Фосфатирование металла в домашних условиях

С тех пор как люди научились изготовлять металл, перед человечеством встал острый вопрос обеспечения защиты полученной продукции от разрушения коррозией. Ржавчина – главный враг любой металлической поверхности и по сей день.

Многолетнее усовершенствование способов и средств, предназначенных для предотвращения коррозии, несомненно, позволило достичь невероятных результатов в борьбе с естественными химическими процессами.

И все же гарантировать стопроцентную неподверженность коррозии невозможно.

Можно ли обработать металл самому в домашних условиях?

На сегодняшний день среди доступных способов защиты железных материалов от влияния разрушительных факторов стоит отметить фосфатирование. Металл после проведения соответствующей химической реакции приобретает повышенную износостойкость, что позволяет значительно продлить срок его прямой эксплуатации.

Лучшей защитой железа от ржавчины и гнили является покрытие его поверхности тонкой, едва заметной пленкой. В домашних условиях фосфатирование металла кажется сложнейшей задачей, относящейся к разряду невыполнимых.

Действительно, ведь только в промышленных цехах имеется необходимое оборудование, требуемые реагенты.

На самом же деле при соблюдении комплекса правил и условий достичь желаемого результата сможет любой человек, не имеющий профессионального технического образования.

Реагенты, которые понадобятся для фосфатирования

Дополнительным преимуществом домашнего фосфатирования является его универсальность: прочная защитная пленка образуется на поверхностях практически любых сплавов, за исключение высоколегированной стали. Кроме того, поверхностный слой отлично сцепливается с основанием железной заготовки. В качестве материалов для фосфатирования металла используют:

марганец;
цинк;
фосфаты железа.

Современные технологии нанесения фосфорнокислого химического состава позволяют покрывать металлические поверхности с минимальной толщиной – не более 5 микрометров. Такой способ обработки железа предотвращает его разрушение и обеспечивает защиту от внешнего воздействия, гарантируя продолжительное использование металлического изделия в любых условиях, в том числе:

при чрезмерной влажности;
под воздействием агрессивных химических растворителей;
при контакте с моторными маслами;
при высоком электрическом напряжении;
в качестве основы под лакокрасочным покрытием.

Фосфатирование металла под покраску обеспечит надежную защиту материалу, однако при попадании в кислотную или щелочную среду изделие по-прежнему останется уязвимым.

К тому же при окрашивании любой железной поверхности лакокрасочные материалы намного глубже проникают в слои защитной пленки, обладающей высоким уровнем пористости.

Улучшенная адгезия поверхности сплавов – еще один положительный момент, позволяющий сказать да фосфатированию перед покраской металла.

Технология и методика промышленного фосфатирования

Прежде чем приступать к нанесению пленочного слоя, важно разобраться в составе среды, в которую будет помещено железо. Технология фосфатирования металла с последующим окрашиванием лакокрасочным веществом не подходит для домашнего осуществления.

С помощью препарата «Мажеф», раствором которого наполняют огромные емкости на предприятии, железо покрывают тончайшим, но очень прочным и практичным слоем. Полностью помещенное в фосфатирующую ванну металлическое изделие нагревают до предельных температур и кипятят на протяжении получаса.

После этого железо достают, пленке дают полностью застыть, укрепиться, по окончании процесса поверхность гальванизируют с помощью абразивных или пескоструйных аппаратов.

Использование вышеуказанного метода можно назвать оправданным только в случае обработки крупногабаритных конструкций. Подобные услуги по фосфатированию металла, оказываемые в промышленных металлопрокатных цехах, обойдутся заказчику в приличную сумму.

Как обработать металл дома: «холодная» гальваника

Для гальванизации некрупных изделий целесообразнее прибегнуть к элементарной технологии.

Речь идет о фосфатировании металла ортофосфорной кислотой, приготовление которой доступно даже в домашних условиях.

Для успешной реакции следует придерживаться правильной концентрации химических элементов. Далее указаны составляющие раствора в соотношении количества вещества (в граммах) на 1 литр воды:

кислота фосфорная – не более 40;
азотнокислый цинк – около 200;
окись цинка – 15;
натрий сернокислый – 8.

Процедура не займет много времени – на приготовление раствора и непосредственную химическую реакцию потребуется порядка получаса.

Одним из основных требований, которого стоит придерживаться в ходе обработки железа, является правильная концентрация раствора и его температура (не менее +18 °C и не более +25 °C).

