Участок гальванического цеха завода общей производительностью 50 тыс м2/год

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВО

Ивановский государственный химико-технологический университет

Кафедра технологии электрохимических производств

Расчетно-пояснительная записка

к курсовому проекту (работе)

Тема Участок гальванического цеха завода общей производительностью 50 тыс м2/год

Студент

Королькова К.В.

Руководитель

Ершова Т.В.



Технологическая часть

Характеристика изделий

гальванический цех электролит химикат

Целью нашего проекта является получение защитного покрытий на поверхности изделий, изготовленных из стали.

Цинковое покрытие:

Деталь винт изготавливается из стального прутка диаметром десять миллиметров на токарном станке путём удаления излишков металла при помощи различных резцов.

Масса одного винта составляет 5 грамм. Габаритные размеры 8Ч6Ч20,8 мм. Площадь поверхности равна 0,00082 м2. Шероховатость поверхности находится в пределах от Rz 40 до Rz 80 .

гальванический электролит химикат цинковый покрытие

Фосфатирование:

Деталь лепесток изготавливается из стального прутка диаметром шесть миллиметров на токарном станке путём удаления излишков металла при помощи различных резцов.

Масса одного лепестка составляет 4,5 грамм. Габаритные размеры 5,4Ч5Ч29 мм. Площадь поверхности равна 0.00049 м2. Шероховатость поверхности находится в пределах от Rz 40 до Rz 80 .

Характеристика покрываемого изделия

Таблица 1

Изделие	Материал	Способ изготовления	Характеристика по размерам	Назначение покрытия	Покрытие	Толщина покрытия, мкм
Винт	Ст. А12 ГОСТ1414-75	Токарная обработка на станках	D=8 L=20,8 G=6 m=5г S=0,00082 м2 V= 0,00065 дм3	Защитное	Цинковое	6
Лепесток	29НКВИ	Токарная обработка на станках	D=5,4 L=29 G=5 m=4,5г S= 0.00049 м2 V= 0,00057 дм3	Лакокрасочное	Фосфатирование	9

Физико-химические свойства металлов

Цинк - металл светло-серого цвета, отличающийся хрупкостью и сравнительно малой твёрдостью (50-60 единиц по Бринеллю). Цинк обладает следующими физико-химическими свойствами: плотность 7,2 г/см3, атомный вес 65,38; валентность 2; стандартный потенциал по отношению к нормальному водородному электроду составляет минус 0,76 В; электрохимический эквивалент 1,22 г/А·ч; температура плавления 419 °С; при нагреве до 100 - 150 °С цинк становится пластичным и может подвергаться прокатке и ковке, при 200 °С и выше цинк снова теряет пластичность и делается настолько хрупким, что его легко можно превратить в порошок. В сухом воздухе цинк устойчив. Во влажном воздухе и пресной воде он покрывается белой плёнкой углекислых и окисных соединений, защищающих его от дальнейшего разрушения.

В морской воде цинк обладает умеренной устойчивостью. Скорость коррозии цинка в воде при различных температурах связана с изменением свойств продуктов его коррозии: при низких (20-40 °С) и высоких (выше 90 °С) температурах цинк покрывается плотными, прочно пристающими к нему продуктами коррозии, которые, однако, в определённом интервале температур (50-80 °С) становятся рыхлыми и легко отстают от поверхности.

Цинк быстро разрушается кислотами и щелочами и легко реагирует с сероводородом и сернистыми соединениями, поэтому в таких средах цинковые покрытия неприменимы[1].

Широкое распространение цинковых покрытий в гальванической практике для защиты от коррозии изделий из чёрного металла объясняется их высокими защитными свойствами. Потенциал цинка отрицательнее потенциала чёрных металлов (стали, железа, чугуна), т. е. цинк для указанных выше металлов является анодным покрытием и защищает их от коррозии электрохимически.

Важную роль играет также низкая стоимость цинка по сравнению со многими цветными металлами[2].

Фосфатирование -- один из распространенных методов защиты металлов от коррозии. Фосфатные покрытия образуются на поверхности металла в результате взаимодействия его с растворами ортофосфорной кислоты.

Фосфатные покрытия представляют собой мелкокристаллическую пленку, состоящую из нерастворимых фосфатов марганца и железа или цинка и железа. Фосфатные пленки после дополнительной обработки маслами, лаками или красками надежно защищают металл от коррозии.

По твердости фосфатная пленка превосходит медь и латунь, но она мягче стали. Растворимость фосфатной пленки в воде при комнатной температур-ре составляет около 1,5 мг/л, при 90 °С -- 10,6 мг/л. В кислотах и щелочах фосфатные покрытия неустойчивы. Фосфатные покрытия выдерживают кратковременный нагрев до 400--500 °С, при более высокой температуре защитная способность покрытия снижается. Защитная способность обычных фосфатных покрытий выше, чем оксидных пленок, получаемых при щелочном оксидировании, стали. Фосфатные покрытия применяют для защиты от коррозии, для уменьшения трения и для электроизоляции. Кроме того, фосфатные покрытия служат очень хорошим грунтом для нанесения лакокрасочных покрытий.

Фосфатные пленки не смачиваются расплавленными металлами. Сущность процесса фосфатирования заключается в обработке поверхности металла подкисленными растворами однозамещенных фосфатов, в результате которой на поверхности образуется пленка нерастворимых фосфатов.

Электролиты для нанесения покрытий

Для цинкования применяют три типа электролитов: кислые, щелочные цианистые и щелочные нецианистые (цинкатные).

Рис.1. Катодные поляризационные кривые при осаждении цинка в электролитах: 1 -- сульфатный; 2-- аминокомплексный; 3-- аммиакатный; 4 -- цинкатный; 5 -- пирофосфатный; 6 -- цианистый.

Кислые электролиты.

Из кислых электролитов цинк выделяется в результате разряда на катоде двухвалентных ионов цинка:

ZnSO4 = Zn2+ + SO42-

Zn2+ + 2e = Zn.

Протекание указанных электродных процессов на практике несколько нарушается из-за присутствия в электролите примесей, выделение которых наряду с выделением водорода несколько снижает катодный выход по току.

Кроме того, наряду с чисто электрохимическим растворением анодов происходит частичное химическое растворение цинка благодаря присутствию в растворе некоторого количества свободной кислоты.

Оба эти процесса - разряд посторонних катионов и химическое растворение анодов - изменяют коэффициенты использования тока на электродах и требуют периодической корректировки электролита.

Рассеивающая способность кислых электролитов весьма низкая.

