Фосфатирование металла перед покраской

Проблема защиты поверхности металлов от коррозии актуальна с того времени, как человечество принялось изготавливать из руды нужные ему вещи. Несмотря на постоянное совершенствование технологий, обеспечить полную защиту не удается. Эффективным методом предохранения от негативного влияния атмосферы и повышения износоустойчивости считается фосфатирование металла.

Описание и назначение технологии фосфатирования

Фосфатирование стали – обработка элементов из металлов веществами, основным компонентом которых является фосфорнокислая соль.

На изделии формируется высокопрочная пленка, обладающая малой электропроводностью и препятствующая возникновению очагов коррозии.

Благодаря значительному улучшению адгезионных свойств технология широко применяется также как подготовительный этап для металлических элементов перед покраской.

Фосфатирование практикуется для низколегированных и углеродистых сталей, чугуна, алюминия, цинка, кадмия, сплавов на основе меди. На элементах из высоколегированных марок формируется слой защиты невысокого качества.

Свойства и преимущества фосфатного покрытия

Подвергнутые фосфатированию детали из металла могут эксплуатироваться под влиянием различных факторов:

  • высокой влажности;
  • синтетических масел и лакокрасочных покрытий;
  • органических химически активных веществ;
  • напряжения до 1000 В.

Благодаря фосфатированию значительно повышается износоустойчивость поверхностей, находящихся в постоянном взаимодействии в узлах трения.

Формирующийся на поверхности стали, меди, алюминия и иных металлов слой создает надежную защиту в вышеперечисленных условиях, но не может сопротивляться щелочам и кислотам, водяному пару. Потому следует заранее выявить особенности применения изделия из металла, подвергаемого фосфатированию.

Фосфатирование металла перед покраской

Суть процесса

Принцип процесса фосфатирования заключен в формировании на поверхности слоя труднорастворимых фосфатов металла – материала изготовления подлежащей обработке детали.

При реакции образуется три типа солей:

  • однозамещенные фосфаты;
  • дигидрофосфаты;
  • фосфаты.

При фосфатировании происходит образование фосфатов и разжижение металла.

Однозамещенные соли возникают в процессе первоначального контакта кислоты и металла. При последующих соприкосновениях появляются двух- и трехзамещенные соли.

К главным элементам слоя относятся малорастворимые фосфаты, параметры которых устанавливаются свободной и основной кислотностью примененного вещества, происхождением катионов, количеством монофосфатов в объеме слоя.

Для форсирования процесса формирования пленки в рабочую жидкость рекомендуется включать окисляющие ионы (ClO₃, NO₂, NO₃).

Виды фосфатирования

Фосфатирование выполняется следующими способами:

  • погружением элементов в емкость, заполненную активной жидкостью;
  • рассеиванием в камере;
  • нанесением фосфатирующей грунтовки.

Специализированная линия фосфатирования повышает производительность труда при обработке элементов из металла в серийном изготовлении.

Холодное (низкотемпературное)

Технология подразумевает обработку поверхности при 20–40 °C. Холодное фосфатирование выполняется по одному из следующих способов:

  1. Резервуар наполняется жидкостью, в которую в соответствии с объемом загружается требуемое количество соли «Мажеф». Заранее вскипяченный и отстоянный фтористый натрий и нитрат цинка добавляются в жидкость. Для увеличения уровня кислоты дополнительно на каждую точку следует внести 1,5 г «Мажефа» и по 2–3 г нитрата цинка и фтористого натрия.
  2. Раствор основан на концентрате, состоящем из 80 г монофосфата цинка, 750 г нитрата цинка, 160 г кислоты фосфорной, 40 г соды и 1 л воды. Для приготовления 100 л фосфатирующей жидкости на 85 л воды вливается 12 л натра едкого, затем вновь добавляется 3 л воды и 40 г натрия нитрита. Показатель кислотности при фосфатировании регулируется с помощью едкого натра.

Нормальное

«Мажеф» также применим и для фосфатирования металла нормальным способом. Оптимального результата удается достичь при 97–98 °C с применением жидкости, содержащей 30–35 г/л соли. При более высокой температуре наблюдается повышенное шламообразование, под меньшей – кристаллизация покрытия.

Продолжительность процесса определяется от начала отделения водорода плюс 5–10 минут. Суммарная кислотность жидкости принимается порядка 30 точек, свободная – 3–4 точки.

