Раствор для фосфатирования металлической поверхности

,8) 5,0 - 2,00.04 - 0.94,0 - 21.09.0 - 30,0 04 э ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4649507/02 (22) 09.11.88 (46) 30,07.91. Бюл. (71) Буйский хими бильный завод им (Произ водственн вич"), Ленинского комсомолаое обьединение "Моск(54)РАСТВОР ДЛЯ ФОСфАТИРОВАНИЯМЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ(57) Изобретение относится к химическойобработке поверхности металлов, в частноИзобретение относится к химической обработке поверхности металлов, в частности к составам для нанесения фосфатного слоя под лакокрасочное покрытие, и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности.Цель изобретения. - увеличение прочности фосфатного покрытия при изгибе.Пример. Изображенный раствор для фосфатирования металлической поверхности перед нанесением лакокрасочных материалов содержит, г/л:Ионы Еп,г+ ою.2 ь 2 ао 1 666576 А 1 сти к составам для нанесения фосфатного слоя под лакокрасочное покрытие и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности. Цель - увеличение прочности фосфатного покрытия при изгибе. Изобретенный раствор для фосфатирования метал. лической поверхности перед нанесением лакокрасочных материалов содгержит, г/л; ионы цинка 5,0-22,0; ионы И 1 0,04-0,9; ионы РО 4 э 4,0-21,0; иОны воз 9,0-30,0; купферрон (С 6 НБМ.ИООИН 4) 0,001-0,1. Дополнительное введение в раствор купфер- рона позволяет увеличить прочность фосфатного покрытия при изгибе. 1 табл,(Купферрон аммониевая соль й-нитрозо-й-фенил гидроксиламина С 6 Н 5 й. ИОф ОМН 4 0 001 0,1Приготовление фосфатирующего раствора по изобретению проводят, например, путем разбавления воды концентрированного раствора, содержащего, мас.:Ионы Еп + 10,8 - 12,0 М 0,08 - 0,12 РО 4 7,76 - 9,37 Ионы МОз 18,0 - 20,0 Куферрон 0,02 - 0,06 Воду Остальное В качестве источников указанных ионов в растворе могут быть использованы следующие химические вещества: окись цинка, цинковые белила, азотно и фосфорный цинк, азотнокислый никель, азотная кисло 166657650 та, фосфорная кислота и купферрон, (См,ГОСТ 5857-74).Купферрон-амониевая соль й-нитрозо й-фенил гидроксиламин (СбН 51 Ч МО ОИН 4)известен как реагент для разделения экстрацией, осаждением для гравиметрического и фотометрического определенияметаллов, например, Сц(11) Ге(111) В 1(111), скоторыми образует внутрикомплексные соединения. Купферрон обладает свойством, осаждать ионы двухвалентного железа вкислой среде, часть которых переходит враствор на первой стадии процесса фосфо, тирования. Осажденные частицы являютсяцентрами кристаллизации фосфатов цинкаи железа в последующем процессе фосфатирования при повышении рН приэлектродного слоя раствора.Наличие многочисленных центров кристаллизации позволяет получить мелкокристаллические покрытия с минимальнымпересыщением раствора в приэлектродномслое при повышении РН, Введение в фосфатирующий раствор купферрона в количестве 0,001 - 0,1 г приводит к улучшениюфизико-механических свойств покрытия, вчастности к прочности на изгиб сформированного покрытия и соответственно к улучшению прочности на изгиб лакокрасочногопокрытия комплекса с фосфатным покрытием.Испытания на определение внешнеговида фосфатного покрытия, массы фосфатной пленки, адгезии проводят на образцахлистовой холоднокатанной стали марки 08КП (ГОСТ 165.3-70) толщиной 0,8 - 0,9 ммразмерами 70150 мм,Испытания на определение прочностина изгиб проводят на образцах листовойхолоднокатанной стали марки 08 КП (ГОСТ16523-70) толщиной 0,25 - 0,3 мм, шириной20-50 мм и длиной 100-150 мм.Подготовка поверхности образцов с применением фосфатирующих растворов по изобретению для всех примеров проводят по схеме Ь 1.1. Обезжиривание окунанием щелочным моющим составом КМТУ 38-10-796- 76.Концентрация 30 г/л Температура раствора 60 С Время обработки 5 мин 2. Промывка водопроводной водой под краномТемпература 20+2 СВремя промывки 15 с3. Фосфатирование окунанием подготовленным раствором. Концентрация концентрированногораствора в рабочем растворе 50-180 г/л 5 10 15 20 30 35 40 Температура раствора 70 - 750 СВремя фосфатирования 2 мин4, Промывка водопроводной водой подкраном.Температура 202 СВремя 15 с5. Нанесение лакокрасояного материала методом автоосаждения (грунтовка ВДКЧТУ 6-10-16-13-85)РН грунтовки 2Время окунания 30 сВыдержка на воздухе 1 мин6, Пассивирование в хромовокисломрастворе окунанием,Концентрация 0,5 фТемпература 35-40 СВремя обработки 30-40 с7. Конвекционная сушка.Температура 1000 СВремя сушки 10 мин8. Сушка.