Metalni radni komad uronjen je u spremnik za fosfatiranje, tako da se kemijska reakcija i fizičko djelovanje na površini za stvaranje sloja filma kemijske transformacije s posebnom strukturom i funkcijom naziva proces fosfatiranja, a formirani film kemijske transformacije naziva se fosfatiranje film.
Porozna kristalna struktura fosfatnog filma određuje da je površina obratka puno veća od površine nakon pjeskarenja i pjeskarenja, tako da je prianjanje premaza mnogo veće od onog kod fizičke predobrade. Električna vodljivost folije za fosfatiranje je loša, što ima dobar inhibitorni učinak na elektrokemijsku koroziju, a vrijeme protiv hrđe nakon fosfatiranja je uvelike produljeno.
Mehanizam fosfatiranja je kompliciran mješoviti reakcijski proces elektrokemijskih i kemijskih reakcija. Jednostavnije rečeno, nakon što je željezo u kontaktu s otopinom fosforne kiseline, površina željeza će prvo proći kroz polaganu reakciju redukcije s H+ generiranim ionizacijom fosforne kiseline da bi se stvorili ioni željeza. Ioni željeza zatim reagiraju s dihidrogen fosfatnim ionima ioniziranim iz otopine fosfata. Zbog visoke koncentracije dihidrogen fosfata, reducirani ioni željeza odmah reagiraju s njim i stvaraju fosfat, stvarajući fosfatni sloj na površini čestica. Proces fosfatiranja općenito uključuje: odmašćivanje, pranje, podešavanje površine, fosfatiranje, naknadnu obradu i tako dalje.
Mehanizam je jednostavan za razumjeti:
Nakon što uzorak napusti glavnu otopinu za fosfatiranje, velika količina otopine za fosfatiranje ostaje na površini uzorka, koja je uglavnom koncentrirana u porama filma za fosfatiranje. Ako se zaostala otopina za fosfatiranje odmah ispere u ovom trenutku, ona će sigurno prekinuti kontinuirano stvaranje filma otopine za fosfatiranje u porama, olakšavajući stvaranje mikrobaterija u porama i ubrzavajući proces korozije.
Ako se prirodno suši, tekućina za fosfatiranje koja ostane u porama nastavit će stvarati film, zbog čega se proces taloženja fosfatiranja nastavlja u porama, a film za fosfatiranje se zgušnjava u porama, ispunjava pore i zatvara film za fosfatiranje.
U ovoj fazi, trajni magnet pogonskog motora uglavnom koristi proces fosfatiranja, a Baotou Jinshan Magnetic Material izvršio je optimizaciju parametara procesa fosfatiranja magnetskog čelika: DOE tri varijable, koncentracija, temperatura i vrijeme.
Zaključci su sljedeći: Izvedivo je koristiti luženje fosfornom kiselinom prije fosfatiranja sinteriranih NdFeb magneta. Zbog slabe kiselosti fosforne kiseline, malog oštećenja matrice, dobre postojanosti boje nakon fosfatiranja i lakšeg kontroliranja od dušične kiseline, izvedivo je iz perspektive procesa. Uz dekapiranje fosfornom kiselinom, vrijeme fosforne kiseline može biti odgovarajuće dugo, iako će se s povećanjem vremena nepovratna vrijednost gubitka magnetskog toka povećati, ali vrijeme ne prelazi 3-5 min, vrijednost nepovratnog gubitka magnetskog toka tok je prihvatljiv. Međutim, ako je vrijeme dulje, vrijednost ireverzibilnog gubitka magnetskog toka magneta također će se znatno povećati. Međutim, temperaturu tekućine za kiseljenje treba strogo kontrolirati tijekom kiseljenja, u načelu ne smije prelaziti 40 stupnjeva, inače će dovesti do značajnog povećanja nepovratnog gubitka magnetskog toka.
Postoje tri uobičajene metode tretmana fosfatiranjem: fosfatiranje na visokoj temperaturi, fosfatiranje na srednjoj i niskoj temperaturi i fosfatiranje na sobnoj temperaturi.
Uz kontinuirano poboljšanje znanosti i tehnologije, proces fosfatiranja postaje sve zreliji, kvaliteta proizvodnje otopine za fosfatiranje normalne temperature i akceleratora oksidacije također postaje sve viša i viša, a tržišna prodajna cijena sve je niža i niža. Sve ovo postavlja dobre temelje za promicanje i primjenu procesa fosfatiranja normalne temperature. Međutim, parametri izvedbe procesa fosfatiranja na različitim temperaturama također imaju očite razlike.
