Материал: Защита автомобилей от коррозии

Фосфатные антифрикционные покрытия. Эти покрытия способствуют уменьшению коэффициента трения сопрягаемых деталей при трении скольжения. Механизм действия антифрикционных покрытий связан с разделительными свойствами покрытия на стыке металлов, а также с адсорбцией масла в порах покрытия.

Как правило, применяются однофазные покрытия фосфата марганца с мелкокристаллической структурой, получаемые в процессе ускоренного фосфатирования. Фосфатирование проводится последовательным погружением в ванны с раствором или в специальные агрегаты. Технология процесса предусматривает: обезжиривание, промывку, фосфатирование, промывку и сушку. Пассивацию фосфатного покрытия заменяет операция насыщения покрытия эмульсией масла в воде. Таким способом защищаются детали на период хранения.

Обезжиривание проводится только в эмульсионных растворах или органических растворителях. Щелочное обезжиривание и травление не позволяют получать покрытия с требуемой кристаллической структурой. Примером деталей, которые фосфатируются таким образом, являются распределительные валы двигателей, ведомые валы и зубчатые колеса коробок передач, ступицы ведомого диска сцепления и зубчатых колес, поршневые кольца, летали задних мостов грузовых автомобилей.

Фосфатные грунтовки под лакокрасочные покрытия. Грунтовочные фосфатные покрытия наносятся в основном на кузова легковых и кабины грузовых автомобилей, автобусов и специальных машин, т. е. на детали, выполненные из холоднокатаного стального листа. Это чаще всего покрытия цинкового фосфата, мелкокристаллические, малой пористости.

Качество фосфатных покрытий определяется их структурой. Чем больше число центров кристаллизации, возникающих на поверхности металла основания, тем мелкозернистей будет структура слоя и тем меньше время, необходимое на образование фосфатного покрытия. Кроме того, покрытия на основе фосфата цинка содержат гопеит (ортофосфат цинка) и фосфсфиллит. Особенно благоприятное воздействие оказывает фосфофиллит, так как он заполняет пространство между относительно большими кристаллами гопеита. Пористость фосфатного покрытия уменьшается также после обработки в растворе ангидрида хромовой кислоты.

Технология нанесения, покрытий включает в себя группу подготовительных операций и работы, выполняемые после получения фосфатного слоя. Независимо от вида фосфатировапня, технологическим процессом предусматривается выполнение следующих операций: обезжиривание, промывка, фосфатирование, промынка, пассивация и сушка.

Для обезжиривания применяются, как правило, щелочные растворы. Это дешевые средства, хорошо очищающие поверхность от большинства загрязнений.

После обезжиривания детали тщательно промываются к проточной воде. Непосредственно перед фосфатированием детали промываются еще раз в теплой воде. Это необходимо для выравнивания температуры детали с температурой раствора, находящегося в ванне, а также для активации поверхностного слоя детали с целью получения мелкокристаллической структуры покрытия. В этом случае теплая вода содержит добавку активирующих солей, которыми чаще всего являются соли титана и полифосфаты натрия. Активация необходима для получения мелкокристаллических покрытий на протравленных или обезжиренных в сильнощелочных растворах (рН>10) поверхностях.

Непосредственно перед фосфатированием выполняется предварительная обработка, которая включает не более пяти самостоятельных операций, не считая вспомогательных работ, к которым относится предварительная протирка поверхности кузова шлифовальной шкуркой или ветошью, смоченной в органическом растворителе, с целью ускорения обезжиривания. Правильный выбор предварительной обработки имеет существенное значение для получения качественного фосфатного покрытия и обеспечения длительной работоспособности раствора для фосфатирования. Важную роль играет процесс ополаскивания деталей перед фосфатированием, выполняемый с целью исключения загрязнения ванны посторонними ионами, содержащимися в водопроводной воде.

Обработка деталей после фосфатирования также начинается с промывки. Как правило, это интенсивная промывка в проточной холодной воде, зачастую деминерализованной. Иногда после промывки в холодной воде проводится дополнительная промывка в теплой воде. На тщательность выполнения этой операции обращается большое внимание, так как остатки соли в растворе фосфатного покрытия приводят к быстрому образованию пузырей под лакокрасочным покрытием.

После промывки фосфатное покрытие уплотняется прополаскиванием в сильно разбавленном растворе СгО3 или Сг03+НзР04 для пассивации открытой поверхности металла в микропорах покрытия. После промывки в холодной проточной воде детали сушат, а затем покрывают слоем грунта.

Таким образом, учитывая все проделываемые при фосфатировании операции, можно считать, что число их доходит до одиннадцати. Однако процесс фосфатирования при нанесении грунтовых слоев под лакокрасочные покрытия из фосфатно-цинковых растворов состоит из 5 -7 операций.

Процесс фосфатирования распылением осуществляется в проходных камерах, снабженных подвесными транспортными средствами. Кроме того, широко применяется фосфатирование методом погружения, который позволяет тщательно нанести покрытие в труднодоступных местах, подвергаемых наиболее сильному коррозионному разрушению. Однако установки для фосфатирования кузовов методом погружения очень дороги и применяются только при больших программах выпуска автомобилей.

