Оксидирование или фосфатирование что лучше

Оксидирование или фосфатирование что лучше

Антикоррозионные и декоративные покрытия предохраняют сталь от ржавления. Используются различные способы покрытия стальных деталей, такие, как фосфатирование, оксидирование, химическое никелирование и т. п.

При воронении деталь шлифуют и, если надо, полируют; затем тщательно обезжиривают промывкой в щелочах, прогревают до 60-70C. Затем деталь нагревают в печи до температуры 220-325С и протирают ветошью, смоченной конопляным маслом (другие растительные масла дают менее приятные цвета воронения). Ровная окраска поверхности получается только при равномерном прогреве детали.

После смазки деталь снова слегка прогревают и вытирают насухо.

Примечание. Закаленные детали, у которых температура отпуска ниже 220-325С, не воронятся во избежание потери ими механических свойств.

«Синение» стали. Стальным деталям можно придать красивый синий цвет. Для этого составляют два раствора: 140 г гипосульфита на 1л воды и 35г уксуснокислого свинца («свинцовый сахар») также на 1л воды. Перед употреблением растворы смешивают и нагревают до кипения. Изделия предварительно очищают, полируют до блеска, после чего погружают в кипящую жидкость и держат до тех пор, пока не получат желаемого цвета. Затем деталь промывают в горячей воде и сушат, после чего слегка протирают тряпкой, смоченной касторовым или чистым машинным маслом. Детали, обработанные таким способом, меньше подвержены коррозии.

Фосфатирование. В процессе фосфатирования на поверхности стальной детали образуется защитная пленка, обладающая высокими антикоррозионными свойствами. Зачищенная, отполированная, обезжиренная и декапированная (в течение 1 мин. в 5% растворе серной кислоты) стальная деталь погружается в горячий раствор (35 г/л) мажефа (фосфорно-кислые соли марганца и железа). Температура раствора должна быть 97-99С.

Процесс проходит бурно, выделяется большое количество водорода. Через 1-1,5 ч выделение водорода прекращается, но деталь выдерживается в растворе еще 10-15 мин., после чего тщательно промывается горячей водой, сушится и смазывается маслом.

Лаки и краски очень хорошо ложатся на фосфатированные детали. Если по каким-либо причинам невозможно применить фосфатирование с подогревом, то используют процесс холодного фосфатирования. Фосфатные пленки при холодном фосфатировании менее качественны, однако хорошо идут как грунт под краску.
Существует масса растворов для холодного фосфатирования, например серия КФ (1, 2, 3, 12, 14), фосфатирование происходит при температуре 48-55C.

Пассивирование. Процесс пассивирования позволяет создать на поверхности стальной детали защитную пленку, препятствующую коррозии металла. Углеродистые стали пассивируют при комнатной температуре в 10% растворе калиевого хромпика в течение 60 мин.

Высокоэффективным является процесс пассивирования стальных деталей в 60-90% растворе нитрита натрия (температура 30-40С, время обработки до 20 мин.). Обработанные таким образом детали могут храниться, не ржавея, до двух лет.

Травление. Иногда возникает необходимость вытравить на стальной детали надпись (автолюбители маркируют таким образом некоторые детали перед сдачей автомобиля в сервис). Вот несколько рецептов составов для травления.

Для углеродистых и низколегированных сталей применяют 15% раствор серной кислоты. Температура раствора должна быть 50-70С, время обработки до 40 мин.

Высоколегированные стали травят в 20% растворе соляной кислоты при комнатной температуре. Время обработки до 15 мин. Поверхность детали покрывают горячим стеарином от свечи и по стеарину делают острым предметом необходимую надпись, после чего погружают в травильный раствор.

1. Не забывайте, что нужно вливать кислоту в воду, а не наоборот, иначе вода моментально закипит и образовавшимися брызгами может обжечь вам кожу.

2. При попадании кислоты на кожу нужно немедленно присыпать место ожога содой и промыть в проточной воде.