Сульфатный электролит содержит (г/л):

ZNSO4·7H2O……………………………..……………………200-300

AL2(SO4)3·18H2O…………………………………………… .30

NA2SO4·10H2O………………………..……….…….………50-100

ЭКОМЕТ-Ц31Б………….…………………….………………18-25

Процесс ведётся при 18-25 °С и при рН=3,5-4,5. Плотность тока в перемешиваемых ваннах составляет от 2 до 10 А/дм2 и выше.

Сульфатные ванны, несмотря на целый ряд преимуществ (устойчивость в работе, высокий выход металла по току, отсутствие в составе электролита ядовитых веществ), применяются главным образом для цинкования изделий простой конфигурации (листов, ленты, проволоки и т. п.)[3]

Цианистые электролиты

Основным компонентом цианистых цинковых электролитов является комплексная соль Na2[Zn(CN)4]. Диссоциация этой соли происходит по уравнению

Na2[Zn(CN)4] = 2Na+ + Zn(CN)42-.

Таким образом, цинк в растворе находится в составе аниона.

Разряд на катоде требует значительной энергии активации; этим объясняется высокая поляризация, сопровождающая осаждение цинка из цианистых электролитов, и мелкокристаллическая структура покрытий.[3]

Осаждение цинка из растворов цианистого комплекса, содержащих избыток свободного цианида, протекает при потенциале минус 1,7 В. Поэтому, несмотря на высокое водородное перенапряжение на цинке, выход по току цинка небольшой.

Потенциал осаждения цинка может быть снижен до минус 1,4 В введением в раствор свободной щёлочи. Одновременно снижается концентрация ионов водорода. Вход по току достигает 95-99%.

Цианистое цинкование при плотностях тока до 5-6 А/дм2. Осадки цинка получаются плотными, весьма тонкокристаллическими, а электролит обладает высокой рассеивающей способностью.

Характерная особенность анодного процесса при цинковании в цианистых электролитах заключается в склонности цинковых анодов к пассивированию и, следовательно, к уменьшению концентрации цинковой соли в ванне, что проявляется особенно заметно при недостатке в электролите свободного цианида. Этим объясняется непостоянство состава цианистого электролита.

Другой причиной является то, что цинковые аноды подвержены химическому растворению в цианистом калии и щёлочи. Это приводит к накапливанию цинка в электролите. Третья причина непостоянства состава электролита цианистых ванн - взаимодействие с углекислотой воздуха (по этой причине нельзя применять перемешивание).

Состав цианистого электролита имеет такой вид (г/л):

ZnO……………………………………………………………………..…40-45

NaCN…………………………………………………………..………….80-85

NaOH………………………...…………………………………………...40-60

Электролиз ведут при 18-40 °С. Катодная плотность тока 1-4 А/дм2 и выход по току 70-80%.

Основной недостаток цианистых электролитов заключается в их токсичности (выделяющаяся синильная кислота - сильный яд), поэтому они применяются в редких случаях.[4]

Фторборатный электролит

Для интенсификации процесса цинкования в кислых электролитах рекомендованы борфтористоводородные электролиты, в которых благодаря высокой растворимости борфтористоводородного цинка Zn(ВF4)2 содержится значительно больше ионов цинка, чем в сульфатном, что обеспечивает возможность применения повышенной плотности тока. Борфтористо-водородные электролиты рекомендуется применять также в тех случаях, когда требуется минимальное наводороживание основного металла и покрытия в процессе электролиза. Установлено, что количество поглощенного катодом водорода при электроосаждении из борфтористоводородного электролита в 6--8 раз меньше, чем при использовании цианистых электролитов.

В зависимости от температуры электролита катодная плотность тока может изменяться от 10 А/дм2 при температуре 18--20° С до 50 А/дм2 при температуре 50--55° С. В борфтористоводородном электролите выход по току значительно падает с ростом плотности тока особенно при температуре 18--20° С и доходит до 85--90%. При расчете продолжительности осаждения покрытия следует принимать среднее значение выхода по току 90%. Снижение выхода по току при увеличении плотности тока приводит к улучшению рассеивающей способности электролита, вследствие чего равномерность распределения покрытия несколько лучше, чем в обычных сульфатных. Электролит имеет следующий состав (г/л):

Zn(BF4)2...………………………………………..280-300

NH4BF4……………………………………………..…..28-30

NH4Cl…………………………………………………..28-30

Солодковый корень…..……………………………….0,5--1,0

HBF4…………………………………………...……….До рН 1--2

Цинкование в аммиакатных электролитах

В заводской практике широкое применение получили так называемые аммиакатные электролиты, в которых цинк находится в виде комплексного катиона . По своим эксплуатационным свойствам аммиакатные электролиты в большей степени, чем другие приближаются к цианистым и являются безвредными. Аммиакатные соли образуются при взаимодействии окиси цинка с аммонийными солями по реакции

ZnO + 2NH4Cl = Zn(NH3)2Cl2 + H2O

Аммиакатно-хлористый комплекс, являющийся более устойчивым, чем аммиакатно-сульфатный, очень слабо диссоциирует в водных растворах (константа нестойкости К=2·10-10), поэтому процесс электролиза протекает с большой катодной поляризацией. Аммиакатный электролит лишь немного уступает по рассеивающей способности цианистому. В состав аммиакатных электролитов вводятся для стабилизации величины рН буферные добавки в виде борной кислоты или уксуснокислого натрия, а также поверхностно-активные коллоидные вещества -- клей, желатин. Большим преимуществом аммиакатных электролитов является их высокая электропроводность, что позволяет особо эффективно использовать аммиакатные электролиты для покрытия мелких деталей в колокольных или барабанных ваннах, так как достигается возможность получения высоких плотностей тока при сравнительно небольшом напряжении на ванне (4-6в). В гальванических цехах наиболее распространены аммиакатные электролиты следующего состава (г/л) и режимы работы:

Вариант 1 Вариант 2

ZnO …………………………………………12-15 90-120

NH4C1……………………………………...…240-260 280-350

Н3В03……………………………………….....20-25 --

Клей столярный………………………………1 5-7

Величина рН………………………………….6,5-6,7 7,8-8,4

Температура электролита в °С……………...18-35 --

Катодная плотность тока j в А/дм2:

при 18° С…………………………….…… ….0,8-1,0 3-6

35° С………………………………… ....1,0-2,0 --

Катодный ВТ в …………….…………… ….98-99 98

Электролит рекомендуется применять для покрытия деталей на подвесках и в барабанах.

