Способ фосфатирования железокобальтового сплава



Способ фосфатирования железокобальтового сплава
Способ фосфатирования железокобальтового сплава
Способ фосфатирования железокобальтового сплава
Способ фосфатирования железокобальтового сплава
Способ фосфатирования железокобальтового сплава

 


Владельцы патента RU 2560891:

Федеральное государственное унитарное предприятие Федеральный научно-производственный центр "Производственное объединение "Старт" им. М.В. Проценко" (ФГУП ФНПЦ "ПО "СТАРТ" им. М.В. Проценко") (RU)

Изобретение относится к химической обработке поверхности металла, в частности железокобальтовых сплавов. Фосфатирование железокобальтового сплава осуществляют при температуре 95-98°C в течение 2-3 минут в растворе, содержащем, г/дм: P2O5 - 7,4…9,8, Mn2+ - 2,1…2,8, Zn2+ - 11,0…13,0, N O 3 - 21,0...25,0, N O 2 - 0,3…0,5. Фосфатирование проводят в динамическом режиме. Изобретение позволяет получить плотные, мелкокристаллические однородные электроизоляционные фосфатные пленки толщиной 3-5 мкм, имеющие величину пробивного напряжения 200-300 В и обладающие защитными свойствами, достаточными для предотвращения коррозии на поверхности детали в межоперационный период. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к химической обработке поверхности металла, в частности железокобальтовых сплавов, для получения адгезионного и электроизоляционного покрытия толщиной 3-5 мкм.

Поиск по источникам научно-технической и патентной информации показал, что вопросы фосфатирования железокобальтового сплава освещены в работе сотрудников Саратовского Государственного университета им. Чернышевского (Сернов Ю.В., Ильина Л.К., Кучинская М.М. Анодное фосфатирование железокобальтового сплава/ Защита металлов, 1985, т. 11, с. 287-289). В данной работе для анодного фосфатирования железокобальтового сплава 49КФ-2 ВИ предложен раствор: 1,7 М H3PO4+0,12 М HNO3 + М 0,12 М NaF+0,85 М Zn2+ + NaOH до pH 2,3, позволяющий реализовать ускоренное (5-10 мин) получение коррозионно-стойких покрытий.

С другой стороны, основная часть патентной информации посвящена вопросам получения фосфатных покрытий для защиты от коррозии. К таким способам, в частности, относятся следующие изобретения, заявленные от ОАО «ФК».

Способ получения фосфатного покрытия, включающий обработку металлической поверхности раствором, содержащим ионы цинка, никеля, фосфата и нитрата, который корректируют по мере необходимости раствором, содержащим, мас.%: Zn - 12,0-14,0, P2O5 - 14,4-18,0, NO3 - 11,1-13,7, SO4 - 3,0-4,0, Ni - 0,08-0,1, ClO3 - 0,1-0,3, вода остальное. Корректирующий раствор добавляют к исходному в количестве 4-5 г/дм3 (Пат. РФ №2070617, МПК C23C 22/07. Способ получения фосфатного покрытия/Л.Б. Скворцова, Е.А. Набатова, В.А. Чумаевский. - №93013243/02; заявл. 15.03.93; опубл. 20.12.96).

Способ фосфатирования металлической поверхности в растворе при следующем соотношении компонентов, мас.%: ионы цинка 1,15-3,06, ионы фосфата (P2O5) 08,6-2,49, ионы нитрата 1,7-4,25, ионы никеля 0,0096-0,029, диамид угольной кислоты 0,048-0,2, отход производства пропионовой кислоты 0,0017-0,092, вода - остальное, причем раствор нагревают до 70-75°C и фосфатируют 10-15 мин (Пат. РФ №2113541, МПК C23C 22/73, C23C 22/17. Способ фосфатирования металлической поверхности / Е.А. Набатова, В.А. Чумаевский. - №96110710/02; заявл. 28.05.96; опубл. 20.06.98).

Способ получения фосфатного покрытия, включающий обработку поверхности металла водным раствором, содержащим ионы цинка, фосфата, нитрата, при этом для получения мелкокристаллического корррозионно-стойкого фосфатного покрытия при температуре фосфатирования 30-45°C за время 2-10 минут, водный раствор дополнительно содержит ионы кальция при следующем соотношении компонентов, г/л: Zn2+ 1,527-3,225; P2O5 4,347-8,385; N O 3 0,822-1,935; Ni2+ 0,023-0,086; ClO3- 0,587-1,505; Ca2+ 0,06-0,157 (Пат. РФ №2240378, МПК C23C 22/22. Способ получения фосфатного покрытия / Н.В. Варенцов и др. - №2002121550/02; заявл. 06.08.02; опубл. 27.02.04).

Наиболее близким по составу обработки поверхности является способ фосфатирования металлической поверхности раствором, содержащим следующие компоненты, г/л: Zn2+ 0,8-4,3; MN2+ 0,4-2,4; P2O5 4,1-18,5; NO3 1,1-5,5; гидроксиламин сернокислый 2,6-13,0; вода - остальное, при температуре 30-45°C (Пат. РФ №2210624, МПК C23C 22/13, C23C 22/18. Способ фосфатирования металлической поверхности/Е.И. Казеннова, М.Н. Бонокина, В.А. Чумаевский. - №2000115351/02; заявл. 13.06.2000; опубл. 20.05.2002).