Источник

Оксидирование и фосфатирование

Технология химических покрытий

Образование на поверхности металлических изделий защитных окисных плёнок носит общее название «оксидирование»

Процессы нанесения на сталь окисных плёнок называют воронением, а электрохимическое оксидирование алюминия – анодированием. Процесс химического или электрохимического образования на поверхности металла защитной плёнки, состоящей из фосфатов металлов, называется фосфатированием.

Изменение окраски цветных металлов химической обработкой в растворах солей и кислот называется «химическим окрашиванием».

Классификация способов химической и электрохимической обработки

Железо и его сплавы Цветные металлы Лёгкие металлы и их сплавы

Оксидирование Фосфатирование Оксидирование Оксидирование

термическое нормальное химическое электро- химическое электро-

химическое ускоренное медь медь алюминий алюминий

сплавы меди никель и сплавы и сплавы

Оксидированию подвергают стальные изделия, предназначенные для использования в закрытых помещениях, а также при временной защите. В сухом воздухе окисные плёнки стойки; во влажной атмосфере и в воде защитные свойства плёнок невысоки. При использовании изделий на открытом воздухе оксидированная поверхность дополнительно обрабатывается в растворах окислителей, в результате чего защитные свойства плёнок повышаются значительно.

Защитные свойства плёнок и их механическая прочность зависит значительно от способа оксидирования.

Так, тонкие слои, дающие на стали цвета побежалости при термическом способе обработки, обладают малой механической прочностью, но более высокими защитными свойствами, чем плёнки, получаемые химическим способом.

Оксидирование стали осуществляют термическим (сухим) и химическим (мокрым) способами.

Термический способ (воронение и синение) применяют для обработки мелких проволочных, полированных изделий (часовых стрелок и волосков, винтов, лент, пружин). При воронении изделия смазывают тонким слоем асфальтового или масляного лака, растворимого в бензине, подсушивают на воздухе и загружают на 12-20 мин в печь при t=350-450 0 С; после получения чёрной окраски, их выгружают из печи и охлаждают в минеральном масле.

В результате такой обработки на металле образуется защитная плёнка, состоящая из магнитной окиси железа Fe₃О₄, на которой имеется тонкий слой сплавленного асфальта или осмолённого масла. Для синения изделия помещают в печь при t=310-350 0 С и выгружают в момент появления на поверхности металла цветов побежалости.

Химический способ оксидированиястали осуществляется в смеси растворов щёлочи, азотнокислых и азотистокислых солей щёлочных металлов – (щёлочное оксидирование):

800 г/л едкого натра NaOH;

50 г/л азотнокислого натрия NaNO₃;

200 г/л азотистокислого натрия NaNO₂.

Удельный вес раствора – 1,45 Раствор нагревают до кипения (135-140 0 ). Продолжительность процесса 20-90 мин.

При бесщелочном ускоренном оксидировании в растворе состав его (в г/л) следующий:

Ортофосфорная кислота (НО)₃РО (уд вес 1.54-1.55), мл/л 6-10;

Перекись марганца…… 2-3;

Барий азотнокислый…….. 20-80;

Цинк азотнокислый……… 2-4.

Орто– приставка, обозначающая в кислородных кислотах наибольшее содержание гидроксильных групп.

Синение химическим способом состоит в погружении изделия на 1-3 мин в смесь расплавленных солей (t=310-350 0 ), например КNO₂ и KNO₃ или NaNO₂ и NaNO₃. Из ванны изделия переносят последовательно в холодную воду и в горячий 2 %-ный мыльный раствор. После окончательной промывки в горячей воде и обсушивания изделия смазывают минеральным маслом.

Для повышения износоустойчивости трущихся поверхностей деталей машин их подвергают процессу ферросульфидирования – обработке сернистыми соединениями.

В результате такой обработки на поверхности металла образуется плёнка сульфида железа от серо-чёрного до чёрного цвета. Толщина плёнки 2-3 мкм. Сульфидная плёнка пориста и хорошо удерживает масло, прочна и противостоит высоким давлениям. Разработано два способа сульфидирования:

— обработка деталей в растворе едкого натра и сульфидов или полусульфидов щелочных металлов при t= 120-200 0 ;

— электрохимическая обработка на аноде в растворе, содержащем 5-20 г/л ультрамарина, 3г/л сернокислого алюминия или 1-2 г/л сернокислого натрия.