Точка является единицей измерения кислотности. Одна единица устанавливает количество в мл 0,2 н. щелочного раствора, приходящегося на титрование 10 мл жидкого фосфата.

При превышении свободной кислотностью принятой величины параметры фосфатного слоя ухудшатся, продолжительность формирования защиты металла увеличится, пленка получится слишком малой толщины.

Для формирования утолщенного фосфатного слоя с тонкокристаллическим строением и улучшенными защитными параметрами нужно увеличить удельную долю «Мажефа» до 100–120 г/л. Вместе с этим следует снизить нагрев рабочей жидкости до 80–85 °C.

Для фосфатирования высоколегированных изделий препарат «Мажеф» добавляется в объеме 30–32 г/л. Выдержка в фосфатирующем растворе выполняется на протяжении 45–60 минут при 100 °C.

Ускоренное (электроизоляционное)

Отличие данного метода фосфатирования – необходимость в подготовке металла.

Для фосфатирования листовых деталей из кремнистых и электротехнических сталей следует заранее убрать оксид кремния, появляющегося на поверхности при изготовлении.

Для этого детали располагают в установке вертикально с малыми зазорами, требующимися для промывания удаленного вещества.

После изделия подвергаются обезжириванию под воздействием щелочи, промываются и передаются на травление в соляной кислоте.

Далее элементы обрабатываются проточной водой, пассивируются опусканием в жидкость с кальцинированной содой, вновь промываются и поставляются в емкость.

Фосфатирование поверхности металла проводится на протяжении 30–40 минут в нагретом растворе с «Мажефом» объемом 30 г/л. По завершении процесса изделия промываются струей воды, пассивируются в нагретом 5–10%-м растворе дихромата калия, обдаются горячей водой и просушиваются.

Образованный после фосфатирования на поверхности металла слой серого цвета глубиной 15–20 мкм имеет тонкокристаллическое строение.

Электрохимическое

Фосфатирование поверхности металла по данной методике выполняется с использованием веществ, применяемых для предыдущего метода, но под воздействием электротока.

Детали располагаются на применяющихся в качестве катодов шлангах, анодами являются стальные либо цинковые пластинки. Подается ток 0,3–3,0 А/дм². Процедура занимает 5–20 минут.

Сформированная таким способом пленка может служить как предварительный слой для будущей покраски.

Химическое фосфатирование имеет серьезный недостаток – небольшую разделяющую способность электролита, из-за чего пленка на металл укладывается прерывисто.

Основные способы обработки

Препаратом «Мажеф»

Обработка солью «Мажеф» – разновидность химического фосфатирования. Деталь опускается в емкость с подготовленным фосфатирующим веществом. «Мажеф» используется для элементов и конструкций в качестве антикоррозионной грунтовки перед последующей окраской.

«Мажеф» – это гранулы зеленого цвета, по форме похожие на соль. Вещество состоит из фосфора, железа и марганца.

Фосфатирование металла перед покраской

Количество препарата «Мажеф» – 50–70 г/л воды. Металл опускается в приготовленный для фосфатирования состав, подогревающийся и постепенно доводящийся до кипения с постоянным перемешиванием. Емкость кипятится 15–20 минут, такого срока хватает для формирования на металле пленки толщиной 5–10 мкм.

Следует приготовить состав с небольшим запасом, так как при кипении некоторая его часть испаряется.

Фосфорной кислотой

Кислота используется для фосфатирования металла холодным способом. Оптимальная температура рабочей жидкости для достижения максимальной стабильности процесса – 18–25 °C. Качество и прочностные параметры пленки зависят от четкого соблюдения пропорций используемых ингредиентов:

  • кислота фосфорная – 40 г/л;
  • нитрат цинка – 200 г/л;
  • натрия сульфат – 8 г/л;
  • цинка оксид – 15 г/л.

Фосфатирование металла перед покраской

В полученном растворе элемент либо конструкция из металла проходит струйную обработку на протяжении получаса.

Такая технология оптимально подходит для крупногабаритных изделий. По сравнению с применением ванн продолжительность процесса снижается, уменьшается расход применяющихся веществ.

Метод с монофосфатами цинка

Технология с цинком предназначена для изделий, применяющихся в машиностроительной отрасли и в электротехнике. Деталь погружается в жидкость такого состава:

  • цинка монофосфат – 20 г/л;
  • натрия нитрат – 35 г/л.

