Фосфатирование

Фосфатирование – это процесс получения на поверхности металла, очень тонкой, хорошо сцепленной с металлической поверхностью, плёнки нерастворимых в воде фосфорнокислых соединений. По составу, в основном, фосфаты железа, цинка и марганца. Толщина фосфатного покрытия, составляет, чаще всего, от 1 до 5 мкм.
Фосфатирование, благодаря тому, что оно является достаточно эффективным средством при защите от коррозии, находит широкое применение в судостроительной, автомобильной, сельскохозяйственной и многих других отраслях промышленности.
Получение фосфатного покрытия, перед окрашиванием металла лакокрасочными материалами, преследует в основном две цели:

повышение коррозионной стойкости металла, и как следствие, увеличение срока эксплуатации
лакокрасочного покрытия;

улучшение адгезии лакокрасочного покрытия к окрашиваемой поверхности.

Из-за очень высокой пористости плёнки фосфатного покрытия, лакокрасочный материал, наносимый на окрашиваемую поверхность, способен проникать в поры фосфатного покрытия, что обуславливает высокую адгезию лакокрасочного покрытия к фосфатной плёнке.

Фосфатная плёнка, пассивирует поверхность металла, а именно, переводит его в коррозионно–пассивное состояние.

Защитные свойства комплексного фосфатно–лакокрасочного покрытия, во много раз превосходят защитные свойства простого лакокрасочного покрытия. Чаще всего, фосфатируют поверхности изделий из чёрных металлов, которые будут эксплуатироваться в жёстких условиях, напротив, изделия из цветных металлов, фосфатируются намного реже. Процесс фосфатирования металла, заключается в обработке его поверхности фосфорнокислыми растворами. В результате этой обработки, на металлической поверхности, образуется сплошная плёнка фосфатов различных металлов, с кристаллической или аморфной структурой. Наиболее высокими антикоррозионными свойствами, обладают фосфатные плёнки, которые получены из растворов фосфатов нескольких металлов.

Для операции фосфатирования, очень часто используются готовые, жидкие фосфатирующие концентраты.

Образование фосфатного покрытия на металлической поверхности – это сложный физико-химический процесс.
При контакте фосфатирующего состава (раствор электролита) со стальной поверхностью, протекают электрохимические процессы:

- на анодных участках металлической поверхности происходит растворение железа;

- на катодных участках происходит восстановление ионов водорода из «кислого» фосфатирующего раствора;

- у поверхности фосфатируемого изделия, в приэлектродном пространстве, величина pH фосфатирующего раствора начинает увеличиваться, так как происходит уменьшение концетрации ионов водорода за счёт его деполяризации. При этом, среда в приэлектродном пространстве, становится щелочной, и происходит полная диссоциация ионов фосфорнокислых солей с образованием фосфат-ионов и гидрофосфат-ионов.

- Фосфат-ионы и гидрофосфат-ионы осаждаются на поверхности стального изделия и образуют нерастворимую фосфатную плёнку.

Фосфатное покрытие прочно связано со стальной поверхностью кристаллохимическими связями.

Цвет фосфатного покрытия может изменяться от светло-серого до тёмно-серого.

Образование фосфатов цинка и железа протекает не только на фосфатируемой поверхности, но и во всём объёме фосфатирующего раствора. Соли, образующиеся при этом, не образуют фосфатное покрытие, а выпадают в виде осадка ( шлама ). Шлам необходимо периодически удалять из фосфатирующего раствора.
Фосфатные покрытия должны обладать общими свойствами:

минимальное наличие сквозных пор в фосфатном покрытии;

мелкокристаллическая структура покрытия;

удельная масса фосфатного покрытия не должна превышать 3 г/м2.

Существует несколько способов химического фосфатирования чёрных металлов:

нормальное фосфатирование – процесс проводят при температурах порядка 95…100oС, при этом образуются фосфатные плёнки с толщиной, порядка 5…7 мкм, которые обладают хорошей адгезией и электроизоляционными свойствами, но из-за большого количества выделяющегося водорода, могут ухудшаться механические свойства металла;

«холодное» фосфатирование – образуются слишком тонкие пористые фосфатные покрытия, которые обладают не очень высокими защитными свойствами;

ускоренное фосфатирование – при этом способе фосфатирования, в рабочий раствор вводят ускорители, которые позволяют значительно сократить время проведения процесса.

Перед фосфатированием, поверхность металла должна быть очищена от продуктов коррозии, механических и жировых загрязнений. Фосфатирование проводится методами распыления или окунания.

Существуют составы, для одновременного фосфатирования и обезжиривания стали, и цветных металлов.

Факторы, оказывающие влияние на проведение процесса фосфатирования:

общая и свободная кислотность фосфатирующего раствора;

получению качественного фосфатного покрытия, способствует активирование металлической поверхности – обработка стальной поверхности суспензией фосфата титана. Активирование металла перед фосфатированием, увеличивает число центров кристаллизации фосфатного покрытия, а также позволяет уменьшить время процесса фосфатирования.

Допускается разнотонность фосфатного покрытия из-за неоднородности металлической поверхности, если при этом не ухудшаются его защитные свойства.

Итак, применение процесса химического фосфатирования металла, перед нанесением лакокрасочного покрытия, увеличивает коррозионную стойкость металла и срок защитного действия лакокрасочного покрытия.

Вы всегда можете опубликовать на сайте свою статью о лакокрасочных материалах.

www.lkmweb.ru

Комментарии

Добавить новый