Раствор для фосфатирования

 

РАСТВОР ДЛЯ ФОСФАТИРОВАНИЯ, содержащий соединения, образуюпще при диссоциации ионы цинка, кальция, нитрата, хлората, фосфата, о тличающийся тем, что, с целью получения тонких, равномерных, мелкокристаллических покрытий на электроосажденной блестящей цинковой поверхности, обладающих высокой адгезией с лакокрасочными покрытиями, он дополнительно содержит гуанидин азотно-кислый при следующем соотношении компонентов, г/л: Соединение, образующее ионы Zn (в пересчете на Zn .) 0,7-2,8 Соединение, образую .щее ионы Са (в пересчете на Са ) иЗ-5,2 Соединение, образующее ионы РО 4 (в (Л пересчете на РП . ) 8,2-32,9 Соединение, образующее ионы С10 (в пересчете на С10) 0,7-2,8 . Соединение, образую1щее ионы N0 (в пересчете на NOT ) 3,9-15,6 Гуанидин азотно1 ,0-5,0 кислый

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН а% (11) Ц11 С 23 F 7/08.ана.—"

1

r, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1,3-5,2

Ф

1,0-5,0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3262093/22-02 (22) 18.03.81 (46) 23.11.84 ° Бюл. 43 (72) В.-Ю.А.Бурокас и А.В.Мартушене (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт химии и химической технологии АН Литовской CCP (53) 621.793.62(088.8) (56 ) 1 . Пате нт США Р4 140551, кл. С 23 F 7/10, опублик ° 1979.

2. Патент Великобритании

91297715, кл. С 23 7/08, опублик. 1972.

3. Патент Великобритании

91368845, кл. С 23 1 7/08, опублик. 1974.

4. Лапатухин В.С. Фосфатирование металлов. M., Машгиз, 1958, с.53.

5. Патент Великобритании

91555529, кл. С 7 И, опублик, 1979 (прототип). (54)(57) РАСТВОР ЛЛЯ ФОСФАТИРОВАНИЯ, содержащий соединения, образующие при диссоциации ионы цинка, кальция, нитрата, хлората, фосфата, о тличающийся тем, что, с целью получения тонких, равномерных, мелкокристаллических покрытий на электроосажденной блестящей цинковой поверхности, обладающих высокой адгезией с лакокрасочными покрытиями, он дополнительно содержит гуанидин азотно-кислый при следующем соотношении компонентов, г/л:

Соединение, образующее ионы Zn (в пере14 счете на Zn )

24

0,7-2,8

Соединение, образую.щее ионы Са (в пере2 счете на Са )

Соединение, образующее ионы РО, (в

3 пересчете на РО4 ) 8,2-32,9

Соединение, образующее ионы С10з (в пересчете на С10 ) О, 7-2,8

Соединение, образую щее ионы NOq (в пересчете на N03 ) 3,9-15,6

Гуанидин азотнокислый

0,7-2,8

1 11252

Изобретение относится к химической обработке поверхности металлов, в частности к составам для осаждения промежуточного фосфатного слоя под ла- кокрасочное покрытие, 5

Известны растворы для фосфатирования поверхности стали, включающие соединения, образующие при диссоциации ионы цинка, фосфата и нитрата f1) - (3) .

Известны также растворы для фосфа" тирования черных металлов, включающие добавки гуанидина или нитрогуанидина f47 .

При использовании известньгх раст- 15 воров, как включающих названные добавки, так и без них для фосфатирования цинковой поверхности получаются толс"" тые крупнокристаллические покрытия, 1

Поскольку осаждение качественных 20 цинковых покрьггий на сложнопрофилированные изделия осуществляется из электролитов блестящего цинкования (нецианистых), возникает необходимость получения тонких мелкокристаллических про-:5 межуточных фосфатных покрьггий на электроосажденном блестящем цинке.

Наиболее близким -к предлагаемому

1 раствору является состав для фосфатирования черных металлов, содержащий 30 соединения, образующие при диссоциации ионы цинка, кальция, фосфата, нитрата и хлората (5) .

Однако при использовании известного раствора для фосфатирования блестящей цинковой поверхности образуется толстая пленка, имеющая большой привес, в связи с чем нанесенные затем лакокрасочные покрытия не обладают достаточной адгезией, прочностью 40 при изгибе и ударе, а также коррозионной стойкостью.

Цель изобретения — получение тонких, равномерных, мелкокристаллических покрытий на злектроосажденной блестя45 щей цинковой поверхности, обладающих высокой адгезией с лакокрасочными пок рьггия ми .

Поставленная цель достигается тем, что раствор дпя фосфатирования, содержащий соединения, образуощие при диссоциации ионы цинка, кальция, нитрата, хлората, фосфата, дополнительно содержит гуанидин азотно-кислый при следующем соотношении компонентов, г/л:

Соединение, образующее ионы Zn (в пересче1< ф те на Zn ) 93

Соединение, образую24 щее ионы Са (в пересчете на Са ) 1,3-5, 2

Соединение, обра3 зующее ионы РО (в пересчете .на РО ) 8,2-32,9

Соединение, образующее ионы С10 (в пересчете на 010>)

Соединение, образующее ионы ИО1 (в пересчете на NAy ) 3,9- 15,6

Гуанидин азотнокислый

О, 7-2,8

1, 0-5,0

В качестве источников указанных ионов в растворе могут быть использованы соли: окись цинка, окись кальция1 цинк и кальций

chocAopHo-êèñëûå однозамещенные, цинк и кальций азотно-кислые, азотная кислота, нитрат натрия, фосфорная кислота, хлораты цинка, кальция, натрия. Гуанидин азотно-кислый может быть марки" ч" (ТУ б — 09 — 3576-74) .