Фосфатированиеприменяется для защиты изделий из чугуна, поделочной и конструкционной стали, магниевых сплавов. Фосфатный слой на металле способствует повышению сцепления лакокрасочного покрытия с основанием. Защитные свойства фосфатной плёнки на металле повышаются после покрытия её асфальтовым или битумным лаком. Покрытие становится коррозионностойким не только в атмосфере, но и пресной воде. В растворах кислот и щелочей фосфатная плёнка разрушается.

Фосфатная плёнка имеет кристаллическое строение, обладает определённой твёрдостью и диэлектрическими свойствами, но пориста и хрупка. Цвет этой плёнки тёмносерый с зеленоватым оттенком.

Химическое нормальноеприменяется для изделий из стали, в дальнейшем покрываемых асфальтовым или битумным лаком. Процесс осуществляется в 3 %-ном растворе дигидроортофосфатов марганца и железа (соль «мажеф»). Препарат содержит

50% Р₂О₅, до 14 % Мn, до 3 % Fe и нерастворимые вещества.

Дигидрофосфаты марганца и железа растворяются в горячей воде и диссоциируют:

Погружение в фосфатирующий раствор стальных или чугунных изделий вызывает усиление деятельности на их поверхности анодных и катодных участков.

Продолжительность фосфатирования 35-50 мин. Температура раствора поддерживается на уровне 96-98 0 С. Понижение температуры приводит к образованию глубококристаллического покрытия и к замедлению процесса фосфатирования.

Фосфатирование химическое ускоренное называют бондаризацией. Процесс предназначен для обработки стальных изделий, подвергающихся в дальнейшем лакокрасочному покрытию. Здесь фосфатная плёнка на металле выполняет роль грунта для такого покрытия.

Для ускоренно го фосфатирования применяют раствор смеси фосфатов марганца и железа с добавкой ускорителей (окись меди CuO (0,2-0,3 г/л)).

Продолжительность процесса 8-15 мин. Повышает скорость фосфатирования в 3-4 раза окись кальция СаО в количестве 1-1,5 г/л. Она нейтрализует свободную кислоту с образованием дигидроортофосфата кальция:

Фосфат кальция выделяется на поверхности изделия в виде сплошной плёнки кристаллического строения, благодаря чему процесс фосфатирования заканчивается быстрее.

К ускоренному процессу относится также фосфатирование с последующей пропиткой образованного фосфатного слоя двухромовым калием. В этом случае после 8-10 –минутного химического нормального фосфатирования, полученную пористую плёнку обрабатывают в течение 10-20 мин в 9 %-ном растворе К₂Cr₂О₇ при t=80-95 0 С.

Продолжительность электролитического фосфатирования 4-5 мин. Защитные свойства фосфатной плёнки высокие.

Подготовка изделий перед фосфатированием включает очистку, обезжиривание, травление и промывку в содово – мыльном растворе при t = 35-40 0 в течение 5-20 мин с последующей промывкой в холодной и горячей воде.

Недоброкачественная фосфатная плёнка (непокрытые участки, крупнокристаллическая структура плёнки) при исправлении брака удаляется либо обдувкой песком, для чего перед очисткой с изделий удаляют в бензине смазку, либо химическим способом;

Распространён процесс холодного фосфатирования.

На обезжиренную и обдутую песком поверхность металла разбрызгивают водный раствор фосфатов. Через 30-40 мин удаляют остатки этого раствора водой или мягкими щётками. После сушки на фосфатный слой наносят лакокрасочное покрытие.

Составы растворов для холодного фосфатирования (при комнатной температуре, (в г/л).