Металл фосфатируется в ванне при реакции с раствором, прогретым до 60 °C, на протяжении 20 минут.

Фосфатирование металла перед покраской

Обработка фосфатирующими пастами

Для производства работ по такой методике используются специализированные фосфатирующие составы. В дальнейшем деталь подвергается покраске. Преимущество способа заключается в следующем:

  • процедура выполняется без нагрева;
  • грунт наносится на металл обыкновенной кистью;
  • для работы не требуется емкость.
Читайте также:  Подставка под домкрат своими руками

Фосфатирование металла перед покраской

В составе грунтовки имеются металлический пигмент и растворяющее вещество на базе ортофосфорной кислоты, а в составе лакокрасочных материалов – цинк. При реакции с кислотой цинк окисляется, формируя прочную пленку.

Фосфатирующие грунтовки и пасты широко применяются для любых деталей независимо от размеров. Поверхность необходимо пассировать для повышения адгезии.

Фосфатирование в домашних условиях

Получение фосфатного покрытия металла в домашних условиях несколько отличается от применяемой в промышленности технологии: проведение полноценной химобработки в быту невозможно. Применяется, в основном, обработка по электрохимическому методу.

Для формирования защитного слоя требуется применение электротока. В качестве электролитических жидкостей применяются разбавленные «Мажеф» либо фосфорная кислота. Элемент, подлежащий обработке, ставится на погруженный в емкость электрод. На стержни из цинка, использующиеся в роли анода, также подается ток напряжением 25 В. Вся процедура занимает порядка получаса.

Такой способ подходит для изделий с прямолинейными очертаниями; объемные элементы сложной геометрической формы подвергаются обработке хуже: пленка на них укладывается неровно, что снижает ее характеристики.

Приготовление реагентов

Для фосфатирования металла собственными силами применяется жидкий реагент. В состав раствора включены «Мажеф» и нитрат цинка. После закипания жидкости элемент из металла опускается в нее для фосфатирования на 15 минут.

Способы проверки качества пленки

  • Контроль качества образованного в результате фосфатирования покрытия осуществляется по нескольким параметрам.
  • Цвет слоя – от серого до черного, светло- либо темно-серый (для оцинкованных изделий).
  • Не относятся к браку:
  • неоднородность кристаллов;
  • наличие белесого налета, легко стираемого;
  • присутствие шлама;
  • разводы, натеки и пятна.

Не допускается наличия крупных шламовых отложений, необработанных пятен либо полосок, царапин металла, коррозированных участков.

  1. Удельный вес покрытия, приходящийся на площадь, должен составлять 3–8 г/м².
  2. Строение. Фосфатный слой, на который в дальнейшем предполагается нанесения лакокрасочного покрытия, должен иметь тонкокристаллическое строение.
  3. Защитные параметры.

Испытания проводятся по ГОСТ 9.302-88. Обработанный металл после проверки должен сохранять свой цвет, на пленке не должны присутствовать коррозированные участки, кроме острых кромок и точек соединения неразъемных конструкций.

  1. Маслоемкость покрытия должна быть более 2 г/м².
  2. Тщательность промывки. Удельная токопроводимость жидкости после промывания металла должна быть менее ее первоначального значения, увеличенного в три раза.

А вы сталкивались когда-нибудь с фосфатированием изделий из металла? Может быть, вы занимались этим дома самостоятельно? Поделитесь, пожалуйста, своим опытом в х.

Правила фосфатирования перед нанесением порошковой краски

Подготовка поверхности — залог успешного окрашивания и качественного покрытия. Любой материал нужно обработать перед нанесением на него краски. Пусть порошковая краска действительно не нуждается в грунтовке. Все же вопрос подготовки остается открытым.

Известно, что в состав порошковой краски входят специальные полимеры — смолистые вещества и другие компоненты, которые позволяют регулировать вязкость красящей пленки, цвет и текстуру.

Но, к сожалению, она не содержит в себе специальных растворителей, которые могли бы дополнительно убирать с поверхности жирные пятна от масла и любой другой промышленной грязи (следы от пятен, старая краска, стружка). Если с поверхности не убрать всю эту грязь, есть вероятность снижения уровня адгезии краски с металлом.

