3. Фосфатирование цветных металлов

Помимо стальных изделий фосфатированию часто подвергаются цинк, алюминий, магний и другие цветные металлы. Для цинка и алюминия фосфатные пленки служат грунтом под окраску, а для магния — средством защиты от коррозии. Ниже приведена рецеп­тура ванн для фосфатирования указанных цветных металлов

Таблица 140

Состав раствора и режим работы ванн для фосфатирования цветных металлов

Наименование компонентов и режим работы	Содержание в Г/л в растворах
	№ 1	№ 2	№ 3
Ортофосфорная кислота Азотнокислый цинк Фторборат цинка Мажеф Фтористый натрий Окись цинка Температура раствора в °С Продолжительность процесса в мин.	10—15 20 10—15 75—85 1—5	27—32 0,2—0,3 97—99 30—40	50 60—65 8 10—15 20—30 20—25

(табл. 140). Электролит № 1 применяется для фосфатирования алю­миния, электролит № 2 — для фосфатирования магния и его сплавов, а электролит № 3 — главным образом для фосфатирования цинка, но может быть использован и для обработки алюминия и некоторых его сплавов.

Глава XXIII

ЭМАЛЕВЫЕ И ЛАКОКРАСОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ

Эмалирование и покрытие металлов органическим материалами (лаки, краски), наряду с гальваническими покрытиями, находят очень большое применение для защиты металлов от коррозии. Так, например, окраске подвергается более 60% всей поверхности ме­талла, защищаемой от коррозии покрытиями, причем во многих случаях лакокрасочные покрытия применяются в сочетании с галь­ваническими, оксидными и цинк-фосфатными покрытиями. Однако эмалирование и окраска металлов не относятся к числу электро­химических методов покрытий и изучаются обычно самостоятельно, в других курсах.

Включение некоторых кратких сведений об этих видах защитно­декоративных покрытий в данный учебник обусловлено требова­ниями действующей программы по спецдисциплине «Технология электрохимических покрытий» для учащихся техникумов.

А. ЭМАЛЕВЫЕ ПОКРЫТИЯ

1. Общие сведения

Эмали представляют собой глухие (непрозрачные) белые или окрашенные легкоплавкие стекла. Они применяются для покрытия (эмалирования) тонким слоем металлических изделий с целью за­щиты их от коррозии. Кроме того, эмалирование изделий придает им красивый внешний вид. В соответствии с этим эмали подразде­ляются на две большие группы: технические и художественные. Технические эмали применяются для эмалирования изделий из чугуна и стали (бытовая посуда, стиральные машины, электрохоло­дильники, санитарно-техническое оборудование и химическая аппа­ратура: кристаллизаторы, автоклавы, вакуум-фильтры, реакторы и т. д.), а художественные эмали—для украшения изделий из золота, серебра и меди, а иногда и из черных металлов.

Технические эмали для стальных и чугунных изделий в свою очередь делятся на две группы: грунтовые и пок­ровные.

Грунтовые эмали служат для создания промежуточного силикатного слоя между металлом и покровной эмалью. Грунтовая эмаль изолирует поверхность металла от воздейств*;. _{| пП}озионной среды. Наличие такого промежуточного слоя улучшае! 1-_цепление покрытия и в целом благоприятствует получению более печных эмалевых покрытий. Промежуточный слой компенсирует механи ческие и термические напряжения, возникающие между металлом и покровной эмалью.

Покровные эмали служат для защиты грунта от меха­нических повреждений и придают изделиям красивый внешний вид. Эти эмали, кроме того, Должны обладать достаточно высокой хими­ческой стойкостью в различных агрессивных средах. Покровные эмали бывают глухие — белые (криолитовые, оловянные, сурьмя­ные, циркониевые и др.) и окрашенные, а также прозрачные — бесцветные и окрашенные.

В соответствии с указанными назначениями к грунтовым и по­кровным эмалям предъявляют следующие требования. Температура плавления грунтовой эмали должна быть на 50—100° выше темпера­туры плавления покровной эмали. Температура плавления грунтовых эмалей обычно составляет 800—1000°, а покровных эмалей 750— 900°.