Данный способ позволяет получить холодное фосфатирование металла в домашних условиях, однако его качество значительно уступает обработке железного изделия с помощью препарата «Мажеф» — максимальная толщина полученной пленки, как правило, не превышает 5 мкм.

Электрохимическое фосфатирование железных деталей

Большинство технологий по обработке металлических изделий, не заслуживших популярности на производстве, успешно используются любителями. Таковой является и электрохимическая обработка железа, подразумевающая покрытие поверхности надежной пленкой за счет электролитной реакции и тока. В основе принципа действия данного способа лежит использования фосфорной кислоты или препарата «Мажеф».

На железную заготовку, подлежащую фосфатированию, устанавливают электрод.

Конструкцию опускают в ванную с приготовленным заблаговременно раствором, а в качестве анода используют цинковые стержни – к ним также необходимо подвести электричество.

Чтобы качественно обработать металл вовсе не обязательно прибегать к использованию высоковольтной сети, достаточно 25 V переменного или постоянного электрического тока.

«Мажеф» — лучший состав для грунтовки металла перед покраской

Процедура фосфатирования длится недолго – в среднем, до получаса. Данная техника является идеальной для обработки прямолинейных некрупных изделий. Для предметов с более сложной геометрической конструкцией следует выбирать иной способ фосфатирования железа во избежание неравномерного распределения гальванизирующей пленки.

Используемый на производстве и в домашних условиях «Мажеф» является высококачественным грунтовым составом, обладающим всеми сертификатами и соответствующий ГОСТу. Фосфатирование металла автомобильного кузова – одна из самых распространенных причин использования вещества.

Чтобы уберечь машину от ржавчины, «Мажеф» наносят даже в тех местах, где, как заведомо известно, краска долго не продержится (к примеру, на днище автомобиля).

Чтобы приступить к обработке металла, с поверхности устраняют грязь, пыль, частицы битума и досконально обезжиривают ее.

Рабочую смесь приготовить можно и самостоятельно, но существенно сэкономит время и позволит равномерно распределить состав аэрозольная форма выпуска. При этом некоторые реагенты наносят на обрабатываемое железо с помощью кисти.

Но этот способ распределения не подходит при отсутствии опыта работ по грунтованию поверхностей – крайне важно проследить за равномерностью нанесения фосфатного состава.

Завершающая обработка после фосфатирования деталей

Как правило, фосфатирование металла в домашних условиях не является окончательным этапом обработки изделия. Поскольку пористость структуры гальванической защитной пленки может повлиять на ее дальнейшую функциональность и эксплуатационные свойства, металлическую поверхность пассивируют.

В качестве растворов, обеспечивающих гладкость и ровность покрытия, используют калия дихромат или натрия дихромат. В процессе финишной обработки металла крайне важно не упустить температурные показатели: предметы с фосфатными пленками погружают в 80-градусные растворы и выдерживают их не менее 20 минут.

После пассивирования изделия обрабатывают машинным маслом, после чего используют раствор из бензина и кремнийорганической жидкости в соотношении 1:10.

Показателем того, что полученное покрытие соответствует заявленным характеристикам, считается его мелкокристаллическая структура и минимальное количество пор. На производстве учитывается также удельная масса нанесенного слоя: вес пленки не должен превышать трех граммов на 1 кв.

метр.

Нормальное фосфатирование (обработка металла происходит при температурах кипения) позволяет получить крепкое покрытие, толщина которого может достигать 7 мкм, а при холодном типе воздействия гальванизирующий слой выходит меньшей толщины, а значит, обладает более низким качеством.

Несколько советов по фосфатированию: что нужно знать?

Для успешного фосфатирования металла вне производственных цехов важно обратить внимание на следующие моменты:

Самый простой способ приготовления фосфатирующей пасты, с помощью которой можно обработать вертикальные участки, следующий: нужно смешать «Мажеф» или самодельный раствор из фосфорной кислоты и азотнокислого цинка с нейтральным наполнителем – тальком, пудрой, каолином. Главное – соблюсти пропорцию (3 части раствора на 2 рассыпчатого вещества).
В фосфатные растворы можно добавлять обезжиривающие компоненты – это позволит сохранить силы на этапе подготовки к фосфатированию металла. Для этого в 1 л воды необходимо добавить по 45 г нитрата натрия и монофосфата натрия, а также половину столовой ложки моющего средства. Время нахождения детали в фосфатирующей ванне следует увеличить в два раза.
Чтобы удалить ржавчину с поверхности металла необходимо к фосфорной кислоте добавить сложные полифосфаты. Повысить эффективность приготовленного раствора поможет специальный смачиватель – он очистит поверхность железа.
Ускоритель фосфатирования – вещество, добавляемое в состав для обработки поверхностей. С его помощью весь процесс занимает минимум времени.