В результате недостаточной адгезии могут возникнуть такие дефекты на поверхности, как:

  • неравномерность слоя или отслоения;
  • низкая устойчивость к коррозии.

Важно заметить, что такие дефекты не возникают сразу после нанесения, а проявляют себя в процессе службы. Именно поэтому, чтобы избежать разочарования клиентов в изделии, нужно не пропускать этап очистки и выполнять все согласно инструкциям.

Главные правила предварительной подготовки поверхности

Процесс подготовки поверхности к покраске должен включать следующие этапы:

  • зачистка (обычно выполняется механическими щетками, шлифовальными пластинами или дисками, позволяет отшлифовать любые шероховатости, царапины, которые могут каким бы то ни было способом помешать созданию равномерной полимерной пленки)
  • расщепление жирных пятен (любые промышленные масла или масла — враг порошковой краски. Поэтому после снятия видимой грязи нужно обратить внимание банально даже на следы от прикосновений голыми руками. Любые остатки жирного вещества могут исказить покрытие. Обычно этот процесс выполняется методом погружения в специально подготовленные полуспиртовые и полуводные растворители, позволяющие за достаточно быстрое время избавиться от всех остатков)
  • дополнительная обработка

Фосфатирование металла перед покраской

Кроме стандартного нанесения порошковой краски для повышения ее коррозионных свойств используют два принципа обработки металлической поверхности. Они все еще входят в этап подготовки металла, но в отличие от грунтовки являются выборочной опцией.

Данная обработка металла позволяет в разы повысить антикоррозионные свойства. К сожалению, не существует ни одного метода, как поместить металлическое изделие в идеальную вакуумную среду и именно там выполнять окраску.

Таким образом, даже после очистки, помещая изделие в сушку и транспортируя его через производственный цех на этап нанесения краски, мы позволяем атмосфере вокруг него вступать в контакт с металлом. Есть шансы, что даже за такой короткий промежуток времени могут начаться процессы окисления на поверхности металла.

Данное окисления в дальнейшем образует ржавчину — налет, который будет постепенно разъедать изделие. И именно в таком случае ржавления может начаться на поверхности под покрытием.

А если на производстве не придерживаются условий, не проверяют проветривается ли помещение, влажность воздуха и температурные показатели — данные процессы неизбежны. Конечно, некоторое время такая погрешность будет незаметной. Но данные изделия покажут значительно меньшие показатели качества и продолжительности службы пользователю.

Именно поэтому, наносят специальный слой дополнительной обработки. Она бывает нескольких типов: хромирование и фосфатирование

Хромирование

Это специфический процесс усиленной обработки металла направлен на то, чтобы увеличить адгезию и повысить степень защиты от коррозии. Данный способ заключается в насыщении поверхности металла хромом, или его нанесение на поверхность электролитическим способом.

О хромирование металлов вы уже имели возможность почитать в предыдущей статье и рассмотреть основные ошибки, при которых возникают дефекты на поверхности. В фосфатировании стоит также обратить внимание на некоторые особенности.

Ведь недостаточно «тяп-ляп» нанести материал и надеяться на его качество.

Фосфатирование

Как уже отмечено, данный тип обработки выполняется химическим или электролитическим способом. Он также заключается в том, что слой защитного материала (в этом случае железо, марганец или цинк) наносится специально под порошковую краску, позволяя ей лучше закрепиться и уменьшая возможности вхождение в реакцию металлической поверхности с атмосферными возбудителями коррозии.

Фосфатирование металла перед покраской

Фосфатированию часто подвергают углеродистую или низкоуглеродистую сталь, чугун, различные сплавы и алюминий. Данный процесс осуществляется методом погружения изделия в нагретый раствор с добавлением активных компонентов — фосфатов, который подогревают до 90-100 градусов. После фосфатирования изделие нужно просушить и пассивировать в хроматном растворе.

Проблемы фосфатирования и их влияние на возникновение дефектов на поверхности

Конверсионная обработка методом фосфатирования требует чрезвычайной точности действий. Несмотря на простоту процесса нанесения, который охватывает именно лишь погружения в растворы, рабочие все еще допускают непоправимые ошибки, которые бывают такими:

1. Недостаточное обезжиривание и промывка поверхности металла

Бывают случаи, когда и фосфатирование качественно нанесли, и краска легла хорошо, но вот в результате покрытие почему-то отслоилось. В этом случае роль сыграла именно недостаточная очистка от масел, о которых мы уже упоминали. К сожалению, это такая вещь, которая может наделать вреда в любой момент, поэтому пренебрегать ею не стоит.