Задачей заявляемого способа является получение плотной, мелкокристаллической однородной электроизоляционной фосфатной пленки толщиной 3-5 мкм, имеющей величину пробивного напряжения 200-300 В с защитными свойствами, достаточными для предотвращения коррозии на поверхности детали в межоперационный период.

Поставленная задача достигается тем, что фосфатирование железокобальтового сплава осуществляют при температуре 95-98°C в течение 2-3 минут в растворе, содержащем ионы цинка, марганца и фосфата, а также нитрат-ионы и нитрит-ионы при следующем соотношении компонентов, г/дм3:

P2O5 - 7,4…9,8;

Mn2+ - 2,1…2,8;

Zn2+ - 11,0…13,0;

N O 3 - 21,0…25,0;

N O 2 - 0,3…0,5.

Фосфатирование проводят в динамическом режиме. Фосфатирование железокобальтовых сплавов в традиционных составах лимитируется растворением кобальта, в результате чего последний обогащает обрабатываемую поверхность и замедляет процесс формирования фосфатного покрытия. Образование сплошной фосфатной пленки на поверхности данных сплавов можно интенсифицировать при помощи наложения на детали внешнего потенциала, ультразвука, введения в состав раствора фторидов или же комбинацией этих факторов, что значительно усложняет аппаратурное оформление технологического процесса. Данных затруднений удалось избежать в заявляемом способе за счет введения в фосфатирующий состав комбинированного ускорителя, состоящего из нитрат-ионов и нитрит-ионов. Таким образом, вместо моно-ускорителя в растворе использовался комбинированный ускоритель, представляющий собой по сути окислительно-восстановительную пару, в присутствии которой резко возрастает скорость растворения кобальта.

Пример.

Испытания проводили на деталях из железокобальтового сплава 49К2ФА. Обрабатываемые детали, предварительно подвергнутые термической обработке, вертикально устанавливают партиями (из расчета по 50 штук на один литр раствора фосфатирования) на специальные штанги, которые во избежание взаимодействия с фосфатирующим раствором защищены инертным материалом (плотно прилегающей к штанге гибкой полипропиленовой трубкой).

Детали обезжиривают в растворе состава (г/дм3): NaOH - 10; Na3PO4·12H2O - 35; Na2CO3 - 30; Na2SiO3 - 7, при температуре 22°C в течение 10-15 минут. Промывку деталей осуществляют струйным методом в течение 1 минуты сначала в горячей, а затем в холодной воде. Перед фосфатированием детали ополаскивают иммерсионным методом в дистиллированной воде комнатной температуры.

Фосфатирование проводят при температуре 96°C в течение 3 минут раствором при следующем соотношении компонентов, г/дм3: P2O5 - 7,4; Mn2+ - 2,1; Zn2+ - 11,0; N O 3 - 21,0; N O 2 - 0,3.

Во избежание слипания деталей между собой процесс фосфатирования проводят в динамическом режиме при энергичном встряхивании штанги. После этого проводят промывку деталей струйным методом в течение 1 минуты сначала в горячей, а затем в холодной воде. Высушивание деталей осуществляют в струе теплого воздуха.

Данные о зависимости технических характеристик фосфатных пленок от состава раствора фосфатирования приведены в таблице.

Анализ полученных данных показал, что вариант 1 является оптимальным составом для получения покрытий с наилучшими техническими характеристиками. Внешний вид этого покрытия представлен на рис. 1.

Повышение или понижение концентрации какого-либо компонента приводит к изменению характеристик фосфатного покрытия. Так, при увеличении ионов марганца и цинка при одновременном снижении нитрат-ионов (вариант 4, рис. 2), могут формироваться покрытия с повышенными значениями толщины и поверхностной плотности.

В случае одновременного снижения концентраций обоих ускорителей (нитрат-ионов и нитрит-ионов) до минимально допустимого уровня на фоне повышенного содержания ионов марганца формируется дефектное, осыпающееся крупнокристаллическое покрытие с низкими электроизоляционными и защитными свойствами (вариант 2, рис. 3).

При пониженном содержании ионов марганца, но повышенных содержаниях ионов цинка и нитрат ионов фосфатные пленки обладают сравнительно небольшими значениями толщины покрытия и поверхностной плотности, но в то же время имеют достаточно высокую защитную способность (вариант 7, рис. 4).

1. Способ фосфатирования железокобальтового сплава, включающий обработку поверхности раствором, содержащим ионы фосфата, марганца, цинка и нитрат-ионы, отличающийся тем, что раствор дополнительно содержит нитрит-ионы при следующем соотношении компонентов, г/дм3:

P2O5 7,4…9,8
Mn2+ 2,1…2,8
Zn2+ 11,0…13,0
NO3 - 21,0…25,0
NO2 - 0,3…0,5,

а обработку поверхности проводят при температуре 95-98°C в течение 2-3 мин.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фосфатирование проводят в динамическом режиме.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению листа из электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющего на наружной поверхности не содержащую хром пленку с отличной стойкостью к отжигу и хорошими магнитными характеристиками.

