Хим оксидирование

Химическое оксидирование — сталь

Химическое оксидирование стали и алюминия позволяет получать сплошные слои с малой пористостью и хорошей адгезией, которые имеют защитные свойства в атмосфере с низкой степенью коррозионной агрессивности. Сталь подвергают, например, так называемому воронению, которое в сочетании с консервирующими средствами обеспечивает удовлетворительную защиту стальных изделий от сухой атмосферной коррозии. Окисные слои на алюминии, полученные химическим оксидированием, существенно повышают стойкость не только самого алюминия, но и лакокрасочных систем, нанесенных на окисный слой.  [1]

Химическое оксидирование стали и чугуна производится в нагретых растворах, состаны которых приведены в тпбл.  [2]

Химическое оксидирование стали осуществляется, в основном, в щелочных и бесщелочных растворах.  [3]

При химическом оксидировании стали превышение скорости возникновения на поверхности металла зародышей пленки над скоростью роста отдельных кристаллов приводит к быстрому их смыканию, изоляции металла от раствора и формированию малопористого оксидного слоя небольшой толщины. Если же скорость образования зародышей относительно невелика, создаются условия для их роста и формирования оксидного слоя большей толщины. Отсюда следует, что результат процесса зависит от того, как состав рабочего раствора и режим обработки будут влиять на скорости указанных реакций. Повышение концентрации щелочи способствует росту толщины покрытия, но в чрезмерно концентрированном растворе на поверхности металла образуется рыхлый осадок гидроксида железа, что ухудшает защитные свойства пленки. Увеличение концентрации окислителя способствует повышению скорости возникновения зародышей оксида и, как следствие этого, — формированию пленки небольшой толщины. В этом же направлении действует повышение температуры раствора.  [4]

Отработанный раствор химического оксидирования стали загрязнен большим количеством железа. Такой раствор без предварительной обработки может быть использован для приготовления перечисленных в квадрате I ( рис. 7.4) растворов. При приготовлении растворов, перечисленных в квадрате II, железо целесообразно удалить. Вследствие сильного газовыделения происходит флотация гидроксида железа ( III) — образуется пена желто-коричневого или коричневого цвета, которую убирают с поверхности раствора сетчатым совком. Окончание процесса определяют по образованию белой пены.  [5]

Основой процесса химического оксидирования стали является реакция взаимодействия металла со щелочью и окислителями.  [6]

Рыхление окалины допускается проводить в растворе химического оксидирования стали.  [7]

В табл. 14.8 приведены составы для химического оксидирования стали и чугуна.  [8]

Здесь наиболее важным является получение на поверхности металла плотной, прочносцепленной оксидной пленки с заданными свойствами. Качественно рассмотрим процесс химического оксидирования стали в щелочи при повышенной температуре. Как видно из рис. 1.9, потенциал будет находиться в области пассивности железа и на нем образуется пассивная пленка.  [9]

Оксидные покрытия получают путем химической или электрохимической обработки поверхности металла. Эти способы называются оксидированием, воронением, анодированием. Химическое оксидирование сталей проводят путем нагрева их в растворе, содержащем едкий натр и нитрит натрия. Получающаяся оксидная пленка в зависимости от толщины имеет различный цвет — от светло-синего до черного. При воронении пленка получается черного цвета. При электрохимическом воронении к детали подсоединяют положительный полюс источника тока, ускоряя тем самым процесс образования пленки. Получающаяся оксидная пленка имеет поры. Для повышения защитных свойств пленки ее подвергают обработке маслами. Для получения оксидной пленки на алюминии применяют анодирование, которое осуществляется электрохимическим способом в растворе, содержащем хромовый ангидрид, серную и щавелевую кислоту. Пленка, полученная таким способом, хорошо защищает металл от коррозии, является износостойкой и обладает электроизоляционными свойствами.  [10]

Страницы:    9ensp;9ensp;1

Поделиться ссылкой:

Хим.Окс — Химическое оксидирование стали (воронение)

  • Шифры наносимых покрытий: Хим.Окс
  • Обрабатываемые стали: углеродистые стали
  • Габариты изделий: до 1000х1000х1000 мм. Масса до 3 т.
  • Нанесение покрытий на изделия любой сложности
  • ОТК, паспорт качества, работа в рамках ГОЗ

Общая информация

Химическое оксидирование металла ( воронение, холодное чернение, химическое оксидирование ) позволяет получать консервационное покрытие различных цветов (чаще всего — чёрного), которое вместе с красивым внешним видом деталей обеспечивает влагооталкивающую коррозионную защиту.