Источник

Способы нанесения защитных покрытий

Одним из способов защиты металла от коррозии является создание на нём защитного покрытия.
По используемому материалу защитные покрытия делятся на металлические, неметаллические и химические.
Первые два осуществляются путём погружения изделия в расплавленный металл, гальваническую ванну, простой окраской его или другими способами.
К химическим защитным способам защиты металла относятся: пассивирование, фосфатирование, оксидирование. В литературе выделяют также химическое окрашивание металла. Химическим способом можно наносить покрытия в жидкой, пастообразной или газообразной среде при различных темпера­турах.
Разнообразие методов покрытия видно из схемы классификации их, приведённой на рисунке.

Рассмотрим более подробно наиболее удобные для «домашних» условий способы нанесения защитно — декоративных покрытий металла.

Оксидирование стали и цветных металлов

Оксидирование стали

Оксидные пленки на железе и его сплавах могут быть получены термическим, химическим и электрохимическим способами.

Термический способ заключается в нагреве деталей на воздухе или в среде водяного пара. При этом на поверхности металла образуется пленка толщиной до 3 мкм_у которая в зависимости от состава металла и режима оксидирования имеет различную окраску.
Для получения на углеродистой стали защитно-деко­ративных пленок черного цвета погружают нагретые до 450-470°С детали в льняное масло, повторяя эту опера­цию несколько раз.
Пленки черного цвета получаются при обработке де­талей в смеси (расплаве, без добавления воды), состоящей из 4 частей едкого натра и 1 части нитрита натрия, при температуре 250-350° С. Синяя окраска пленок получается при оксидировании в смеси, содержащей 55% нитрита натрия и 45% нитрата натрия.
Термический способ применяется для оксидирования инструмента и некоторых мелких деталей.

Для получения защитно-декоративных пленок наиболее широко используется химический способ оксидирования в щелочных и бесщелочных растворах.
В первом случае обработка стали производится в горячем концентрирован­ном растворе щелочи, содержащем окислители. Образую­щаяся пленка состоит в основном из магнитной окиси железа Fe₃0₄.
Бесщелочной рабочий раствор содер­жит фосфорную кислоту и окислители — азотнокислые соли кальция, бария. Формирующаяся в нем фосфатно-окисная пленка состоит из фосфатов, окиси железа и металла, азотнокислая соль которого добавляется к рас­твору. Толщина ее достигает 3—4 мкм. Такие пленки от­личаются большей механической стойкостью и лучшей защитной способностью, чем оксидные слои, полученные в щелочных растворах.
Бесщелочное оксидирование ведут при более низкой температуре, что позволяет упростить конструкцию ванн. Продолжительность процесса по сравнению со щелочным способом уменьшается в 2-3 раза. Оксидно-фосфатный слой может служить хорошим грунтом под лакокрасочные покрытия. Он используется также для декоративной от­делки и защиты от коррозии изделий из углеродистых и легированных сталей, а также из цинка и его сплавов.

Электрохимическое оксидирование производится об­работкой изделий на аноде в щелочном растворе. Процесс идет при более низкой температуре и требует меньшего расхода химикатов, чем при химическом оксидировании. Пленки получаются черного цвета с синим оттенком, бо­лее стойкие против коррозии. Для осуществления способа требуются дополнительные затраты на пи­тание ванн постоянным током и специальные подвесные приспособления для загрузки обрабатываемых деталей в ванну.

Оксидирование алюминия и его сплавов.

Наиболее простым и надежным способом защиты алю­миния и его сплавов от коррозии является оксидирование — процесс получения на поверхности металла оксидных пленок в результате химической или электрохимической обработки.