Аммиакатно-уротропиновый электролит

На ряде предприятий успешно эксплуатируются уротропиновые электролиты, в которых цинк содержится в виде сложного уротропиново-аммиачного комплекса типа Zn[(C6H12N4)4 (NH3)3]2+. Для получения полублестящих осадков цинка рекомендован электролит следующего состава (г/л):

ZnO ………………………………………………..………………….25-30

NH4C1………………………………………………………………….200-220

C6H12N4…………………………………………….…………………..90-100

Na2B4O7· 10H2O…………………….………………………………...15-20

Фурфурол………………………………………………………………3-5

Аммиак (25-процентный) в мл/л…………………………………….25-30

Величина рН………………………………………………………….7,5-8

Катодная плотность тока j в А/дм2……………..……………..……3-6

Температура электролита в °С………………………..…………….20-30

Этот электролит, весьма близок к цианистым по скорости осаждения цинка и качеству покрытия. Стоимость аммиакатно-уротропиновых электролитов одинакова со стоимостью цианистых, так как технический уротропин весьма дешев. Реверсирование тока при отношении катодного периода к анодному 10:1 позволяет применить повышенную плотность тока и улучшить структуру катодных осадков.

Пирофосфатный электролит

Пирофосфорная кислота и ее соли легко образуют соответствующие комплексные соли с ионами более тяжелых металлов (Zn, Mg, Сu и др.), в которые данный металл входит в состав комплексного аниона. Так, соли цинка, реагируя с пирофосфорнокислым натрием, образуют вначале осадок пирофосфорного цинка, который затем растворяется в избытке пирофосфата натрия с образованием комплексных солей:

2ZnS04 + Na4P2O7 = Zn2P2O7 + 2Na2S04

и далее

Zn2P2O7 + Na4P2O7 = 2Na2[Zn(P2O7)2]



или

Zn2P2O7 + 3 Na4P2O7 = 2Na6[Zn(P2O7)2].

Пирофосфорные электролиты совершенно безвредны, а основной компонент электролита -- пирофосфорнокислый натрий -- является недефицитным дешевым материалом. По этой причине пирофосфатные электролиты в ряде случаев могут являться заменителями цианистых электролитов. Пирофосфатный электролит цинкования устойчив в работе и обеспечивает получение мелкозернистых плотных цинковых покрытий. Рассеивающая способность электролита превосходит рассеивающую способность сернокислых и борфтористоводородных электролитов, поэтому его можно рекомендовать для цинкования рельефных деталей взамен цианистого электролита. Состав электролита следующий (г/л):

Na4P2O7 · H2O……………………………………………………..……… 150-200

ZnS04 ·7H2O…………………………………………………………..…... 40-50

KF………………………………………………………………………….. 5-10

Величина рН……………………………………………………………… 8-9,5

Доброкачественные осадки цинка получаются при плотности тока 1,0 A/дм2 и температуре электролита 50° С.[7]

Цинкатные электролиты

Цинкатные электролиты очень просты по составу. В цинкатном электролите цинк находится в виде цинката натрия. Для обеспечения стабильной работы этого электролита и получения светлых осадков цинка без губчатых и дендритных отложений в электролит вводятся

в небольших количествах соединения олова, ртути или свинца. Наиболее удовлетворительные результаты дает введение солей четырехвалентного олова в виде станната натрия Na2SnO3. Рассеивающая способность цинкатных электролитов занимает промежуточное значение между цианистыми и кислыми. Катодная поляризация в цинкатных электролитах незначительна и хорошая рассеивающая способность обусловлена исключительно высокой электропроводностью.

Добавка LIKONDA® ZnS-К используется лишь в случаях, если вода очень жёсткая и/или загрязнена ионами посторонних металлов. Процесс Likonda ZnSC-R можно успешно использовать и при высоких 8 - 11 A/дм2, и при низких 2 - 8 A/дм2 плотностях тока, что отличает его универсальность. Полученные покрытия пластичны даже при толщине 30 микрон. Электролит стоек к высоким температурам до +50°C, имеет прекрасную кроющую и рассеивающую способность в широком интервале плотностей тока. Полученные полублестящие цинковые покрытия легко хроматируются и пассивируются, красятся, покрываются порошковым покрытием.[2]

Выход металла по току в цинкатных электролитах близок к 100% и мало меняется с изменением условий электролиза. Осадки, полученные из цинкатных электролитов без добавок, имеют крупнокристаллическую структуру и отличаются неравномерной толщиной слоя. Это связано с малой катодной поляризацией.

Улучшение качества осадков, полученных из цинкатных ванн, достигается добавлением в электролит небольших количеств солей олова, свинца и ртути (это способствует растворению цинка).

2 Zn + Sn4+ = 2 Zn2+ + Sn

Рассеивающая способность цинкатных ванн в присутствии солей указанных металлов и при низкой плотности тока достаточно высока.

Примерный состав цинкатного электролита (г/л):

ZnO……………………………………………………………….……..…5-50

NaOH……………………………………………………...…….……......65-220

Na2SnO3……………………………………………………….....……….0,2-0,5



Процесс ведут при 50-70 °С. Катодная плотность тока 0,5-4 А/дм2. выход по току 96-98%. [3]

Способы химического и электрохимического фосфатирования

В основе процесса фосфатирования лежит реакция взаимодействия металла с ортофосфорной кислотой:

Ме + 2Н3РО4 = Ме(Н2РО4)2 + Н2v

в результате которой образуются однозамещенные фосфаты металла. Концентрация ортофосфорной кислоты, а, следовательно, кислотность раствора уменьшаются. При этом происходит гидролиз однозамещенных фосфатов с образованием двух- и трехзамещенных солей:

5Ме(Н2Р04)2 = 2МеНР04 + Ме3(РО4)2+ 6Н3РО4

3Ме(Н2Р04)2=Ме3(Р04)2+ 4Н3РО4.

Образующаяся свободная ортофосфорная кислота взаимодействует с основным металлом, образуя труднорастворимые фосфаты железа, которые являются основной составляющей частью фосфатных покрытий,

Fe + 2Н2Р04 =Fe(Н2Р04)2 + Н2

Качество фосфатного покрытия зависит от общей и свободной кислотности раствора, концентрации монофосфатов и природы катионов. Для ускорения процесса фосфатирования в растворы вводят окислители -- анионы NО2-, NО3-, СlО3- и др.