Химическое оксидирование позволяет длительное время хранить стальные изделия не опасаясь за случайное появление коррозии, а также снижать вероятность появления задиров в парах трения.
Химическое оксидирование не меняет размеров изделий, резьб, отверстий, зазоров — эта особенность бывает важной при обработке деталей с высокой точностью изготовления, благодаря чему возхможно нанесение покрытия на изделия с большим количеством отверстий высокими требованиями к допускам на покрытие.

Чаще всего химическому оксидированию подвергаются различные изделия:

режущий и металлообрабатывающий инструмент (режущий инструмент для станков – торцевые и концевые фрезы, инструмент с твердосплавными пластинами, сверла, спиральные сверла, кольцевые пилы, плашки, метчики, развертки и др.)
узлы оборудования (шпиндельные патроны, планшайбы, шестерни, высокопрочные звездочки в цепных передачах, втулки, резцедержатели, цанги, ручной инструмент, детали контрольно-измерительных и оптических приборов, штанги и др.)
другие детали и изделия различного назначения (насосного, декоративного, технологического, автомобильного и др.).

Производители подшипников, в том числе и подшипников для автопрома, обрабатывают корпуса, наружные кольца, обоймы, крышки. Химическое оксидирование не приводит к изменению размеров, зато, когда начинается приработка, наличие покрытия обеспечивает трущимся поверхностям отличные противозадирные свойства.

Процесс является незаменимым при обработке удлиненных деталей, так как низкая температура процесса (до 140 С) не приводит к термической деформации изделий.

Примечательно, что в последнее время наметилась тенденция использования чернения в качестве декоративного покрытия, с последующей обработкой защитным лаком для придания блеска и износостойкости.

Примеры деталей с химическим оксидированием

Хим оксидирование

Хим оксидирование

Технология химического оксидирования

Химическое оксидирование металла (чернение и воронение) это процесс получения красивого равномерного покрытия, как правило чёрного, обладающего декоративными и защитными свойствами на металлических изделиях (углеродистая сталь, алюминий) при комнатной температуре для хололдных процессов и 140 С — для процесса воронения.
Технологически процесс заключается в поочерёдном перемещении изделий в специальные растворы. Чернение металла не изменяет габаритных его размеров и позволяет получать равномерное черное покрытие на обработанных поверхностях, резьбе и глухих отверстиях.

Осуществляется холодное чернение за счет химической реакции изменяющей поверхность металла. От воронения (получения чёрного покрытия в горячем растворе кипящей при 140 градусах щёлочи) отличается экономичностью и безопасностью, хотя немного уступает ему по свойствам.

Процесс заключается в обезжиривании и последующем погружении в модификатор и в раствор для чернения. Дополнительная антикоррозийная обработка достигается путем окунания изделия в обезвоживающее масло или другие дегидрирующие (водооталкивающие) составы.

Осуществляется при цеховой температуре, окунанием деталей в химически малоагрессивный раствор, на их поверхности формируются чёрные химические конверсионные покрытия, которые по декоративности (глубоконасыщенный черный цвет) и

коррозионной стойкости практически не уступают покрытиям, получаемым при горячем щелочном оксидировании в нитратных растворах- Холодное чернение можно осущестлять для различных сталей: углеродистых и легированных, конструкционных и инструментальных, холодно- и горячекатаных, после ковки или штамповки, а также чугунов и порошковых металлов (при этом белый соляной налёт, присущий горячему оксидированию, не образуется; порошковые металлы и чугуны не выщелачиваются).

  • Одна и та же ванна может использоваться для чернения при комнатной температуре деталей из сталей и чугунов – разных марок и видов
  • Покрытия характеризуются отличными противозадирными свойствами
  • Приработка сопрягающихся деталей облегчается, свойства режущего инструмента улучшаются, срок его службы увеличивается
  • Посадочные размеры деталей и твердость сохраняются

Стоимость работ

Стоимость и сроки работ рассчитываются индивидуально исходя из текущего состояния изделий и требований к покрытию.
Для быстрой оценки стоимости работ — отправляйте запрос на электронную почту [email protected]
К запросу желательно приложить чертёж или эскиз деталей, а также указать их количество.