Фосфатная обработка железных конструкций из любого сплава

Учитывая, что одновременное проведение нескольких процессов фосфатирования металла является весомым преимуществом не только в промышленности, но и в быту, данная отрасль может стать потенциальным направлением к усовершенствованию существующих технологий гальваники.

Помимо финансовой экономии, которая является очевидной при домашнем фосфатировании, такая обработка железа имеет ряд других достоинств. Например, фосфатные составы способны защитить от разрушения не только черные, но и цветные сплавы (медь, кадмий, алюминий и т. д.).

Чтобы уберечь металл от ржавчины, вызываемой наружными факторами, климатическими условиями, его обрабатывают сразу же после приобретения. В случае размещения обработанных железных изделий в помещении с чрезмерной влажностью на их поверхности может образоваться голубоватый налет – никакой опасности самому металлу он не несет, а на практике нередко приобретает декоративное значение.

Фосфатирование алюминия перед покраской

Фосфатирование металла в домашних условиях

Подготовка поверхности алюминиевых профилей перед порошковым окрашиванием обычно выполняется путем погружения профилей – на навесках или в корзинах – в линии ванн, которые содержат различные химические растворы, а также чистую воду для промывки профилей между различными ваннами. Большинство производителей алюминиевых профилей применяют при подготовке поверхности под окраску хроматирование – желтое или зеленое, поэтому именно эта химическая обработка поверхности профилей будет рассматриваться ниже.

Последовательность химической обработки

Типичная химическая обработка поверхности алюминиевых профилей под порошковую – и жидкую тоже – окраску включает следующую последовательность ванн — линию ванн:

обезжиривание;
промывка;
травление;
промывка;
деоксидация (осветление);
промывка (двойная промывка);
хроматирование;
промывка (двойная промывка);
сушка;
нанесение порошкового покрытия;
отверждение порошкового покрытия.

Рисунок — Изменение толщины алюминия при порошковой окраске

Обезжиривание

На этапе обезжиривания поверхности с нее удаляются масла, жиры, смазки и другие загрязнения поверхности алюминиевого профиля, чтобы получить чистую поверхность перед этапом травления. В обезжиривающий раствор добавляют различные ингибиторы для предотвращения слишком большого стравливания металла в ходе этой операции очистки поверхности.

Температура раствора в ванне обезжиривания обычно составляет от 50 до 70 ºС, а длительность обработки – 3-4 минуты и более в зависимости от состояния поверхности профилей.

Промывки

Обычно после каждой рабочей ванны – ванны с химическим раствором – следует одна или две промывочных ванны. Назначение промывок – удалять химикаты с поверхности профилей и предотвращать их перенос в следующую рабочую ванну.

Водопроводная вода

На первых этапах обработки – обезжиривании и травлении – как правило, бывает достаточным применение обычной водопроводной воды. На последних этапах промывки вода должна быть особенно чистой, чтобы избежать проблем с адгезией краски или впоследствии – коррозионных проблем.

Деионизированная вода

Поэтому на последнем этапе обработки применяют деионизированную воду, электропроводность которой не превышает 30 микросименс на сантиметр (μS/см).

Эта промывка в деионизированной воде является чрезвычайно важной, так соли (обычно кальция), которые содержатся в жесткой воде, при ее высыхании на профилях могут быть причиной начала коррозии и последующего образования пузырей на готовой окрашенной поверхности.

Температура промывок

Для первых промывочных ванн не существует ограничений по температуре, однако температура воды в промывках после ванны хроматирования должна быть не выше 50 ºС. Если промывочная вода будет слишком горячей, то она может растворить и смыть свежее хроматное покрытие. Длительность промывок составляет обычно несколько минут.

Барботаж

Циклические движения навесок или корзин с профилями, а также воздушное барботирование промывочных ванн обеспечивают лучшее качество промывки.

Щелочное травление

Тонкий слой естественного оксида на поверхности алюминия перед хроматированием должен быть удален.

В щелочной раствор обычно добавляют подходящие ингибиторы, чтобы предотвратить чрезмерное стравливание алюминия в ходе этой операции. Температура между 50 и 70 ºС является нормальной.

Длительность травления обычно составляет от 3 до 4 минут или более в зависимости от состояния поверхности профилей.