Температура 130 СВремя сушки 30 минЭкспериментальные данные представлены в табл, 1 (см, таблицу М 1),Приведенные экспериментальные данные показывают, что фосфатные покрытия,образованные из растворов с содержаниемионов 2 п от 5,0 до 22,0 г/дм, ионов Ю +О 0,04 дО 0,9 г/дм, ионов РО 4 От 4,0 ду21,0 г/дм, ионов ИОз от 9,0 до 30,0 г/дм,купферрона от 0,001 до 0,1 г/дм, обладаютсреднекристаллической равномернойструктурой, имеют массу фосфатной пленкиот 4,0 до 9,0 г/м, высокую прочность приизгибе и высокую адгезию лакокрасочныхматериалов к этим покрытиям,При введении в фосфатирующий раствор ионов Еп + менее 5 г/дм, ионов РО 4менее 4,0 г/дм, купферрона более 0;1 г/дмобразуется аморфное железофосфатное покрытие с малой массой фосфатного слоя,покрытие неравномерное, низкая прочность при изгибе и низкая адгезия лакокрасоч 2+ного покрытия. При содержании ионов Епболее 22,0 г/дм, ионов ИОз менее 9 г/дмобразуются крупнокристаллические фосфатные пленки с большой массой фосфатного слоя, низкой прочностью при изгибе иг+низкой адгезией. При введении ионов йболее 0,9 г/дм снижается масса фосфатного,слоя,Если содезожание ионов ИОз становитсяболее 30 г/дм, покрытие становится мелкокристаллическим, снижается масса фосфатного слоя, уменьшается прочность приизгибе и адгезия лакокрасочных материалов.Введение в раствор для фосфатирований купферрона менее 0,001 г/дм приводитк уменьшению прочности при изгибе и адгеэии.П р и м е р, Для проведения сравнительных покрытий испытаний фосфатных покрытий был приготовлен раствор прототипа, г/л 5Еп 4,60,732+ 0,24РО 4 5,6МОэ 8,4 10й-(ф -оксизтил)-иминодиуксусная к-та 0,05Левуленовая кислота 0,1Вода ОстальноеФосфатирование с использованием 15 раствора прототипа проводят по той же схеме, что и для растворов прецлагаемого изобретения. Режим фосфатирования;Температура 50-60 СВремя обработки 5 мин 20Метод обработки ОкунаниерН раствора 2,7-2,8Образующееся фосфатное покрытие имеет мелкокристаллическую с массой фосфатной пленки 3,4 г/м и прочностью при 25 изгибе 3 мм.Масса фосфатной пленки определяется в г/м по разности весов образца после фосфатирования и после удаления фосфатного покрытия, которое стравливается в 30 5-ном растворе серной кислоты при 40 С.Адгезию лакокрасочного материала определяют в соответствии с ГОСТ 15140-78 методом параллельных надрезов, Метод заключается в оценке степени прилипания 35 пленки к подложке, Оценка ведется по числу отпавших полосок от подложки оторванных липкой лентой, по 3-балльной системе.Для определения адгезии образцы металла с фосфатным слоем покрывают грун товкой ВД-КЧ,черной), методом автоосаждения, грунтовка выпускается по ТУ 6-10-16-13-85 (по технологии схемы М 1).Для проведения испытаний отбирают образцы с толщиной слоя грунтовки не ме нее 60 мкм. Испытания прочности покрытий на изгиб проводят по ГОСТ 6806-73. Сущность метода заключается в определении минимального диаметра стержня, на котором при изгибе окрашенной металлической пластинки не происход-т разрушения лакокрасочного покрытия.Для проведения испытаний образцы металла с фосфатным слоем методом авто- осаждения покрывают грунтовкой ВД-КЧ (по схеме).Подготовленную и высушенную пластинку с покрытием подвергают определению прочности на изгиб.При анализе экспериментальных данных, полученных после фосфатирования в растворах по изобретению и в растворе прототипа и после обработки лакокрасочным материалом, видно, что фосфатные покрытия имеют одинаковую адгезию, но фосфатные покрытия согласно изобретению обладают большей прочностью на изгиб.Таким образом, использование изобретенного раствора обеспечит следующие технико-экономические преимущества;увеличивается прочность пленки при изгибе,позволит получать качественные покрытия при окрашивании изделий методом автоосаждения.Формула изобретения Раствор для фосфатирования металлической поверхности, содержащий ионы цинка, никеля, фосфата, нитрата, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения прочности фосфатного покрытия при изгибе, он дополнительно содержит купферрон при следующем соотношении компонентов, г/л:Еп 5,0 - 22,0Й 0,04 - 0,9 РО 4,0 - 21,0 ЙОз 9,0 - 30,0 Купферрон1666576 Концентрация к 1 Влияние концентрации компонентов раствора на прочность при изгибе,адгезив лакокрасочного материала, качество фосфатного покрытия Внешний фосфатн покрыти Адгезияпо ГОСТ15140 ф"78,балл Прочность при изгиб.е, мм Массафосфанойпленкиг(м Прим омпонента, г/л 2 п Оз РО,Купфер р 1 1 1 2 1 Среднекристаллич,Мелкокрис- таллически 5 3 КрупнокристаллическийМелкокрисеталлический 2,515,08 Крупнокристаллическнй Кр упнокрис -. таллич еский 15,6 14,8 24 15,0,2 09 10,8 18,2 18,5 157 26, 7 11,3 14,3 6,6 25 8,726 5,227 13,5287, 2 0,07 0,66 0,38 0,79 6,72Фф 4,09 Фф 5,47 Мелкокрие, 11 таллический 0,0010,0550,10О, 11 Н. Рыгалиргентал Составителактор Е. Зубиетова Техред М,М Коррек р Э. Лончакова аказ 2500 Тираж 564 Подписн 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откр 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5иям при ГКНТ СССР роиз 1 водственно-издательский к 1 5,00 2 13,5 3 22,0 4 4,9 5 5,0 б 1356 7 22,0 8 22,1 10 13,711 10,9 12 21,4 13 9,4 14 17,2 0,04 0,47 0,9 0,34 023 074 0,51 0, 39 0,039 9,0 19,5 30,0 11,4 14,8 20,6 28,1 26,3 4,012521,07,712120,016,419,0 0,001 0,05 0,1 0,03 0,09 0,04 0,009 0,021 6,78 5,24 3,25 6,25 4,71 4,60 бинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10