Химическое оксидирование

Хим оксидирование

Для защиты от коррозии, а также придания изделиям из стали и чугуна более привлекательного вида, применяется оксидирование. Услуги по химическому оксидированию оказывает участок гальванических покрытий нашего предприятия, возможно проведение оксидирования с промасливанием и без. Главным преимуществом данного метода обработки является малая толщина образуемой пленки — после проведения оксидирования размеры обрабатываемых изделий практически не изменяются. Применять оксидирование можно к изделиям различных размеров: от небольших фланцев, до габаритных эллиптических днищ .

Виды оксидирования

На сегодняшний день оксидирование стали может производиться термическим, химическим и электрохимическим способом. Чаще всего на предприятиях используют химический метод, который может быть горячим или холодным.

Образование защитной оксидной пленки происходит после окунания обрабатываемого изделия в специальный химический состав, который может состоять из различных щелочей и окислителей. В результате взаимодействия стали с раствором, образуется оксид железа и натрия. Из этого соединения и происходит формирование защитного слоя. Толщина готовой оксидированной пленки определяется условиями, в которых протекает процесс. Цвет во многом зависит от состава обрабатываемой стали. Глубокий черный оттенок покрытия удается получить на изделиях, изготовленных из малоуглеродистых сталей, а высокоуглеродистые сплавы создают черную пленку с серым отливом. Для улучшения защитных свойств оксидной пленки изделие дополнительно подвергают промасливанию, эта операция также позволяет сделать черный цвет изделия более глубоким. Химическое оксидирование может происходить и без использования масла, но в этом случае защитные свойства оксидного покрытия будут более низкими. Покрытие, которое образуется после химического оксидирования, может быть финишным или использовано как основа под дальнейшую покраску.

Типовой процесс химического оксидирования

Для осуществления химического оксидирования необходима специальная футированная ванна, ее размер подбирается исходя из габаритов обрабатываемых изделий. Сам процесс состоит из нескольких обязательных операций:

  • Химическое обезжиривание. Раствор кальцинированной соды, едкого натра и тринатрий фосфата удаляет загрязнения с поверхности изделия.
  • Горячая промывка в воде при температуре 90°С.
  • Холодная промывка осуществляется в воде комнатной температуры.
  • Травление ингибированной соляной кислотой позволяет удалить остатки масляной пленки.
  • Холодная промывка.
  • Оксидирование. Для этого процесса могут быть использованы различные растворы, которые имеют запатентованный состав и чаще всего поставляются на предприятие в готовом виде.
  • Горячая промывка.
  • Холодная промывка производится несколько раз, чтобы с поверхности изделий окончательно удалить остатки щелочного раствора.
  • Обработка в мыльном растворе.
  • Окончательная сушка производится при температуре около 105°С.
  • Пропитка в индустриальном масле позволяет улучшить антикоррозийные свойства покрытия, а также придать готовому изделию более привлекательный внешний вид.

11. Пропитка в индустриальном масле позволяет улучшить антикоррозийные свойства покрытия, а также придать готовому изделию более привлекательный внешний вид. Холодный способ химического оксидирования на сегодняшний день является наиболее популярным методом обработки стальных и чугунных изделий.

Добавить комментарий

Наше предприятие изготавливает эллиптические днища ГОСТ 6533-78, емкостное оборудование различного типа, а также оказывает услуги по лазерному и плазменному раскрою металлопроката. Разместив заказ на нашем предприятии Вы можете лично контролировать процесс изготовления изделий на всех стадиях производства. Сотрудники нашего технологического отдела помогут разработать нестандартное оборудование согласно Вашему техническому заданию. Приглашаем к сотрудничеству!