Химическое оксидирование используется для защиты изделий от коррозии и для получения грунта под лакокра­сочные покрытия. Толщина оксидных пленок, полученных химическим путем, составляет 0,5-3 мкм. Пленки отличаются малой механической прочностью и поэтому неприменимы в тех случаях, когда требуется повышенная твердость или износостойкость.
К химическим способам относится обработка алюминия в слабощелочном растворе хроматов или в растворе, со­держащем наряду с хроматами фосфорную кислоту и соединения фтора, однако они легко исти­раются и разрушаются от действия горячей воды и горя­чего воздуха. Большей механической прочностью характеризуются пленки, по­лученные в фосфорнокислом растворе. Толщина их достигает 3—4 мкм. Они окрашены в светло-зеленый цвет. Оксидно-фосфатные пленки являются хорошим грунтом для лакокрасочных покрытий, но и в отсутствии их защищают алюминий от коррозии. Тонкие, но плотные пленки, характеризующиеся низ­ким электросопротивлением, получают обработкой алю­миния в растворе, содержащем хроматы и фториды в ма­лых концентрациях.
Преимуществом химических способов оксидирования алюминия являются малая продолжительность процесса, простота его выполнения, несложность оборудования, что положи­тельно сказывается на экономических показателях.
Электрохимическое оксидирование алюминия требует использо­вания источников тока для питания ванны, но даёт исключительно высокие качества получаемых оксидных пленок, по- этому наиболее распространено в производстве.

Фосфатирование стали и цветных металлов

Процесс фосфатирования заключается в образовании на поверхности металла пленки нерастворимых в воде фосфорнокислых солей марганца и железа или цинка и железа. Размеры деталей при фосфатировании меняются незначительно, так как наряду с ростом фосфатного слоя происходит уменьшение толщины ме­талла за счет его травления.

Фосфатный слой обладает рядом ценных свойств, ко­торые определяют область применения фосфатирования. Он устойчив в атмосферных условиях, в смазочных маслах и органических растворителях; разрушается в кислотах и щелочах. Фосфатная пленка характеризуется высокой адгезионной способностью и высоким электросопротивле­нием. Ее недостатком является малая механическая проч­ность и эластичность и низкая стойкость против механи­ческого истирания.

Наиболее широко фосфатирование применяется для защиты изделий от коррозии. Защитные свойства фосфат­ных пленок на стали выше, чем пленок, полученных химическим оксидированием в щелочных растворах. Пропитка маслами, консистентными смазками или лаками значи­тельно повышает коррозионную стойкость.

Фосфатированию можно подвергать углеродистые и низколегированные стали, чугун, некоторые цветные и легкие металлы: алюминий, магний, цинк, кадмий. Высоколегированные стали фосфатируются с трудом и дают пленки более низкого качества. Фосфатные пленки на алюминии и магнии являются менее надежной защитой этих металлов от коррозии, чем пленки, полученные анодным оксидированием.
В промышленности используется химическое и электрохимическое фосфатирование стали и цветных металлов.

Пассивация металла

Одним из эффективных методов защиты поверхности металла от воздействия коррозии является обработка поверхности с помощью специальных химических растворов. При их взаимодействии с металлом протекает химическая реакция, в результате которой на поверхности образуется нейтральное (пассивное) соединение способное противостоять протеканию коррозийных процессов. Такая обработка называется пассивация металла. После завершения этого процесса на поверхности образуется оксидная плёнка. Она обладает химическими свойствами не вступать в реакцию окисления и тем самым предотвращает разрушение не только поверхностного слоя, но и всей детали. Наиболее распространён этот вид обработки для стали, алюминия, никеля, меди и их сплавов.
Для проведения пассивации применяют различные кислоты. Чаще всего создаётся раствор на основе азотной кислоты. Именно созданные соли на основе этой кислоты создают на поверхности стали защитную плёнку с высокими защитными характеристиками.
Технология проведения пассивации цветных металлов практически не отличается от технологии обработки стали. Основным отличием является состав применяемых растворов. Например, для обработки алюминия, меди, никеля применяют хроматы калия и натрия или хромовый ангидрид. Ускорения процесса обработки осуществляется при добавлении в состав раствора различных солей и кислот. Пассивация меди производится в растворах серной кислоты, обработка поверхности меди производится в растворе фосфорной кислоты, цинка и кадмия в растворах соляной и азотной кислоты.
Удаление пассивной пленки происходит при погружении пластинки в разбавленную кислоту или при соприкосновении с ней раствора соли менее электроотрицательного металла (медь, цинк, олово, висмут, свинец).