Осветление (деоксидация)

В ванне осветления происходит удаление с профилей темного налета, который образовался из нерастворенных на стадии щелочного травления соединений. Этот налет состоит из таких не растворимых в щелочах соединений и металлов, как оксиды магния и кремний, в случае профилей из алюминиевых сплавов серии 6ххх, обычно сплавов 6060 и 6063.

Этот, обычно темноватый, налет удаляется с поверхности профилей путем окунания их в кислотный раствор серной или азотной кислот с добавками.

Длительность обработки в ванне осветления составляет от 30 секунд до 5 минут в зависимости от состава и толщины удаляемого налета на профилях. Ванна осветления обычно имеет комнатную температуру.

Хроматирование

Хроматирование является наиболее часто применяемым процессов подготовки поверхности алюминиевых профилей под порошковую окраску.

Хроматные покрытия служат двум целям, коррозионной защите и хорошей адгезии краски к алюминиевой поверхности. Для алюминия применяют два основных вида хроматной обработки:

хроматирование (желтое хроматировние) и
фосфохроматирование (зеленое хроматирование).

См. подробнее Хроматирование алюминия: желтое и зеленое

Толщина хроматного покрытия

Хроматное покрытие на профилях обеспечивает надежную адгезию между их поверхностью и краской и, кроме того, повышает коррозионную стойкость окрашенных профилей.

Если хроматное покрытие является очень толстым, то оно дает очень хорошую стойкость к коррозии, но его адгезионные свойства будут хуже, чем у более тонкого хроматного покрытия.

С другой стороны, слишком тонкое хроматное покрытие дает очень хорошую адгезию, но более слабую коррозионную защиту.

Сушка

Перед нанесением порошкового покрытия алюминиевые профили должны быть совершенно сухими. Влага на поверхности будет препятствовать процессу напыления порошка. Температура профилей в печи сушки должна быть не слишком высокой.

Для желтого хроматного покрытия максимальная температура не должна превышать 65 ºС, а для зеленого хроматного покрытия – 80 ºС.

Если температура сушки будет превышать эти пределы, то это приведет к растрескиванию хроматного покрытия и снижению его коррозионной стойкости.

Фосфатирование металла перед покраской

Фосфатирование металла имеет ряд преимуществ:

После обработки металл практически не подвержен окислению и разрушению;
Плотность, толщину и состав «защиты» можно варьировать, достаточно изменить пропорции компонентов состава для рабочих растворов, соответственно, несложно найти индивидуальное решение;
Данное мероприятие эффективно как самостоятельный способ, так и в комбинации с прочими вариантами;
После процедуры поверхность металлических элементов можно покрывать краской или лаком, не используя грунтовку;
Образующаяся пленка характеризуется высокими электроизоляционными свойствами, способна выдержать напряжение до 500 В, а, если ее пропитать специальным лаком — до 1000 В;
Детали, прошедшие фосфотирование, не подвержены негативному воздействию высоких температур, контакта с органическими маслами, смазочными, горячими материалами, толуолом, бензолом, всеми газами (исключая сероводород).

Фосфотированная пленка не приемлет воздействия щелочей и кислот, воды с различным содержанием солей, паров, постепенно разрушаясь. Гарантировать продолжительный срок «защиты» нельзя, если ее эластичность и прочность низкая.

Данная процедура рассчитана для деталей из чугуна, низколегированной и углеродистой стали, за исключением высоколегированной, кадмия, цинка, меди (включая сплавы) и алюминия, соответственно можно заключить, что оно целесообразно для многочисленных сфер промышленности, особенно это касается автомобилестроения.

Естественно, фосфотирование применяется и в продукции Джилекс: насосах, гидроаккумуляторах, расширительных баках и других изделиях.

Не менее востребована данная технология: в строительстве (дефекты покрытии устраняются быстро и качественно, не требуя демонтажа), в металлургии, машино- и судостроении, на предприятиях, в распоряжении которых находятся энергетические и нефтегазовые комплексы, в строительно-ремонтных компаниях и т.д.

Методы фосфатирования поверхностей из стали перед покраской

Фосфартирование стали перед покраской может быть произведено:

Химическим способом: процесс происходит путем обработки изделий раствором из фосфорнокислых солей без привлечения электричества;
Электрохимический способ: используют раствор, как и в предыдущем случае, при этом, обработку ускоряют посредством электролиза.

Кроме этого фосфотирование может быть:

Холодным: раствор не нагревают;
Нормальным: раствор нагревают до +97 — +98°С;
Ускоренным: раствор содержит окислители, по завершению обрабатывают бихроматом калия.

