Фосфатирование: для чего нужно и как применять

Фосфатирование: для чего нужно и как применять

Подготовка поверхности на предприятиях, которые занимаются отделкой металлов, всегда является спорным вопросом.

Способ обработки поверхности выбирают по факторам:

  • стоимость химикатов;
  • безопасность;
  • стоимость оборудования;
  • качество.

Фосфатировние подходит для цветных и чёрных металлов. Фосфатное покрытие - это мелкие кристаллы фосфатов железа, марганца или цинка. Фосфатирование решает проблемы коррозии и увеличивает адгезию (способность лакокрасочного покрытия к прочному сцеплению с окрашиваемой поверхностью).

Причины применения фосфатирования:

  • обеспечение основы для последующей обработки (краска, пластик, клей);
  • защиты от коррозии (масла, воск);
  • уменьшение трения (основа для смазки на поверхности подшипников);
  • улучшение качества волочения и формовки металлов;
  • адгезия лакокрасочных покрытий.

Самыми важными назначениями являются: адгезия и защита от коррозии.

Процесс фосфатирования включает в себя следующие стадии:

  • Очистка: щелочная очистка для удаления реактивных солей, размягчения и удаления стойких загрязнений поверхности.
  • Ополаскивание: промывка водой для обеспечения отсутствия остатков очистителя.  Используйте рН-тестердля определения нейтральной среды.
  • Фосфатирование: чистую поверхность равномерно обрабатывают кислотным составом. Происходит процесс образование кристаллических слоёв на поверхности изделия. Ванну после этой стадии необходимо тщательно очищать, так как образуется нерастворимый шлам.
  • Ополаскивание: чистой водой необходимо удалить остатки фосфатирующего состава.
  • Пассивация: герметизирующая промывка, то есть удаления фосфата, который не вступил в реакцию. Три типа такой промывки: промывка деионизированной водой, подкисленная промывка и реактивная промывка.

Методы фосфатирования:

  • Распыление
  • Окунание
  • Распыление и окунание (для сложных изделий с труднодоступными участками)

Сильно щелочные составы и процессы кислотного травления часто вызывают образование покрытия с крупнозернистой структурой и увеличивают время, необходимое для образования равномерного фосфатного покрытия.

Для активации фосфатирования используют специальную добавку во время промывки детали. Она увеличивает количество центров для кристаллизации фосфатов и процесс занимает меньшее количество времени.  

Свойства полученных фосфатных покрытий определяют факторы:

  • тип фосфата, образующего покрытие (фосфат цинка, фосфат цинка-железа, фосфат цинка-марганца и т.д.);
  • тип применяемых ускорителей (нитрит/нитрат, хлорат);
  • концентрация компонентов в процессе (общая кислота, свободная кислота, металлические компоненты в ванне, ускорители);
  • параметры процесса, такие как температура и время; метод нанесения (окунание или распыление);
  • применение активирующих предварительных промывок;
  • тип заключительной промывки.

Выбор правильного процесса подготовки поверхности зависит от конечных требований к окрашенному металлическому изделию.

Железофосфатный слой – самый недорогой способ защиты от коррозии окрашенной поверхности. Минусы: достаточна стойкий только  для сухой внутренней отделки.

Железофосфатные слои – не кристаллические, а аморфные слои (нет кристаллической структуры, атомы и молекулы расположены без соблюдения регулярности). Слои в большинстве случаев очень тонкие.

Цинкфосфатирование - выше по цене и качеству, чем железофосфатированием. Применяется перед окраской изделий, эксплуатируемых вне помещения или во влажных помещениях.

Цинкфосфатные слои – это принципиально кристаллические слои, образующиеся на поверхности изделия.

Марганецфосфатные слои не обеспечивают защиту от коррозии.

Марганецфосфатные слои имеют цвет от темно-коричневого до коричнево-черного. При марганецфосфатировании на поверхности изделия образуются кристаллы фосфата марганца-II для осаждения мелкокристаллического слоя.