Таблица 2

Влияние катионов металлов на фазовый состав фосфатных плёнок

Катион металла	Фазовый состав пленок
	Сталь	Цинк
Mn2+	(Mn, Fe)5H2(P04)4·4H20	Zn3(PO4)2·4H2O Mn5H2(P04)4·4H20
Zn2+	Zn3(P04)2·4H20 Zn2Fe(P04)2·4H20	Zn3Ca(PO4)2·2H2O
Ca2+	CaHPO4·2H2O; CaHPO4	Zn2Ca(PO4)2·2H2O CaHPO4·2H2O; CaHPO4
Fe2+	Fe5H2(P04)4·4H20	Zn3(P04)2·4H20 Zn2Fe(P04)2·4H20 Fe5H2(P04)4·4H20
Na+	Fe3(P04)2·8H20	Zn3(P04)2·4H20

Одновременно с процессом образования фосфатной пленки происходит растворение основного металла. Это приводит к образованию большого количества пор. По своему составу фосфатная пленка состоит из двух видов слоев: слоя, непосредственно прилегающего к металлу с максимальным содержанием монофосфатов железа, и наружных слоев, состоящих преимущественно из монофосфатов марганца с незначительной примесью вторичных фосфатов железа. Слой, прилегающий к металлу, плотно связан с ним; он гладкий, эластичный, весьма пористый, имеет незначительную толщину. Наружный слой кристаллический, хрупкий, состоит из вторичных и третичных фосфатов. Этот слой и обусловливает ценные свойства фосфатированных поверхностей.

Толщина, структура, пористость, цвет фосфатной пленки зависят от состава обрабатываемого металла, метода и режима фосфатирования, а также от условий подготовки поверхности.

Цвет пленки может меняться от светло- до темно-серого. Пленки светло-серого цвета образуются на малоуглеродистых сталях и цветных металлах. На поверхностях, обработанных пескоструйным способом, в растворах повышенной кислотности также образуются светло-серые покрытия. На поверхности, предварительно протравленной, в растворах с повышенным содержанием ортофосфорной кислоты, на высоколегированных сталях и чугунах получается пленка более темного цвета. Стали, содержащие хром и никель, покрываются пленкой зеленоватого цвета.

На состав пленок большое влияние оказывает состав фосфатирующего раствора.

Кристаллическая структура и толщина фосфатной пленки тесно связаны между собой. При образовании крупнокристаллических пленок толщина фосфатных пленок значительно больше, чем при образовании мелкокристаллических пленок:

	Толщина, мкм	ф, мин
Мелкокристаллические пленки	1--4	До 30
Крупнокристаллические пленки	10--12	60--90

Мелкокристаллические пленки по сравнению с крупнокристаллическими пленками обладают лучшей защитной способностью, поэтому их чаще используют в промышленности.

Мелкокристаллические покрытия получают из цинкофосфатных растворов, содержащих ускорители (окислители). Эти покрытия используют в качестве подслоя под лакокрасочные покрытия.

Из марганцевофосфатных растворов получают крупнокристаллические покрытия, которые после промасливания служат в качестве самостоятельных защитных покрытий.

От способа предварительной обработки зависят структура, толщина, адгезионная способность и цвет фосфатных покрытий. Если же детали перед фосфатированием подвергались травлению в Н2SО4, НС1 или Н3РО4, образуются рыхлые пленки с крупнокристаллической структурой толщиной 40--50 мкм, которые имеют низкие защитные свойства. Для улучшения качества таких пленок после травления рекомендуется промывка деталей в 5--8 %-ном растворе кальцинированной соды и 1--2 %-ном растворе хозяйственного мыла при температуре 50--60 °С.[7]

Фосфатирование чёрных металлов

Фосфатирование может вестись химическим или электролитическим путем. Существует несколько способов химического фосфатирования черных металлов: нормальное, ускоренное и так называемое холодное фосфатирование.

Нормальное фосфатирование. Для получения фосфатных покрытий применяют однозамещенные фосфаты двухвалентных металлов: марганца, железа, цинка, кадмия. Для этой цели успешно применяют препарат Мажеф, который представляет собой смесь однозамещенных солей ортофосфорной кислоты, железа и марганца: Fе (Н2Р04)2, Мn (Н2Р04)2·Н2О, МnНРО4 и имеет химический состав: 2,4--2,5 % Fе, 14 % Мn, 46--52 % фосфатов (в пересчете

на Р2О5), 1,0 % SO42-, следы СаО, Сl- и 1--2 % воды.

Наиболее эффективно процесс фосфатирования протекает в растворе, содержащем 30--33 г/л препарата Мажеф при температуре 96--98 °С. При более низких температурах образуется крупно кристаллическая структура, более высокие температуры приводят к образованию в растворе большего количества шлама. Продолжительность фосфатирования ограничивается временем, в течение которого выделяется водород, и дополнительной выдержкой в течение 5---10 мин.

Фосфатирование в растворе препарата Мажеф имеет существенные недостатки: длительность процесса, высокая температура и узкий рабочий интервал температур. Кроме того, в процессе фосфатирования происходит обильное выделение водорода, что приводит к наводороживания стали и ухудшению ее механических свойств. Снижения эффекта наводороживания можно достичь уменьшением времени обработки.

Ускоренное фосфатирование. Разработан и получил широкое промышленное применение процесс ускоренного фосфатирования, не имеющий выше указанных недостатков. Составы (г/л) и режим работы ванны ускоренного фосфатирования приведены ниже:

	№1	№2
Препарат Мажеф	30-40	30-40
Zn(NO3)2·6H2O	50-65	50-70
NaF	2-5	-
NaNO3	-	4-5
H3PO4	-	0,1-1,0
t, °C	45-65	92-96
ф, мин	8-15	8-10

В растворы ускоренного фосфатирования для ускорения процесса уменьшения выделения водорода и окисления Fе2+ до Fе3+ вводят окислители Zn(NO3)2,NаFи др [6].

Для покрытий из ванн ускоренного фосфатирования характерны относительно малая толщина слоя и пониженная коррозионная стойкость. Детали после ускоренного фосфатирования обрабатывают в растворе бихромата калия и сушат. Полученные таким образом пленки служат хорошим грунтом для последующего нанесения лакокрасочных покрытий.

Покрытия состоят, в основном, из трехзамещенного фосфата цинка, поскольку он растворяется значительно труднее, чем трехзамещенный фосфат железа (II).

Химический состав пленки таков: Zn (Р04)2-4Н20

Основная масса пленки образуется в первые минуты процесса. Одновременно с образованием пленки происходит ее частичное растворение. Рост пленки прекращается, когда скорость ее образования становится равной скорости ее растворения.