Фосфатные покрытия различаются по назначению, поэтому могут быть представлены:

Антикоррозионными грунтовочными покрытиями: наносят перед тем, как приступить к покраске. задача: улучшить защитные свойства и повысить адгезию лакокрасочного покрытия;
Антикоррозионными покрытиями временного действия, например: на срок складирования. Целесообразно для обработки деталей, контактирующих с маслами или смазками, или находящихся в условиях слабого коррозийного воздействия среды;
Антифрикционными покрытиями, способствующими понижению коэффициента трения для совместно функционирующих деталей, повышающих показатель сопротивляемости к заеданию и защитных свойств.

Процесс фосфатирования

Перед началом процесса производят тщательную очистку поверхности гидроабразивным методом, благодаря которому удается добиться наивысшего качества. Далее приступают к подготовке: протравливают кислотой, промывают содовым раствором и водой.

Произведя все эти манипуляции, изделия обрабатываются рабочим раствором, основными компонентами которого являются фосфаты железа и марганца.

В качестве дополнительных добавок для ускорения процесса и улучшения конечного результата используют нитриты и нитраты цинка и бария и т.д.

При взаимодействии металлических элементов и кислыми фосфатами, содержащихся в растворе на железе образуется защитная пленка из мелких кристалликов фосфатов железа и марганца. По окончанию обработки детали промывают и дают высохнуть, после чего приступают к нанесению покрытий из лака или краски.

Фосфатирование металла — методы и составы

Фосфатирование — это обработка металла специальными средствами на основе фосфорнокислых солей, в результате чего на поверхности появляется защитная пленка.

Среди вариантов защиты металла от коррозии методом фосфатирования наиболее известна фосфатирующая грунтовка. Также применяются гидроабразивное фосфатирование и химическая обработка металла.

Помимо защиты металла, пленка обеспечивает повышенную адгезию (сцепляемость) металла с лакокрасочными материалами.

Гидроабразивное фосфатирование

Гидроабразивная обработка считается одним из лучших способов защиты металла. Состав для обработки металла приготавливается на основе мягкой воды. Детали окунают на 10-15 минут в 10% раствор бихромата калия. Температура жидкости — от 70 до 80 градусов по Цельсию.

Далее проводится гидрофобизация пленки, для чего изделие на 7 минут кладется в 10% раствор кремнийорганической жидкости в бензине. После этого парам бензина дают испариться на открытом воздухе и отправляют металл на высушивание при 100 градусной температуре в течение часа.

Фосфатирующие грунтовки

Для защиты металла может использоваться фосфатирующая грунтовка, на 9/10 состоящая их металлических пигментов, а также растворителя на основе ортофосфорной кислоты. При взаимодействии с электролитом краска с содержанием цинка укрепляется продуктами коррозии и образует плотную пленку.

Что такое фосфатирование

Технология предполагает обработку металлических поверхностей специальными растворами, в основе которых лежат фосфорнокислые соли. В результате образуется прочная защитная пленка. Среди видов фосфатирования наиболее популярный метод – нанесение фосфатирующих грунтов. Также применяют и гидроабразивную, и химическую обработку металлов.

Фосфатная пленка позволяет в несколько раз улучшить защитные характеристики и срок эксплуатации лакокрасочного покрытия. За счет низкой электропроводности пленка также улучшает адгезию и препятствует подпленочным коррозионным процессам. Нередко технология применяется на изделиях перед покраской по порошковой технологии.

Фосфатная пленка легко выдерживает воздействия органических веществ – это различные масла, смазочные и горячие материалы, любые газы, кроме сероводорода.

Данная технология позволяет обрабатывать чугун, низколегированные, а также углеродистые стали. Фосфатные покрытия могут наноситься на цинк, кадмий, медные сплавы, алюминий. Фосфатируют и высокоуглеродистую сталь. Но, несмотря на свои высокие защитные качества фосфатное покрытие может разрушиться под воздействием щелочей, морской воды, пара воды, кислоты, пресной воды, а также водяного пара.

Защитная пленка образуется за счет окунания изделия в специальную ванну, где находится фосфатирующий раствор. Также можно наносить покрытие методом распыления в струйной камере. В зависимости от состава растворов, на поверхности могут образовываться фосфаты с хорошо выраженной кристаллической решеткой или же без нее.

Кристаллическая пленка оседает из раствора с катионами тяжелых металлов, а аморфную пленку получают из раствора кислых фосфатов щелочных металлов или кислого фосфата аммония.