Важным моментом для получения качественной плёнки при пассивации является финишная обработка. Во всех случаях необходимо после извлечении детали из ванны с раствором качественно её промыть. Это необходимо для того, чтобы прекратить процесс пассивации. После тщательной промывки рекомендуется просушить готовую деталь.

Источник

Защитные свойства покрытий

Защитные свойства покрытий

Защитные свойства покрытий зависят от возможности взаимодействия материалов покрытий и детали (в рассматриваемом случае шурупа). Различаются две разновидности способов защиты – механические и электрохимические. Механическая защита достигается за счет изолирования материала от внешней среды и эффективна только при отсутствии пор, задиров и др. повреждений покрытия. Электрохимическая защита обеспечивается в том случае, если материал покрытия является анодным по отношению к защищаемому материалу и не зависит от пористости. Основным видом коррозии металлов является электрохимическая, возникающая в зоне контакта двух металлов, имеющих разный электрохимический потенциал. Возникающая при наличии влаги гальваническая пара приводит к постепенному растворению металла имеющего меньший потенциал.

Значения электрохимических потенциалов ряда металлов в нормальных условиях приведены в табл.1. Покрытия, выполненные из материала, значение отрицательного потенциала которого в данных условиях больше чем у защищаемого металла, называются анодными. Согласно табл.1 анодными покрытиями для железа и его сплавов (сталь, чугун) являются покрытия из магния, алюминия, цинка, хрома. Такие покрытия при наличии пор и задиров разрушаются сами, а защищаемый металл нет. Катодными называются покрытия, у которых значение положительного потенциала больше, чем у защищаемого металла. Для стали такими покрытиями будут: медное, никелевое, оловянное, свинцовое, серебряное, золотое.

​ Понятно, что анодные покрытия обеспечивают как механическую, так и электрохимическую защиту, а катодные только механическую. Неметаллические, лакокрасочные, пластмассовые покрытия обеспечивают только механическую защиту. Следует помнить, что электрохимический потенциал зависит не только от материала, но и от окружающей среды. Так, в условиях атмосферы и в водных растворах неорганических соединений олово по отношению к железу (стали) является катодным покрытием (луженое железо). Однако в присутствии органических веществ олово часто играет роль анодного покрытия по отношению к железу и его сплавам, поэтому луженая жесть консервов ржавеет снаружи, но не внутри. Цинк – самое распространенное антикоррозионное покрытие хорошо анодно защищает сталь в атмосферных условиях и в пресной воде при нормальных и низких температурах, но при высоких температурах, в агрессивных средах его потенциал меняется в сторону увеличения и может превысить потенциал железа. Кадмий образует катодное покрытие по отношению к железу в атмосфере или в пресной воде, но в морской воде кадмиевое покрытие является анодным.

Таблица 1. Нормальные электрохимические потенциалы металлов

Металл

Электрохимический
потенциал

Металл

Электрохимический
потенциал

Следует помнить, что не всякое анодное покрытие и не во всех случаях оказывается удовлетворительным, т.к. оно само также не должно слишком быстро разрушаться. Так, например, цинковое покрытие, широко применяемое для защиты от коррозии в средних географических широтах, оказывается нестойким в тропическом климате. Причиной этого служит интенсивное растворение и смывание водой и влагой воздуха слоя солей цинка, образующегося на поверхности при коррозии. В результате этого происходит обнажение глубинных слоев металла, и скорость коррозии не замедляется. Рассмотрим особенности и способы применения наиболее распространенных видов покрытий крепежных изделий. Для крепежных изделий (в частности шурупов) применяются металлические (цинковые, кадмиевые, медные и т.д.), неметалические неорганические (окисные, фосфатные), лакокрасочные покрытия.

