Фосфатное покрытие металлов: что это такое, описание процесса

Преимущества цинкофосфатного покрытия металла | СПБЗКИ


Цинк фосфатирование применяют для защиты металлических изделий от коррозии. Такая защита металлических деталей повышает износостойкость, твердость и электроизоляционные качества цветных и черных металлов. Принцип заключается в создании на металлической заготовке защитной пленки в виде молекул фосфатов или монофосфатов. Кроме защиты от коррозийных разрушений, цинк-фосфатное нанесение обеспечивает металлической детали такие качества:


  • адгезионные показатели – повышают адгезию деталей при нанесении лакокрасочных материалов;


  • антифрикционные свойства;


Цинк фосфатное покрытие наносится по методике окунания металлической заготовки в цинк-фосфатные соединения. Процесс производится в стационарных ваннах (температура кислотного соединения 60-75 градусов, время фосфатирования 5-10 минут) или в камерах по методу распыления (давление при распылении 1,0-1,6 бар, при температуре состава 50-60 градусов). Процесс распыления длиться 2-3 минуты.

Процедуре подвергаются  металлы:


  • чугун;


  • низколегированные стали;


  • стали с высоким содержанием углерода;


  • сплавы с медью, цинком, кадмием;


  • алюминиевые изделия.


Защитный слой не портится под воздействием температуры, смазочных материалов и масел органического происхождения, а также химвеществ – бензола и толуола.


Толщина наносимого слоя 2-50 мкм и напрямую зависит от:


  • подготовки металла;


  • состава наносимой смеси;


  • режима процесса нанесения пленки.


Мелкокристаллическое нанесение имеет толщину – 5-7 мкм и отличается лучшими защитными качествами, поэтому применяют чаще. После нанесения данного покрытия, изделия подвергается лакокрасочным процедурам.


Крупнокристаллический слой толще и получают его путем окунания заготовок в  марганцевофосфатный раствор. После того, как защитный слой промаслили, пленку нет необходимости покрывать краской или лаком.


Качества защитной пленки


Цвет цинк фосфатного покрытия – от светло-серого до темно-серого (ближе к черному). Светлый оттенок слоя образуется на малоуглеродистых марках стали или сплавов, а также на деталях из цветного металла.


Покрытия по методу фосфатирования имеют диэлектрические показатели, что позволяет применять процесс для получения электроизоляционной пленки в изделиях, применяемых в трансформаторах, электрогенераторах, на электроподстанциях.


Слой выдерживает температурный диапазон – от -75 градусов до +500 градусов.


Пленка имеет шероховатую поверхность, что повышает ее адсорбционные качества при нанесении лакокрасочных материалов – лаки, масла и краска проникают вглубь межкристаллического слоя, что повышают показатели защиты металла.


Использование дополнительной процедуры обработки повышает качество пленки. Обработку проводят в растворах хрома (хромирование), в масляных растворах, а также применяют метод гидрофобизирования.


СПбЗКИ выполняет фосфатирование разными методами и на любых металлических изделиях. Все услуги завода проходят контроль качества.


Более подробную информацию вы сможете получить у специалистов завода:


Тел: (812) 655-61-26, (812) 642-33-56, (812) 655-61-38


E-mail: [email protected]

Фосфатирование металла: преимущества и методы обработки

Проблема защиты металлов и сплавов от коррозионных процессов встала еще с тех пор, как люди научились добывать металл из руды. Технологии производства значительно изменились и стали более современными, однако коррозия все равно разрушает изделия и конструкции. Для защиты металлических поверхностей применяют покрытие цинком, но это не обеспечивает максимальной защиты. Современная промышленность применяет более совершенный способ защиты от неблагоприятных воздействий – фосфатирование металла. С помощью данной технологии можно не только сберечь изделие или поверхность, но и получить повышенную износостойкость материала.

Содержание

Что такое фосфатирование

Технология предполагает обработку металлических поверхностей специальными растворами, в основе которых лежат фосфорнокислые соли. В результате образуется прочная защитная пленка. Среди видов фосфатирования наиболее популярный метод – нанесение фосфатирующих грунтов. Также применяют и гидроабразивную, и химическую обработку металлов.

