PL93004B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania ochronnych powlok na powierzchniach metali lub stopów metali metoda fosforanowania, zwlaszcza na powierzchniach narazonych na dzialanie agresywnego srodowiska lub zuzywanie sie spowodowane tarciem wspólpracujacych elementów maszyn.Znany jest sposób (Powloki konwersyjne, T. Biestek, J. Weber, WNT, Warszawa 1968 r.) pokrywania stalowej powierzchni warstwa fosforanu zelazawego przez jej zanurzenie w roztworze kwasu fosforowego.Tworzenie sie ochronnej warstewki na powierzchni stali polega na przemianie elektrochemicznej tej powierzchni w roztworach jednopodstawionych fosforanów metali ciezkich na elektrycznie izolujaca fosforanowa powloke Znany jest sposób wytwarzania ochronnej warstewki na powierzchniach metali lub ich stopów przez ich zanurzenie w wodnym roztworze jednopodstawionego fosforanu zawierajacego wolny kwas fosforowy.W roztworze takim na granicy faz metal-roztwór zachodzi zjawisko przesuniecia sie równowagi chemicznej rozpuszczonej soli, umozliwiajace otrzymanie soli dwu- lub trójpodstawionych nierozpuszczalnych w tym srodowisku. Powstajace nierozpuszczalne fosforany wytracaja sie na powierzchni metalu, scisle sie z nim wiazac.Zwiazanie fosforanowej warstwy z powierzchnia metalu ma charakter fizyczny przy czym powloka przenika do miedzykrystalicznych obszarów metalu. Zazebiajace sie nawzajem krysztaly powloki tworza duza ilosc pustych przestrzeni miedzyKrystalicznych w postaci mikroporów, które nadaja jej wlasnosci absorpcyjne i adhezyjne wzgledem cieczy.Znane roztwory do fosforanowania powolnego zawieraja fosforan jednocynkowy, jednomanganowy lub jednozelazawy z dodatkiem okreslonej ilosci kwasu fosforowego, niezbednej do utrzymania w czasie fosforanowania odpowiedniego pH roztworu. Roztwory do fosforanowania przyspieszonego w podwyzszonych temperaturach oprócz fosforanów zawieraja specjalne substancje przyspieszajace proces tworzenia sie powloki, którymi sa zwiazki o wlasnosciach utleniajacych takie jak azotany, azotyny i chlorany, substancje redukujace takie jak siarczyny metali alkalicznych, sole kwasu podsiarkowego i fosforowego, formaldehyd, aldehyd benzoesowy, hydroksyloamina i inne, sole metali szlachetniejszych od zelaza takie jak sole miedzi i niklu oraz rózne zwiazki organiczne. . . .2 93 004 Fosforanowe powloki sa dosc porowate, dlatego nie stosuje sie ich w takim stanie jako warstwy ochronnej. lecz dopiero po odpowiednim uszczelnieniu warstwa oleju, farby lub lakieru, która zwieksza ich odpornosc na dzialanie korozji.Znany jest (polski opis patentowy nr 74 057) sposób wytwarzania powlok niskotarciowych na powierzchniach metali .metoda fosforanowania, w którym fosforanujacy roztwór zawiera zwiazki chemiczne o strukturze krystalograficznej heksagonalnej warstwowej, takie jak dwusiarczek molibdenu, dwusiarczek wolframu, grafit i inne, lub dowolne kompozycje tych zwiazków. Takie powloki niskotarciowe charakteryzuja sie niskim wspólczynnikiem tarcia, bardzo wysoka odpornoscia na zuzycie i korozje oraz sa zdolne do pracy bez dodatkowego doprowadzania czynnika smarowego.Celem wynalazku jest wyeliminowanie tych wad, a zadaniem technicznym jest opracowanie procesu fosforanowania zapewniajacego otrzymanie ochronnej powloki o wysokiej mechanicznej odpornosci oraz odpornosci korozyjnej bez dodatkowego uszczelniania.Sposób