Технология химического оксидирования

Гальваническое оксидирование деталей из металла одна из самых экономичных и простых методов защиты изделий от коррозии. Оксидирование стали производится термическим, химическим и электрохимическим методом. Химическое оксидирование стали сегодня можно разделить на два способа: холодное, горячее. Горячее химическое оксидирование стали делается в щелочных и не щелочных составах. Безщелочное химическое оксидирование стали производится при более низких температурах и за меньшее время.   Щелочное химическое оксидирование производится в смеси щелочи с окислителями. В результате оксидирования на стали образуется пленка магнитной окиси железа Fe3O4. Во втором случае используется раствор, состоящий из фосфорной кислоты и окислителей — азотнокислые соединения кальция или бария. Такое оксидное покрытие состоит уже из фосфатов и оксида железа.

Наименование ванны

Состав растворов, концентрация г/л

Т, °С

Плотность тока, напряжение

Время обработки, мин

Обезжиривание электрохимическое

Гидроокись натрия – 10-20 г/л

Обезжириватель КХ – 10-20 г/л

40-45

3-5 А/дм²

до 12 В

8-10

Горячая промывка

Вода техническая

50-60

0,25-0,5

Холодная промывка

Вода техническая

15-25

0,25-0,5

Активация

Соляная кислота – 80-100 г/л

15-25

0,5-1

Промывка

Вода техническая

15-25

0,25-0,5

Промывка

Вода техническая

15-25

0,25-0,5

Химическое оксидирование (воронение)

Гидроокись натрия – 600-700 г/л

Натрий азотистокислый — 200-250 г/л

Натрий азотнокислый — 50-70 г/л

135-155

10-30

Промывка

Вода техническая

15-25

0,25-0,5

Промывка

Вода техническая

15-25

0,25-0,5

Промывка

Вода техническая

15-25

0,25-0,5

Обработка в мыльном растворе

Мыло хозяйственное — 100 г/л

60-70

окунание

Сушка

100-110

15-30

Промасливание

Масло веретенное – 1 об.ч

Нефрас – 10 об.ч

15-25

0,25-0,5

Каплеулавливание

15-25

10-15

Свойства и применение оксидированых покрытий

Главной реакцией процесса химического оксидирования стали является взаимодействие стали со щелочью и окислителями. Растворяясь в горячем концентрированном щелочном растворе, железо дает соединение Na2FeO2.  Под воздействием окислителей в растворе образуется соединение трехвалентного железа Na2Fe2O4. Образующаяся при химическом оксидировании на поверхности металла оксидная пленка образуется по реакции:
Na2FeO2 + Na2Fe2O4 + 2H2O -> Fe3O4 + 4NaOH
Формирование пленки начинается с появления на поверхности оксидируемого металла кристаллических зародышей. По мере того как оксид покрывает металл, изолируя его от взаимодействия с раствором, уменьшается скорость растворения железа и формирования оксидной пленки. Скорость роста оксидного слоя и его толщина зависят от соотношения скоростей образования центров кристаллизации и роста отдельных кристаллов. При большой скорости образования зародышей кристаллов их количество на поверхности металла быстро растет, и кристаллы смыкаются, образуя тонкую сплошную пленку. Если скорость формирования зародышей при химическом оксидировании относительно невелика, то до того, как они соединятся, создаются благоприятные условия для их роста и получения оксидной пленки большой толщины.

При химическом оксидировании стали процесс образования оксидной пленки определяется условиями оксидирования. При большой концентрации в растворе окислителя возрастает скорость образования зародышей оксида и, следовательно, уменьшается толщина формирующейся оксидной пленки. При уменьшении концентрации окислителя в растворе химического оксидирования стали способствует росту толщины оксидной пленки, но в сильно концентрированных растворах на поверхности стали может выделяться рыхлый осадок гидроксида железа и защитные свойства оксидного покрытия уменьшаются.
Скорость растворения стали в растворе химического оксидирования зависит от химического состава стали и ее микроструктуры. Высокоуглеродистые стали оксидируются быстрее, чем малоуглеродистые. Поэтому при оксидировании малоуглеродистой стали применяются растворы с увеличенным содержанием щелочи. Состав стали оказывает влияние и на цвет оксидной пленки: на малоуглеродистых сталях она получается глубоко черного цвета, в то время как на высокоуглеродистых — черного с серым отливом.
Сегодня предпочтение часто отдается холодному химическому оксидированию. Составы для холодного химического оксидирования стали запатентованы и продаются в виде готовых, обычно двухкомпонентных, растворов.
Химическое оксидное покрытие без промасливания применяется редко ввиду низкой коррозионной стойкости. Промасливание обеспечивает улучшение антикоррозионных характеристик покрытия и более глубокий черный цвет. Промасленное химическое оксидное покрытие на стали применяется для защиты деталей от коррозии, декоративной отделки, как антибликовое покрытие на инструменте.   Химическое оксидное покрытие на стали может использоваться как грунт под покраску.

Если вам необходимо разработать технологию нанесения гальванических покрытий или купить оборудование для гальванического производства: выпрямители, гальванические ванны, фильтровальные установки, модернизировать или реконструировать существующие гальванические цеха, обращайтесь в ООО «СтанкоСаратов»

Comments are disabled.