Розробка лінії фарбування шаф для електроустаткування, страница 10

Хімічний склад ванни для одержання цинкфосфатного покриття більш складний, чим для залізофосфатного. Він включає три основних компоненти: розчинний фосфат металу (цинку, нікелю, марганцю), вільну фосфорну кислоту, окислювач.

Механізм утворення покриття відрізняється від механізму при аморфному фосфатуванні. Відмінність полягає у тому, що покриття утвориться в основному з металу, що міститься в розчині, а не того, котрий покривають. Впливаючи на анодні ділянки поверхні металу, розчин втрачає свою кислотність (рН збільшується). Це приводить, до кристалізації фосфату цинку на катодних ділянках та утворенням фосфатного покриття.

Вважають, що покриття, що утвориться з фосфату цинку на сталевій поверхні складається з кристалічного тетрагідрата фосфату цинку:

Znз(РО₄)2 х 4Н₂О (відомого як гопеіт), [1] та змішаного цинкзалізофосфата Zn2Fe(РО₄) 2 х 4Н₂О (відомий як фосфофілліт). [1]    

При наявності в розчині іонів інших металів – нікелю, кобальту, марганцю, кальцію – вони  входять до складу покриття замість цинку. Осадження фосфатів відбувається доти, поки не буде покрита вся поверхня металу.

Окислювач, який  присутній у розчині, зв'язує водень, що виділяється, що сповільнює реакцію, та одночасно викликає окислювання двовалентного заліза, переводячи його в нерозчинний фосфат тривалентного заліза. Як окислювач звичайно виступають нітрати, перхлорати, пероксиди, різні органічні окислювачі.

Основні реакції, що протікають при фосфатуванні: розчинення металу:

                            Fe + 2H⁺  →   Fe²⁺  +  H2                       [1,10]

утворення осаду:

                            3Zn²⁺   +   6H2 PO4  →   Zn3 (PO4) 2 ↓ +  4H⁺  +  4H2PO4             , або

                            2Zn²⁺     +   Fe²⁺  +   4H2PO4    →   Zn2 Fe(PO4) 2 ↓  +     4H⁺   +   2H2PO4    

Іноді для досягнення спеціальних ефектів у розчин вводять різні добавки. Наприклад, присутність нікелю, кобальту, міді може забезпечити більш рівномірне покриття чи прискорити процес його нанесення. Наявність фтору поліпшує укривність гальванізованих поверхонь, а також поверхонь з алюмінію або високолегованої сталі. Присутність кальцію впливає на розмір та форму кристалів  фосфатів.

3.3.1.3 Хімічні способи підготовки поверхні

Фосфатування звичайно проводять в 6 етапів:

1 - лужного знежирення;

2 – промивання;

3 - промивання, активації;

4 – фосфатування;

5 – промивання;

6 - заключного промивання.

Для поліпшення рівномірності покриттів перед операцією фосфатування проводять активацію поверхні. Активатором служить титановий концентрат. Він вводиться до складу промивних вод після операції знежирення.  

Вимоги до устаткування для нанесення покриття з фосфату цинку більш жорсткі чим при одержанні залізофосфатного покриття. Через постійне утворення опадів у ванні повинні бути передбачені засоби для їхнього видалення - фільтри відстійники, пластинчасті сепаратори. Сопла системи розпилення фосфатую­чого розчину повинні бути сконструйовані таким чином, щоб забезпечити рівномірне зрошення всієї поверхні виробів. Теплообмінники повинні допускати  очищення теплопередаючих поверхонь; температура рідини в них не повинна бути занадто високою.

Після фосфатування виробу, перед нанесенням порошкової фарби, його ретельно висушують від води. Щоб уникнути ушкодження покриття температура в сушильній камері не повинна перевищувати 175 °С.

3.3.2 Устаткування для хімічної підготовки поверхні

Найбільш широко поширена та ефективна підготовка поверхні із застосуванням струминних агрегатів. Застосовують багатопозиційні агрегати періодич­ної  та безупинної дії; останні мають більш широке застосування.

Агрегат безупинної дії являє собою прохідну тунельну камеру, що складається із зон струминної обробки (знежирення, фосфатування, промивання), стоків, вхідного та вихідного тамбурів. У зонах струминної обробки з кроком 250-300мм розташовуються контури труб з насадками чи форсунками, у які під тиском 0,15- 0,20мПа подаються розчини для обробки виробів. Відстань від сопла до виробу складає 0,3-0,5м.