Цинкование (оцинковка)

Из металлических покрытий в мировой практике наиболее широко применяются цинковые. Их широкое применение для защиты стальных и чугунных изделий обусловлено в основном двумя причинами. Первая – высокая природная стойкость самого цинка вследствие образования на цинке в коррозионной среде защитных пленок из продуктов коррозии, вторая – высокая анодность защиты при температуре до 70°С. При более высоких температурах цинк защищает сталь только механически.
Защитные свойства цинковых покрытий определяется как их толщиной, так методом их нанесения. Цинковые покрытия, полученные различными методами, отличаются по равномерности, строению, плотности, составу и т.п. Для создания цинковой пленки используется:

Горячий способ позволяет получить покрытие большой толщины (50…150 мкм), но эта толщина колеблется в значительных пределах и точная регулировка его невозможна. Отсюда высокие потери металла, порой недостаточное качество покрытия. На параметры основного металла (самой крепежной детали) горячая оцинковка практически не влияет, но размеры детали могут заметно измениться. Экономия металла при электролитическом методе покрытия составляет до 50%, при этом повышается твердость покрытия (500…600 Н/мм2) и его однородность, обеспечивается высокая степень чистоты осажденного цинка и повышенная химическая стойкость, но толщина покрытия невелика (5…35 мкм). Кроме того, при электролитическом цинковании происходит наводороживание и как следствие охрупчивание основного защищаемого металла. Оба метода являются экологически вредными, и перед производителями постоянно стоит проблема утилизации отходов. Всех недостатков лишен метод шерардизации, применяемый, к сожалению, производителями крепежа пока достаточно редко.

Для повышения коррозионной и механической стойкости цинковые покрытия часто подвергают хроматированию (пассивированию) или фосфатированию. Для желтого (хроматного) пассивирования оцинкованные изделия погружают в растворы хромовой кислоты или ее солей. Образующаяся хроматная пленка представляет собой соединения хрома и цинка, защитные свойства которой практически не изменяются даже при наличии на ней механических повреждений (царапин, рисок и т.п.). После хроматного пассивирования покрытия приобретает желтую или зеленовато-желтую окраску с радужным оттенком. Фосфатирование цинковых покрытий применяется на крепежных изделиях редко в основном при необходимости их последующего окрашивания.
Крепежные изделия с цинковым покрытием полученным горячим или электролитическим способом без хроматирования или фосфатирования пригодны для использования в легких (Л) или средних (С) условиях эксплуатации, с дополнительной обработкой или окрашенные – в любых. Шерардированные крепежные изделия работают в любых условиях.

Кадмирование

Кадмирование крепежных изделий производится редко. Кадмий и его соединения очень токсичны, и во многих странах кадмирование запрещено. Цвет, механическая прочность и ряд других показателей кадмиевых покрытий близки к цинковым. Покрытия кадмием также могут подвергаться хроматированию и фосфатированию. Защитные свойства кадмиевых покрытий в обычных условия ниже цинковых, но в морских условиях и при сильной конденсации водяного пара такие покрытия применяются и поныне.

Никелирование

Никелевое покрытие является катодным по отношению к стали и защищает ее только механически. Для никелирования крепежных деталей применяют колокольные ванны или ванны с вращающимися барабанами с электролитом, основным компонентом которого является сернокислый никель. Никелевые покрытия имеют привлекательный декоративный вид (хотя со временем тускнеют), но снижают механические свойства стали и имеют малую коррозионную стойкость. В этой связи никелированные крепежные изделия – редкость, хотя и используется, например, в мебельной промышленности.

Хромирование

Так крайне редко применяется для крепежных изделий хромирование, которое, имея высоко эстетичный вид, почти вдвое снижает предел выносливости покрытой им стали без специальных операций предварительной подготовки металла. Хроматирование применяется либо как декоративное, либо как износостойкое, в связи с низким коэффициентом трения хрома.

Латунирование

Для декоративных целей также может применяться на крепежных изделиях латунирование, в частности для деталей мебельного крепежа (шурупы, винтовые стяжки и др.), антикоррозионные свойства которого крайне низки.