Фосфатная пленка позволяет в несколько раз улучшить защитные характеристики и срок эксплуатации лакокрасочного покрытия. За счет низкой электропроводности пленка также улучшает адгезию и препятствует подпленочным коррозионным процессам. Нередко технология применяется на изделиях перед покраской по порошковой технологии.

Фосфатная пленка легко выдерживает воздействия органических веществ – это различные масла, смазочные и горячие материалы, любые газы, кроме сероводорода.

Данная технология позволяет обрабатывать чугун, низколегированные, а также углеродистые стали. Фосфатные покрытия могут наноситься на цинк, кадмий, медные сплавы, алюминий. Фосфатируют и высокоуглеродистую сталь. Но, несмотря на свои высокие защитные качества фосфатное покрытие может разрушиться под воздействием щелочей, морской воды, пара воды, кислоты, пресной воды, а также водяного пара.

Защитная пленка образуется за счет окунания изделия в специальную ванну, где находится фосфатирующий раствор. Также можно наносить покрытие методом распыления в струйной камере. В зависимости от состава растворов, на поверхности могут образовываться фосфаты с хорошо выраженной кристаллической решеткой или же без нее.

Кристаллическая пленка оседает из раствора с катионами тяжелых металлов, а аморфную пленку получают из раствора кислых фосфатов щелочных металлов или кислого фосфата аммония.

С помощью фосфатирования металлы можно длительно эксплуатировать в тяжелых условиях, таких как:

  • условия повышенной влажности;
  • при воздействии горюче-смазочных материалов;
  • в средах органических растворителей;
  • под напряжением до 1000 В.

Основные методы обработки

Получить защитную фосфатную пленку можно разными способами, а выбор конкретного метода очень зависит от детали, которую нужно обработать, а также от области применения детали или конструкции. В промышленности чаще всего применяются следующие способы фосфатирования:

  • при помощи препаратов «Мажеф»;
  • с применением фосфорной кислоты;
  • с помощью монофосфата цинка;
  • с помощью фосфатирующей пасты.

Препаратом «Мажеф»

Это не что иное, как химическое фосфатирование, при котором деталь окунается в ванну со специальным раствором. Химической обработке подвергают низкоуглеродистые стали. Чаще всего данный способ применяется для подготовки металлоконструкций и изделий под покраску для получения надежных антикоррозийных грунтов.

Мажеф — это сочетание марганца, железа и фосфора. Продукт напоминает соль или порошок зеленоватого цвета.

Концентрация раствора в ванне – не более 40 г на 1 л. Чтобы получить пленку химическим методом, изделие помещается в готовый состав, который подогревают и доводят до температуры кипения. Рекомендуется периодическое помешивание. Кипятят ванну в течение 15-20 минут. Этого вполне хватит, чтобы сталь покрылась слоем защитной пленки.

Чтобы при помощи химического способа получить высококачественную пленку, толщина которой составляет от 5 до 10 мкм, необходимо предварительно тщательно подготовить поверхность при помощи абразивной очистки или с использованием пескоструйного аппарата.

Состав рекомендуется готовить с некоторым избытком, так как в процессе нагревания часть его испарится. Общая кислотность устанавливается при помощи титрования по фенолфталеину. Уровень свободной кислотности можно выяснять при помощи индикаторов метилоранжа.

На видео: фосфатирование солью Мажеф.

Фосфорной кислотой

Фосфорную кислоту используют для получения покрытия холодным методом. Чтобы процесс фосфатирования протекал максимально стабильно, температура раствора должна находиться в диапазоне 18-25 градусов. Чтобы добиться покрытий с высоким качеством и прочностью, нужно четко соблюдать количество действующих ингредиентов. В промышленности применяется следующая концентрация:

  • 40 г/л фосфорной кислоты;
  • азотнокислый цинк – 200 г на 1 л;
  • сернокислого натрия 8 г на 1 л;
  • окиси цинка – 15 г на 1 л.

В данном растворе деталь или конструкции из металлов обрабатывают в течение 30 минут. Этого вполне достаточно, чтобы на поверхности образовались фосфаты.