С помощью фосфатирования металлы можно длительно эксплуатировать в тяжелых условиях, таких как:

условия повышенной влажности;
при воздействии горюче-смазочных материалов;
в средах органических растворителей;
под напряжением до 1000 В.

Основные методы обработки

Получить защитную фосфатную пленку можно разными способами, а выбор конкретного метода очень зависит от детали, которую нужно обработать, а также от области применения детали или конструкции. В промышленности чаще всего применяются следующие способы фосфатирования:

при помощи препаратов «Мажеф»;
с применением фосфорной кислоты;
с помощью монофосфата цинка;
с помощью фосфатирующей пасты.

Препаратом «Мажеф»

Это не что иное, как химическое фосфатирование, при котором деталь окунается в ванну со специальным раствором. Химической обработке подвергают низкоуглеродистые стали. Чаще всего данный способ применяется для подготовки металлоконструкций и изделий под покраску для получения надежных антикоррозийных грунтов.

Мажеф — это сочетание марганца, железа и фосфора. Продукт напоминает соль или порошок зеленоватого цвета.

Концентрация раствора в ванне – не более 40 г на 1 л. Чтобы получить пленку химическим методом, изделие помещается в готовый состав, который подогревают и доводят до температуры кипения. Рекомендуется периодическое помешивание. Кипятят ванну в течение 15-20 минут. Этого вполне хватит, чтобы сталь покрылась слоем защитной пленки.

Чтобы при помощи химического способа получить высококачественную пленку, толщина которой составляет от 5 до 10 мкм, необходимо предварительно тщательно подготовить поверхность при помощи абразивной очистки или с использованием пескоструйного аппарата.

Состав рекомендуется готовить с некоторым избытком, так как в процессе нагревания часть его испарится. Общая кислотность устанавливается при помощи титрования по фенолфталеину. Уровень свободной кислотности можно выяснять при помощи индикаторов метилоранжа.

На видео: фосфатирование солью Мажеф.

Фосфорной кислотой

Фосфорную кислоту используют для получения покрытия холодным методом. Чтобы процесс фосфатирования протекал максимально стабильно, температура раствора должна находиться в диапазоне 18-25 градусов. Чтобы добиться покрытий с высоким качеством и прочностью, нужно четко соблюдать количество действующих ингредиентов. В промышленности применяется следующая концентрация:

40 г/л фосфорной кислоты;
азотнокислый цинк – 200 г на 1 л;
сернокислого натрия 8 г на 1 л;
окиси цинка – 15 г на 1 л.

В данном растворе деталь или конструкции из металлов обрабатывают в течение 30 минут. Этого вполне достаточно, чтобы на поверхности образовались фосфаты.

Технология подойдет для обработки больших деталей посредством струйного метода. Данный вариант по сравнению с фосфатированем в ваннах дает возможность значительно снизить продолжительность процесса, а также уменьшить расход материала.

Метод с монофосфатами цинка

Данная технология применяется для защиты металлов, которые будут применяться в электрической отрасли, а также на машиностроительных производствах. Поверхность или деталь помещают в раствор из следующих веществ:

монофосфат цинка в количестве 20 г на 1 л;
нитрат натрия – 35 г. на 1 л.

Процесс фосфатирования проходит при температуре раствора 60 градусов. Для покрытия металлов плотной фосфатной пленкой необходимо около 20 минут. Для проведения процесса также нужна ванна.

Что касается качества покрытия, то фосфатные пленки аналогичны по характеристикам тем, которые получают с использованием раствора Мажефа. Так можно обеспечить высокую степень защиты любому металлу.

Для обработки оцинкованных сталей лучше применять раствор, в котором используется сернокислый цинк, азотный цинк, фосфорная кислота, фтористый натрий. Процесс проводят при температурах около 60 градусов, а длительность его составляет до 20 минут. В данном растворе можно обрабатывать цинк, углеродистые стали, никель.

Обработка фосфатирующими пастами

В данном случае применяются специальные фосфатирующие грунты. Преимущество в том, что можно выполнять фосфатирование стали и других сплавов при комнатной температуре.

Смесь наносится на поверхность детали с помощью обычной кисти. Для обработки не нужны ванны, а это значит, что такому фосфатированию можно подвергать материалы в домашних условиях.

Этот способ часто используют автовладельцы и автопроизводители.

В составе грунта металлический пигмент, а также растворитель, в основе которого лежит ортофосфорная кислота. В краске чаще всего содержится цинк. При взаимодействии с ортофосфорной кислотой продукты коррозии укрепляются, создавая прочный защитный фосфатный слой.

