НПП Электрохимия
Гальванические покрытия и механообработка

elhim.ekb@yandex.ru

8-912-044-66-44

8-922-162-66-44

Преимущества горячего фосфатирования над низкотемпературным (холодным)

Долгое время человечество занимается поиском эффективного способа защиты изделий и конструкций из металла от коррозии. Первые попытки произвести нанесение фосфатного покрытия датируются 1870 годами, когда раскаленный металл погружался в раствор фосфорной кислоты. За последнее столетие исследования в области фосфатирования были направлены на интенсификацию процесса и улучшение получаемых свойств фосфатной пленки.


Фосфатированию могут подвергаться черные и цветные металлы (алюминий, медь, магний и др.). Различают горячее и холодное фосфатирование. Как следует из названия, первое проводят при температурах от 60 оС, второе возможно производить при комнатной температуре, хотя рекомендуется диапазон 40-60 оС.


При горячем фосфатировании процесс нанесения фосфатной пленки занимает в среднем 10-15 минут. При холодном длительность процесса находится в широком диапазоне – от 1 часа до 3 суток.


Наилучшего качества фосфатного покрытия можно добиться при проведении процесса горячего фосфатирования при температуре 97 – 98 оС. При более высокой температуре образуются шламы, при более низкой изменяется кристаллическая структура покрытия.


Основные преимущества холодного фосфатирования перед горячим это экономия электроэнергии, а следовательно и ресурсов за счет отсутствия необходимости нагрева раствора и поддержания в рабочем состоянии ТЭНов. Эти преимущества зачастую нивелируются за счет увеличения времени обработки изделия при холодном фосфатировании.


Наиболее часто холодное фосфатирование используется в качестве подготовительной операции перед дальнейшей покраской изделий из-за образования тонкой фосфатной пленки с низкими защитными свойствами. Растворы для холодного фосфатирования подвержены ускоренному гидролизу, что приводит к быстрому увеличению свободной кислотности раствора. Это в свою очередь негативно отражается на защитных характеристиках и пористости фосфатного покрытия. При ведении процесса холодного фосфатирования образуется большое количество фосфатов железа, которые оседают в виде шлама и затрудняют процесс фосфатирования.


При холодном фосфатировании достаточно тяжело контролировать содержание свободной фосфорной кислоты, что в свою очередь приводит к частому его завышению или занижению. Это приводит к ухудшению и так низких защитных свойств пленки, полученной холодным способом.


В ваннах холодного фосфатирования при отсутствии постоянной корректировки свободной кислотности после 1-2 партий наблюдается серьезное шламообразование, что приводит к ухудшению защитных свойств получаемой пленки, перераспределению основных компонентов из раствора в шлам (а именно, первичных фосфатов) и к образованию белого налета на готовых изделиях.


Соответственно, для удаления шлама необходимо наличие фильтровальной установки, работающей в непрерывном режиме. В купе с низкой свободной кислотностью появляется необходимость постоянного анализа раствора и корректировки этой самой свободной кислотности до равновесного состояния.


Все это в сумме приводит к чрезмерному, в разы более серьезному, чем при горячем фосфатировании расходу реактивов (корректировка, анализ, быстрая выработка фосфатов).


Растворы холодного фосфатирования очень чувствительны к качеству воды используемой для разведения (наибольшую роль играет жесткость воды). Для приготовления раствора рекомендуется использование деионизированной воды, что в свою очередь требует либо наличие установки для ее бесперебойного получения либо закупку этой самой воды. Растворы для подготовки деталей к покрытию также рекомендуется готовить на деионизированной воде.


С учетом экологической ситуации в мире, количество образующихся в процессе фосфатирования отходов играет немаловажную роль при выборе способа фосфатирования. При холодном фосфатировании образуется в 2-3 раза больше шлама (в основном – фосфата железа), чем при горячем.


Большинство этих проблем решило появление и дальнейшее совершенствование процесса горячего фосфатирования. Температура 97-98 оС в сочетании с правильно выбранными ускорителями позволяет уменьшить время образования фосфатной пленки до 5-10 минут. При этом образуется мелкокристаллическое (при необходимости возможно изменение состава для получения крупнокристаллического осадка) равномерное покрытие с высокой степенью адгезии, как к основе, так и к последующим слоям.


Горячее фосфатирование многие годы широко используется в автомобильной и авиационной промышленности, а в последнее время получило распространение в нефтяной промышленности благодаря высокой стойкости к нефтепродуктам и хорошим фрикционным свойствам получаемого покрытия.


Данная статья является интеллектуальной собственностью ООО "НПП Электрохимия" Любое копирование без прямой ссылки на сайт www.zctc.ru преследуется по закону. Текст статьи обработан сервисом Яндекс "Оригинальные тексты"