Читайте также:  Сварка трубы электросваркой: оцинкованные, тонкостенные, водопроводные

Возможно, нужно проверить, температуру в ванне для обезжиривания. Если она будет слишком низкая — расщепление жиров не будет происходить достаточно активно. Возможно, для определенной степени загрязнения недостаточная продолжительность погружения в растворитель. Или же проблема в процентном соотношении активного компонента и самого растворителя.

2. Незакрытый слой фосфатирования

Как известно, поверхность должна быть покрыта защитным слоем полностью, какой бы она сложной конфигурации ни была. Если в некоторых труднодоступных местах остались пробелы, или не дочистили грязь — именно там могут образоваться пробелы.

С того места, где металлическая поверхность будет иметь возможность контактировать с водой, или кислородом, или любой другой агрессивной средой будет развиваться процесс коррозии. Он постепенно проникнет в более глубокие слои, отслаивая краску и образуя дыры.

Чтобы такого не произошло, нужно проверять концентрацию растворителей и их соответствие конверсионному материалу. Может быть, что уровень кислотности остается слишком высоким, потому, что изделие слишком долго обсушивалось. В результате слой цинка или железа не ложится полностью на все изделие равномерно, оставляя определенные места открытыми.

Возможно, следует увеличить количество и мощность подачи воды при ополаскивании после растворителей. Проблемой может также стать недостаточная продолжительность промывки. Все это влияет на появление отслоения.

Фосфатирование металла перед покраской

3. Слишком толстый слой конверсии

Мы часто настолько стараемся сделать все идеально, что забываем о существовании границ и адекватного подхода. Если перестараться с конверсионным материалом и образовать слишком толстый слой, могут возникнуть неровности.

Важно найти идеальную средину, при которой материал будет надежно защищать всю поверхность, но при этом не мешать выполнять свои функции порошковой краске.

Причины могут заключаться не только от желания человека обильно нанести защитный слой, но и, например, в неправильном размещении форсунки, несоблюдении рекомендуемой продолжительности обработки

4. Неравномерность слоя фосфатирования

При недостаточном обезжиривании, очистке и промывке конверсионный слой может неравномерно ложиться на поверхность, тем самым создавая аналогичные проблемы и с порошковой краской. Для того чтобы избежать таких неприятностей, нужно увеличить время промывания как в растворах, так и после них и повысить эффективность сушки.

Дефекты — очень неприятная вещь.

Лучше заботиться о том, чтобы они совсем не возникали, совершенствовать и тестировать новые технологии, всегда уметь подобрать правильные материалы и пользоваться указаниями по их эффективному нанесению.

Работать нужно на получение качественного покрытия, не думая о возможности ускорить производство и где-то схалтурить. Только взвешенное отношение к работе поможет создать конкурентоспособное покрытие, достойное внимания клиента.

Фосфатирование металла перед покраской: особенности процесса

Подготовка металлических конструкций под покраску – важнейшая процедура, от качества выполнения которой зависит долговечность будущего покрытия. Поверхность необходимо не только очистить от грязи, но и на завершающем этапе обезжирить металл перед покраской.

Этапы выполнения работ

Подготовка металла – не такая уж и простой процесс, как может показаться на первый взгляд. Работа разделяется на несколько этапов, важнейшими из которых являются:

  • удаление ржавчины и старой краски с поверхности;
  • выполнение фосфатирования и обезжиривания.

Подготовка к покраске изделий из металла может выполняться по различным технологиям, но в первую очередь с них следует удалить ржавчину и остатки предыдущего окрасочного слоя.

Снятие краски и ржавчины

Очистка металла от коррозии и старого слоя краски может осуществляться тремя способами:

  • химическим;
  • механическим;
  • термическим.

Механический способ

Такой метод, считающийся наиболее эффективным, подразумевает удаление ржавчины и краски вручную либо при помощи механизированного инструмента. Обработка может выполняться:

  • проволочными щетками;
  • шлифовальными дисками;
  • посредством пескоструйного агрегата;
  • гидроабразивным способом (выполняется только на промышленных предприятиях).