Социальные сети

  • Хим оксидирование
  • Хим оксидирование
  • Хим оксидирование
  • Хим оксидирование

Оксидирование черных металлов

Оглавление статьи Страницы статьи: 1 2 3

Способы оксидирования и свойства оксидных покрытий

Оксидные покрытия на черных металлах могут быть получены термическим, термохимическим, химическим и электрохимическим способами. Каждый из них находит свою, наиболее целесообразную область применения. Термическую обработку можно проводить на воздухе, в среде водяного пара, минерального или растительного масла, расплавленных солей. Термовоздушное оксидирование используется для получения электроизоляционных пленок на пластинах или ленте электротехнической стали, применяемых для изготовления трансформаторов, дросселей. Обработку в масле или расплавленных солях используют для получения оксидных покрытий на инструменте. Толщина и цвет получаемых таким путем покрытий зависят в основном от состава стали и температурного режима ее обработки. Светло-желтая окраска поверхности получается прогреванием металла при температуре 225-235 °С, коричневая — 245-250 °С, красноватая — 270-280 °С, темно-синяя — 300-315 °С. Пленки черного цвета образуются при нагреве стали до 460-470 °С в льняном масле. В расплаве, содержащем 55 % нитрида натрия и 45 % нитрата натрия, на стали формируются пленки, имеющие синюю окраску, толщина которых достигает 5-10 мкм.

Для защитно-декоративного оксидирования наиболее широко используется химический способ, позволяющий получать покрытия толщиной до 3 мкм темно-синего или черного цвета. Пленки, сформированные в щелочных растворах, весьма пористы и поэтому пригодны в качестве защитных покрытий только в легких климатических условиях эксплуатации изделий. Их защитная способность может быть повышена пропиткой минеральными маслами, консистентными смазками или гидрофобизующими жидкостями. Однако такая дополнительная обработка для некоторых изделий неприемлема. Сравнительно лучшими антикоррозионными свойствами обладают пленки, полученные химическим оксидированием в бесщелочных растворах. Чаще всего для этого используют растворы, содержащие фосфорную кислоту и нитраты бария, кальция или некоторых других металлов. Формирующиеся пленки наряду с оксидами содержат фосфаты металлов, их толщина может достигать 5 мкм. Механическая прочность оксидно-фосфатных покрытий выше, чем оксидных, повышается также их термостойкость.

Продолжительность обработки изделий в бесщелочных растворах по сравнению с процессом щелочного оксидирования уменьшается в два-три раза, снижается температура рабочего раствора, что позволяет обрабатывать изделия, паянные мягкими припоями. Оксидно-фосфатный слой является хорошим грунтом под лакокрасочные покрытия.

Электрохимическое оксидирование проводится обработкой изделий на аноде в щелочном растворе, к которому в некоторых случаях добавляют окислители. Процесс идет при более низкой температуре и меньшей концентрации компонентов по сравнению с химическим оксидированием. Покрытия характеризуются лучшими защитными свойствами, чем полученные химическим способом. Однако электрохимический способ оксидирования не находит практического применения. Это связано с усложнением технологического процесса, требующего применения источников постоянного тока, специальных подвесных приспособлений, а также с низкой рассеивающей способностью электролитов, что затрудняет обработку профилированных деталей.

Основой процесса химического оксидирования стали является реакция взаимодействия металла со щелочью и окислителями. В горячем концентрированном растворе едкой щелочи железо переходит в раствор с образованием закисного соединения Fe + О + 2NaOH > Na2 FeО2 + H2 О. При повышении содержания в растворе окислителя образуется соединение трехвалентного железа Na2 Fe2 О4. Формирующаяся при этом на поверхности металла черная пленка состоит в основном из магнитной окиси железа, которая может образовываться по реакции Na2 FeО2 + Na2 Fe2 О4 + 2Н2 О > Fe3 О4 + 4NaOH.

Формирование оксидной пленки начинается с возникновения на поверхности металла ее кристаллических зародышей. По мере того как оксид покрывает металл, изолируя его от воздействия раствора, уменьшается скорость растворения железа и образования пленки. Толщина пленки зависит от соотношения скоростей процессов возникновения центров кристаллизации и роста отдельных кристаллов. При большой скорости первого процесса быстро увеличивается количество кристаллических зародышей, и они смыкаются, образуя тонкую сплошную пленку. Если же скорость образования зародышей относительно невелика, создаются благоприятные условия для их роста и формирования оксидной пленки большей толщины.