Изобретение относится к фосфатированию металлических поверхностей из стали, оцинкованной или оцинкованной легированной стали, алюминия, алюминированной или алюминированной легированной стали.

Изобретение относится к защите металлов от коррозии и предназначено для предварительной обработки поверхности металлов под последующее нанесение лакокрасочного покрытия, в частности методом электрофореза.

Изобретение относится к обработке стальных деталей перед фосфатной химической конверсионной обработкой. .

Изобретение относится к химической конверсионной обработке стального материала, который получен с использованием способа поверхностной обработки и жидкости для обработки, в частности, к поверхностно-обработанному материалу, обладающему превосходной устойчивостью к задиранию.
Изобретение относится к химической обработке поверхности металла на основе железа перед нанесением лакокрасочных покрытий (ЛКП). .

Изобретение относится к составам, используемым для получения защитных марганец-фосфатных покрытий толщиной не более 5 мкм на стальных и чугунных поверхностях, эксплуатируемых в условиях трения.
Изобретение относится к химической обработке поверхности металла, в частности к составам для обработки поверхности металла на основе железа и оцинкованной стали, которые особенно пригодны для обработки изделий, имеющих сложные конфигурации поверхности, такие как кузова автомобилей, перед нанесением лакокрасочных покрытий (ЛКП).

Изобретение относится к способам фосфатирования поверхностей металлов водными кислыми растворами. .

Изобретение относится к химической обработке поверхности металлов путем нанесения фосфатного покрытия и может быть использовано в автомобилестроении, приборостроении, металлургической и метизной промышленности для получения покрытий с износостойкими антифрикционными свойствами.

Изобретение относится к жидкости для осаждения покрытия из фосфата цинка на металлический материал путем химической конверсионной обработки, представляющей собой водный раствор с рН от 3,6 до 4,4, содержащий от 500 до 4000 ч./млн фосфат-ионов и от 300 до 12000 ч./млн ионов цинка.
Изобретение относится к антикоррозионной защите стальной арматуры. Раствор для холодного фосфатирования стальной арматуры содержит, вес.ч.: соль мажеф 35-50; Zn(NO3)2 50-75; NaNO2 3-4; глюкоза 1-2; этилендиаминтетрауксусная кислота 5-8; препарат ОП-4 2-3; препарат ОП-7 2-3; препарат ОП-10 3-5; вода 1000.

Изобретение относится к обработке стальной поверхности, в частности к фосфатированию стальной поверхности, и может быть использовано в металлургической промышленности, а также машиностроении при производстве проволоки, калиброванного металла, деталей машин, труб.
Изобретение относится к области производства концентратов фосфатирования, применяемых в автомобилестроительной, машиностроительной и других отраслях промышленности для нанесения фосфатного покрытия.
Изобретение относится к химической поверхностной обработке металлических материалов и формированию на их поверхности металлозащитных покрытий для защиты от коррозии.

Изобретение относится к средству антикоррозионной защиты стальной арматуры, используемой в производстве железобетонных изделий и конструкций. .

Изобретение относится к составам для химической обработки поверхности металла, предотвращающим коррозию металла и предназначенным для подготовки поверхности металла к нанесению лакокрасочных покрытий без предварительного удаления продуктов коррозии.

Изобретение относится к составам для получения защитного фосфатного покрытия, используемым для подготовки поверхностей металлических изделий и конструкций, и может быть использовано перед окраской в металлообрабатывающей и машиностроительной промышленности.
Изобретение относится к химической обработке поверхности металла, в частности к составам для обработки поверхности металла на основе железа и оцинкованной стали, которые особенно пригодны для обработки изделий, имеющих сложные конфигурации поверхности, такие как кузова автомобилей, перед нанесением лакокрасочных покрытий (ЛКП).

Изобретение относится к химической обработке поверхности металла путем нанесения фосфатного покрытия и может быть использовано в автомобилестроении, приборостроении, металлургической и метизной промышленности. Раствор для фосфатирования металлической поверхности содержит, г/л: Zn2+ 4,55-8,0, P2O5 7,8-14,0, NO3 - 9,1-16,0, Mn2+ 1,17-2,8, Ni2+ 0,07-0,2, F- 0,52-0,8, карбоновая кислота 0,19-0,3, вода - остальное, причем соотношение ионов Mn2+ к ионам Zn2+ составляет (0,257-0,615):(1,0-1,758). В качестве карбоновой кислоты раствор содержит диоксиянтарную, щавелевую или лимонную кислоту. Изобретение позволяет получить мелкокристаллическую фосфатную пленку с оптимальной массой фосфатного покрытия при температуре фосфатирования 55-70°C, при этом обеспечивает получение покрытий с высокими защитными и износостойкими свойствами. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Наверх