Фосфатирование – химический процесс, при котором на поверхности изделий из металла формируется защитная пленка. Она состоит из нерастворимых фосфатов/монофосфатов. Защитный слой придает трущимся поверхностям/изделиям антикоррозийными свойствами. Фосфатирование выполняется низколегированной, среднелегированной и углеродистой стали. Также защитным слоем покрываются магниевые/алюминиевые сплавы, чугун и прочие материалы.
Основные преимущества и особенности фосфатирования
При фосфатировании на металлической поверхности образовывается защитный слой толщиной 2-5 мкм. К преимуществам защитной пленки относят:
- антифрикционные свойства;
- невосприимчивость к образованию коррозии;
- электроизоляцию;
- маслоемкость;
- отличную адгезию.
Благодаря пленке минимизируется коэффициент трения за счет удержания смазочного материала. Маслоемкость означает, какая степень смазки поглощается. За счет фосфатного слоя данный показатель возрастает в несколько раз. С помощью промасливания повышаются защитные свойства. На нефосфатированной детали, помещенной в специальной камере, коррозия появляется спустя 6 часов. Фосфатированные и промасленные элементы демонстрируют стойкость к коррозии на протяжении 48 часов (тестирование проводится в коррозионной камере). Масляная фосфатная пленка снижает коэффициент трения.
Для чего требуется фосфатирование гильз цилиндров
Фосфатирование гильз цилиндров проводится с целью предотвращения возникновения прижогов, которые образовываются во время трения кольца и гильзы в случае приработки, а также при тяжелых условиях эксплуатации силового агрегата. При наличии прижога снижается моторесурс двигателя в несколько раз. Такая проблема особо актуальна в высокофорсированных двигателях.
Фосфатирование производится, когда к гильзам цилиндров предъявляются повышенные требования касательно защиты их от коррозии и преждевременному износу. На поверхность и рубашку наносится фосфатная пленка. В результате образовывается износостойкий слой, который:
- способствует надежному сцеплению;
- обеспечивает антикоррозийные и противозадирные свойства;
- ускоряет приработку;
- снижает коэффициент трения;
- увеличивает ресурс.
Технология фосфатирования предусматривает помещение изделия в специальный раствор фосфатов железа с добавлением марганца, цинка (нагретый к температуре 100°C). На гильзе создается два слоя. Внутреннее покрытие отличается эластичностью и надежно фиксируется с поверхностью металла. Внешний слой характеризуется твердостью, кристалличностью и пористой структурой.
Обработка внутренней поверхности
Во внутренней части изделия создается защитный слой. Он мягче металла поршневого кольца. Оно должно быть твердым, что обеспечит ему долговечность. Также на начальной стадии работе элемент должен хорошо прирабатываться к гильзе.
Пленка сминается, что гарантирует отличную приработку во время трения. Кольцо сохраняет износостойкость и твердость. При этом не происходит деформации рабочей поверхности гильзы, а также обеспечивается равномерное смазывание поверхности смазочным материалом. В результате происходит продолжительная работа поршня и гильзы с незначительным расходом смазки на угар.
Обработка внешней поверхности
С внешней стороны образовывается защитная пленка, способствующая высокой износостойкости и стойкости к коррозии гильз. По защитным свойствам и эксплуатационным характеристикам фосфатная пленка в разы лучше оксидных покрытий.