Основной фосфатирующий раствор готовят следующим образом.

Монофосфат цинка растворяют в небольшом объеме воды, добавляют фосфорную кислоту, затем кальций азотно-кислый, растворенный в отдельной порции воды. К полученному раствору прибавляют водные растворы гуанидина азотно-кислого и натрия хлорновато-кислого. Раствор доводят до нужного объема и корректируют при помощи едкого натра до значения рН=З, 0-3, 1.

Фосфатирование образцов проводят следующим образом.

Одинкованнь1е в электролите блестящего бесцианистого цинкования образцы (пластинки из стали Ст-3 площадью

60 см ) погружают в предлагаемый раствор и фосфатируют в течение

7 мин при 40-50 С, промывают проточной водой и сушат. Для проведения испытаний на адгезию, прочность при изгибе и ударе и коррозионную стойкость образцы покрывают лаком

АК-113 (однократным погружением) и сушат теплым сжатым воздухом.

Испьггания проводят .после выдержки образцов при комнатной температуре в течение 48 ч. Составы предлагаемого раствора для фосфатирования приведены в табл.1 Результаты испытаний представлены в табл,2, 1125293

Таблица 1

Состав г/л, по примеру

3 4 5 6

Компоненты раствора

14 14 14

1,4 1,4

1 4 1,4 !,4

2,6 2,6 2,6 2,6

Соединение, образующее ионы фосфата 3 (в пересчете на PO ) 16,5 16,5 16,5

16,5 16,5 16,5 16,5 16,5

1,4

1,4 1,4

1,4 1,4

1,4. 1,4 1,4 !

8,4 8,4 . 7,4

8,4

Гуанидин азотно-кислый

1О 20 50

5,0

1,0

Нитрогуанидин

1,0 1,0 (Гуанидин

Таблица 2

Показатели

Пример

1 ) °

Адгезия, балл 3

Прочность при изгибе,мм

3 5 3

Прочность при ударе, кгс/см 25

30 24 28

40 50

50

1,5 2

Внешний вид крк

Соединение, образуюmee ионы цинка в пес+1 ресчете на Zn ) Соединение, образующее ионы кальция (в пересчете на.

Са )

Соединение, образующее ионы хлората (в пересчете на 010 ) Соединение, образующее ионы нитрата (B пересчете íà NA ) Продолжительность обработки,мин 7

Коррозионная стойкость по методу Г.А.Акимова, мин 1

2,6 2,6 2,6 2,6

8,4 8,4 8,4 8,4

7 7 7

2 3 2. срк срк срк срк

1125293

Продолжение табл.2

Пример

Показатели

2 3 4 5 б 7 8

Привес покрытия,г/м2

10 О 7 О 10 О 8 5

6,0 4,5 3,5

12,0

Равномерность покрытия нр нр нр нр нр

П р и м е ч а н и е: р — равномерное, нр — неравномерное, крк — крупнокристаллическое, срк — среднекристаллическое, млк — мелкокристаллическое.

Для сравнения приведены результаты испытания оцинкованных образцов, ВИИИПИ Вакаа 8440/21 Тираж 899 - Подписное

Фщщаа ШШ "Яатеа г", r.Óèãîðîä, ул.проектиаа, 4

Внешний вид Аосфатных покрытий . оценивается визуально и отмечается их равномерность и кристалличность.

Привес Аосфатных пленок определяют взвешиванием образцов после АосАатирования и затем после снятия покрытия в 25Х-ном растворе хромового ангидрида, Адгезия определяется методом надреза (ГОСТ 15140-69, высот кая — 1 балл, низкая — 4 балла .

Прочность при изгибе определяется по ГОСТ 6806-73. Прочность при ударе определяется (ГОСТ 4765-73) на при- ЗО боре У-1. Вес груза 1 кг. Отсутствие трещин на образце при высоте падения груза 50 см считается хорошей прочностью при ударе.

Коррозионная стойкость покрытий проверяется ускоренным капельным методом Г.В.Акимова. Для испытания каплю раствора, содержащего 40 мл

0,4N Си$04 20 мл 107-ного NaC1 и

0,8 мл О, 1М НС1 наносят на покрытие 40 и следят за изменением цвета капли от сине-голубого до черного. Чем больше промежуток времени от момента, нанесения капли до момента изменения ее цВета, тем выше коррозионная 45 стойкость покрытия. фосфатирование которьж осуществляют в известном растворе (пример 1), а также при введении в известный раствор добавок гуанидина (примеры 7 и 8) и нитрогуанидина (примеры 5 и 6).

Приведенные экспериментальные данные показывают,.что фосфатные пленки, осаждаемые на блестящую цинковую поверхность из известного раствора и даже при введении в него известных ранее добавок (гуанидина и нитрогуанидина), не обладают параметрами, удовлетворяющими эксплуатационным требованиям — низкие адгезия, коррозионная стойкость и прочность при ударе. И только введение в известный раствор добавок гуанидина азотнокислого обеспечивает получение на блестящем элвктроосажденном цинке покрытий тонких, мелкокристаллических1 характеризующихся высокими адгезиями, прочностью при изгибе и ударе, а также коррозионной стойкостью.

Предлагаемый раствор может быть использован в различных областях металлообрабатывающей промьппленности (в машиностроении, судостроении, приборостроении и др.) для нанесения промежуточного фосфатного подслоя на сложнопрофилированные изделия, оцинкованные в электролитах блестящего (бесцианистого) цинкования.