Химическая обработка

Обработка химическим способом основана на воздействии на ржавчину химических веществ, распыляющихся на поверхность либо наносящихся кистью.

Фосфатирование металла перед покраской

  • Удаляющие ржавчину составы делятся на два типа:
  • Недостатком смываемых средств является вероятность появления на металле новых очагов коррозии, потому после обработки поверхность должна быть немедленно просушена и обработана антикоррозийными составами.
  • При обработке ржавчины несмываемыми составами в результате химической реакции на поверхности металла образуется своеобразный слой грунтовки, который нельзя смывать водой.
  • Обработку металлоконструкций чаще всего выполняют:
  • раствором серной либо соляной кислоты (5%-й) с добавлением ингибитора коррозии;
  • ортофосфорной кислотой (15-30%-я эссенция), преобразующей ржавчину в защитное покрытие;
  • смесью 50 гр. оксипропионовой кислоты на 100 мл вазелинового масла, под воздействием которой ржавчина превращается в соль и легко счищается с поверхности тряпкой.

Термический способ

Удаление краски с металлических поверхностей термическим методом подразумевает использование паяльной лампы. Металл подвергается нагреванию до постепенного отслаивания лакокрасочного покрытия, легко удаляющегося шпателем либо металлической щеткой.

Главное достоинство такого способа – значительная экономия времени, а основной недостаток – пожароопасность и некоторые ограничения по типам поверхностей. Обрабатывать листовой и оцинкованный материал, чугун таким методом нельзя – поверхность при этом деформируется, нарушается целостность конструкций.

Обезжиривание металла

Обезжиривание конструкций выполняется для обеспечения хорошего слипания металла с лакокрасочным составом и грунтовкой.

Для обезжиривания металла перед покраской в принципе можно применять любые составы, удаляющие органические вещества и жиры. Но все же, лучше использовать комплексные соединения, преобразующие ржавчину в полезный слой и предотвращающие ее появление в будущем:

  • уайтспирит;
  • номерные нитрорастворители;
  • обезжириватель на сложных спиртах;
  • керосин.

В качестве средства для обезжиривания не рекомендуется использовать бензин, так как в результате воздействия его на поверхность появляется невидимая глазу масляная пленка, ухудшающая адгезию с краской.

Обезжиривание необходимо выполнять в хорошо вентилируемых помещениях с постоянной циркуляцией воздуха, так как пары большинства использующихся химических веществ очень токсичны. Во избежание отравления рекомендуется надеть респиратор, работать в резиновых перчатках и защитных очках – при попадании в глаза любого растворителя не избежать химического ожога слизистой.

Фосфатирование металлических поверхностей

Фосфатирование – это процесс покрытия поверхностей черных либо цветных металлов тонкой пленкой, защищающей ее от образования ржавчины и улучшающей адгезию с окрасочным составом.

Применение такой технологии позволяет значительно улучшить устойчивость к износу контактирующих деталей в узлах трения. Метод может быть реализован практически для всех сплавов, кроме высоколегированной стали – на ней появляется фосфатная пленка недостаточно высокого качества.

Для чего выполняется фосфатирование?

Фосфатирование металла перед покраской выполняется в целях обеспечения поверхности надежной защитой от коррозионных процессов в местах, очищенных от старой краски и ржавчины механическим способом. Перед нанесением защитного слоя металлические конструкции или изделия необходимо тщательно очистить от пыли и грязи, а также обезжирить.

Такой способ защиты конструкций из металла допускает их эксплуатацию в условиях:

  • воздействия автомобильных масел и топлива;
  • в электроустановках до 1 кВ;
  • высокой влажности;
  • в средах с органическими растворителями;
  • нахождения под лакокрасочным покрытием.

Образующаяся пленка способна надежно защитить металл в указанных выше условиях, но быстро разрушается в агрессивных кислотной и щелочной средах. Потому перед выполнением фосфатирования нужно определить состав среды, в которой будет эксплуатироваться металлическое изделие.

Читайте также:  Съемник шаровых опор своими руками

Способы фосфатирования

Образование фосфатной защитной пленки на поверхности металла получается несколькими способами, возможность и целесообразность реализации которых зависит от размеров конструкции и области ее применения.

