
КФ-7 70 – 80 4,0 – 4,3 5 – 15
КФЭ-1 95 – 98 9 – 12 15 – 30

Обратите внимание на соотношение рабочей температуры и свободной кислотности (это очень важно для принятия решения по выбору раствора фосфатирования).

Из данных, приведённых в таблице, видно, что понижение температуры неизбежно связано с понижением свободной кислотности и снижением удельной массы фосфатного слоя.

Для надёжной антикоррозионной защиты требуются слои с массой 10 – 30 г/м2.

Из таблицы видно, что масса фосфатного слоя прямопропорционально связана с температурой раствора и величиной свободной кислотности. К сожалению, данная закономерность не в пользу низкотемпературных растворов.

Каждый из растворов, приведённых в таблице, имеет свои недостатки и достоинства.

 

Достоинства низкотемпературных растворов:

  • Меньшие затраты энергоносителя на разогрев и поддержание рабочей температуры.
  • Невысокое испарение (требуется менее мощная вентиляция).
  • Структура фосфатного слоя более плотная и мелкокристаллическая.

 

Недостатки низкотемпературных растворов:

  • Более низкая масса фосфатного слоя, меньшие защитные свойства.
  • Технология нанесения фосфатных покрытий из низкотемпературных растворов более сложная и чувствительна к колебаниям параметров процесса.
  • Очень низкая свободная кислотность.

    В этих растворах вследствие низкой свободной кислотности (без её регулярной корректировки) уже после нескольких загрузок наблюдается более сильное шламообразование, которое приводит к появлению белого налёта на поверхности фосфатной плёнки, снижению её защитных свойств, переходу основных ценных компонентов раствора (однозамещённых фосфатов) в шлам.

    Из-за малого количества свободной фосфорной кислоты выпадающий шлам не растворяется и не переходит обратно в однозамещённые фосфаты. Для удаления шлама желательна частая или непрерывная фильтрация раствора фосфатирования.

    Растворы с низкой свободной кислотностью более прихотливы в работе. Эти растворы требуют более частого анализа и частой корректировки кислотности. Они более чувствительны к солям жёсткости. По этой причине предшествующую промывку желательно проводить в деионизированной воде. Сами растворы фосфатирования и растворы активации тоже желательно готовить на деионизированной воде.

  • Низкотемпературные растворы требуют более высокой культуры производства.

 

Низкотемпературные растворы очень экономичны с точки зрения затрат тепловой энергии. Они незаменимы при струйной обработке, т.к. распыление растворов с температурой 98°С приводит к недопустимо сильному парообразованию. Несомненно, что будущее за низкотемпературными растворами фосфатирования.

Высокотемпературные растворы благодаря высокой свободной кислотности менее склонны к шламообразованию. В нерабочее время, когда раствор охлаждается, равновесие гидролиза однозамещённых фосфатов смещается влево и шлам, выпадающий в процессе фосфатирования, частично растворяясь - регенерируется. Кроме того, высокотемпературные растворы легче переносят соли жесткости, поэтому можно ограничиться использованием водой питьевого качества. При покрытии методом погружения высокотемпературные растворы допускают большую плотность загрузки в ванне фосфатирования, что имеет большое значение при большой производственной программе.

Как видите, выбор зависит от условий эксплуатации фосфатируемых деталей (требуемой толщины покрытия) и возможностей Вашего предприятия обеспечить всё то, что требуется для нормальной работы низкотемпературных растворов.

Можно, например, выбрать средний вариант – КФ-7.

В этом растворе при умеренной температуре (70°С) и достаточно высокой кислотности можно получать оптимальную толщину фосфатного слоя и мороки со шламообразованием будет меньше.

Необходимо отметить, что растворов фосфатирования с температурой ниже 50°С вообще не существует, т.к. в этом случае раствор фосфатирования должен будет иметь щелочную реакцию, а это приведёт к смещению равновесия гидролиза вправо настолько, что весь растворимый однозамещённый фосфат перейдёт в трёхзамещённый и полностью выпадет в шлам.

Доц. В.И. Мамаев

01.06.2010

Курсы повышения квалификации
в I полугодии 2017 года
Новые материалы на сайте
Книги по гальванике (скачать)
Тезисы докладов конференции «Покрытия и обработка поверхности» – 2015, 2014, 2013
«Вопросы – ответы»
Чёрное блестящее покрытие
Покрытие титаном
Растрескивание и отслоение от стали цинкового покрытия с ЛКП на деталях с винтовым соединением
Покрытие алюминия для работы в сильнощелочной среде
Вопрос о Курсах повышения квалификации по гальванике
Рекомендуемые книги по гальванике и гальванотехнике
Оксидирование алюминия и его сплавов. Скопинцев В.Д. (2015)
Никелирование. Мамаев В.И., Кудрявцев В.Н. (2014)
Сборник практических материалов для работников гальванических цехов (2012)
Цинкование. Техника и технология. Окулов В.В. (2008)
Фосфатирование. Григорян Н.С., Акимова Е.Ф., Ваграмян Т.А. (2008)
Электролитическое хромирование. Солодкова Л.Н., Кудрявцев В.Н. (2007)
Промывные операции в гальваническом производстве. Виноградов С.С. (2007)
Организация гальванического производства. Оборудование, расчёт производства, нормирование. Виноградов С.С. Изд. 2-е, под редакцией проф. В.Н. Кудрявцева (2005)
Экологически безопасное гальваническое производство. Виноградов С.С. Изд. 2-е, под ред. проф. В.Н. Кудрявцева (2002)
ООО «Навиком» представляет выпрямители «Пульсар СМАРТ»

 

ООО «Точность» – пружины, шайбы, кольца из ленты и проволоки

© Российское общество гальванотехников - www.galvanicrus.ru, 2007—2017