СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ФОСФАТИРУЮЩЕГО СОСТАВА

СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ФОСФАТИРУЮЩЕГО СОСТАВА


RU (11) 2225895 (13) C2

(51) 7 C23C22/18 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2004.03.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2002101561/02 
(22) Дата подачи заявки: 2002.01.14 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2002.01.14 
(43) Дата публикации заявки: 2003.08.20 
(45) Опубликовано: 2004.03.20 
(56) Аналоги изобретения: WO 98/13534 А2, 02.04.1998. RU 2109845 С1, 27.04.1998. RU 2067131 C1, 27.09.1996. SU 378567, 18.04.1973. 
(72) Имя изобретателя: Журавлева С.Л.; Бонокина М.Н.; Чумаевский В.А.; Пустовая Т.А.; Савельева И.В.; Фомина О.Н. 
(73) Имя патентообладателя: Закрытое акционерное общество "ФК" 
(98) Адрес для переписки: 157040, Костромская обл., г. Буй, ул. Чапаева, 1, ЗАО "ФК", техническому директору А.В.Капралову 

(54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ФОСФАТИРУЮЩЕГО СОСТАВА 
Изобретение относится к химической обработке поверхности металла на основе железа перед нанесением лакокрасочных покрытий (ЛКП). Изобретение может быть использовано в различных отраслях промышленности: машиностроении, электро- и радиотехнике и т.д. Способ включает обработку поверхности металла водным раствором, содержащим ионы цинка, марганца, фосфата, нитрата, гидроксиламин сернокислый при следующем соотношении компонентов, г/л: Zn2+ l,5-3,6; Mn2+ 0,45-0,7; Р2О5 7,8-16,8; NO3 1,10-1,8; гидроксиламин сернокислый 3,1-3,6, причем перед обработкой поверхности металла раствором проводят корректировку раствора по свободной кислотности до 0,7-2,3 “точек”. Технический результат - способ позволяет получить фосфатное покрытие с высокой коррозионной стойкостью и хорошей адгезией при низкой себестоимости состава, улучшение условий труда и экологической обстановки окружающей среды. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к химической обработке поверхности металла на основе железа (путем нанесения фосфатного покрытия), имеющей сложные конфигурации, и оцинкованной стали перед нанесением лакокрасочных покрытий (ЛКП). Данное изобретение может быть использовано в различных отраслях промышленности: машиностроении, электро- и радиотехнике и т.д.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному способу является “Способ фосфатирования стальных полос” - патент WO 98/13534 А2, С 23 С 22/00, опубл. 02.04.1998.
Раствор для фосфатирования содержит 1-4 г/л ионов цинка, 0,8-3,5 г/л ионов марганца, 10-30 г/л ионов фосфата, 0,1-3 г/л гидроксиламина в свободном или связанном виде, а также 0,8-3,5 г/л ионов никеля, 0,002-0,2 г/л ионов меди, до 0,8 г/л фторида в свободном или комплексносвязанном виде, причем процесс ведут при температуре от 40 до 70С, содержание свободной кислотности от 0,4 до 4 пунктов.
Недостатком данного способа является сложность приготовления фосфатирующего раствора из-за необходимости дополнительного использования ионов никеля, меди и фторидов, которые ухудшают условия труда и экологическую обстановку окружающей среды.
Задачей данного изобретения является разработка способа нанесения фосфатирующего состава, обеспечивающего получение фосфатного покрытия с высокой коррозионной стойкостью и хорошей адгезией при низкой себестоимости состава, улучшение условий труда и экологической обстановки окружающей среды.
Поставленная задача достигается тем, что способ нанесения фосфатирующего состава, включающий обработку поверхности металла раствором, содержит ионы цинка, марганца, фосфата, нитрата, гидроксиламин сернокислый и воду при следующем соотношении компонентов, г/л:
Zn2+ 1,5-3,6
Mn2+ 0,45-0,7
Р2O5 7,8-16,8
NO3 1,1-1,8
Гидроксиламин сернокислый 3,1-3,6