GB/T 1376-2020: folije za fosfatiranje metala i druge anorganske prevlake metala. Ova norma utvrđuje zahtjeve za metodu fosfatiranja filma.
GB/T 6807-2001: Tehnički uvjeti za fosfatiranje čeličnog obratka prije premazivanja. Ova norma utvrđuje klasifikaciju, tehničke zahtjeve, metode pregleda i pravila prihvaćanja folija za fosfatiranje prije premazivanja čeličnih izradaka.
HB/Z 5080-1996: postupak fosfatiranja za čelične dijelove, HB5067461-2005: ispitivanje vodikove oštrosti za postupak galvanizacije - 1. dio Mehanička metoda.
Trenutno su uobičajeni problemi u domaćoj tehnologiji fosfatiranja: visoka temperatura fosfatiranja, kratak radni vijek otopine za fosfatiranje, teško pranje i onečišćenje vode. Ne samo da opterećuje upravljanje okolišem, već također troši mnogo vode, fosfata i drugih resursa. Stoga je razvojni smjer tehnologije fosfatiranja uglavnom poboljšanje kvalitete i smanjenje zagađenja, ušteda energije, netoksična zaštita okoliša i daljnje čisto fosfatiranje, tekućina za fosfatiranje trebala bi imati karakteristike uštede materijala i energije, razumnu funkciju i proizvod ne šteti ljudskom zdravlju i ekološkom okolišu tijekom i nakon uporabe.
Bez fosfatiranja nikla
Nikal je uobičajeni aditiv u otopini za fosfatiranje, koji ima funkciju pročišćavanja zrna, popunjavanja praznina i poboljšanja otpornosti na koroziju, itd. Fosfatni premaz obično se nanosi otopinom za fosfatiranje koja sadrži nikal. Nikal nataložen tijekom ovog procesa (bilo u elementarnom obliku ili kao komponenta legure kao što je Zn/Ni) osigurava odgovarajuću električnu vodljivost za premaz tijekom sljedećeg elektroprevlačenja. Međutim, zbog visoke toksičnosti i opasnosti za okoliš, njegovu uporabu treba izbjegavati ili barem smanjiti kad god je to moguće.
Fosfatiranje bez nitrita
Nitrit može potrošiti vodik proizveden na granici reakcije fosfatiranja, pospješiti stvaranje filmskog sloja, dobar je ubrzivač, ali nitrit je toksičan, štetan za ljudsko zdravlje, a istovremeno ima više sedimenta, slabu otpornost na koroziju i druge nedostatke , nezgodno za korištenje. Trenutno su glavne alternative koje se koriste vodikov peroksid, hidroksi-amino spojevi i organski nitro spojevi.
Fosfatiranje na niskoj temperaturi
Većina postojećih procesa je fosfatiranje srednje ili visoke temperature. Na višim temperaturama, transformacijski filmski kristal fosfata je loš u jednolikosti i gustoći, što rezultira slabljenjem njegove otpornosti na koroziju. Osim toga, viša temperatura fosfatiranja sigurno će povećati potrošnju energije, što će dovesti do zagađenja okoliša i drugih problema. Stoga, iako je brzina stvaranja filma kod tehnologije fosfatiranja na niskim temperaturama izuzetno spora, a proizvodna učinkovitost niska, neporecivo je da je to još uvijek smjer razvoja tehnologije i procesa fosfatiranja. Niskotemperaturne reakcije fosfatiranja obično zahtijevaju dodavanje ubrzivača za poboljšanje učinkovitosti.
Bez fosfatiranja
Tradicionalni proces fosfatiranja proizvest će veliki broj emisija sedimenta i fosfora, zagađenje okoliša je ozbiljnije, a tradicionalni proces fosfatiranja za uklanjanje ulja, uklanjanje hrđe, podešavanje površine, fosfatiranje, pasivizaciju i druge procese, proces je složen, visok potrošnje energije, au projektu obrade također je sklon stvaranju nekih otrovnih i štetnih tvari. Uz pozornost ljudi na zaštitu okoliša, tradicionalni proces fosfatiranja bit će sve strože ograničen, a tehnologija bez fosfatiranja bila je široko zabrinuta. Trenutačno postoje dvije vrste istraživanja: jedno je sredstvo za obradu nano keramičke membrane s fluorcirkon kiselinom kao glavnom tvari koja stvara film, a drugo je sredstvo za obradu silanom.