Раствор фосфатирования низколегированных сталей

(19) (11) 3(51) С 2 ПИС ИЗОБРЕТЕН АВТОРСК ортофосч ающи вышенйя сфатного о содержит при слеентов,цинк тли меще лоту что, ой с он д ноно тнош с целью ойкости полните ую кисл нии комп ия и практика в. Л., "Химия,35 0стал ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЖ(72) Т,М.Овчинникова и С.А.Фукс (71) Кировский политехнический институт(56) 1. Хаин И,И. Теорфосфатирования металло1973, с. 126-1542. Грилихес С.Я. Оксидные и фосфатные покрытия металлов. Л., "Машиностроение", 1978, с92 (54)(57) РАСТВОР ФОСФАТИРОВАНИЯ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ, содержащий азотнокислый цинк, фосфорнокислый одноза форную кис с я тем, коррозионн покрытия, ф-бромпроп дующем соо мас.%:Азотнок Фосфорн однозам Ортофос кислота ф-Бромп ислота ода1076494 Изобретение относится к способам нанесения защитных покрытий химиче,- ским путем, в частности к Фосфатированию маталлических изделий, к может быть использовано в машиностроении, энергомашиностроении, 5 электро- и радиотехнике.Известны растворы для Фосфатирования сталей, содержащие соли металлов и ортофосфорную кислоту 1 3.Однако на поверхности низколеги- Щ рованных сталей из указанных растворов осаждается пористое, крупнокристаллическое фосфатное покрытие, которое не является коррозионностойким. При использовании такого Фосфатного покрытия в качестве адгезионного слоя при нанесении краски или лака возникает необходимость удаления с поверхности крупных кристаллов, что повышает трудоемкость процесса. Кроме того, измельчения структуры Фосфатного покрытия можно достичь, используя промежуточную операцию пассивации в горячем содово-щелочном растворе, что также значительно повышает трудоемкость процесса и ухудшает 25 условия труда,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является раствор для фосфатирования содержащий азотно кислый цинк, Фосфорнокислый однозамещенный цинк и ортофосфорную кислоту 2.В известном растворе получают пористые, крупнокристаллические Фосфатные покрытия с толщиной не более 10-15 мкм и низкой корроэионной стой костью.1 ель изобретения - повышение корроэионной стойкости фосфатного покрытия. 3,7-4,0 Указанная цель достигается тем, что раствор фосфатирования низколегированных сталей, содержащий азотно; 45 кислый цинк, фосфорнокислый одно- замещенный цинк и ортофосфорную кисФ фСодержание в растворе, мас.Ъ Компонентыи показатели ж ю6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 3,7 3,7 3,7 37 3,7 3,7 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 0Осталь- ное 0,35 Осталь- ное 0,10 Осталь- ное 10 25 25 25 26 Азотнокислый цинкОднозамещенный фосфорнокислый цинк Ортофосфорная кислотаф-Бромпропионовая кислотаВода Время Фосфатирования,мин лоту, дополнительно содержит ф "бромпропионовую кислоту при следующемсоотношении компонентов, мас.%:Азотнокислыйцинк 6,0-6,2фосфорнокислыйоднозамещенныйцинкОртофосфорнаякислота 1,2-1,5,ф-Бромпропионоваякислота 0,35-0,50Вода ОстальноеСпособ приготовления раствораи его использования,Для приготовления раствора смешивают необходимое количество водыи солей цинка, р-бромпронионовуюкислоту вводят в раствор, предварительно растворив в том количествеконцентрированной Фосфорной кислотыкоторое необходимо для приготовления раствора.Процесс фосфатирования рекомендуют проводить при 80-85 С в течение10-25 мин,П р и м е р. Перед фосфатированием с изделий химическим путем -травлением в растворах серной илисоляной кислот, содержащих ингибиторы коррозии, - удаляют окалину иржавчину, После фосфатирования изделия промывают в воде, сушат и принеобходимости окрашиваютДля получения Фосфатного покрытияприготавливают шесть растворов, содержащих, мас.