В зависимости от габаритных размеров кузова применяются два типа установок для фосфатирования.

Для относительно небольших кузовов, например микроавтобусов, применяются однокамерные агрегаты периодического действия. В таких агрегатах используется сокращенный цикл обработки, включающий 3 - 4 операции: обезжиривание, ополаскивание, фосфатирование и промывка. Растворы, применяемые для образования конверсионного покрытия, содержат фосфаты аммония или щелочных металлов. Поэтому в получающемся покрытии, кроме фосфатов, имеются также окислы железа. Защитные свойства покрытия относительно невелики из-за малой удельной массы. Однако оно обеспечивает тщательное удаление загрязнений с поверхности металла и хорошую адгезию лакокрасочного покрытия.

Фосфатирование автобусов производится на специальных стендах. Там, где очистка сточных вод не представляет особых трудностей, применяется распыление теплых бифосфатных растворов под большим давлением с присадкой, поверхностно-активных веществ (ПАВ). Некоторое применение для этих же целей имеют препараты с обезжиривающим и пассивирующим действием, преобразующие одновременно продукты коррозии. Эти препараты распыляются при температуре окружающей среды или наносятся кистью.

Фосфатирование проводится в проходной камере с механизированным перемещением деталей. Следует добавить, что этот раствор может быть использован при фосфатировании и методом погружения.

Покрытия из раствора фосфата цинка погружением наносятся на отдельные части автомобилей.

Фосфатные слои, являющиеся грунтовкой для лакокрасочных покрытий, получаемых методом электрофореза, должны обладать специфическими особенностями. Как известно, изделие, покрываемое посредством электрофореза, в процессе осаждения служит анодом. При прохождении тока металл анода растворяется и переходит как в осажденное покрытие, так и в раствор, находящийся в ванне. Это приводит к изменению цвета покрытия, ухудшению его антикоррозионных свойств и снижению прочности краски, разбавляемой водой. Фосфатное покрытие должно быть достаточно плотным и нерастворяемым.

Фосфатные противокоррозионные покрытия. В качестве противокоррозионного слоя применяются покрытия фосфата цинка и марганца с относительно большой удельной массой (в основном 10-45 г/м2). Покрытия, имеющие крупно- или среднекристаллическую структуру, получаются последовательным погружением и растворы. Такая технология используется для защиты деталей, хранящихся на складах, инструментов, а также изделий, которые нецелесообразно покрывать дорогостоящими защитными покрытиями ввиду относительно слабого коррозионного воздействия среды. Примерами таких изделий являются пружины н различные детали подвески. К наиболее часто употребляемым в РФ отечественным растворам относятся соли Мажеф.

Противокоррозионная защита автомобиля на этапе его изготовления и доставки потребителю

С точки зрения коррозии, на качестве кузовов в процессе их изготовления отрицательно сказываются:

• - применение оловянно-свинцового припоя для выравнивания поверхностей в местах соединений панелей и неровностей кузова;
• - наложение толстых слоев шпатлевки;
• - использование листового металла, покрытого следами коррозии;
• - некачественная противокоррозионная защита стыков; недостаточная промывка деталей автомобиля после фосфатирования;
• - некачественное нанесение и сушка грунтовки;
• - некачественное шлифование покрытия при выравнивании вмятин шпатлеванием;
• - низкое качество лакокрасочных материалов; нарушение технологии окраски и сушки лакокрасочного покрытия;
• - некачественная герметизация мастиками; низкое качество защиты от коррозии скрытых полостей.

На нижнюю часть кузова автомобиля наносится защитная мастика горячей сушки толщиной до 1 мм из химически устойчивого материала, такого, как поливинилхлорид (пластизоль). Однако, несмотря на это, автомобильные кузова подвергаются коррозии.

Причиной недостаточно качественной защиты от коррозии являются следующие специфические конструктивно-технологические недостатки:

• - технологический процесс нанесения противокоррозионных средств позволяет покрывать только 70 - 90% поверхности загрунтованной нижней части автомобиля. Незащищенными остаются края крыльев и порогов, места около отверстий для крепления агрегатов шасси;
• - противокоррозионные средства наносятся на кузов после его изготовления и сборки. Таким образом, такие элементы шасси, как ведущий мост, рулевое управление, топливный бак, рессоры, амортизаторы, топливопроводы, тяги, а также многие крепежные детали остаются незащищенными, так как они устанавливаются после защитной обработки кузова;
• - указанные элементы шасси подвергаются непосредственному действию растворов солей, в то время как они имеют только либо защитное лакокрасочное покрытие толщиной 20--40 мкм, либо гальваническое покрытие толщиной 10 - 25 мкм;
• - толщина грунтовки (30 мкм) на внутренних поверхностях закрытых профилей является недостаточной ввиду скопления в них влаги и грязи;
• - несмотря на применение шпатлевок и герметиков для уплотнения соединений, не удается добиться абсолютной герметичности кузова.

Попадание влаги внутрь кузова приводит к быстрому его разрушению.