Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Ilin-2011.doc
Скачиваний:
36
Добавлен:
19.08.2019
Размер:
1.56 Mб
Скачать

26. Фосфатирование поверхности металлов.

Процесс обработки поверхности Ме р-ми фосфорно-кислых солей, в результате которого на поверхности образуются соли нерастворимых в воде фосфатов Ме: Ме2НРО4, Ме3(РО4)2 Фосфатируют обычно черные металлы (кроме чугуна и стального литья), реже алюминий, цинк.

Цель - повышение противокоррозионной стойкости (резкое торможение анодного процесса), улучшение адгезии ЛКП, увеличение долговечности (≈в 10 раз).

Фосфатированию подвергают изделия, эксплуатируемые в жестких и особо жестких условиях.

Фосфатирование – это типичный электрохимический процесс.

В растворе: Me(H2PO4)2 = Me2+ + 2H2PO4-

H2PO4- = H+ + HPO42-

HPO42- = H+ + PO43-

На аноде: Ме = Ме2+ + 2e

2Ме2+ + 2H2PO4- = Me3(PO4)2↓ + 4H+

3Ме2+ + 2HPO42- = Me3(PO4)2↓ + 2H+

На катоде: 2H+ +2е = H2

Т.к. ионная реакция на пов-ти металла происходит быстрее, чем процессы диффузии ионов в р-ре, у пов-ти быстрее достигается насыщение р-ра и образование фосфатного слоя.

У поверхности локальное повышение рН, вызванное ассимиляцией ионов Н+.

В зависимости от характера образующихся фосфатов различают кристаллическое и аморфное фосфатирование, по условиям процесса - нормальное, ускоренное, холодное.

Кристаллическое наиболее распространено в промышленности. Для его проведения используют соли двухвалентных металлов - монофосфат цинка Zn(H2PO4)2.H2O и марганцево-железный фосфат (соль «Мажеф» - смесь однозамещенных фосфатов магранца и железа, смесь 9:1). Из растворов образуется покрытие толщиной 2-25 мкм и массой 1-10 г/м2. pH раствора 3.0-3.6. Фосфатный слой неразрывен с металлом, изменяет природу поверхности, препятствует коррозии. Цвет от серого до темно-серого.

Аморфное фосфатирование, в отличии от кристаллического, связано с использованием в качестве фосфатирующих агентов ортофосфорных к-т и их кислых натриевых или аммониевых солей NaH2PO4, Na2H2P2O7, (NH4)2HPO4.

3Fe+4NaH2PO4 = Fe3(PO4)2 + 2Na2HPO4 + 3H2

Толщина фосфатного слоя обычно не превышает 1 мкм. По защитной способности аморфные покр-ия уступают кристаллическим. По сравнению с нефосфатированным металлом их пассивность выше и лучше смачиваемость ЛКМ. рН=5-6 Т=60-80С 10-40 минут

Обычное, или нормальное фосфатирование - проводят погружением изделий в раствор соли «Мажеф» концентрацией около 35 г/л. Температура раствора 90-100˚С, продолжительность 50-60 мин. Вследствие высокой температуры и длительности прцесса обычное фосфатирование (несмотря на отличное качество получаемых покр-ий) уступило место ускоренному.

Ускоренное - заключается в обработке поверхности металла растворами монофосфатов цинка, содержащими окислители (нитрит, нитрат натрия) КФ-1, КФ-3 или соединения металлов (меди), которые имеют более положительный электродный потенциал, чем железо. Добавки окислителей и меди ускоряют фосфатирование вследствие деполяризации или образования на пов-ти микрокатодных участков. В результате продолжительность фосфатирования уменьшается до 2-10 мин. 50-90С. 2 мин – струйный облив, 8-10 минут – погружение.

Холодное фосфатирование применяют для подготовки крупногабаритных изделий. Для обработки используют растворы и пасты (содержащие дополнительно например тальк). Р-ры для холодного фосфатирования отличаются повыш. содержанием солей и соответственно более высокой кислотностью. При 20-25 ˚С продолжительность фосфатирования составляет 20-40 мин.

Фосфатированные металлы хорошо смачиваются жидкими ЛКМ, достигается высокая адгезия, даже материалов, адгезия которых плохая в обычных условиях. Термостойкость фосфатных покрытий 150-220С электроизоляционные свойства.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]