Процесс оксидирования зависит от условий его проведения и состава обрабатываемой стали. При большой концентрации в растворе окислителя повышается скорость образования кристаллических зародышей оксида и, вследствие этого, формируются пленки небольшой толщины, а также уменьшается количество перешедшего в раствор металла. Понижение концентрации окислителя способствует росту толщины пленки, но при чрезмерно малом его содержании пленка получается механически непрочной и легко стирается. Увеличение концентрации окислителя приводит к повышению скорости формирования пленки в начальный период процесса. Повышение концентрации едкой щелочи способствует росту толщины пленки, но в сильно концентрированных растворах на поверхности металла могут выделяться рыхлые осадки гидрата оксида железа, что ухудшает внешний вид покрытия и снижает его защитную способность.

Перемешивание раствора способствует отводу продуктов растворения железа от поверхности металла, что приводит к уменьшению количества кристаллических зародышей оксида. При очень большой скорости перемешивания нарушаются условия получения компактной пленки, она получается рыхлой, иногда в виде порошка. Скорость формирования магнитной окиси железа падает с понижением температуры раствора, что приводит к уменьшению скорости возникновения центров кристаллизации и, следовательно, создает условия, благоприятствующие увеличению толщины оксидного покрытия.

На низкоуглеродистых сталях формируются пленки глубокого черного цвета, на высокоуглеродистых — черного, с серым оттенком. Высокоуглеродистые стали оксидируются быстрее, чем низкоуглеродистые. Поэтому при оксидировании малоуглеродистых сталей применяют растворы с повышенной концентрацией гидроксидов.

При электрохимическом оксидировании скорость растворения металла и образования оксидной пленки определяется не только составом и температурой электролита, но и режимом электролиза. Повышение анодной плотности тока ускоряет реакцию растворения железа и образование центров кристаллизации. Более толстые оксидные пленки формируются при сравнительно низких плотностях тока.

Процесс образования оксидно-фосфатных пленок имеет много общего с процессом фосфатирования. Его можно проводить в растворах, содержащих первичные фосфаты железа, марганца или цинка, с добавкой нитратов щелочноземельных металлов — кальция, стронция, бария. С увеличением концентрации в растворе нитратов уменьшаются размеры кристаллов фосфатного слоя, пленка становится гладкой, тонкой, приобретает темно-синюю окраску. На поверхности металла образуется тонкий оксидно-фосфатный слой. Аналогичные результаты достигаются при обработке стали в растворе, содержащем небольшое количество фосфорной кислоты и нитраты.

Образование оксидно-фосфатной пленки в указанных растворах определяется концентрацией их компонентов. При малом содержании нитратов и высокой концентрации кислоты происходит интенсивное травление металла и пленка не образуется. Оптимальное соотношение компонентов зависит от природы нитратов. Так, при концентрации 15-20 г/л Н3 РО4 допускается содержание нитратов одновалентных металлов от 20 до 300 г/л, двухвалентных — от 20 до 100 г/л, трехвалентных — от 10 до 20 г/л. Оксидно-фосфатные пленки глубокого черного цвета образуются в растворах, содержащих нитраты щелочноземельных металлов. Окраска пленки зависит также от содержания в металле углерода и легирующих компонентов. На малолегированных сталях образуется пленка черного цвета, на стали ШХ-15 — серого цвета.

Защита стали от коррозии оксидными пленками помимо оксидных и оксидно-фосфатных покрытий может проводиться пассивированием ее в специальных растворах. При этом на поверхности металла образуется бесцветный или слегка окрашенный тонкий слой оксида, являющийся барьером против воздействия окружающей среды. Заметное повышение стойкости против коррозии в результате пассивирования наблюдается для легированных, в особенности хромоникелевых сталей. Для углеродистых сталей пассивирование является недостаточно надежным способом их защиты. Поэтому оно применяется лишь для предотвращения коррозии стальных деталей при межоперационном хранении, предохранения от появления на них следов захвата руками. Пассивирование деталей из хромоникелевых сталей используется для их защиты в условиях эксплуатации.

Химическое оксидирование. Основным фактором, влияющим на процесс оксидирования стали, является концентрация в растворе гидроксидов, нитратов или нитритов калия или натрия. Обычно процесс идет при температуре кипения раствора или близкой к ней, которая определяется, в основном, содержанием щелочи. Так, температура кипения растворов, содержащих 800, 900, 1000 г/л NaOH, будет соответственно 142, 147, 152 °С.