Фосфатирование

Среди неметаллических покрытий для крепежных изделий (в том числе стальных шурупов) широко применяются оксидирование и фосфатирование. Фосфатирование используется для стальных изделий, не требующих декоративного вида, и заключается в обработке последних специальным химическим составом (соль Мажеф), в результате которой на поверхности стали образуется фосфатная пленка (фосфат железа) с высокими защитными свойствами. В зависимости от качества подготовки поверхности детали пленка может иметь разную кристаллическую структуру. Наиболее высокими защитными свойствами обладают мелкокристаллические пленки. Фосфатная пленка очень

хорошо связана с основным защищаемым металлом (на молекулярном уровне). Обладает отличной адгезией лакокрасочных и др. покрытий (хорошо окрашивается), имеет высокую маслоемкость. Дополнительная обработка повышает защитные свойства фосфатных пленок. Такая обработка производится в растворах хрома, промасливанием, гидрофобизированием или окраской. Промасливание обычно производится веретенным или авиационным маслом при температуре 100…110 °С, при этом существенно повышаются антикоррозионные и антифрикционные свойства детали. Гидрофобизирование заключается в создании дополнительно на поверхности деталей тонкой водоотталкивающей (гидрофобной) пленки. В зависимости от технологии подготовки поверхностей деталей, подвергаемых фосфатированию, и технологии самого процесса толщина покрытия может быть 2…15 мкм, а цвет детали – от светло-серого до черного.

Оксидирование

Оксидирование заключается в формировании на поверхности изделия или детали пленки окислов. Оксидное покрытия по многим свойствам (антикоррозионным, адгезионным, мослоемким) близко к фосфатному. Цвет стального изделия после оксидирования в зависимости от режима процесса меняется от темно-серого до блестяще-черного. Считается, что по собственной антикоррозионной стойкости фосфатные покрытия превышают оксидные. Фосфатированные или оксидированные изделия могут применяться только в легких (Л) условиях эксплуатации, если эти покрытия подвергнуты промасливанию или гидрофобизированию – в средних (С) и жестких (Ж). Для использования их в любых условия эксплуатации необходимо окрашивание.

Окрашивание

Практически все крепежные изделия могут окрашиваться всеми распространенными красками, хотя качество адгезии может оказаться различным в зависимости от типа покрытия крепежа, вида краски,степени загрязненности окрашиваемого изделия и т.д. Среди шурупов, которые изготавливаются и предлагаются потребителю в окрашенном виде следует выделить кровельные саморезы, окраска которых должна сочетаться с цветом кровли и отвечать условиям высокой атмосферостойкости.

Различаются кровельные саморезы не только по размерам и конструкции (см. ниже), но и по цвету лакокрасочного покрытия. Для удобства производителей и потребителей цвета саморезов кодируются по одной из существующих систем обозначения цвета. В мире существует несколько систем обозначения цветовых оттенков. Одной из распространенных в России систем является система цветов финской фирмы Rannila, специализирующейся на производстве металлочерепицы и других кровельных материалов. В связи со специализацией фирмы номенклатура цветов сравнительно невелика, перечень цветов и их обозначения приведены в табл.2.

Более мощной и универсальной системой обозначений цветовых оттенков является система (стандарт) RAL. Ее разработал Немецкий Институт Гарантий Качества и Сертификации RAL. В 1927 году по причине постоянных просьб немецких производителей красок институт установил стандарт на цветовое пространство, разделив его на диапазоны и обозначив каждый цвет четырехзначным цифровым индексом, понятным разным областям промышленности. С тех пор по мере появления новых красителей стандарт неоднократно расширялся. Нет возможности привести здесь весь стандарт, т.к. только базовых цветов в нем более 200, на сегодняшний день включает в себя тысячи цветов и оттенков. Некоторые наиболее распространенные обозначения цветов приведены в табл.3. В мире существуют и другие системы (стандарты) разработанные фирмами производящими краски, например, Pantone (производитель красок для полиграфии и полиграфического оборудования) и др. Эти системы не получили применения в крепежной кровельной технике, и системы RAL и RR являются основными. Надо сказать, что RAL-система является предпочтительнее, т.к. используется не только при оценке цвета кровельных саморезов, но и других крепежных изделий, например, цветных заклепок, декоративных колпачков на крепежные детали и др.

​

Источник