Эмали в зависимости от их состава и условий получения могут отличаться повышенной кислото- и щелочестойкостью, термостой­костью и иметь любую окраску. Для приготовления эмалей ма­териалы, входящие в состав шихты, сплавляют в печах при тем­пературе 1150—1300° и вливают расплав в воду для гранулиро­вания. Гранулы эмали размалывают в шаровых мельницах с во­дой и глиной для получения эмалевого шликера, который поступает затем в цех эмалирования.

В последнее время разработана новая технология грануляции, схематически показанная на фиг. 139. Расплавленная эмаль из печи 1 вытекает струей 2 на валки 3, охлаждаемые изнутри водой. Из-под валков выходит лента охлажденной эмали 4 шириной 500—600 мм и толщиной 0,5—0,8 мм, которая на вибрационном транспортере 5 распадается на отдельные лепестки размером 6—10лш. Полученная эмалевая фритта подается транспортером через ма­гнитный сепаратор в упаковочную машину 6 или бункер запаса. Производительность описанной установки составляет 400—500 кГ/ч.

2. ТЕХНОЛОГИЯ ЭМАЛИРОВАНИЯ И ПРИМЕНЯЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Металлические изделия перед эмалированием, так же как и перед нанесением других видов покрытий, подвергают химической или пескоструйной очистке. На крупных предприятиях химическая очистка изделий осуществляется на конвейерных установках; в этом случае длительность всего процесса очистки (обезжиривание, трав­ление, промывка, нейтрализация и сушка) составляет около 4 мин.

Для нанесения эмали применяют либо мокрый, либо сухой (пудровый) способ. Технология грануляции эмали представлена

на фиг. 139. Эмалирование по мокрому способу складывается из следующих операций:

1. нанесение грунтовой эмали погружением, обливом или пуль­веризацией;

2. сушка покрытых изделий;

3. обжиг первого слоя эмали в печах непрерывного или периоди­ческого действия;

4. охлаждение изделий;

5. нанесение покровной эмали;

6. обжиг эмали в тех же печах.

Из перечисленных операций наиболее трудоемкой является по­крытие изделий эмалевым шликером. Плоские детали, подлежащие

покрытию, укладываются на транспортер, который проходит через камеру с непрерывно действующими пульверизаторами. Покрытие полых изделий производится на специальных устройствах.

Одно из таких устройств, применяемое для покрытия цилиндров водогрейных установок, показано на фиг. 140. Изделия поступают в камеру на транспортере. В камере они приподнимаются роли­ками и получают медленное вращение, во время которого произво­дится пульверизация внутренней поверхности при помощи пульве­ризаторов. При сухом способе эмалирования изделия предвари­тельно нагревают в печах. Затем раскаленные изделия извлекают из печи, опудривают 2—3 раза с помощью электрических сит тонким порошком эмали и обжигают каждый слой до полного расплав­ления эмали.

В последнее время Е. Н. Подклетновым разработана и внедрена в промышленность совершенно новая технология эмалирования, основанная на индукционном нагреве изделий токами высокой ча­стоты. При этом вместо нагрева металла на всю толщину, как это

делается в обжигательных печах, нагревается лишь поверхностный неглубокий слой металла. Было установлено, что одновременное оплавление эмали по всей поверхности, производимое в печах, можно заменить оплавлением отдельных участков поверхности в электро­магнитном поле с последующим оплавлением промежуточных участ­ков; при этом места сплавления эмалевых пленок по своим свой­ствам не отличаются от основной эмалевой пленки. На основании этих данных были созданы уста­новки, в которых обжиг эмалей производится в электромагнитном поле на механических станках с автоматическим управлением.

Фиг. 140. Устройство для покрытия больших цилиндров водогрейных уста­новок.

Одна из таких установок пред­ставляет собой неподвижный коль­цевой индуктор с тележкой, на которой располагается эмалиру­емое изделие. Существуют также установки, в которых изделие укрепляется неподвижно, а ин­дуктор совершает рабочее движе­ние вдоль изделия.

Предложенный Е. Н. Подклет­новым метод эмалирования на станках-автоматах имеет большие преимущества перед процессом эмалирования в печах:

1. значительно сокращается продолжительность процесса эмали­рования;

2. индукционная установка экономичнее печных установок;

3. качество эмали, полученной на индукционных установках, лучше, чем эмали, полученной на печных установках;

4. имеется возможность эмалирования больших поверхностей при относительно малой мощности генератора;

5. исправление брака возможно без удаления эмали со всей по­верхности изделия.

Б. ЛАКОКРАСОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