Фосфатирующая паста широко применяется для обработки поверхностей деталей из черных и цветных сплавов любых размеров. Прогрунтованные поверхности пассивируются, что также улучшает их адгезионные качества.

Фосфатирование в домашних условиях

Нередко появляется нужда в фосфатировании различных деталей в домашних условиях. Чаще всего используется фосфатирование алюминия, но также можно обрабатывать разные виды сталей и не только.

Технология домашнего получения фосфатных покрытий немного отличается от промышленной – полноценная химическая обработка для многих недоступна. Преимущественно используется электрохимическая обработка.

Для получения защитных пленок нужен постоянный либо переменный ток. В роли электролита используются растворы фосфорной кислоты или раствор «Мажеф». Деталь, которую нужно покрыть фосфатами, ставят на электрод, опущенный в ванну с кислотой. В качестве анода применяются цинковые стержни, к которым также подсоединяют электрический ток.

Чтобы получить качественный результат, достаточно напряжения в 25 В. Процесс получения пленки займет около 30 минут. Метод идеально подойдет для различных деталей прямолинейной формы. Объемные геометрические изделия таким методом обрабатывать сложнее, так как на сложную деталь слой ляжет неравномерно, что снизит ее защитные качества.

С помощью технологии фосфатирования можно надежно защитить металлические изделия от разрушительного воздействия коррозии. Многие способы доступны в домашних условиях, что очень важно – дома многие работают с различными металлами и хотят, чтобы детали имели большой срок службы.

Разные материалы для антикоррозийной защиты (18 фото)

Фосфатирование металла перед покраской: особенности процесса

Подготовка металлических конструкций под покраску – важнейшая процедура, от качества выполнения которой зависит долговечность будущего покрытия. Поверхность необходимо не только очистить от грязи, но и на завершающем этапе обезжирить металл перед покраской.

Этапы выполнения работ

Подготовка металла – не такая уж и простой процесс, как может показаться на первый взгляд. Работа разделяется на несколько этапов, важнейшими из которых являются:

удаление ржавчины и старой краски с поверхности;
выполнение фосфатирования и обезжиривания.

Подготовка к покраске изделий из металла может выполняться по различным технологиям, но в первую очередь с них следует удалить ржавчину и остатки предыдущего окрасочного слоя.

Снятие краски и ржавчины

Очистка металла от коррозии и старого слоя краски может осуществляться тремя способами:

химическим;
механическим;
термическим.

Механический способ

Такой метод, считающийся наиболее эффективным, подразумевает удаление ржавчины и краски вручную либо при помощи механизированного инструмента. Обработка может выполняться:

проволочными щетками;
шлифовальными дисками;
посредством пескоструйного агрегата;
гидроабразивным способом (выполняется только на промышленных предприятиях).

Химическая обработка

Обработка химическим способом основана на воздействии на ржавчину химических веществ, распыляющихся на поверхность либо наносящихся кистью.

Удаляющие ржавчину составы делятся на два типа:

Недостатком смываемых средств является вероятность появления на металле новых очагов коррозии, потому после обработки поверхность должна быть немедленно просушена и обработана антикоррозийными составами.

При обработке ржавчины несмываемыми составами в результате химической реакции на поверхности металла образуется своеобразный слой грунтовки, который нельзя смывать водой.

Обработку металлоконструкций чаще всего выполняют:

раствором серной либо соляной кислоты (5%-й) с добавлением ингибитора коррозии;
ортофосфорной кислотой (15-30%-я эссенция), преобразующей ржавчину в защитное покрытие;
смесью 50 гр. оксипропионовой кислоты на 100 мл вазелинового масла, под воздействием которой ржавчина превращается в соль и легко счищается с поверхности тряпкой.

Термический способ

Удаление краски с металлических поверхностей термическим методом подразумевает использование паяльной лампы. Металл подвергается нагреванию до постепенного отслаивания лакокрасочного покрытия, легко удаляющегося шпателем либо металлической щеткой.

Главное достоинство такого способа – значительная экономия времени, а основной недостаток – пожароопасность и некоторые ограничения по типам поверхностей. Обрабатывать листовой и оцинкованный материал, чугун таким методом нельзя – поверхность при этом деформируется, нарушается целостность конструкций.

Воронение, фосфатирование, пассивирование и травление стальных деталей, технологии применяемые при производстве ножей

Фосфатирование металла в домашних условиях

Антикоррозионные и декоративные покрытия предохраняют сталь ножей от ржавления. Используются различные способы покрытия стальных деталей, такие как воронение, фосфатирование, оксидирование, химическое никелирование и так далее.

