Фосфатирование

Фосфатирование представляет собой процесс образования химическим способом на поверхности металла пленки нерастворимых фосфорнокислых солей марганца и железа. При погружении стальных деталей в раствор, содержащий фосфорнокислые однозамещенные соли железа и марганца, металл растворяется с бурным выделением водорода и железо связывает фосфорную кислоту. На поверхности детали образуется пленка нерастворимых фосфатов марганца и железа толщиной 7—10 мк.

Фосфатная пленка после пассивирования и промасливания хорошо защищает металл от коррозии; она устойчива в смазочных маслах и в бензине. Фосфатная пленка, имея пористое строение, хорошо удерживает смазку. Она не электропроводна и отличается жаростойкостью и морозостойкостью. Покрытие выдерживает нагрев до 500° С и понижение температуры до минус 75° С.

Кроме того, пленка служит хорошим грунтом для лакокрасочных покрытий. Фосфатной пленкой покрывают поршневые кольца для лучшей прирабатываемости к поверхности гильзы. Покрытие применяется для антикоррозионной защиты стальных деталей и для электроизоляции деталей электрических машин (генераторы, стартеры и другие). Но рекомендуется фосфатировать тонкостенные гильзы и пружины; эти детали вследствие насыщения металла водородом приобретают хрупкость.

Фосфатирование производят обычно химическим способом. Различают два способа химического фосфатирования:

• фосфатирование в горячем электролите,
• холодное фосфатирование.

Для горячего химического фосфатирования стальных деталей применяют раствор препарата «мажеф» в воде. Концентрация раствора рекомендуется 28—32 г на 1 л воды. После очистки, обезжиривания и травлення детали тщательно промывают в горячем (50— 60° С) содовомыльном растворе, содержащем 50—80 г углекислого натрия и 10 г хозяйственного мыла на 1 л воды. Затем детали промывают в горячей проточной воде и на 40—50 мин. погружают в раствор для фосфатирования. Температура раствора поддерживается 96-98°.

Фосфатированные детали тщательно промывают в холодной проточной воде и для повышения стойкости против коррозии обрабатывают в течение 10—20 сек. в 6—8%-ном растворе бихромата натрия Na₂Cr₂O₇ при температуре 80—85° С. После промывки в воде детали в течение 1—2 мин. выдерживают в веретенном масле, машинном масле или в смазке ЦИАТИМ-201 при температуре 100—110° С. Окончание промасливання определяют по прекращению вспенивания масла. Вспенивание масла наблюдается в результате испарения влаги из пор фосфатной пленки.

Расход препарата «Мажеф» на 1 мг покрытой поверхности составляет около 140 г. Для поддержания оптимальной концентрации препарата раствор подвергают частой корректировке.

Более прочную, плотную и сплошную пленку получают при холодном фосфатировании. Кроме того, пленка, полученная в холодном электролите, имеет большую механическую прочность и лучшую коррозионную стойкость по сравнению с покрытием, полученным в горячем электролите.

Для холодного фосфатирования стальных деталей применяют следующие составы:

1. Препарат «Мажеф» — 35—40 г/л, азотистокислый цинк Zn(NO₃)₂ — 70—90 г/л и фтористый натрий NaF — 4—0 г/л. Кислотность раствора pH = 3,2÷3,4. Раствор нагревают до температуры 20—30° С; детали обрабатывают в течение 30—40 мин.
2. Ортофосфорная кислота 80—85 г/л; окись цинка 15—17 г/л и азотистокислый натрий NaNO₃ 1—2 г/л. Кислотность раствора pH = 2,7÷3,1. Продолжительность фосфатирования равна 15— 20 мин.