Растворы для ускоренного фосфатирования можно распылять по предварительно подготовленной поверхности металлических деталей.

Разработаны и нашли широкое применение фосфатирующие концентраты КФ-1, КФ-3, КФЭ-1. КФЭ-2 на основе монофосфата цинка. Растворы этих концентратов применяют для получения подслоя под лакокрасочные покрытия, перед обработкой стали штамповкой и вытяжкой.

Для улучшения структуры покрытия в растворы вводят труднорастворимые оксалаты цинка в количестве до 0,1 г/л.

В этом растворе удаляется ржавчина и поверхность покрывается мелкокристаллической фосфатной пленкой [5].

Холодное фосфатирование. Для пленок, полученных в растворах, не требующих подогрева, характерна относительно малая толщина. Они используются, как правило, в качестве грунта под окраску. Холодное фосфатирование производится в растворах наоснове препарата Мажеф и однозамещенного фосфата цинка. Активаторами процесса являются NаF и NаNО2. Холодное фосфатирование не получило широкого применения, так как растворы легко гидролизуются, свободная кислотность растет, что приводит к образованию пористых покрытий с пониженной защитной способностью. Увеличение температуры раствора способствует получению мелкокристаллических покрытий.

Электрохимическое фосфатирование. Позволяет повысить производительность процесса. Пленки, полученные этим способом, используются как грунт под окраску. Недостатками являются малая рассеивающая способность электролитов и вследствие этого неравномерность слоя на деталях сложной формы. Электрохимическое фосфатирование возможно с применением постоянного или переменного тока [10].

Выбор электролита

Цинк

Исходя из общей суммарной оценки, можно сделать вывод, что цинкатный электролит цинкования является самым пригодным для покрытия нашей детали.

Сравнение достоинств и недостатков для различных типов электролитов цинкования можно наглядно увидеть в таблице 3.

Сравнительная характеристика электролитов цинкования.

Таблица 3

Свойства электролитов	Оценочная шкала	Высокоцианистые	Малоцианистые	Цинкатные	Кислые	Аммиакатные
Положительные Рассеивающая способность Выход по току Предельно допустимая концентрация Способность крыть чугун Неприхотливость в подготовке поверхности Устойчивость к температуре Лёгкость очистки	10 5 5 3 10 5 5	10 4 3 1 10 5 3	8 3 1 1 7 3 4	8 3 1 1 5 2 5	2 5 5 3 2 2 2	7 5 5 3 2 2 2
Сумма		36	27	25	21	26
Отрицательные Агрессивность к стали Токсичность Затраты на нейтрализацию Водородная хрупкость Стоимость эксплуатации Сумма	-5 -5 -10 -5 -3	-1 -5 -10 -5 -3 -24	-1 -5 -5 -5 -2 -18	0 -1 -1 -3 -1 -6	-5 -1 -1 -1 -1 -9	-5 -1 -2 -1 -2 -11
Общая суммарная оценка		12	9	19	12	15

На основании вышеизложенного и руководствуясь информационными данными ГОСТ 9.305-84, выбираем состав цинкатного электролита для нанесения цинкового покрытия и режимы технологического процесса:

Окись цинка…………………………………………………..10-17 г/дм3

Едкий натр технический марка ТР…………...……………..90-120 г/дм3

Блескообразующие добавки:

НБЦ-0…………………………………………………. ..4-6 г/дм3

НБЦ-К…………………………………………..…… …4-6 г/дм3

рН……………………………………………………………… 10-12

Температура………………………………………………… ..20-30 °С

Катодная плотность тока……………….………………… ....0,5-1,5 А/дм3

Анодная плотность тока……………………………………… .1-2 А/дм3

Приготовление электролита цинкования. Едкий натр растворяют в 1/10 объёма ванны, в которой готовятся растворы; к нему осторожно при непрерывном помешивании добавляют рассчитанное количество окиси цинка до полного её растворения. Затем доливают воду до 3/4 объёма ванны и полученный раствор цинката натрия с избытком едкого натра фильтруют в рабочую ванну. Все добавочные компоненты растворяют отдельными порциями в небольшом количестве воды и вводят в рабочую ванну.

Корректирование добавкой НБЦ-О,НБЦ-К проводят практически по внешнему виду цинкого покрытия.

В ванне цинкования необходимо поддержание соотношения цинка к щелочи 1:8-1:10. Цинкатный электролит корректируется согласно анализа щелочи и оксида цинка, который производит ЦЗЛ 1 раз в неделю.

Один раз в месяц и по требованию производителей цинкатный электролит сливается в запасную емкость, отстаивается и фильтруется в рабочую емкость,анализируется и готовится к работе. В процессе работы электролита возможно накопление карбанатов. При их содержании более 70-80 г/л необходимо произвести очистку электролита[9].

Выбор электролита для процесса фосфатирования.

Выше были приведены наиболее распространённые электролиты фосфотирования. Для осуществления процесса фосфатирования я выбираю препарат «КФ-1» он предназначен для фосфатирования поверхности стали и чугуна с целью получения износостойких антикоррозионных марганецфосфатных покрытий. Область применения: шестерни, зубчатые колеса, поршни, шатуны, обоймы подшипников и т.д. Покрытие обеспечивает высокое удержание смазки, снижение механического напряжения, снижение шума при работе механизмов, сокращение времени проработки деталей, предотвращает схватывание деталей под нагрузкой. Концентрат способен работать в широком температурном диапазоне (40-800С).

Основные неполадки при эксплуатации электролитов

Неполадки при цинковании в цинкатном электролите.

Таблица 4

Характеристика дефектов	Причины дефектов	Способы устранения
Тёмный (губчатый) осадок	наличие олова в двухвалентной форме низкое содержание олова низкая концентрация ZnO повышенная катодная плотность тока низкая температура электролита электролит не проработан	провести корректировку электролита по соответствующим компонентам повысить температуру снизить плотность тока проработать электролит
Отсутствие покрытия по всей поверхности изделия при низких плотностях тока	короткое замыкание на ванне наличие окислителей в электролите	устранить короткое замыкание произвести проработку ванны током
Пассивирование анодов, сопровождаемое выделением кислорода	недостаток щёлочи высокое значение анодной плотности тока	увеличить поверхность анодов снизить плотность тока

Основные неполадки при фосфатировании и способы их устранения

Таблица 5

Характер неполадок	Причина	Способ устранения
Фосфатная пленка очень тонкая при погружении деталей в воду сквозь нее просвечивает металл	Недостаточная выдержка деталей в ванне фосфатирования. Пониженное содержание концентрата в фосфатирующем растворе	Стравить пленку и повторить процесс с нужной выдержкой. Повысить концентрацию концентрата
В отверстиях и внутренних полостях фосфатная пленка отсутствует	Образование воздушных и водородных мешков	Изменить расположение деталей и применить встряхивание
Фосфатное покрытие неравномерное, пятнистое	Некачественное обезжиривание перед фосфатированием	Улучшить обезжиривание деталей
Фосфатное покрытие покрыто светло-серым налетом	Кипение раствора вовремя фосфатирования	Проверить температуру раствора и поддерживать ее в пределах, указанных в рецептуре

Удаление недоброкачественных фосфатных пленок Фосфатные пленки, могут быть удалены с поверхности изделия растворением в 10 процентном растворе серной или соляной кислоты при температуре 40° С, время- 5 минут.

