Краткий справочник гальванотехника - 1993 - Ильин. Справочник гальванотехника санктПетербург " политехника"

• Название: Справочник гальванотехника санктПетербург " политехника"
• Дата: 17.07.2022
• Размер: 3.02 Mb.
• Имя файла: Краткий справочник гальванотехника - 1993 - Ильин.doc
• Тип: Справочник; #632290
• страница: 36 из 41

Глава 13

НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ (НЕОРГАНИЧЕСКИЕ) ПОКРЫТИЯ

37. Оксидирование и фосфатирование черных и цветных металлов

Оксидирование углеродистой стали. Для химического оксидиро­вания (воронения) черных металлов с целью получения защитно-декоративных пленок толщиной до 3 мкм применяют обработку деталей в растворах, состав которых приведен в табл. 160.

Растворы № 1 и 2 наиболее универсальны, в них можно окси­дировать стали различных марок. В растворе № 3 получаются более матовые покрытия. Раствор № 4 предназначен для двух­ступенчатой обработки: вначале детали оксидируют в растворе № 4, где получается тонкая и более плотная пленка, затем их пере­гружают в раствор № 5, где увеличивается толщина оксидной пленки. Время выдержки составляет 20—30 мин в растворе № 4 и 30—40 мин — в растворе № 5. Раствор № 6 рекомендуется для обработки чугуна и углеродистых сталей. В табл. 161 приведены

Таблица 160. Состав растворов и режим оксидирования черных металлов

Номер раствора	Температура, °С	Концентрация, г/л
		NaOH	NaNO3	NaNO2	Na3PO4
1 2 3 4 5 6	135–155 135–155 135–145 125–135 135–155 135–145	600–700 600–700 600–650 500–600 700–800 600–700	– 50–80 100–200 50–100 75–125 –	200–250 200–250 – 50–100 75–125 120–160	– – – – – 60–80

сведения о продолжительности оксидирования в зависимости от состава обрабатываемой стали.

Основные неполадки, встречающиеся при оксидировании угле­родистых сталей, представлены в табл. 162.

В. процессе оксидирования уровень раствора снижается за счет интенсивного испарения, поэтому необходимо доливать ванну до уровня горячей водой. Использование холодной воды недопустимо из-за резкого изменения температурного режима и по условиям техники безопасности. Ковш, с помощью которого доливается вода, должен быть укреплен на длинной ручке во избежание попадания брызг раствора на рабочего.

Оксидирование в кислом растворе. Большая сложность в обслу­живании горячих щелочных растворов привела к необходимости их замены на менее опасные кислые растворы. В производствен­ных условиях применяется раствор состава, г/л: кальция нитрат — 80—100; кислота фосфорная — 1—2; перекись марганца — 0,5—1. Температура раствора. 90—100 °С. Продолжительность обработки 40—45 мин. Получаемая пленка является оксидно-фосфатной, имеет цвет от темно-серого до черного для всех марок стали и
Таблица 161. Выдержка приоксидировании

Металл	Выдержка, мин	Цвет пленки
Сталь с содержанием углерода. %: свыше 0,7 0,7–0,4 0,4–0,1 Хромоникелевые стали Чугун и кремнистые стали	15–20 20–35 35–40 50–120 30–60	Синевато-черный То же » От коричневого до синевато-черного Соломенно-желтый до коричневого

Таблица 162. Основные неполадки при оксидировании сталей и способы их устранения

Характеристика неполадок	Причина	Способ устранения
Цветные оттенки пленки – от коричневого до фиолетового	Недостаточная выдержка деталей в ванне	Повторить процесс оксидирования
Красный или ржавый налет на пленке	Малая концентрация NaNO3 или NaNO2	Добавить NaNO3 или NaNO2, ввести 5–10 г/л железистосинеродистого калия или перманганата
Образование зеленоватого налета	Малая концентрация NaOH	Добавить NaOH
Пятнистость пленки, отсутствие пленки на отдельных участках деталей	Недоброкачественная подготовка; недостаточное перетряхивание деталей в корзинке; местный перегрев металла при шлифовке или механической обработке	Улучшить подготовку; 2-3 раза встряхивать детали во время оксидирования; зачистить участки поверхности и повторить процесс
Отсутствие пленки при нормальной выдержке	Завышена концентрация всех компонентов и температура раствора 170—180 °С	Разбавить раствор горячей водой
После промывки и сушки детали имеют белый налет	Недоброкачественная промывка деталей после оксидирования	Проконтролировать промывную воду фенолфталеином, улучшить промывку
Коричневый цвет пленки	Режим не соответствует составу металла	Откорректировать режим

чугуна и обладает более высокой коррозионной стойкостью, чем пленки из щелочных растворов.

После выполнения операции оксидирования в щелочных или кислых растворах следует промасливание пленок или обработка в гидрофобизирующих жидкостях.

