способ фосфатирования металлической поверхности

Формула изобретения

1. Способ фосфатирования металлической поверхности в растворе, содержащем, мас.%:

Ионы цинка (Zn²⁺) - 1,15 - 3,06

Ионы фосфата (P₂O₅) - 0,86 - 2,49

Ионы нитрата (NO^-₃) - 1,7 - 4,25

Ионы никеля (Ni) - 0,0096 - 0,029

Диамид угольной кислоты NH₂CONH₂ - 0,048 - 0,2

Отход производства пропионовой кислоты - 0,0017 - 0,092

Вода - Остальное

отличающийся тем, что раствор нагревают до 70 - 75^oC и фосфатируют 10 - 15 мин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ионы цинка вводят в раствор в виде цинковой изгари следующего состава, %:

Цинк - Не менее 65

Свинец - Не более 0,6

Алюминий - Не более 1,5

Железо - Не более 1,5

Хлор - Не более 3,5д

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к защите металлов от коррозии и может быть использовано в машиностроении, металлургии для получения фосфатных покрытий.

Известен способ фосфатирования металлов в цинкфосфатных растворах [1, 2] .

Недостатком его являются недостаточные защитные свойства фосфатного покрытия.

Наиболее близким к предлагаемому является способ фосфатирования металлической поверхности в растворе [3].

Недостатком этого способа являются недостаточно хорошие свойства фосфатного покрытия, а именно масса фосфатной пленки и коррозионная стойкость.

Задачей изобретения является создание способа фосфатирования, улучшающего защитные свойства покрытия.

Задача решается следующим образом: нанесение фосфатного покрытия производят в растворе при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Zn²⁺ (ионы цинка) - 1,15-3,06

P₂O₅ (ионы фосфата) - 0,86-2,49

NO^-₃ (ионы нитрата) - 1,7-4,25

Ni (ионы никеля) - 0,0096-0,029

NH₂CONH₂ диамид угольной кислоты - 0,048-0,2

Отход производства пропионовой кислоты - 0,0017-0,092

Вода - Остальное

причем раствор нагревают до 70-75^oC и фосфатируют 10-15 мин.

Ионы Zn²⁺ вводят в раствор в виде цинковой изгари по ГОСТ 1639-78 следующего состава, %:

Цинк, не менее - 65

Свинец, не более - 0,6

Алюминий, не более - 1,5

Железо, не более - 1,5

Хлор, не более - 3,5

Изгарь цинка является отходом производства

Цинка, не менее - 65%

Железа, не более - 1,5%

Свинца, не более - 0,6%

Алюминия, не более - 1,5%

Хлора, не более - 3,5%

Отход производства пропионовой кислоты имеет состав, мас.%:

Пропионовая кислота - 8,3

K⁺ - 0,84

Fe⁺³ - 0,04

Cr⁺³ - 0,006

Ni - 0,025

J^- - 0,26

J₂ - 0,004

Вода - Остальное

Приготовление рабочего раствора осуществляется разбавлением водой до требуемой концентрации кислого концентрированного раствора следующего состава, мас.%:

Zn - 9,6-13,9

P₂O₅ - 7,2-11,3

NO₃ - 14,2-19,3

Ni - 0,08-0,13

NH₂CONH₂ - 0,4-0,9

Отход производства пропионовой кислоты - 0,1-1,5

Вода - Остальное до 100

После растворения концентрированного раствора наносили на поверхность металла методом окунания.

Испытания проводили на образцах листовой холоднокатанной стали 08КП (ГОСТ 16523-70) толщиной 0,8-0,9 мм.

Во всех примерах период фосфатированием пластинки обезжиривают химическим путем, удаляют окалину и ржавчину травлением в 15%-ном растворе серной кислоты, промывают, фосфатируют при температуре 70-75^oC в течение 10-15 мин. Изделие промывают в воде, сушат. Защитные свойства покрытия определялись согласно ГОСТа 9.402-80, ГОСТ 9.302-88.

Пример 1. Для проведения испытания предлагаемого способа пластинки из стали 08КП фосфатировали при температуре 70^oC в течение 10 мин, предварительно обезжирив химическим путем, удалив окалину и ржавчину травлением в 15%-ном растворе серной кислоты. После фосфатирования изделия промывают в воде и сушат. Образцы из стали фосфатировались раствором следующего состава, мас.%:

Zn²⁺ - 1,15

P₂O₅ - 0,86

NO^-₃ - 1,7

Ni - 0,0096

NH₂CONH₂ - 0,048

Отход производства пропионовой кислоты - 0,0017

По ГОСТ 9.402-80, ГОСТ 9.302-88 оценивали свойства покрытия

Масса фосфата - 13,7 г/м²

Пр.Акимова - 12 мин

Пример 2. Для проведения испытания предлагаемого способа пластинки из стали 08КП фосфатировали при температуре 72^oC в течение 12 мин, предварительно обезжирив химическим путем, удалив окалину и ржавчину травлением в 15%-ном растворе серной кислоты. После фосфатирования изделия промывают в воде и сушат. Образцы из стали фосфатировали раствором следующего состава, мас.%:

Zn²⁺ - 2,1

P₂O₅ - 1,67

NO^-₃ - 2,97

Ni - 0,019

NH₂CONH₂ - 0,124

Отход производства пропионовой кислоты - 0,0468

По ГОСТ 9.402-80, ГОСТ 9.302-88 оценивали свойства покрытия:

Масса фосфата - 14,6 г/м²

Пр.Акимова - 14 мин

Пример 3. Для проведения испытания предлагаемого способа пластинки из стали 08КП фосфатировали при температуре 75^oC в течение 15 мин, предварительно обезжирив химическим путем, удалив окалину и ржавчину в 15%-ном растворе серной кислоты. После фосфатирования изделия промывают в воде и сушат. Образцы из стали фосфатировались раствором следующего состава, мас.%:

Zn²⁺ - 3,06

P₂O₅ - 2,49

NO^-₃ - 4,25

Ni - 0,029

NH₂CONH₂ - 0,2

Отход производства пропионовой кислоты - 0,092

По ГОСТ 9.402-80, ГОСТ 9.302-88 оценивали свойства покрытия:

Масса фосфата - 15,1 г/м²

Пр.Акимова - 16 мин

Пример по прототипу. Образцы стали 08КП обезжиривали моющим средством ПТС-5 при температуре 50^oC 2 мин, концентрацией 2 г/л, промывали водопроводной водой и фосфатировали раствором следующего состава, г/л:

Zn²⁺ - 2,14

P₂O₅ - 4,5

NO^-₃ - 0,9

Ni²⁺ - 0,07

Вода - Остальное

при температуре 48^oC и выдержке перед нанесением 20 мин, причем ионы Zn²⁺ вводят в виде продукта переработки гартцинка.

По ГОСТ 9.402-80, 9.302-88 оценивали свойства покрытия:

Масса фосфата - 10,2 г/м²

Пр.Акимова - 9 мин

Из вышеуказанных примеров видно, что при применении предлагаемого способа фосфатирования металлической поверхности повышаются защитные свойства фосфатного покрытия, в частности масса фосфатного покрытия и коррозионная стойкость (по пробе Акимова).

Литература

1. Хаин И.И. Теория и практика фосфатирования.- Л.: Химия, 1973.

2. Machu W. Die Phospatirung, Leipzig, 1963.

3. Авторское свидетельство СССР N 1782997, кл. C 23 C 22/07, прототип.