Чаще всего используются такие методы:

  • обработка поверхности препаратом «Мажеф», допускающаяся даже для низкоуглеродистой стали, в результате образуется качественная грунтовка с антикоррозийными свойствами;
  • использование фосфорной кислоты или «холодное фосфатирование», при котором толщина защиты составляет не более 5 мкм;
  • применение монофосфата цинка, использующегося преимущественно в машиностроительной и электроэнергетической отраслях;
  • обработка фосфатирующей пастой.

Для подготовки металла под покраску необходимо выполнять ряд обязательных процедур, без которых невозможно качественное окрашивание и, соответственно, продолжительная эксплуатация металлических конструкций.

Вам также может быть интересно узнать, какая краска для забора металлического подходит лучше всего в вашем случае. Об этом читайте в статье о покраске металлических ограждений.

Обзор методов фосфатирования металлов

Фосфатное покрытие – один из методов защиты металлов от коррозии. Фосфатные покрытия представляют собой мелкокристаллическую пленку, состоящую из нерастворимых фосфатов железа с фосфатами марганца или цинка. Фосфатные покрытия после дополнительной обработки маслами, лаками или красками надежно защищают металл от коррозии.

Фосфатные пленки обладают высоким электрическим сопротивлением и выдерживают напряжение до 300 – 500В, после пропитки пленок масляными и бакелитовыми лаками пробивное напряжение значительно повышается.

По твердости фосфатные покрытия превосходят медь и латунь, но ниже стали. Фосфатные покрытия выдерживают кратковременный нагрев до 400 – 500 0 С.

Возможности фосфатных покрытий широко используются: для защиты от коррозии; для электроизоляции; для уменьшения трения; в качестве грунта для нанесения лакокрасочных покрытий.

Сущность процесса осаждения фосфатных покрытий заключается в обработке поверхности металла подкисленными растворами однозамещенных фосфатов, в результате на поверхности образуется пленка нерастворимых фосфатов.

Толщина, структура, пористость, цвет фосфатного покрытия зависит от состава обрабатываемого металла, метода и режима фосфатирования и подготовки поверхности (см. «Как подготовить поверхность детали под покрытие»).

Мелкокристаллические фосфатные покрытия обладают лучшей защитной способностью, чем крупнокристаллические. Они получаются из цинкофосфатных растворов, содержащих ускорители (окислители) и применяются в качестве подслоя под лакокрасочные покрытия.

Крупнокристаллические фосфатные покрытия получают из марганцевофосфатных растворов, после промасливания их используют в качестве самостоятельных защитных покрытий.

Процесс нанесения фосфатных покрытий можно осуществлять химическим или электрохимическим способом.

Химический способ нанесения фосфатного покрытия

Для черных металлов существует несколько способов химического осаждения фосфатного покрытия: нормальное, ускоренное и холодное.

Для нормального фосфатирования применяют препарат Мажеф с концентрацией 30 – 33 г/л при температуре 96 – 98 0 С в течение 5 – 10 минут.

Снижение температуры приводит к образованию большого количества шлама. Фосфатные пленки, полученные в растворах соли Мажеф, имеют прочное сцепление с основой, толщину 7 – 50 мкм, пористую структуру.

Обладают высокими электроизоляционными свойствами и жаропрочностью.

Для получения мелкокристаллических пленок следует повысить концентрацию препарата Мажеф до 100 – 200 г/л и снизить температуру до 80 – 85 0 С. Нанесение фосфатного покрытия в растворе соли Мажеф имеет ряд недостатков: высокую температуру, узкий рабочий интервал рабочих температур и обильное выделение водорода, что приводит к наводораживанию стали.

Для ускоренного нанесения фосфатного покрытия применяется раствор, лишенный указанных недостатков за счет введения окислителей нитрата цинка, фторида натрия и др. При этом уменьшается выделение водорода, а железо окисляется до 3-х валентного.

Фосфатирование металла перед покраской

  • Фосфатное покрытие на стали
  • Состав раствора, г/л:
  • Препарат Мажеф 30 – 40
  • Цинк азотнокислый 50 – 65
  • Натрий фтористый 2 – 5
  • Температура 45 – 65 0 С
  • Время 8 – 15 минут.
  • Разработаны и нашли широкое применение концентраты КФ-1, КФ-3, которые применяют для получения фосфатного подслоя под лакокрасочные покрытия, а также концентраты КФЭ-1, КФЭ-3 – для нанесения фосфатных пленок перед холодной деформацией.
  • Более подробно процесс нанесения фосфатных покрытий для различных металлов будет рассмотрен в следующей публикации.