wytwarzania ochronnych powlok na powierzchniach metali i ich stopów wedlug wynalazku polega na tym, ze proces fosforanowania prowadzi sie fosforanujacym roztworem zawierajacym proszek aluminium lub proszek stopu aluminium lub proszek tlenku aluminium o wymiarach ziarn od 0,1 do 100 mikrometrów albo dowolne kompozycje tych proszków. Tak otrzymane ochronne powloki charakteryzuja sie odmiennymi wlasciwosciami niz fosforanowe powloki wytwarzane znanymi sposobami oraz dobra odpornoscia na korozje bez dodatkowego uszczelniania. Struktura i wyglad powierzchni tych ochronnych powlok uzalezniona jest od wlasciwosci wprowadzonych do fosforanujacego roztworu proszków. Powloki te sa szczególnie trwale odporne na korozje i scieranie spowodowane tarciem oraz gladkie i lsniace o metalicznej barwie.Sposób wytwarzania ochronnych powlok wedlug wynalazku wyjasniaja nizej podane przyklady.Przyklad I. Odtluszczony element stalowy preparuje sie fosforanujacym roztworem zawierajacym: Mn P2O5 N03 Ni Fe proszek Al H20 - 9,2 g/l - 27,1 g/l - 4,0 g/l - 0,22 g/l - 1,6 g/l - 5,0 g/l -952,88 g/l Proces fosforanowania prowadzi sie w temperaturze 95°C przez okres 5 minut, mieszajac fosforanujacy roztwór. Aluminium wprowadza sie do fosforanujacego roztworu w postaci proszku o wymiarach ziarn od 2-60 mikronów. Tak preparowany element charakteryzuje sie jasna metaliczna barwa, wysoka gladkoscia i odpornoscia na zuzycie oraz dobrymi wlasciwosciami antykorozyjnymi. Badania przeprowadzone na aparacie czterokulowym wykazaly, ze kulka stalowa z tak wytworzona ochronna powloka wytrzymuje obciazenie powyzej 200 kG, podczas gdy stalowa kulka bez preparacji zaciera sie juz przy obciazeniu 115 kG. Element z tak wytworzona ochronna powloka zanurzony w destylowanej wodzie na okres 250 godzin w temperaturze otoczenia, po wyjeciu nie wykazywal sladów korozji, natomiast taki sam stalowy element z ochronna powloka wykonana znana metoda fosforanowania wykazywal punktowe slady korozji.Przyklad II. Odtluszczona stalowa kulke preparuje sie fosforanujacym roztworem, zawierajacym: Mn P2O5 N03 Ni Fe proszek Al203 H30 - 9.2 g/l - 27,1 g/l - 4,0 g/l - 0,22 g/l - 1,6g/l - 10,0 g/l -947.88 g/l Proces fosforanowania prowadzi sie w temperaturze 96°C przez okres 10 minut, mieszajac fosforanujacy roztwór. Tlenek aluminium wprowadza sie do roztworu w postaci proszku o wymiarach 10-20 mikronów. Tak sreparowana stalowa kulka charakteryzuje sie wysoka odpornoscia na dzialanie korozji i duza odpornoscia na procesy zuzycia, o czym swiadcza nizej podane wyniki badan stalowych kulek i stalowych kulek z tak utworzona ochronna powloka, dokonane na aparacie czterokulkowym przy zastosowaniu oleju rafinowanego kwasowo o lepkosci 40 cSt przy 50° C.93 004 3 Rodzaj powierzchni 60 kG , Obciazenie w kG, srednica skaz w mm 80 kG 100 kG 120 kG 140 kG 160 kG Kulka stalowa Kulka stalowa z ochronna powloka 1,93 0,50 2,59 2,82 zatarcie 0,60 0.68 0,75 0.79 zatarcie PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania ochronnych powlok metoda fosforanowania przez dzialanie solami kwasu fosforowego na powierzchnie metali lub ich stopów, znamienny tym. ze proces fosforanowania prowadzi sie fosforanujacym roztworem zawierajacym proszek aluminium lub proszek stopu aluminium lub proszek tlenku aluminium o wymiarach ziarn od 0.1 do 100 mikrometrów lub dowolne kompozycje tych proszków. PL