причем перед обработкой поверхности металла раствором проводят корректировку раствора по свободной кислотности до 0,7-2,3 “точек”. Поверхностная плотность получаемого фосфатного покрытия от 1,5 до 5 г/м2.
Ионы цинка вводят в фосфатирующий раствор в виде цинксодержащего сырья, фосфаты с фосфорной кислотой, нитраты с азотной кислотой, ионы марганца в виде марганецсодержащего сырья (предпочтительно в виде фосфата марганца). Рабочий состав готовят из расчета разбавления деминерализованной водой 20-60 кг концентрата фосфатирования до 1м3.
Выбранное соотношение компонентов позволяет получить за 1-5 мин светло-серое мелкокристаллическое покрытие, имеющее адгезию в 1 балл, высокую коррозионную стойкость фосфатного покрытия в комплексе с ЛКП.
Испытания проводили на образцах листовой стали 08КП или 08ПС толщиной 0,8-0,9 мм, размером 150х75 мм.
Фосфатирование проводили по следующей схеме:
1. Обезжиривание техническим моющим средством ПТС-5 ТУ 2149-067-10964029-97
Концентрация, г/л 20
Температура, С 65
Время обработки, мин 15
2. Промывка водой
Температура, С 35
Время обработки, мин 1,5
3. Промывка водой
Температура, С 35
Время обработки, мин 0,5
4. Фосфатирование методом погружения
Концентрация, г/л 20-60
Температура, С 46-48
Время обработки, мин 5
Свободная кислотность, точек 0,7-2,3
5. Промывка водой
Температура, С 35
Время обработки, мин 2
6. Промывка дистиллированной водой
Время обработки, мин 5
7. Сушка
Температура, С 100
Время обработки, мин 10
Внешний вид оценивали визуально.
Поверхностную плотность фосфатного покрытия определяют по ГОСТ
9.402-80.
Адгезию определяли в баллах в соответствии с ГОСТ 15140-78 методом решетчатых надрезов.
Коррозионную стойкость определяют в часах по ГОСТ 9.401-91.
Сущность предлагаемого изобретения подтверждается следующими примерами.
Пример 1.
Образцы стали 0,8 ПС подготавливались к фосфатированию и фосфатировались по вышеуказанной схеме фосфатирующим раствором следующего состава, г/л:
Zn2+ 1,5
Mn2+ 0,45
Р2O5 7,8
NO3 1,1
Гидроксиламин сернокислый 3,1
Температура 46С, время обработки 5 мин, свободная кислотность 0,7 “точек”, поверхностная плотность фосфатного покрытия 1,5 г/м2.
В результате получено светло-серое, мелкокристаллическое покрытие, имеющее адгезию 1 балл, коррозионную стойкость 450 ч.
Пример 2.
Образцы стали 0,8 ПС подготавливались к фосфатированию и фосфатировались по вышеуказанной схеме фосфатирующим раствором следующего состава, г/л:
Zn2+ 3,6
Mn2+ 0,7
P2O5 16,8
NO3 1,8
Гидроксиламин сернокислый 3,6
Температура 48С, время обработки 5 мин, свободная кислотность 2,3 “точки”, поверхностная плотность фосфатного покрытия 5 г/м2.
В результате получено светло-серое, мелко-кристаллическое покрытие, имеющее адгезию 1 балл, коррозионную стойкость 470 ч.
Пример по прототипу.
Образцы холоднокатаной стали подготавливались к фосфатированию и фосфатировались по вышеуказанной схеме фосфатирующим раствором следующего состава, г/л:
Zn2+ 2,2
Mn2+ 2,2
Р2О5 16,0
NО3 0,3
Гидроксиламин сернокислый 0,4
Никель 2,2
Фторид 0,2
Температура 65С, время обработки 5 с, свободная кислота 2,1 мл, поверхностная плотность фосфатного покрытия 1,6 г/м2.
Таким образом, как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ нанесения фосфатирующего состава позволяет получить фосфатное покрытие с высокой коррозионной стойкостью и хорошей адгезией при низкой себестоимости состава, улучшение условий труда и экологической обстановки окружающей среды. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ нанесения фосфатирующего состава, включающий обработку поверхности металла раствором, содержащим ионы цинка, марганца, фосфата, нитрата, гидроксиламин сернокислый и воду при следующем соотношении компонентов, г/л:
Zn2+ 1,5-3,6
Mn2+ 0,45-0,7
Р2O5 7,8-16,8
NO3 1,1-1,8
Гидроксиламин сернокислый 3,1-3,6
причем перед обработкой поверхности металла раствором проводят корректировку раствора по свободной кислотности до 0,7-2,3 “точек”.