Контроль качества покрытия и исправление брака

Вид и толщина гальванического покрытия должны соответствовать требованиям стандарта или чертежа изделия.

Проверку качества нанесенного слоя производят: осмотр внешнего вида, испытанием коррозийной стойкости, механических свойств, определением пористости и толщины.

Количество деталей, отбираемых для проверки, устанавливают в каждом случае техническими условиями на приемку (обычно 0,5-5% общего количества деталей, предъявляемых к приемке).

В случае получения не удовлетворительных результат об испытания (хотя бы на одном образце) производят повторное испытание на удвоенном количестве образцов по тем видам испытаний, которые дали не удовлетворительные результаты. Если же при повторных испытаниях будут неудовлетворительные результаты, то предъявленную партию отдают на переделку, после чего ее опять проверяют.

Контроль внешнего вида

Покрытия осматривают невооруженным глазом. Результаты осмотра должны удовлетворять техническим условиям на данный вид покрытия. Оценка качества покрытий ответственных деталей производится по эталонам.

Определение коррозийной стойкости

Испытание на коррозийную стойкость производится с целью установления надежности и долговечности данного покрытия.

Наилучшим способом является испытания в естественных атмосферных условиях. Как правило, это испытание производят на крыше здания, где изделия подвешивают на деревянные подставки. Периодически через несколько суток производят наблюдение за изменением поверхности, и отмечают время появления коррозии.

Так как этот метод испытания длительный, то чаще коррозийную стойкость проверяют ускоренными способами: испытанием в туманной камере или способом погружения.

При испытании в туманной камере детали подвешивают на стеклянных или пластмассовых нитях и через каждые 15 минут обрызгивают 3%-м растворам хлористого натрия для создания искусственной влажной атмосферы.

Контроль толщины покрытий

Толщина цинковых покрытий определяется химическим капельным способом. Методом случайного избрания выбирается 5 деталей из загрузки после прохождения всех технологических операций. Далее в химической лаборатории проводится анализ следующим образом: готовится раствор 200 г/л хромовой кислоты плюс 50 г/л серной кислоты, полученный раствор по капле стекает на испытуемую деталь со скоростью 100?5 капель в минуту, а толщина покрытия определяется временем, требуемым для того, чтобы обнажился основной металл.

. Процесс подготовки покрытия к испытанию включает следующие операции:

Обезжиривание испытуемой поверхности пастой, состоящей из окиси магния и воды;

Тщательная промывка струёй воды; Просушивание фильтровальной бумагой.

Детали, поступающие на испытание сразу после нанесения покрытий, можно не обезжиривать. Испытание покрытий методами струи или капли необходимо производить до пассивирования и до фосфатирования.

Во избежание растекания капли или струи испытуемый участок обводят карандашом или химически стойким лаком.

Для определения толщины покрытий методом капли на участок испытуемого покрытия через определенный промежуток времени последовательно наносят по одной капле заранее приготовленного раствора. Перед нанесением новой капли предыдущую стирают фильтровальной бумагой.

Метод струи заключается в растворении участка покрытия струей раствора, вытекающего из капиллярной трубки с определенной скоростью.

Магнитные методы определения толщины покрытий бывают отрывные и индукционные.

Отрывной магнитный метод основан на измерении силы отрыва постоянного магнита или величины тока при отрыве электромагнита от поверхности испытуемой детали.

Индукционный магнитный метод основан на изменении магнитного потока, проходящего в сердечнике электромагнита. Сила притяжения магнита зависит от толщины покрытия. Чем больше толщина покрытия, тем меньше сила отрыва магнита. Однако строго пропорциональной зависимости здесь нет, так как на результаты измерения оказывают влияние структура основного металла, чистота поверхности, форма изделия и другие факторы. Поэтому с помощью специальных эталонов, толщина покрытия которых известна, получают градуировочную зависимость показаний прибора от толщины покрытия.

Определение прочности сцепления покрытия с основным металлом.

В цеховых условиях можно рекомендовать следующие методы:

1. Царапание - на покрытие наносят стальным острием рад пересекающихся царапин.

При этом не должно быть слущивания или отслаивания покрытия;

2. Трение или удар - детали подвергают трению или удару друг о друга. Осадок не должен осыпаться или слущиваться;

3. Изгиб - осадок не должен осыпаться, отслаиваться или слущиваться при пятикратном изгибе на 90 - 180о тонкого листа с покрытием;

4. Крацевание. Осадок не должен отслаиваться при крацевании покрытия стальной щеткой из проволоки диаметром 0,1-0,2 мм с окружной скоростью 17-20 м/сек;

5. Навивка. Покрытие не должно отваливаться при навивке проволоки вокруг собственного диаметра до 15 раз.

Определение твердости покрытий.

Принцип метода измерения твердости заключается в том, что в испытуемый предмет вдавливают с определенным условием алмазную пирамиду, которая оставляет отпечаток на покрытии. Величиной твердости является сопротивление, оказываемое предметом при испытании.

Подготовка поверхности изделий

Одним из главных условий получения прочно сцепленного с основой, хорошего по внешнему виду металлического покрытия в гальваностегии является тщательная подготовка поверхности покрываемого изделия.

На качество осадка оказывают влияние материал, способ изготовления или обработки изделия [10].

Качество поверхности определяется двумя основными показателями: волнистостью и шероховатостью.

Волнистость -- это совокупность периодически повторяющихся неровностей на поверхности изделия. Эти неровности образуются при изготовлении в связи с колебательными движениями в системе станок -- инструмент -- изделие.

Шероховатость поверхности определяет геометрическую площадь поверхности. Шероховатость поверхности оказывает существенное влияние на эксплуатационные показатели и характеризуется высотными параметрами Ra -- средняя высота всех неровностей профиля и Rz -- средняя высота наибольших неровностей.

