Фосфатирование

Как химический процесс, фосфатирование представляет собой взаимодействие поверхности металла с компонентами фосфатирующего раствора, в результате которого на поверхности образуется химически связанный слой нерастворимых фосфатов. Фосфатирование поверхности кузова перед окраской позволяет обеспечить необходимый уровень защитных свойств лакокрасочных покрытий. Оно повышает адгезию покрытия к металлу и существенно тормозит развитие подпленочной коррозии. Следует сразу же отметить, что фосфатирование проводится не более чем за двое суток до грунтования. То есть, от момента, когда поверхность отфосфатирована и высушена, до момента начала грунтовки никак не должно быть более двух суток. 

Следует иметь в виду это крайне важное обстоятельство при планировании работы. 

Фосфатирование производят обработкой поверхности кузова водными растворами, содержащими фосфорные соли металлов и различные добавки, играющие роль активаторов процесса фосфатирования, ингибиторов коррозии, загустителей и наполнителей. 

Обработка поверхности фосфатирующим раствором в заводских условиях производится окунанием или распылением. В ремонтной технологии применяются также облив и нанесение раствора кистью или тампоном. 

Фосфатный слой под окраску должен быть достаточно плотным, мелкокристаллическим, с определенной пористостью и небольшой массой — от 1,5 до 5 г/м2. Свойства фосфатного слоя и его химический состав определяются применяемым раствором фосфатирования и способом его нанесения. 

ля фосфатирования применяются растворы на основе солей цинка (цинкофосфатные), железа (железофосфатные), марганца (марганец-железофосфатные), а также их смеси. 

Различают 3 вида фосфатных покрытий: 

-грунтовочные противокоррозионные покрытия, наносимые перед окраской для улучшения защитных свойств и повышения адгезии лакокрасочных покрытий; 

-противокоррозионные покрытия для временной (при хранении) защиты деталей, работающих обычно в контакте с маслом или смазкой или подвергающихся относительно слабому коррозионному воздействию среды (пружины, крепежные изделия и т. п.); 

-антифрикционные покрытия, снижающие коэффициент трения совместно работающих деталей, 

сокращающие время приработки пар трения, увеличивающие сопротивляемость заеданию и обладающие хорошими защитными свойствами. По технологии нанесения, фосфатирование бывает обычное, ускоренное, холодное и аморфное. 

На автозаводах фосфатирование проводят растворами КФ-1 либо КФ-12 при температуре 45—50 “С. 

В условиях сервисной мастерской при ремонтных работах реально можно провести только холодное фосфатирование с использованием паст или растворов. Эти средства отличаются повышенным содержанием солей и более высокой кислотностью. 

Для фосфатирования крупных деталей кузова можно использовать пасту следующего состава: 

Ортофосфорная кислота (плотность 141) 80—85 г 

Цинковые белила (сухие) 15—17 г 

Натрий азотистокислый 1,2 г 

Тальк 1500-3000 г 

Вода до 1 литра 

Готовят пасту таким образом: смешивают в воде ор-тофосфорную кислоту, цинковые белила и азотистокислый натрий, затем в полученный раствор при постоянном перемешивании постепенно добавляют тальк, до тех пор, пока не образуется кашица равномерной консистенции, которую можно наносить кистью или шпателем. Приготовленную пасту необходимо использовать в течение 24 ч. 

Технология нанесения фосфатирующих паст. 

Технологическая операция фосфатирования состоит в следующем. На предварительно очищенный, то есть свободный от ржавчины и окалины, обезжиренный и 

высушенный металл кистью или шпателем наносят фосфа-тирующую пасту. Далее, требуется около 40 минут для того, чтобы образовалась фосфатная пленка. По истечении этого времени в нескольких местах проверяют ее образование. Пленка должна быть равномерной, серого цвета, с однородной мелкокристаллической структурой. Если результат достигнут, пасту удаляют шпателем. Поверхность после удаления пасты тщательно промывают водой и сушат. 