Для получения более толстых оксидных пленок повышают концентрацию щелочи в растворе. Однако очень концентрированные растворы редко применяют, так как в них чаще может образоваться на поверхности деталей рыхлый налет гидрата окиси железа. В растворах щелочи с температурой кипения 150-155 °С формируются блестящие пленки глубокого черного цвета. При повышении температуры до 155-163 °С иногда образуются неравномерные пятнистые покрытия. В растворах, температура кипения которых достигает 163-165 «С, формируются серовато-черные матовые пленки. Присутствие в растворе нитритов способствует образованию блестящих покрытий с синеватым оттенком, присутствие нитратов — получению слегка матовых пленок черного цвета.

Специалистами разработан ряд добавок в щелочно-нитратные ванны оксидирования — солей щелочных металлов, хроматов. Они способствуют изменению окраски пленки, но почти не влияют на ее толщину и защитную способность и поэтому не находят практического применения. Для предотвращения образования рыхлого слоя гидроокиси железа рекомендуется вводить в раствор небольшие количества хлористого натрия, железистосинеродистого калия или перманганата калия. Но эти добавки мало используются. Обычные щелочно-нитрат-ная или щелочно-нитритная ванны стабильны в работе, а присутствие добавок других соединений требует более частого контроля и корректирования растворов.

Предотвращение образования налета гидроксида железа может быть достигнуто предварительным пассивированием стали в растворе хромата или бихромата калия или прогреванием на воздухе при 220-250 °С. При этом на поверхности металла образуется тонкая оксидная пленка, влияющая на ход последующего процесса оксидирования. Чем больше толщина этой пленки, тем меньшей толщины оксидного покрытия удается достигнуть.

Для щелочного оксидирования черных металлов используют растворы и режимы работы, приведенные в табл. 1.

Хим оксидирование

Растворы 1 и 2 наиболее универсальны — в них можно обрабатывать стали различных марок, изменяя лишь температуру раствора и продолжительность выдержки в них изделий. В растворе 2 обработку высокоуглеродистых сталей и чугуна ведут при 135-140 °С в течение 10-30 мин, среднеуглеродистых- 135-145 °С, 30-50 мин, низкоуглеродистых- 145-155 °С, 40-60 мин, низко- и среднелегированных — 145-155 «С, 60-90 мин.

Продолжительность оксидирования при определенном температурном режиме зависит от марки обрабатываемой стали. С понижением содержания углерода она увеличивается. Например, в растворе 1 оксидирование стали, содержащей свыше 0,7 % углерода, ведут в течение 15-20 мин, 0,7-0,4 % углерода — 20-40 мин, 0,4-0,1 % углерода — 40-60 мин. Хромоникелевые стали оксидируют в течение 60-120 мин, чугун и кремнистые стали — 30-60 мин. Температурный режим работы ванны также изменяют в зависимости от состава обрабатываемого металла. При 135-145 °С оксидируют стали, содержащие 0,4-0,7 % углерода, при 145-155 °С — менее 0,4 % углерода и среднелегированные стали.

В растворе 2 формируются более блестящие, а в растворе 3 — более матовые покрытия. Замена в растворе 1 до 30 % нитрита натрия нитратом способствует некоторому повышению блеска покрытий. Растворы 5 и 6 пригодны для оксидирования углеродистых, низко-и среднелегированных сталей, а также для двухстадийной обработки с целый) получения покрытий, характеризующихся улучшенными антикоррозионными свойствами. Раствор 6 целесообразно использовать для обработки чугуна, углеродистых, низко- и среднелегированных сталей.

Для предотвращения образования красно-бурого налета гидроокиси железа на поверхности изделий при оксидировании в раствор 1 добавляют 5-10 г/л железистосинеродистого калия или перманга-ната калия. Хорошие результаты дает также применение раствора, содержащего (г/л): гидроксида натрия 600-700, нитрата натрия 30-50, нитрита натрия 15-18, хлористого натрия 18-20, при температуре 135-140° С.

Как было указано ранее, повышение концентрации едкой щелочи в растворе способствует получению более толстых оксидных покрытий, но при этом возрастает опасность возникновения на поверхности металла рыхлого налета гидроксида железа. Оксидные пленки, свободные от такого налета, формируются в растворах с меньшей концентрацией едкой щелочи.