Оксидирование меди и ее сплавов. Химическое оксидирование меди и ее сплавов производится с целью получения черных оксид­ных пленок для придания поверхности деталей декоративных качеств и защиты от оксидирования. Оксидирование меди проводится в растворе состава, г/л: едкий натр — 50—60; калий надсернокислый — 14—20. Температура раствора 60—65 °С, про­должительность 5—10 мин. Латунные детали оксидируются в рас­творе: аммиак (25%-ный) — 1000 мл, основной карбонат меди (свежеосажденный) — 30—50 г. Температура раствора 15—30 °С. Продолжительность 5—10 мин. Оксидная пленка в этом растворе получается с синеватым отливом. Следует учитывать, что в амми­ачных растворах происходит довольно интенсивно межкристаллитная коррозия и тонкостенные латунные детали приобретают большую хрупкость.
Таблица 163. Состав растворов и режим оксидирования магниевых сплавов

Состав и режим	Сплав
	Литой	Катаный	Механически обработанный
Двухромовокислый калий, г/л Кислота азотная (плотностью 1,4 г/см3), мл/л Аммоний хлористый, г/л Хромовый ангидрид, г/л Аммоний сернокислый Кислота уксусная (60%-ная), мл/л	40–50 75–90 0,8–1,2 – – –	25–30 10–15 1,0–1,5 – – –	150–160 – – 1–3 2–4 10–20

Оксидирование магниевых сплавов. Этот процесс, учитывая высокую реакционную способность магния с окружающей сре­дой, весьма необходим для межоперационной защиты деталей из магниевых сплавов после литья или механической обработки.

Детали, подлежащие оксидированию, обрабатывают в одном из растворов, представленных в табл. 163; их обезжиривают в сла­бощелочных растворах и травят в одном из следующих раство­ров, г/л: 1) азотная кислота — 100—110, серная кислота 4—6, двухромовокислый калий — 4—6; 2) фосфорная кислота — 50—60, хромовый ангидрид — 15—20; 3) хромовый ангидрид — 250—280, азотная кислота 30—35, плавиковая кислота (60%-ная) — 5—7 мл/л; 4) хромовый ангидрид — 150—180, нитрат натрия — 25—30. Температура растворов 20—30 °С, продолжительность оксидирования 0,2—1,0 мин.

Фосфатированне стали. Процесс фосфатирования заключается в образовании на поверхности металлических деталей пленок из фосфатов железа, марганца, цинка и других металлов. Эти пленки, будучи пористыми по своей структуре, легко пропитываются маслами, служат хорошей основой для лакокрасочных покрытий и обладают диэлектрическими свойствами. Фосфатирование также применяют для облегчения вальцовки, золочения, прокатки и других способов обработки металлов.

Фосфатирование стали производят обычно в растворе пре­парата «Мажеф», представляющего собой смесь монофосфата марганца и железа. Концентрация препарата 30—40 г/л, температура раствора 96—98 °С. Общая плотность раствора 28—30 точек, свободная кислотность 3—4 точки. (Под точками подразумевают количество миллилитров 0,1 н. раствора NaOH, затрачи­ваемого на титрование 10 мл фосфатирующего раствора), Продол­жительность .обработки от 15 до 90 мин.

В начале процесса на поверхности деталей происходит бурное выделение водорода, которое постепенно снижается по мере роста фосфатной пленки и прекращается, когда закончится ее формирование. Выдержка при фосфатирования зависит от назначения пленки: для защиты от коррозии необходима выдержка в течение 2 ч, для других целей — достаточно 30—40 мин.

Проведение процесса фосфатирования затрудняется обраста­нием змеевиков и стенок ванны коркой фосфатов, которые необ­ходимо периодически скалывать и удалять. Корректировку рас­твора производят по данным экспресс-анализа, добавляя пре­парат «Мажеф» для повышения кислотности.

Оксидно-фосфатные покрытия (шифр Хим.Окс.фос) получают в растворе состава, г/л: едкий натр — 600—700; тринатрий фос­фат — 20—60; нитрат натрия — 120—150. Температура раствора 130—140 °С, продолжительность обработки 15—20 мин. На пред­приятиях приборостроения распространены фосфатирующие рас­творы, состав которых представлен в табл. 164. Все варианты равноценны.

Для улучшения проработки стальных, деталей фосфатные пленки наносят в растворе готового фосфатирующего концентрата КФЭ-1 (ТУ 6-08.198—71) концентрацией 35—45 г/л при темпе­ратуре 90—95 °С в течение 8—10 мин.

Фосфатирование алюминия и его сплавов. Применяются два вида покрытий: оксидно-фосфатные (Хим.Окс.фос) и хроматно-фторидные (Хим.окс.фтор). Голубовато-зеленая оксидно-фосфат­ная пленка имеет толщину от 0,5 до 1 мкм и является хорошим грунтом под окраску. Хроматно-фторидное покрытие от золотисто-желтого цвета до коричневого используется как токопроводное и защитное. Оксидно-фосфатные покрытия получают в рас­творе состава, г/л: кислота фосфорная — 40—50; хромовый ангидрид — 5—7; фтористоводородная кислота (40%-ная) — 3—6 мл/л. Температура раствора 20—30 °С. Продолжительность обработки 3—12 мин
Таблица 155. Состав растворов и режимы фосфатирования стальных деталей

Компоненты и режим	Концентрация, г/л
	1	2	3
Компоненты: Препарат «Мажеф» Цинк азотнокислый (гидрат) Натрий фтористый Цинка фосфат однозамещенный Кислота фосфорная Натрия фосфат однозамещенный Барий азотнокислый Ликонда Ф1, мл/л Режим: Температура, °С Продолжительность, мин	20–22 80–100 3–4 – – – – – 15–25 18–20	– 42–56 – 28–36 9,5–13,5 – – – 85–90 10–25	– 10–20 – 8–12 – – 30–40 – 75–85 3–10

Оксидно-фторидные (хроматно-фторидные) покрытия получают, в растворе состава, г/л: бифторид аммония — 1,5; хромовый анги­дрид — 4—6; железосинеродистый калий — 0,5—1,0. Температура раствора 15—35 °С, продолжительность работы 0,5—1,0 мин.