Результат интеллектуальной деятельности: РАСТВОР ДЛЯ ФОСФАТИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Изобретение относится к химической обработке поверхности металла путем нанесения фосфатного покрытия и может быть использовано в автомобилестроении, приборостроении, металлургической и метизной промышленности для получения покрытий с высокими защитными и износостойкими свойствами.

Известен раствор (патент РФ 2111282), содержащий, г/л:

причем отход производства - цинковый концентрат - содержит, мас.%:

а отход марганца (II) азотнокислого содержит, мас.%:

одну или несколько примесей из группы перхлорат алюминия, муравьиная кислота, муравьинокислый аммоний, лимоннокислый марганец, гидроксиды марганца - остальное.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является раствор (патент РФ 2159299) для фосфатирования металлической поверхности, содержащий, мас.%:

Использование данного раствора обеспечивает увеличение срока службы деталей, повышение износостойкости, улучшение антифрикционных свойств.

Недостатком данного раствора является получение крупнокристаллического фосфатного покрытия с большой массой фосфатного покрытия. При большой массе фосфатного покрытия происходит очень высокий износ фосфатной пленки в начальный период испытания. Чем толще пленка, тем дольше период обкатки и потеря в весе образца. Интенсивный износ толстой фосфатной пленки объясняется меньшей прочностью сцепления внешних кристаллов фосфата по сравнению с кристаллами, прилегающими непосредственно к поверхности металла.

Задачей данного изобретения является создание раствора для фосфатирования металлической поверхности, обеспечивающего получение мелкокристаллической фосфатной пленки с оптимальной массой фосфатного покрытия при температуре фосфатирования 55-70°С, обеспечивающей высокие защитные свойства и износостойкость покрытия.

Поставленная задача достигается тем, что раствор для фосфатирования металлической поверхности, содержащий, г/л:

причем соотношение ионов Mn²⁺ к ионам Zn²⁺ составляет (0,257-0,615):(1,0-1,758).

Раствор для фосфатирования в качестве карбоновой кислоты содержит диоксиянтарную, щавелевую или лимонную кислоту.

Карбоновые кислоты уменьшают размер кристаллов фосфатного покрытия.

Фтор ионы повышают силу сцепления покрытия с поверхностью резьбового соединения и снижают температуру фосфатирования.

Предложенный раствор для фосфатирования металлической поверхности получается путем смешения воды, цинк- и фосфорсодержащего сырья с последующим введением азотной кислоты и марганецсодержащего сырья в количествах, указанных в таблице 1. Затем в раствор вводят модифицирующие добавки: одну из вышеуказанных карбоновых кислот и сырье, содержащее никель и фтор.

Данное изобретение относится к обработке поверхности трубного соединения фосфатирующим раствором с образованием фосфатного покрытия, обладающего высокими защитными свойствами и износостойкостью.

Стальные трубы соединяют между собой обычно с помощью муфты, при этом на концы труб, снабженные резьбой, надевают муфту с резьбой на внутренней поверхности.

Для защиты поверхности резьбовых соединений муфт от коррозии и улучшения противоизносных свойств используется цинк-марганец фосфатный концентрат.

Испытания проводили на сегментах муфт с резьбой размером 50×70 мм, марка стали 22ГЮ. Метод обработки - погружение.

Подлежащую обработке поверхность металла перед операцией фосфатирования обезжиривали, тщательно промывали и подвергали обработке активатором.

В качестве обезжиривающего препарата использовали моющий препарат Фоскон 203-1 ТУ 2499-110-10964029

Промывка водопроводной водой

Активацию металлической поверхности проводили активатором фосфатирования Фоскон 473 ТУ 2149-283-10964029

Фосфатирование металлической поверхности

Промывка водопроводной водой

Сушка

Оценивались следующие характеристики фосфатного покрытия.

1. Внешний вид фосфатного покрытия

Внешний вид фосфатного покрытия определяют по ГОСТ 9.301 визуально.

Внешний вид покрытия, полученного с использованием предлагаемого изобретения, от светло-серого до темно-серого цвета.

2. Толщина фосфатного покрытия

Толщину фосфатного покрытия определяют толщиномером «Константа К5» со специализированным датчиком ИД1. Толщина фосфатного покрытия составляет 8-15 мкм.

3. Защитные свойства фосфатного покрытия

Защитные свойства фосфатного покрытия определяют по ГОСТ 9.302 (п. 6).

Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами.

Для проведения исследований приготовлены 5 вариантов фосфатирующих растворов и 1 вариант по прототипу.

Составы предлагаемого фосфатирующего раствора и по прототипу приведены в таблице 1.

Результаты испытаний приведены в таблице №2

Как видно из примеров (см. таблицу 2 пр. 2, 3, 4), содержание компонентов в заявляемых пределах обеспечивает получение мелкокристаллического покрытия, обладающего высокими защитными свойствами и высокими противоизносными свойствами.

Изменение содержания компонентов ниже или выше заявляемых пределов (см. таблицу 2 пр. 1, 5) приводит к снижению защитных свойств.

Пример 6 характеризует свойства прототипа.

Использование предложенного изобретения обеспечивает следующие технико-экономические преимущества:

- высокие защитные свойства поверхности резьбового соединения труб;

- высокие износостойкие свойства резьбового соединения труб;

- экономичность в связи с невысокой нормой расхода;

- раствор для фосфатирования технологичен и прост в использовании.