Одним из путей получения доброкачественных покрытий сравнительно большой толщины, характеризующихся улучшенными антикоррозионными свойствами, является двух- или трехстадийная обработка. При двухстадийной обработке изделия сначала обрабатывают в растворе 4 с относительно меньшей концентрацией щелочи, когда формируется тонкая, но плотная пленка, а затем — в более концентрированном растворе 5, где происходит увеличение толщины оксидной пленки. В первой ванне изделия выдерживают в течение 20-30 мин, во второй — 30-40 мин. Еще более мелкозернистые плотные оксидные покрытия сравнительно большой толщины формируются при трехстадийной обработке. Для нее предложено использовать растворы следующих составов (г/л): гидроксида натрия 400-600 при 150-175 ° С; гидроксида натрия 400-500 и нитрита натрия 70-80 при 133-137 °С; гидроксида натрия 450-550 и нитрата натрия 60-70 при 147-152 °С. Продолжительность обработки для растворов 1 и 2 — 10-15 мин, для раствора 3 — 120 мин. Получаемые покрытия имеют коричневатый оттенок. Двухстадийное оксидирование иногда используется при изготовлении фурнитуры, трехстадийное — для деталей оптических приборов.

Многостадийное оксидирование, конечно, более трудоемко, чем обычное одностадийное. Однако, если необходимо повысить качество оксидных покрытий, целесообразно прибегать к многостадийному процессу.

Улучшению качества оксидных покрытий способствует предварительная обработка стальных изделий в 10-15 %-ном растворе хромата или бихромата калия. Образующаяся при этом на поверхности металла тонкая оксидная пленка предотвращает выделение налета гидроксида железа в начальной стадии щелочного оксидирования.

Независимо от состава раствора оксидные покрытия глубокого черного цвета могут быть получены только после того, как в нем накопится небольшое количество солей железа. Для этого после приготовления раствор прорабатывают непродолжительное время, загрузив в ванну стальные полосы или случайные детали. Вместо проработки раствора в него можно ввести 3-5 г/л сернокислого железа (окисного). Интенсивность окраски оксидных пленок заметно возрастает после пропитки их минеральным маслом с последующей протиркой ветошью.

Оглавление статьи Страницы статьи: 1 2 3

Пленки, полученные с помощью этих составов, имеют толщину около 2 мкм. Продолжительность процесса 5 мин при 18–19 °С и 1,5 мин при 50 °С. После оксидирования детали промывают в холодной проточной воде в течение 10–15 с, затем в 0,05 %–ном растворе хромового ангидрида или фосфорной кислоты при 35–50 °С в течение 10–15 с, после чего сушат при 38–66 °С. В случае плохого обезжиривания деталей, более высокой концентрации компонентов, более высокой температуры раствора и большей продолжительности оксидирования, а также сушки при температуре выше 60 °С покрытия могут получиться порошкообразными и легко осыпаются. Для приготовления составов для химического оксидирования расчетное количество компонентов растворяют при перемешивании в подогретой умягченной воде. Применение жесткой водопроводной воды нежелательно, так как содержащиеся в ней соли кальция адсорбируются оксидной пленкой, что приводит к возникновению белых пятен, ухудшающих защитные свойства оксидной пленки. Для получения качественной пленки необходимо строго соблюдать технологические режимы подготовительных операций и самого оксидирования. Ванны химического оксидирования периодически проверяют на содержание компонентов, входящих в их состав. В 1 л свежего раствора, содержащего фтор–силикат натрия (раствор 1), можно обрабатывать примерно 30 дм2 поверхности деталей без корректировки ванны. Ванну корректируют по мере образования слабоокрашенной пленки небольшими добавками хромового ангидрида (0,5–1,0 г/л) и фторсиликата натрия (0,1–0,25 г/л). При накоплении хромового ангидрида более 25 г/л и фторсиликата натрия более 6– 8 г/л ванну сменяют. В 1 л свежего раствора, содержащего фосфорную кислоту (растворы № 2 и № 3), можно обработать 50 дм2 поверхности деталей без корректировки ванны. По мере истощения ванны (это видно по образованию слабоокрашенной пленки) производят корректировку, добавляя небольшие количества компонентов, входящих в состав ванны (0,5 г/л фторида натрия или 1 мл/л фтористоводородной кислоты). Во избежание сползания пленки количество фторида натрия и фтористоводородной кислоты не должно превышать указанного в составе. Хромовый ангидрид и фосфорную кислоту добавляют, если их содержание в ванне соответственно менее 5 и 25 г/л. Возможные дефекты химического оксидирования в основном сводятся к образованию рыхлой пленки, легко стирающейся при протирке после высушивания, либо пленки с бледной окраской или со светлыми пятнами. Эти дефекты возникают главным образом при оксидировании в свежеприготовленном электролите вследствие большой его активности. После проработки ванны с бракованными деталями в течение 4–5 ч дефекты обычно устраняются. Дефекты могут также появиться при нарушении состава ванны, режима оксидирования, особенно температурного, продолжительности выдержки, истощения ванны, накопления в ней растворенного алюминия. Качество пленки проверяют по внешнему виду: она должна покрывать всю поверхность и прочно удерживаться на металле. При протирке салфеткой пленка не должна стираться. Цвет пленки, полученной в растворе, содержащем фторсиликат натрия, – от желто–золотистого до коричнево–золотистого. Цвет пленки, полученной в растворе, содержащем фосфорную кислоту, на деталях из алюминия и малолегированных сплавов – светло–зеленый, на легированных сплавах – более темный. По мере истощения раствора цвет пленки становится серо–зеленым. Светлые пятна на поверхности указывают на отсутствие пленки в этих местах. Детали с такими дефектами следует оксидировать заново.

