1.3. Свойства химических никелевых покрытий
Внешний вид. Осадки никеля, получаемые из кислых растворов, имеют гладкую блестящую поверхность. Покрытия, получаемые из щелочных растворов, имеют менее блестящую поверхность.
Твёрдость. Благодаря высокому содержанию фосфора химические никелевые покрытия отличаются высокой твёрдостью. При термообработке их твёрдость ещё более увеличивается и приближается к твёрдости хромовых покрытий.
Пластичность. Пластичность химического никеля невелика, но в некоторых случаях она может быть выше пластичности блестящего гальванического никеля
Сцепление с основой. Прочность сцепления никель-фосфорного покрытия с основой в сравнении с гальваническими покрытиями несколько ниже, поэтому детали, покрытые химическим никелем, не должны работать при высоких механических нагрузках. Термообработка никелированных деталей способствует повышению адгезии покрытия с основой вследствие диффузии никеля и фосфора в основной металл с образованием переходного диффузионного слоя.
Пористость. Никель-фосфорные покрытия менее пористые, чем покрытия той же толщины, но полученные электрохимическим способом. На пористость покрытий влияет степень шероховатости основного металла. Чем меньше шероховатость, тем меньше пористость.
Коррозионная стойкость. Благодаря меньшей пористости и присутствию фосфора химические покрытия Ni-P более устойчивы к коррозии, чем гальванические покрытия, примерно в 2 раза. .
42. Назначение фосфатных покрытий. Свойства фосфорной кислоты и её солей. Виды фЪсфатных покрытий. Сущность процесса фосфатирования. Состав растворов. Влияние состава растворов и режимов процесса на качество и скорость образования фосфатной пленки. Влияние ускорителей на скорость формирования и качество фосфатной пленки. Сравнительная характеристика фосфатирующих концентратов, выпускаемых промышленностью.
Не является декоративным покрытием. Фосфатный слой на железе – образуется пористый, прочносцепленный с основой слой под покраску (автомобили, холодильники, стиральные машины). Серый цвет, зернистая структура.
H3PO4 фосфорная кислота
H3PO4 = Н^+ + H2PO4^- диссоциирует без нагрева
Zn(H2PO4)2 однозамещ фосфат цинка, растворим
H2PO4^-- = T= H^- + HPO4^2- анион
Zn(HPO4) малорастворимый фосфат
НРО4^2- =T= H^+ + HPO4^3-
Zn3(PO4)2 трехзам фосфат – нерастворим – основа фосфатных пленок
Электролит: соль однозамещенного фосфата (чаще цинк)
5 Zn(H2PO4)2 = 2ZnНPO4↓ + Zn3(PO4)2↓+6H3PO4 !!!!!
1) Fe+ 2H3PO4 = Fe(H2PO4)2 + H2
После 1 этапа у поверхности стальной детали имеется однозамещ Fe(H2PO4)2 и однозамещ Zn(H2PO4)2, а фосфорной кислоты уже нет, она израсходована на 1 этапе.
2) Fe + Fe(H2PO4)2 = 2FeHPO4↓ + Н2
Fe + Zn(H2PO4)2 = FeHPO4↓ + ZnHPO4 + H2
В конце 2 этапа на поверхности детали двузамещ фосфаты Fe и Zn (смесь)
3) Fe + 2FeHPO4 = Fe3(PO4)2↓ + Н2
Fe + 2ZnHPO4 = FeZn2(PO4)2↓ + H2
Fe + ZnHPO4 + FeHPO4 = Fe2Zn(PO4)2↓ + H2
Этот процесс идет до тех пор, пока вся поверхность не заполнится фосфатной пленкой.
Влияние кислотности. Кислотность должна соответствовать равновесию реакции! Если много H3PO4 (кислотность повышена), то плёнка не будет образовываться вообще, а будет проходить травление железа (образуется Fe(H2PO4)2 растворимое). Если кислотность понижена, в объёме выпадает шлам, а плёнка тонкая.
В результате фосфатирования 2 кислоты: свободная H3PO4 (из кислого в слабо-кислое; метилоранж из оранжевого в жёлтый) и связанные Zn(H2PO4)3 и прочие (из кислого в нейтральное; фенолфталеин краснеет). Кислоту титруют щелочью и наоборот.
При фосфатировании кислотность определяется в точках (это количество мл стандартного раствора щелочи, ушедшей на титрование)
Рисунок - Ускорители процесса фосфатирования
i`` - новыя скорость и отсутствие выделения водорода
Составы растворов фосфатирования
Мажеф – марганец, железо, фосфор
Т=98 С
КФ-1, КФ-3 … КФ-18 (концентрат фосфатирующий) разбавляется водой для работы
КФА – аморфный (тонкая пленка, пр-ки беспористая)