Технология подойдет для обработки больших деталей посредством струйного метода. Данный вариант по сравнению с фосфатированем в ваннах дает возможность значительно снизить продолжительность процесса, а также уменьшить расход материала.

Метод с монофосфатами цинка

Данная технология применяется для защиты металлов, которые будут применяться в электрической отрасли, а также на машиностроительных производствах. Поверхность или деталь помещают в раствор из следующих веществ:

  • монофосфат цинка в количестве 20 г на 1 л;
  • нитрат натрия – 35 г. на 1 л.

Процесс фосфатирования проходит при температуре раствора 60 градусов. Для покрытия металлов плотной фосфатной пленкой необходимо около 20 минут. Для проведения процесса также нужна ванна.

Что касается качества покрытия, то фосфатные пленки аналогичны по характеристикам тем, которые получают с использованием раствора Мажефа. Так можно обеспечить высокую степень защиты любому металлу.

Для обработки оцинкованных сталей лучше применять раствор, в котором используется сернокислый цинк, азотный цинк, фосфорная кислота, фтористый натрий. Процесс проводят при температурах около 60 градусов, а длительность его составляет до 20 минут. В данном растворе можно обрабатывать цинк, углеродистые стали, никель.

Обработка фосфатирующими пастами

В данном случае применяются специальные фосфатирующие грунты. Преимущество в том, что можно выполнять фосфатирование стали и других сплавов при комнатной температуре. Смесь наносится на поверхность детали с помощью обычной кисти. Для обработки не нужны ванны, а это значит, что такому фосфатированию можно подвергать материалы в домашних условиях. Этот способ часто используют автовладельцы и автопроизводители.

В составе грунта металлический пигмент, а также растворитель, в основе которого лежит ортофосфорная кислота. В краске чаще всего содержится цинк. При взаимодействии с ортофосфорной кислотой продукты коррозии укрепляются, создавая прочный защитный фосфатный слой.

Фосфатирующая паста широко применяется для обработки поверхностей деталей из черных и цветных сплавов любых размеров. Прогрунтованные поверхности пассивируются, что также улучшает их адгезионные качества.

 

Фосфатирование в домашних условиях

Нередко появляется нужда в фосфатировании различных деталей в домашних условиях. Чаще всего используется фосфатирование алюминия, но также можно обрабатывать разные виды сталей и не только. Технология домашнего получения фосфатных покрытий немного отличается от промышленной – полноценная химическая обработка для многих недоступна. Преимущественно используется электрохимическая обработка.

Для получения защитных пленок нужен постоянный либо переменный ток. В роли электролита используются растворы фосфорной кислоты или раствор «Мажеф». Деталь, которую нужно покрыть фосфатами, ставят на электрод, опущенный в ванну с кислотой. В качестве анода применяются цинковые стержни, к которым также подсоединяют электрический ток.

Чтобы получить качественный результат, достаточно напряжения в 25 В. Процесс получения пленки займет около 30 минут. Метод идеально подойдет для различных деталей прямолинейной формы. Объемные геометрические изделия таким методом обрабатывать сложнее, так как на сложную деталь слой ляжет неравномерно, что снизит ее защитные качества.

С помощью технологии фосфатирования можно надежно защитить металлические изделия от разрушительного воздействия коррозии. Многие способы доступны в домашних условиях, что очень важно – дома многие работают с различными металлами и хотят, чтобы детали имели большой срок службы.

Получение состава из подручных средств (1 видео)

Разные материалы для антикоррозийной защиты (18 фото)

Конверсионные покрытия — черный оксид, фосфат, хромат | Химическая пленка

Конверсионные покрытия — это общий термин, используемый для обозначения покрытия, полученного химической или электрохимической обработкой металлической поверхности, которая дает поверхностный слой, содержащий соединение металла. Для простоты объяснения мы собираемся далее разделить эту категорию на конверсионные покрытия для стали, хроматные конверсионные покрытия и анодирование, которое рассматривается в других разделах.