Воронение и оксидирование

Это покрытие стальной детали пленкой окислов, которая предотвращает коррозию металла. Вороненые детали имеют приятный цвет от синих до черных тонов. При воронении деталь шлифуют и, если надо, полируют.

Затем тщательно обезжиривают промывкой в щелочах, прогревают до 60-70 градусов. Затем деталь нагревают в печи до температуры 220-325 градусов и протирают ветошью, смоченной конопляным маслом.

Другие растительные масла дают менее приятные цвета воронения.

Ровная окраска поверхности получается только при равномерном прогреве детали. После смазки деталь снова слегка прогревают и вытирают насухо. Закаленные детали, у которых температура отпуска ниже 220-325 градусов, не воронятся во избежание потери ими механических свойств.

«Синение» стали

Стальным деталям ножей можно придать красивый синий цвет. Для этого составляют два раствора : 140 гр гипосульфита на 1 литр воды и 35 гр уксуснокислого свинца («свинцовый сахар») также на 1 литр воды. Перед использованием растворы смешивают и нагревают до кипения.

Изделия предварительно очищают, полируют до блеска, после чего погружают в кипящую жидкость и держат до тех пор, пока не получат желаемого цвета. Затем деталь промывают в горячей воде и сушат, после чего слегка протирают тряпкой, смоченной касторовым или чистым машинным маслом. Детали, обработанные таким способом, меньше подвержены коррозии.

Фосфатирование стали

В процессе фосфатирования на поверхности стальной детали ножа образуется защитная пленка, обладающая высокими антикоррозионными свойствами.

Зачищенная, отполированная, обезжиренная и декапированная (в течение 1 минуты в 5% растворе серной кислоты) стальная деталь погружается в горячий раствор (35 г/л) мажефа (фосфорно-кислые соли марганца и железа). Температура раствора должна быть 97-99 градусов.

Процесс проходит бурно, выделяется большое количество водорода. Через 1-1,5 часа выделение водорода прекращается, но деталь выдерживается в растворе еще 10-15 минут, после чего тщательно промывается горячей водой, сушится и смазывается маслом.

Лаки и краски очень хорошо ложатся на фосфатированные детали. Если по каким-либо причинам невозможно применить фосфатирование с подогревом, то используют процесс холодного фосфатирования. Фосфатные пленки при холодном фосфатировании менее качественные, однако хорошо идут как грунт под краску.

Существует масса растворов для холодного фосфатирования, например серия КФ (1, 2, 3, 12, 14). Фосфатирование происходит при температуре 48-55 градусов.

Пассивирование стали

Процесс пассивирования позволяет создать на поверхности стальной детали ножа защитную пленку, препятствующую коррозии металла.

Углеродистые стали пассивируют при комнатной температуре в 10% растворе калиевого хромпика в течение 60 минут. Высокоэффективным является процесс пассивирования стальных деталей в 60-90% растворе нитрита натрия.

Температура 30-40 градусов, время обработки до 20 минут. Обработанные таким образом детали могут храниться, не ржавея, до двух лет.

Травление стали

Иногда возникает необходимость вытравить на стальной детали ножа надпись. Автолюбители например маркируют таким образом некоторые детали перед сдачей автомобиля в сервис. Вот несколько рецептов составов для травления. Для углеродистых и низколегированных сталей применяют 15% раствор серной кислоты. Температура раствора должна быть 50-70 градусов, время обработки до 40 минут.

Высоколегированные стали травят в 20% растворе соляной кислоты при комнатной температуре. Время обработки до 15 минут. Поверхность детали покрывают горячим стеарином от свечи и по стеарину делают острым предметом необходимую надпись, после чего погружают в травильный раствор.

Для первого раствора можно применять вместо стеарина перхлорвиниловые краски или лаки с добавлением 5-8% талька.

Можно поступить и наоборот — нанести на деталь надпись кислотоустойчивым лаком с помощью иглы от шприца подходящего диаметра, припаянной к обычному ученическому перу.

Вокруг надписи нужно сделать что-то вроде валика из стеарина, внутрь которого налить травильный раствор. В этом случае надпись получится выпуклой.

Не стоит забывать, что нужно вливать кислоту в воду, а не наоборот, иначе вода моментально закипит и образовавшимися брызгами может обжечь вам кожу. При попадании кислоты на кожу нужно немедленно присыпать место ожога содой и промыть в проточной воде.