Пример состава раствора для холодного фосфатирования: 

Ортофосфорная кислота 40 % 

Цинк фосфорнокислый (однозамещенный) 10 % 

Хромовый ангидрид 10 % 

Калий марганцовокислый 10 % 

Алюминий фосфорнокислый 

(однозамещенный) 5 % 

Этиловый спирт 20 % 

Бутиловый спирт 5 % 

Или такой раствор: 

Цинк фосфорнокислый (однозамещенный) 12 % 

Натрий азотнокислый 0,25 % [ 

Натрий фтористый 0,75 % 

Вода 87 % 

Все растворы для фосфатирования наносятся на сухую обезжиренную поверхность кистью. Время фосфатирования при комнатной температуре 30—40 минут. 

Для фосфатирования мелких стальных деталей подойдут следующие растворы. 

Раствор № 1: 

Соль «Мажеф» 50 частей 

Цинк азотнокислый 92 части 

Натрий фтористый 3 части 

Раствор № 2: 

Соль «Мажеф» 30 частей 

Фосфорная кислота 0,5—1 часть 

Цинк азотнокислый 60 частей 

Натрий азотнокислый 4—5 частей 

Из этого раствора можно приготовить пасту для холодного фосфатирования, смешав 3 части раствора с 2 частями талька. 

Если фосфатирование производится в жидких растворах, при температуре 20—30 “С, процесс должен продолжаться 40—60 мин. Прекращают его после образования на поверхности изделий равномерного темно-серого налета. 

Поверхность после фосфатирования нужно тщательно промыть холодной водой. В противном случае, на ней остаются водорастворимые соли, а это приведет впоследствии к отслоению покрытия. 

Если фосфатирование проведено правильно, поверхность металла хорошо смачивается лакокрасочными материалами. Именно благодаря фосфатированию достигается хорошая адгезия (прилипание) покрытий. 

Чем меньше пористость фосфатной пленки, тем выше ее антикоррозионные свойства. Чтобы достичь максимального эффекта, пленку рекомендуется обработать раствором основного бихромата хрома. Это порошок темно-коричневого цвета. Перед употреблением его нужно растворить в горячей (60—70 °С) воде. Раствор с концентрацией 0,7—1,5 г/л остужают до 30—50 °С и наносят краскораспылителем на поверхность детали. Сушат при 40—50 “С в течение 10—20 мин. Такая обработка поверхности металлов после фосфатирования повышает коррозионную стойкость лакокрасочных покрытий и улучшает их адгезию. 

Если все выполнено правильно, то полученная пленка будет серого цвета, иметь мелкокристаллическое строение. 

Эти качества должны просматриваться по всей поверхности. 

Фосфатирование поверхностей можно проводить, используя фосфатирующие концентраты КФ-1 и КФ-12, препарат для холодного фосфатирования «Фосфакор». 

КФ-1 представляет собой концентрированный раствор фосфата цинка, нитрата цинка и фосфорной кислоты, а фосфатирующий концентрат КФ-12 отличается от него меньшим содержанием солей цинка и наличием солей никеля, улучшающих структуру фосфатного покрытия. «Фосфакор» —это готовый к применению раствор соли «Мажеф» (смесь монофосфатов марганца и железа), нитрата цинка и катализатора фосфатирования. 

Успешно применяются также различные препараты для стабилизации процесса фосфатирования и получения плотного мелкокристаллического слоя фосфата оптимальной массы. 

В промышленности применяют активатор фосфатирования, который вводят в количестве 4—10 г/л в щелочные моющие растворы на последней стадии обезжиривания перед окраской. 

Активатор фосфатирования АФ-1 содержит смесь ти-танатов и фосфатов натрия. 

В настоящее время выпускаются материалы, которые соединяют в себе качества грунтовок и фосфатирующих растворов. На рынке можно найти отечественные фосфатирующие грунтовки, например ВЛ-02 или ВЛ-023, и многочисленные импортные аналоги.