ДРУГИЕ СПОСОБЫ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ.

На практике при защите алюминиевых сплавов не всегда представляется возможным применить для подготовки поверхности химическое оксидирование или анодное окисление. В таких случаях можно использовать и некоторые другие способы, нашедшие применение в промышленности. К ним относятся травление в различных кислотах и механическая обработка поверхности.

Травление в растворе фосфорной кислоты. При травлении поверхности алюминия и его сплавов в фосфорной кислоте происходит удаление с металла естественной оксидной пленки и образуются фосфатные покрытия, способствующие повышению адгезии лакокрасочных покрытий. Удовлетворительные результаты получаются после травления в растворе фосфорной кислоты с концентрацией 200–300 г/л при 40 °С в течение 5 мин [9]. Добавки хромового ангидрида, бихромата калия, фторси–ликата натрия, а также винной, щавелевой и лимонной кислот к раствору фосфорной кислоты способствуют повышению адгезии. Механизм влияния органических добавок на адгезию, по–видимому, заключается в снижении разрушающего действия фосфорной кислоты на алюминий, что способствует образованию на поверхности алюминия фосфатных пленок кристаллической структуры, отличающихся большой пористостью. Лучшие результаты получаются после обработки в растворах следующего состава [% (масс.)]:

Продолжительность обработки при 20 °С в первом растворе – 5 мин, во втором – 20 мин.
Травление в растворах серной, азотной и других кислот.
Адгезия лакокрасочных покрытий к алюминиевым сплавам повышается после обработки их в растворе серной кислоты с добавками бихромата натрия или калия, в частности в растворе следующего состава [% (масс.)]:

Серная кислота (конц.)

Бихромат натрия (калия)

Температура раствора 60.–65 «С, продолжительность обработки 20–30 мин. При применении этого способа подготовки, называемого пиклинг–процессом, достигается высокая адгезия грунтовок к поверхности алюминиевых сплавов. В ряде случаев применяется ускоренный пиклинг–процесс, заключающийся в предварительной подготовке поверхности деталей из алюминиевых сплавов в растворе следующего состава [%(масс.)]:

Фторид натрия (калия или аммония) или фтористоводородная кислота

Азотная кислота (конц.)

Поверхность обрабатывают этим раствором при комнатной температуре в течение 1 мин, а затем в растворе, применяемом для основного пиклинг–процесса, в течение 1 мин при 60–65 °С.

глава из книги И.И. Денкер, И.Д. Кулешова «Зашита изделий из аллюминия и его сплавов лакокрасочными покрытиями», Москва, Химия, 1985, стр. 23-27.

Хим оксидирование


Внимание, только СЕГОДНЯ!
Закладка Постоянная ссылка.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *