Фосфатирование с препаратом «Мажеф»
Этот способ является наиболее распространенным, так как прост по составу, а получаемая фосфатная пленка при этом наиболее доброкачественна. Общепринятая концентрация препарата «Мажеф» при фосфатировании равна 27—32 г/л. Растворение «Мажефа» сопровождается частичным его разложением с образованием нерастворимых соединений, осаждающихся на дне ванны. Полностью удалять этот осадок со дна ванны нельзя, так как он участвует в образовании фосфатной пленки.
При фосфатировании без добавок процесс ведут при рабочей температуре 370—372 К. Для получения заданной температуры раствор доводят до кипения, после чего выключают нагревание и, дав осесть взмученному осадку, загружают деталь. Для поддержания температуры подогревание раствора ведут непрерывно, не давая раствору вскипеть, так как взмученный осадок, поднимаясь со дна, осаждается на поверхности деталей, придавая им грязевый серый вид и ухудшая качество фосфатной пленки.
Реакция препарата «Мажеф» с поверхностью деталей сопровождается бурным выделением водорода, которое постепенно снижается и заканчивается полностью, когда вся поверхность деталей покроется без просветов нерастворимой пленкой. Для полной уверенности в окончании процесса детали выдерживают в ванне еще 5—10 мин, после чего выгружают, промывают и сушат.
Выдержка при фосфатировании зависит от назначения фосфатной пленки. Так, при фосфатировании в целях защиты от коррозии выдержка зависит от марки стали и колеблется в пределах 1—2 ч. Для электроизоляционного покрытия обычно достаточно 30—40 мин, а для предохранения от затекания расплавленного металла достаточно 20—30 мин. В последних случаях выгрузку деталей проводят до окончания реакции.
Корпус ванны фосфатирования сваривают из листового железа без футеровки внутри. При подогревании паром ванну снаружи футеруют теплоизоляционной массой, или обшивают деревом. В этом случае глухой паровой змеевик делают съемным и располагают его по задней стенке ванны, но ни в коем случае не по дну.
Зарядка ванны препаратом «Мажеф» проста и состоит в отвешивании препарата из расчета 30 г/л и в засыпке его в кипящую воду ванны при механическом перемешивании, или барботировании сжатым воздухом. Затем раствор доливают водой до рабочего уровня, снова перемешивают, дают отстояться и отбирают пробу для экспресс-анализа кислотности раствора. Для правильной эксплуатации ванны и получения доброкачественной фосфатной пленки необходимо, чтобы фосфатный раствор после зарядки или корректировки имел требуемую рабочую кислотность. Этот показатель складывается из двух величин: общей и свободной кислотностей, причем рабочее соотношение общей кислотности к свободной должно быть равым 7-8. Экспресс-анализ весьма прост и его проводит рабочий-корректировщик на монтажном верстаке непосредственно у ванны и только в тех случаях, когда наблюдаются какие-то отклонения от нормального процесса фосфатирования (растравливание, образование черного мажущего налета, длительное увеличение времени для получения фосфатной пленки и др.). Обычно препарат «Мажеф» состоит из смеси солей,
обеспечивающих правильное соотношение кислотностей. Тем не менее, рабочий-корректировщик должен уметь найти причину неполадок в работе ванны.
После очистки, зарядки и корректировки раствора процесс фосфатирования не встречает затруднений.
Переходя снова к описанию эксплуатационных особенностей процесса, следует отметить, что нагрев паром весьма затруднителен. Более удобен электрический нагрев ванн. Для этой цели наружный стальной кожух ванны футеруют внутри огнеупорным кирпичом, располагая нагревательные элементы вдоль стенок ванны, а рабочий корпус ванны делают съемным для удобства ремонта. Удаление водорода и паров воды из ванны проводят посредством бортовых вентиляционных отсосов, а верх ванны после загрузки деталей закрывают крышкой.
Для массового фосфатирования крепежных и мелких деталей используют ванны с вращающимися барабанами, как это применяется при гальванических процессах.
Удельный расход препарата «Мажеф» составляет 120-140 г/м2 фосфатируемой поверхности.
При фосфатировании деталей с большой поверхностью корректировку раствора проводят после выгрузки каждой партии деталей. При накоплении на дне ванны большого количества осадка, мешающего нормальной эксплуатации ванны, раствор сливают, осадок вычищают из ванны и проводят зарядку ванны вновь.
Фосфатная пленка имеет темно-серый цвет, темнеющий после промасливания. При фосфатировании в барабанах пленка гораздо светлее, но также темнеет при протирке деталей веретенным или авиационным маслом. Наличие фосфатной пленки на деталях проще всего определяется путем проведения ногтем. При этом образуется ясно видимая белая черта. Но часто пользоваться этим способом контроля не следует, так как белая черта получается от стачивания ногтя. Основные неполадки при фосфатировании приведены в табл.
Забракованные фосфатные покрытия стравливают в 10—15%-ном растворе серной кислоты, после чего повторяют процесс фосфатирования вновь. Такая операция лишь улучшает качество защиты.
Введение различных добавок в фосфатный раствор ускоряет процесс образования фосфатной пленки и позволяет вести его при более низких температурах. Во многих случаях препарат «Мажеф» полностью заменяют кислыми фосфорнокислыми солями натрия, цинка, марганца и даже фосфорной кислотой.
Характеристики
неполадок |
Причина неполадок | Способ устранения |
Фосфатная пленка очень тонка; при погружении деталей в воду сквозь нее просвечивает металл | Недодержка по времени при фосфатировании | Стравить пленку и повторить процесс с нужной выдержкой |
Крупнокристалличность и слабая коррозийная стойкость фосфатной пленки | Подготовка произведена путем травления | Заменить травление зачисткой или после травления промыть в содовом растворе |
После высыхания пленка имеет грязный налет солей | Фосфатирование вели со взмученным осадком препарата «Мажеф» | Детали не должны касаться дна ванны, а процесс нельзя вести в кипящем растворе |
В отверстиях и внутренних полостях фосфатная пленка отсутствует | Образование воздушных или водородных «мешков» | Изменить расположение деталей на подвесках и применить встряхивание |
Заметная разница оттенков и структуры фосфатной пленки на различных участках деталей | Различная термическая или механическая обработка отдельных участков | Причина обусловлена технологией изготовления и не является браковочным признаком |
В качестве окислителей обычно применяют нитрит натрия, селитру и другие соли азотной кислоты. Сокращение времени процесса и снижение его рабочей температуры позволяют еще более удешевить этот массовый, экономичный и надежный способ защиты от коррозии. Фосфатные пленки, полученные из этих растворов, во многих случаях характеризуются малой толщиной и пониженной стойкостью в коррозионных средах. В связи с этим в области защиты от коррозии они используются в качестве грунта при последующей лакировке и окраске.