Конверсионные покрытия для стали (черный оксид и фосфат)

Черный оксид:

Черный оксид представляет собой конверсионное покрытие, образованное в результате химической реакции с железом в металле с образованием цельной защитной поверхности. (В отличие от нанесенного покрытия, которое связывается с металлом, но не вступает в химическую реакцию.) Конверсионное покрытие из черного оксида наносится на сплавы железа, когда окисляющие соли реагируют с железом с образованием магнетита (Fe 3 O 4 ). черный оксид железа. Хотя стандартный Black Oxide предназначен для стали, его можно наносить и на другие подложки, в том числе на нержавеющую сталь, медь и латунь.

Как правило, черный оксид имеет последующую обработку либо маслом, либо воском для улучшения коррозионной защиты отделки. Черный оксид обеспечивает красивый матовый черный цвет по низкой цене.

Черный оксид Характеристики:

  • Коррозионная стойкость (при покрытии маслом/воском)
  • Внешний вид
  • Конкурентоспособная стоимость
  • Размерная стабильность

    • 9002 9

    Черный оксид Области применения:

    • Модель железной дороги
    • Компоненты огнестрельного оружия
    • Прецизионные подшипники
    • Инструменты

    Черный оксид Технические характеристики:

    • AMS 2485
    • MIL C 13924

      • 900 21 MIL DTL 13924

    • AnoBlack SS

    Фосфат:

    Фосфат, также известный под торговыми названиями Parkerize and Lubrite — это процесс погружения, при котором небольшие кристаллические структуры железа, цинка или марганца «выращиваются» на стальных сплавах. Используются три основных типа: железо, цинк и марганец. Anoplate предлагает фосфатирование цинком и марганцем. Фосфатирование железа и цинка может быть выполнено распылением (не здесь, в Anoplate) или погружением, в то время как марганцевое фосфатирование может быть выполнено только погружением. Железо в основном используется для обеспечения коррозионной стойкости в качестве основы или грунтовки для окраски. Цинк используется для подготовки кузовов автомобилей и грузовиков, а также техники перед покраской. Он также используется при холодной штамповке для продления срока службы штампов в сочетании со смазкой для волочения или формования. Фосфат марганца, который чаще всего используется в Anoplate, часто используется на поршневых кольцах, кулачковых валах, шестернях и т. д. в качестве защиты от заедания поверхностей и износа в период обкатки. Покрытие препятствует контакту металла с металлом и служит резервуаром для масляной пленки. Фосфат марганца никогда не используется в качестве основы для краски.

    Фосфатные свойства:

    • Защита от коррозии (при смазке маслом)
    • Хорошая основа для краски и масла
    • Защищает стальную основу при нанесении верхнего покрытия
    • Удерживает смазку на месте для хорошей обкатки 9002 2

    Применение фосфатов:

    • Удержание масла на таких деталях, как спусковые крючки и стволы
    • Прилипание краски или сухой смазки к стальным деталям
    • Смазка во время волочения или формовки
    • Шестерни и кулачковые валы в период обкатки

    Алюминиевые конверсионные покрытия хромата

    Хроматные конверсионные покрытия представляют собой различную группу, которую можно наносить как самостоятельную отделку, использовать отдельно или в качестве вторичной финишной обработки, наносимой поверх металлическое покрытие. Химическая пленка на алюминии, также называемая патентованными названиями Alodine или Irridite, представляет собой тонкое, прозрачное или желтое конверсионное покрытие, используемое в качестве грунтовки для краски, общей защиты для предотвращения окисления алюминия или используемое в сочетании с маскировкой анодированного покрытия для свойства проводимости. Хотя это может несколько сбивать с толку тем, что его иногда используют с другим покрытием, когда оно скрыто, например, с твердым покрытием или серным анодированием, но когда мы говорим о вторичной последующей обработке, это подразумевает хроматирование поверх другого покрытия, такого как цинк или кадмий. Хроматы — это то, что дает варианты цвета, такие как желтый, черный или оливково-серый, для отделки из цинка или кадмия.

    Алюминиево-хроматные конверсионные покрытия Особенности:

    • Хорошая основа для нанесения краски
    • Защищает от коррозии
    • Обладает хорошими электрическими свойствами
    • Легко наносится

    900 02 Хроматные конверсионные покрытия Области применения:

    • Адгезия краски или другое органическое покрытие
    • Недорогое иммерсионное защитное покрытие для алюминия
    • Шкаф электронного блока питания
    • Наносится кистью в полевых условиях для подкраски поврежденного анодированного покрытия или краски
    • На алюминиевых или смешанных металлических конструкциях, которые не подлежат анодированию приступайте к выбору правильной отделки для вашего проекта Свяжитесь с нами сегодня .