Шероховатость поверхности основного металла при нанесении покрытий по ГОСТ 25142-82 должна быть в пределах Rz, мкм: для защитных покрытий -- 40--20; для защитно-декоративных -- 10--6,3; для твердых и электроизоляци-онных анодно-оксидных покрытий -- 6,3--3,2.

Для подготовки поверхности изделий применяются механический, химический и электрохимический способы.

Способы механической обработки поверхности

Целью механической обработки является очистка поверхности от продуктов коррозии, внешних дефектов (царапин, вмятин, заусениц и пр.), уменьшение шероховатости поверхности, придание определенной фактуры, декоративного блеска. В зависимости от природы металла, назначения, размеров и формы изделия, а также от особенностей покрытия механическая подготовка осуществляется различными способами.

1) Шлифование, полирование и крацевание.

Шлифование -- процесс удаления с поверхности металла грубых неровностей путем снятия тонкого слоя металла острыми гранями мелких зерен абразивных материалов, преимущественно на участках микровыступов поверхности. Съем металла при этом составляет 0,01--0,03 мм, а при использовании крупнозернистого абразивного материала -- 0,1--0,2 мм [10].

В зависимости от состояния поверхности детали шлифование проводят в несколько стадий с постепенным уменьшением зерна абразива. Так, шлифование эластичными абразивными кругами позволяет достигнуть шероховатости поверхности, соответствующей Ra = 1,60--1,10 мкм, а последующее полирование с помощью паст -- Ra = 0,05--0,012 мкм.

Шлифование проводится с помощью твердых и эластичных кругов, абразивных лент.

Полирование -- процесс удаления с поверхности изделий малейших неровностей и сообщения ей блестящего, зеркального вида с высоким коэффициентом отражения света. Этот процесс выполняется с использованием специальных паст, наносимых на мягкие эластичные круги, и сопровождается небольшим съемом металла [11].

Сглаживание микрошероховатостей при полировании происходит за счет перераспределения металла по поверхности, втирания его на участках микровпадин. Полирование покрытий из мягких и дорогих металлов (серебро, золото) производят специальными ручными полировальниками. Полировочные пасты содержат тонкие шлифовальные порошки, связующие вещества и поверхностно-активные добавки. Состав паст подбирается с учетом свойств металла деталей, материала круга. Обычно пасты содержат 60--70% абразивного материала и 30--40% связки.

Абразивным материалом являются окись хрома, окись железа (крокус), окись алюминия (глинозем), венская известь (окись кальция с небольшой примесью магния), окись кремния. Связующими веществами являются парафин, церезин, техническое сало, а активирующими добавками -- сера, олеиновая кислота.

Крацевание -- обработка, поверхности изделий металлическими дисковыми щетками на станках или вручную с целью матирования, очистки от заусенцев, окислов травильного шлама, а также для удаления различных дефектов покрытия (шишковатых или губчатых образований) [3].

Его применяют для очистки стальных деталей от остатков окалины после травления, ржавчины, а также после нанесения покрытий большой толщины (например, серебряных, цинковых, кадмиевых) для их уплотнения и придания им декоративных качеств. Этот процесс повышает износостойкость, усталостную прочность и защитные свойства изделий.

Крацевание черных металлов осуществляют с помощью дисковых или фигурных щеток из стальной проволоки диаметром 0,15--0,25 мм. Обработку латунных, медных, серебряных деталей, а также гальванических покрытий производят медными, латунными или мельхиоровыми щетками. Щетки периодически смачивают в специальных растворах (например, в мыльном растворе или охлаждающей эмульсии).

2) Шлифование и полирование деталей насыпью незакрепленным абразивом.

К способу шлифования и полирования деталей насыпью незакрепленным абразивом относятся галтование, подводное галтование (шлифование -- полирование), виброабразивная (виброгалтование) и анодно-абразивная обработка [3]. Обработка насыпью используется при подготовке мелких деталей перед покрытием для сглаживания неровностей, рисок, снятия окалины и достижения необходимой шероховатости поверхности до Rz = 1,6--0,4 мкм, а также с целью придания поверхности изделия блеска.

Галтование. В процессе обработки (галтования -- шлифования -- полирования) загруженные во вращающийся герметически закрытый многогранный барабан детали, перемещаясь, взаимно трутся своими поверхностями, в результате чего удаляются окалина, ржавчина, заусенцы и другие поверхностные дефекты [8]. Такую обработку применяют в основном для металлоемких и толстостенных механически прочных деталей из черных металлов и сплавов цветных металлов при исходной шероховатости поверхности не более Rz = 40--10 мкм. Основные преимущества способа галтования следующие: возможность одновременной обработки большого количества деталей, недефицитность применяемых материалов и сравнительная несложность конструкции оборудования, исключение прижогов и нежелательных фазовых превращений, часто возникающих при обработке шлифовальными кругами.

Различают сухое, мокрое (с применением различных растворов) и магнитное галтование. При сухой галтовке [9] в качестве абразивного материала применяются обрезки кожи, древесные опилки, а также такие добавки, как известковая крошка, глинозем, крокус и опилки. Применяют сухую галтовку для отделки винтов и болтов, металлических и пластмассовых изделий, также галтовке могут быть подвергнуты детали: штампованные, литые, литые и обработанные на станке. Недостатком сухой галтовки является непрерывное разрушение абразива или абразивной среды, вследствие чего по мере проведения обработки количество удаляемого с изделий металла уменьшается. В это же время пыль, образующаяся в результате разрушения абразивов, покрывает в виде пленки обрабатываемые изделия и, тем самым, препятствует обработке [8].

Мокрая галтовка [9] изделий обеспечивает получение любой поверхности, кроме очень тонко отполированной. Ее иногда проводят с добавкой в барабан подобранной по размерам среды, которая может быть либо абразивной, либо неабразивной. При использовании сред, которые не обладают абразивным действием, применяют в дополнение к ним абразивные пасты. В качестве носителя тонкого абразивного материала, а также для смазки обрабатываемых деталей используется вода, керосин, светлые нефтепродукты, глицерин. Особое внимание при мокром галтовании уделяется раствору. Необходимо, чтобы подготовляемый для галтовки металлических изделий раствор имел соответствующее значение рН. Этот контроль обычно сопровождается добавлением буферных химических продуктов в галтовочные составы во время их производства. Растворы для мокрой галтовки с целью полировки обычно более вязкие или имеют большую смазывающую способность, чем растворы для других операций галтовки. Размеры среды подбираются настолько малыми, насколько возможно их использование с голтуемыми деталями. Когда галтовка производится в такой среде, как известняк, можно осуществить снятие стружки и полировку деталей без изъятия их или среды из барабана.