%г азотнокислый цинк6,0; фосфорнокислый однозамещенныйцинк 3,7; ортофосфорную кислоту 1,2и отличающихся друг от друга содержанием ф-бромпропионовой кислоты, равным в каждой смеси соответственно,мас,: 0 0,1; 0,35; 0,47; 0,50и 0,60.В каждом раетворе отдельно получают на стальном образце Фосфатное покрытие,Состав растворов и качество Фосфатного покрытия приведены в таблице,0,47 0,50 0,60Осталь- Осталь- Осталь.ное ное ное. Продолаение таблицы Содераание в растворе, мас.% Компонентыи показ атели 1(ГОСТ 9.025-4),г/см 0,0015 0 00190 0,00110 0,00192 0,00130 0,00180 0,00220 Величина кристаллов Мелкие Мелкие Мелкие с,оча- с оча- с очагами гамы гами крупных крупных крупных Мелкие Мелкие Мелкие Толщина покрытия, мкм 34 34 13 23 32 40 Темносерое Темносероее Цвет покрытия Черное Черное Черное Черное Темносерое Азотнокислыйцинк 6,1 6,1 6,1 6,1 6,1 6,1 3,9 3,9 3,9 3,9 3,9 Зв 9 1,3 1,3 1;3 1,3 1,3 1,3 ф-Бромпропионовая кислота 0 47 0 500 60 0,1 0,35 0 Остальное Осталь- Осталь- Осталь Остальное ное ное ное Остальное Вода Время. фосфатирования, мин 25 25 25 26 25. 10 Масса пленки(ГОСТ 9,025-74),г/см0,0015 0,00190 0,00110 0,00192 0,00130 0,00180 0,00220 Величина кристаллов На гранях круп;.ные крис- таллы Мелкие Мелкие Мелкие Толщина покрытия, мкм 40 23 32 13 24 Корро- Корро- Некорзион- зион- роэионио- но- ностойкое стойкое стойкое Некор- Некор- Корророзион- розион- эионно- но- ностойкое стойкое стойкое Темносерое Черное Черное Черное Черное Темносерое Темносерое Цвет покрытия Корроэионнаястойкость,Фосфорнокислый однозамещенный цинкОртофосфорнаякислота Коррозионная стойкость(ГОСТ 9.301-78) Некоррозионностойкое Мелкие с очагами круп- ных Некорроэионностойкое Некорроэионностойкое Мелкиес оча"гамикрупных Некоррозионностойкое Мелкиес очагамикрупных Коррозионностойкое Корро- Корроэионно зионно стойкое стойкое На гранях крупные кристаллы Некорроэионно-стойкое1076494 Продолжение таблицыг Содержание в растворе, мас.Ф Компонентыи показатели 2 3 4 1.0,10 0,35 0,47 0,50 0,60 Осталь- Остальноеное Осталь- Остальное ное Остальное Остальиое Вода Время фосфатирования, мин 25 25 25 25 25 24 10 Масса пленки(ГОСТ 9.025-74),г/см 0,0015 0,00190 0,00110 0,00192 0,00130 0,00180 0,00220 Величина кристаллов Мелкие Мелкие На гранях крупные кристаллы Мелкие . Мелкиес очагамикруп- ных Мелкиес очагамикрупных Мелкиес очагамикрупных Толщина покрытия мкм 40 23 32 24.Корро- Корро- Иекорзион- эион- розино- но- онностойкое стойкое стойкое Коррозионностойкое Некоррозионностойкое НекорроэионноСтойкоеТемносерое Некорроэионностойкое Корроэионнаястойкость(ГОСТ 9.301-78) Черное Черное Черное Черное Темно- Темносерое серое Цвет покрытия ЬП р и м е ч а н и е. Экспериментальные данные получены при Т = 80 С. Из данных таблицы видно., что введение в растворы фосфатирования 55 ф-бромпропионовой кислоты в количестве 0,35-0,50 мас,Ъ приводит к полу чению мелкокристаллического, коррозионностойкого покрытия,. отвечакицего по массе пленки ГОСТУ 9.402-.80. 60В зависимости от химического состава стали, условий подготовки поверхности и времени фосфатирования фосфатные покрытия имеют различный цвет - от серого до черного. Введение в раствор фосфатирования ф-брсмпропионовой кислоты в концентрации ниже 0,35 или выше 0,5 мас,В не дает положительного эффекта - покрытие пористое, крупнокристаллическое. ф-Бромпропионовая кислота измельчает структуру фосфатной пленки вследствие адсорбции анионов этой кислоты на анодных участках фосфатируемой поверхности.Технико-экономическим преимуществом предлагаемого раствора является1076494 Составитель А. БордачеваРедактор С. Квятковская Техред В.Далекорей Корректор А. Повх Заказ 671/25 Тираж 900ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 улучшение качества фосфатного покрытия за счет повышения коррозионной стойкости и получение мелкокристаллического фосфатного покрытиятолщиной 10-30 мкм путем измельченияструктуры,