      Связаться с нами онлайн
      (315) 471-6143

      Фосфатные покрытия: типы и области применения

      29 апреля Фосфатные покрытия: типы и области применения

      Опубликовано в 00:07 в блоге CRC Surface Technologies

      При работе со стальными деталями, требующими дополнительной обработки, фосфатные покрытия являются стандартом отделки металла. Они могут обеспечить коррозионную стойкость, смазку или основной цвет стальных компонентов. Доступны несколько типов фосфатных покрытий для различных производственных целей, и CRC может предоставить любой тип фосфатного покрытия, который вам нужен.

      Что такое фосфатные покрытия?

      Также известные как фосфатные конверсионные покрытия, фосфатные покрытия представляют собой химические реакции, в которых основной металл используется для создания неметаллической кристаллической поверхности. Реакция начинается с кислого раствора, содержащего фосфатные соли и положительно заряженные ионы, которые рабочие наносят погружением, распылением или губкой. Способ нанесения зависит от типа покрытия.

      Фосфатное покрытие может:

      • Повышает коррозионную стойкость
      • Обеспечивает смазку или поглощение тепла
      • Улучшает адгезию
      • Улучшает износостойкость
      • Облегчает холодную штамповку
      • Улучшение внешнего вида

      Однако различные типы фосфатных покрытий с использованием цинка , железо или марганец могут давать различные преимущества, и каждый из них требует различных методов применения. Здесь, в CRC, мы предлагаем обработку как марганцем, так и фосфатом цинка, чтобы удовлетворить потребности наших клиентов.

      Фосфаты марганца

      Производители используют покрытия из фосфата марганца главным образом для улучшения износостойкости, коррозионной стойкости и смазывающей способности обработанных деталей. Это покрытие ограничивает контакт металла с металлом и снижает износ движущихся частей двигателей и других машин. Он обеспечивает самую твердую поверхность и самую высокую устойчивость к коррозии и износу из всех фосфатных покрытий.

      Фосфаты марганца обычно наносят путем погружения в кислотную ванну с концентрацией 10 процентов по объему. Рабочие температуры ванн могут варьироваться, но обычно они должны находиться в пределах 19°С.от 5°F до 205°F.

      Фосфаты цинка

      Существует три основных типа покрытия из фосфата цинка: тяжелый фосфат цинка, фосфат цинка, модифицированный кальцием, и фосфаты холодного формования.

      • Тяжелые фосфаты цинка сохраняют масла и воски, предотвращающие ржавчину. Тяжелое покрытие действует как абсорбирующая подложка, обеспечивающая существенную защиту от коррозии. Его можно наносить только путем погружения в ванну с кислотой.
      • Фосфаты цинка, модифицированные кальцием , наносимые погружением или распылением, обычно действуют как основа для краски или других органических покрытий, поскольку отложения кальция наряду с цинком действуют как встроенный измельчитель зерна. Это обеспечивает адгезионные свойства без поглощения тяжелого цинкового покрытия. Химически стойкие свойства этого покрытия также ограничивают коррозию в ограниченном пространстве, когда загрязняющее вещество повреждает нанесенный верхний слой. Соответственно, это помогает производителям подготовить военные транспортные средства и оборудование к эксплуатации с покрытиями CARC военного назначения и обеспечивает некоторую защиту от биологического и химического оружия.
      • Фосфатные покрытия холодного формования , наносимые погружением, предназначены для сохранения смазки, несмотря на экстремальные температуры или экстремальное давление. Это покрытие полезно для процессов волочения металла, холодной высадки, штамповки и экструзии, которые зависят от тепла или экстремального давления. Фосфатные покрытия методом холодной штамповки сокращают время волочения и увеличивают срок службы инструмента.

      Вам нужны услуги по нанесению фосфатного покрытия?

      Наконец, если вам нужна фосфатная обработка стальных компонентов на юго-западе, свяжитесь со специалистами компании Chem Research Co.