Основным принципом работы галтовочной машины является вращение обрабатываемых изделий в массе стальных наполнителей в виде иголок и шариков посредством переменного магнитного поля, создавая эффект галтования поверхности изделий [11].

Преимуществами данного вида обработки перед традиционными методами галтования являются:

- применение незначительного количества химического биологически чистого реагента;

- отсутствие невозвратимых потерь, что особенно важно при обработке драгметаллов;

- отсутствие вращающихся частей машины;

- весь процесс снятия оксидов, очистки, полирования и глянцевания поверхности изделий занимает в среднем не более 15--20 минут;

- применение стальных наполнителей очень малых диаметров позволяет проводить обработку тонкостенных изделий, филигранных изделий и изделий с ювелирными вставками.

Шероховатость обработки может быть доведена при шлифовании до Rz = 10--3,2 мкм, при полировании до Rz = 1,6--0,4 мкм.

Продолжительность обработки для стальных деталей составляет 2--40 ч, для латунных -- 1--8 ч, для деталей из алюминиевых сплавов -- 0,5--6 ч.

Подводное галтование (шлифование -- полирование). Обработку деталей проводят в перфорированных барабанах или колоколах [3]. Барабаны с деталями, абразивными материалами и наполнителями погружают в ванну с нейтральным раствором. В жидкой среде происходят механическое снятие микронеровностей и обкатка поверхностного слоя металла. Жидкая среда ослабляет шлифующее действие абразива, повышает степень блеска полируемых деталей в результате химического воздействия и непрерывного вымывания из рабочей емкости отделенных от абразива и наполнителя мелких частиц.

В раствор барабан погружается на 50--80% объема. Жидкой рабочей средой служит 0,2--0,5 % раствор мыла, 10--15% раствор кальцинированной соды или их смесь, часто вводится еще 20--30 г/л тринатрийфосфата. Обработка ведется при комнатной температуре, при шлифовании температура может быть 60--70 °С. Время обработки зависит от обрабатываемого металла и составляет 8--24 часа.

При подводном шлифовании (исходная шероховатость Rz = 10--6,3 мкм) шероховатость снижается до Rz = 6,3--3,2 мкм, при подводном полировании (исходная шероховатость Rz = 6,3--3,2 мкм) шероховатость достигает Rz = 1,6--0,8 мкм. Преимущества подводного шлифования и полирования: высокая производительность, возможность обработки изделий различных размеров, меньшая трудоемкость, чем при обработке шлифовальными и полировальными кругами.

Недостатком такой обработки является сильный шум. Для его снижения применяют специальные гидроглушители.

3) Струйно-абразивные методы обработки.

Сущность струйно-абразивной обработки состоит в том, что на обрабатываемую поверхность под определенным давлением струей подается воздух с взвешенными абразивными частицами (в сухом виде или в виде пульпы), в результате чего поверхность очищается [3].

Струйно-абразивную обработку выполняют с целью удаления окалины и ржавчины, снятия заусенцев, зачистки швов после сварки и пайки, уменьшения шероховатости поверхности, проведения сатинирования и пр.

Существует большое количество струйно-абразивных методов обработки поверхности. Наиболее часто применяют следующие методы: пескоструйный, гидропескоструйный, дробеструйный.

Пескоструйная обработка. Пескоструйная обработка заключается в том, что поверхность изделий подвергается действию сильной струи сухого металлического песка (размер частиц 0,2--1 мм), вырывающейся с большой скоростью из специального аппарата под давлением сжатого воздуха от 2.105 до 5.105 Па [3].

Пескоструйной обработкой придают шероховатость поверхности, чем обеспечивают хорошее сцепление покрытий с основным металлом. Оптимальные результаты достигаются при обработке поверхности кварцевым песком или используют другие абразивные материалы.

Дробеструйная обработка. Дробеструйную обработку применяют для упрочнения поверхности деталей, снятия окалины, ржавчины и других поверхностных дефектов [3]. В качестве абразива при дробеструйной обработке применяют материалы, близкие по электрическим характеристикам обрабатываемому металлу.

Процесс состоит в том, что металлический песок или дробь, вылетая из сопла с определенной скоростью, ударяется об обрабатываемую деталь и вызывает пластическую деформацию ее поверхностного слоя. В этом слое возникают остаточные напряжения сжатия, проникающие на глубину примерно 0,15--0,4 мм.

Для очистки поверхности широко применяют металлический песок, при этом используют пескоструйные аппараты, дробеструйные и дробеметные установки. Для очистки деталей из сплавов цветных металлов (алюминия и др.) применяют литую алюминиевую дробь, дробленные фруктовые косточки, дробленую пластмассу, стеклянные шарики и т.п. Применение стеклянных шариков (диаметром 44--590 мкм) позволяет значительно быстрее и качественнее очищать самые разнообразные детали от коррозии нагара, краски и других загрязнений.

Химическая и электрохимическая обработка поверхности

Обезжиривание. На поверхности изделий могут быть жиры животного, растительного происхождения (омыляемые жиры) и минеральные масла, которые удаляют с поверхности химическим и электрохимическим способами.

Химическое обезжиривание [8] производится в щелочных растворах или органических растворителях. Под действием щелочи омыляемые жиры разлагаются, образуя мыла (растворимые в воде соли жирных кислот) и глицерин. Минеральные масла химически не разлагаются щелочами, но под действием сил поверхностного натяжения пленка масла разрушается, и оно собирается в капельки. Для полного освобождения поверхности металла от масла необходимо присутствие в растворе поверхностно-активных веществ, обладающих моющими и эмульгирующими свойствами, а также движение жидкости за счет нагревания, перетекания раствора или перемешивания.

В зависимости от природы обрабатываемого металла для обезжиривания применяют растворы NaOH или КОН (2--5%), карбонатов и третичных фосфатов щелочных металлов (3--6%), к которым добавляют в качестве моющих и эмульгирующих веществ (3--10 г/л) мыло, жидкое стекло, различные синтетические моющие вещества: сульфанол, синтанол, «Лабомид», «Деталин» и др. Температура растворов должна быть 60--80 °С, продолжительность обезжиривания -- от 5 до 20 мин и более.

Обезжиривание мелких деталей целесообразно производить в перфорированных стальных барабанах, вращающихся в горячих щелочных растворах [9].

...