Фосфатирование — надежная защита металла от коррозии

Фосфатирование и грунтование поверхности автомобиля перед покраской

Операция фосфатирования — нанесение на металлическую поверхность слоя фосфатов — обеспечивает повышение адгезионной прочности и противокоррозионного действия лакокрасочного покрытия. При ремонтном окрашивании фосфатирование проводят путем обработки металлической поверхности специальными фосфатирующими пастами, растворами, растворителями, или уксусной кислотой:

  • цинковые белила (оксид цинка);
  • цинк фосфорнокислый (однозамещенный);
  • натрий азотнокислый;
  • тальк;
  • уксусная кислота;
  • алюминий фосфорнокислый (однозамещенный);
  • хромовый ангидрид;
  • калий марганцовистокислый;
  • натрий фтористый;
  • этиловый спирт;
  • бутиловый спирт;
  • вода.

Состав готовят путем смешения фосфорной кислоты, оксида цинка, азотнокислого натрия с водой, после чего постепенно при перемешивании добавляют тальк до достижения пастообразного состояния смеси. Перед нанесением состав выдерживают в течение 24 ч.

Пасту наносят на поверхность металла с помощью шпателя и оставляют на 40 мин, после чего пасту удаляют шпателем, а фосфатированную поверхность промывают водой до нейтральной реакции (определяют с помощью универсальной индикаторной бумаги) и высушивают.

Нормально фосфатированная поверхность должна иметь равномерно серый цвет.

Также существуют другие составы, которые наносят кистью, их время фосфатирования 30-40 мин. Фосфатироваиие проводят также готовыми препаратами, которые наносят на поверхность металла кистью в три приема с интервалом 3-5 мин.

Затем поверхность промывают водой до нейтральной реакции и высушивают. Фосфатированная поверхность должна быть окрашена желательно сразу после высушивания и не позднее, чем через 2 суток.

Фосфатированную поверхность не следует грунтовать фосфагирующими грунтовками типа.

Грунтование автомобильного кузова.

Грунтование внешних поверхностей лицевых частей проводится аналогично грунтованию внутренних поверхностей. Некоторые особенности имеют грунтование отдельных участков поверхности при подкрашивании.

В этом случае предпочтительнее использовать фосфатирующие грунтовки, формирующие даже при кистевом нанесении тонкий, равномерный, быстро высыхающий слой, легко перекрывающийся последующими слоями эмали.

Покрытия не вспучиваются и не текут (в отличие от всех прочих материалов) при нанесении разбавленных нитроэмалей, содержащих активные растворители, вызывающие подрастворение грунтовочного слоя, особенно при его большой толщине и неполном отверждении.

При большом объеме грунтовочных работ — при окрашивании всего кузова, отдельных частей или при подкрашивании — целесообразно использовать для нанесения грунтовок метод пневматического (воздушного) распыления, требующий приобретения или изготовления специальной оснастки.

В общем случае система для нанесения грунтовок (и эмалей) пневмораспылением состоит из системы для подачи сжатого воздуха (компрессора), ресивера и распылителя.

Перед нанесением грунтовку надо разбавить растворителем до рабочей вязкости, обеспечивающей качественное распыление материала под действием сжатого воздуха. Рабочая вязкость в этом случае зависит от давления воздуха, конструкции распылителя, типа грунтовки.

Первым признаком приближения к рабочей вязкости является разрыв струи материала при его стекании с палочки.

Перед нанесением лакокрасочного материала методом пневмораспыления, особенно при окрашивании кузова в сборе, необходимо защитить участки поверхности кузова, не подлежащие окрашиванию.

Стекла, вместе с резиновыми уплотнителями, защищают с помощью шаблонов, вырезанных из плотной бумаги или полиэтиленовой пленки, закрепляя их на стекле достаточно надежно (чтобы они не сдувались под действием струи сжатого воздуха) с помощью любой консистентной смазки либо клейстера.

На колеса, фары, бамперы, облицовку передка надевают и закрепляют чехлы из ткани, бумаги, полиэтилена. Молдинги, мелкие хромированные детали либо заклеивают полосками медицинского лейкопластыря, липкой лентой, либо снимают.

Несколько видео на тему подготовки поверхности и применения антикоррозионных грунтов:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector