Het metalen werkstuk wordt ondergedompeld in de fosfateringstank, zodat de chemische reactie en fysieke actie op het oppervlak om een laag chemische transformatiefilm met een speciale structuur en functie te vormen het fosfatatieproces wordt genoemd, en de gevormde chemische transformatiefilm de fosfatatiefilm wordt genoemd. film.
De poreuze kristallijne structuur van de fosfatatiefilm zorgt ervoor dat het oppervlak van het werkstuk veel groter is dan het oppervlak na het gritstralen en zandstralen, waardoor de hechting van de coating veel groter is dan die van de fysieke voorbehandeling. De elektrische geleidbaarheid van de fosfateringsfilm is slecht, wat een goed remmend effect heeft op elektrochemische corrosie, en de antiroesttijd na het fosfateren wordt aanzienlijk verlengd.
Het mechanisme van fosfateren is een ingewikkeld gemengd reactieproces van elektrochemische en chemische reacties. Simpel gezegd: nadat het ijzer in contact is gekomen met de fosforzuuroplossing, zal het ijzeroppervlak eerst een langzame reductiereactie ondergaan met de H+ die wordt gegenereerd door fosforzuurionisatie om ijzer(II)ionen te genereren. De ferro-ionen reageren vervolgens met de diwaterstoffosfaationen die uit de fosfaatoplossing zijn geïoniseerd. Door de hoge concentratie diwaterstoffosfaat reageren de gereduceerde ferro-ionen er onmiddellijk mee om fosfaat te vormen, waardoor een fosfaatlaag op het oppervlak van de deeltjes ontstaat. Het fosfatatieproces omvat doorgaans: ontvetten, wassen, oppervlakteaanpassing, fosfateren, nabehandeling enzovoort.
Het mechanisme is eenvoudig te begrijpen:
Nadat het monster de hoofdfosfateringsoplossing heeft verlaten, blijft er een grote hoeveelheid fosfateringsoplossing achter op het oppervlak van het monster, die voornamelijk geconcentreerd is in de poriën van de fosfateringsfilm. Als de resterende fosfateringsoplossing op dit moment onmiddellijk wordt gewassen, zal dit ongetwijfeld de voortdurende filmvorming van de fosfateringsoplossing in de poriën onderbreken, waardoor het gemakkelijk wordt om microbatterijen in de poriën te vormen en het corrosieproces te versnellen.
Als het op natuurlijke wijze wordt gedroogd, zal de fosfaterende vloeistof die in de poriën achterblijft een film blijven vormen, waardoor het fosfaterende afzettingsproces in de poriën doorgaat en de fosfaterende film dikker wordt in de poriën, waardoor de poriën worden gevuld en de fosfaterende film wordt afgedicht.
In dit stadium maakt de permanente magneet van de aandrijfmotor voornamelijk gebruik van het fosfatatieproces, en Baotou Jinshan Magnetic Material heeft een procesparameteroptimalisatie uitgevoerd op het fosfateren van magnetisch staal: DOE van drie variabelen, concentratie, temperatuur en tijd.
De conclusies zijn als volgt: Het is haalbaar om fosforzuurbeitsen toe te passen vóór het fosfateren van gesinterde NdFeb-magneten. Vanwege de zwakke zuurgraad van fosforzuur, weinig schade aan de matrix, goede kleurconsistentie na fosfateren en gemakkelijker te controleren dan salpeterzuur, is het vanuit procesoogpunt haalbaar. Bij het beitsen met fosforzuur kan de fosforzuurtijd voldoende lang zijn, hoewel met het toenemen van de tijd de onomkeerbare verlieswaarde van de magnetische flux zal toenemen, maar de tijd niet langer is dan 3-5min, de onomkeerbare verlieswaarde van de magnetische flux flux is acceptabel. Als de tijd echter langer is, zal de onomkeerbare verlieswaarde van de magnetische flux van de magneet ook aanzienlijk toenemen. De temperatuur van de beitsvloeistof moet tijdens het beitsen echter strikt worden gecontroleerd, in principe mag deze niet hoger zijn dan 40 graden, anders zal dit leiden tot een aanzienlijke toename van het onomkeerbare verlies van magnetische flux.
Er zijn drie veel voorkomende fosfateringsbehandelingsmethoden: fosfateren op hoge temperatuur, fosfateren op gemiddelde en lage temperatuur en fosfateren op kamertemperatuur.
Met de voortdurende verbetering van wetenschap en technologie wordt het fosfatatieproces steeds volwassener, wordt de productiekwaliteit van fosfateringsoplossingen en oxidatieversneller bij normale temperatuur ook steeds hoger en wordt de verkoopprijs op de markt steeds lager. Dit alles vormt een goede basis voor de bevordering en toepassing van het normale temperatuurfosfateringsproces. De prestatieparameters van het fosfateringsproces bij verschillende temperaturen vertonen echter ook duidelijke verschillen.
GB/T 1376-2020: fosfaterende films voor metalen en andere anorganische coatings van metalen. Deze norm bepaalt de vereisten voor de wijze van fosfateren van folie.
GB/T 6807-2001: Technische voorwaarden voor het fosfateren van stalen werkstukken vóór het coaten. Deze norm specificeert de classificatie, technische vereisten, inspectiemethoden en acceptatieregels van fosfateringsfilms voordat stalen werkstukken worden gecoat.
HB/Z 5080-1996: fosfatatieproces voor stalen onderdelen, HB5067461-2005: Waterstofbrosheidstest voor galvaniseringsproces - Deel 1 Mechanische methode.
Momenteel zijn de meest voorkomende problemen bij de huishoudelijke fosfateringstechnologie: hoge fosfateringstemperatuur, korte levensduur van de fosfateringsoplossing, moeilijk wassen en watervervuiling. Het brengt niet alleen een last met zich mee voor het milieubeheer, maar verbruikt ook veel water, fosfaat en andere hulpbronnen. Daarom is de ontwikkelingsrichting van de fosfateringstechnologie voornamelijk gericht op het verbeteren van de kwaliteit en het verminderen van vervuiling, energiebesparing, niet-giftige milieubescherming en verder schoon fosfateren. Fosfaatvloeistof moet de kenmerken hebben van het besparen van materialen en energie, een redelijke functie en het product is niet schadelijk voor de menselijke gezondheid en beschadigt het ecologische milieu niet tijdens en na gebruik.
Geen nikkelfosfatatie
Nikkel is een veelgebruikt additief in fosfateringsoplossingen, dat de functie heeft van het raffineren van graan, het opvullen van lege ruimtes en het verbeteren van de corrosieweerstand, enz. Fosfaatcoating wordt meestal aangebracht door middel van een fosfateringsoplossing die nikkel bevat. Het nikkel dat tijdens dit proces wordt afgezet (hetzij in elementaire vorm, hetzij als een legeringscomponent zoals Zn/Ni) zorgt voor de juiste elektrische geleidbaarheid voor de coating tijdens de daaropvolgende elektrocoating. Vanwege de hoge toxiciteit en gevaren voor het milieu moet het gebruik ervan echter waar mogelijk worden vermeden of op zijn minst worden verminderd.
Nitrietvrij fosfateren
Nitriet kan waterstof verbruiken die wordt geproduceerd op het grensvlak van de fosfateringsreactie, de vorming van een filmlaag bevorderen, is een goede versneller, maar nitriet is giftig, schadelijk voor de menselijke gezondheid, en tegelijkertijd zijn er meer sediment, slechte corrosieweerstand en andere tekortkomingen , onhandig in gebruik. Momenteel zijn de belangrijkste gebruikte alternatieven waterstofperoxide, hydroxyaminoverbindingen en organische nitroverbindingen.
Fosfateren bij lage temperatuur
De meeste bestaande processen zijn fosfateren op middelhoge of hoge temperatuur. Bij hogere temperaturen is het transformatiefilmkristal van fosfaat slecht wat betreft zowel uniformiteit als dichtheid, wat resulteert in een verzwakking van de corrosieweerstand ervan. Bovendien zal de hogere fosfateringstemperatuur het energieverbruik ongetwijfeld verhogen, wat zal leiden tot milieuvervuiling en andere problemen. Hoewel de filmvormingssnelheid van de fosfateringstechnologie bij lage temperatuur extreem langzaam is en de productie-efficiëntie laag is, valt het daarom niet te ontkennen dat dit nog steeds de richting is van de fosfateringstechnologie en procesontwikkeling. Fosfateringsreacties bij lage temperatuur vereisen gewoonlijk de toevoeging van versnellers om de efficiëntie te verbeteren.
Geen fosfatatie
Het traditionele fosfatatieproces zal een groot aantal sediment- en fosforemissies veroorzaken, de milieuvervuiling is ernstiger, en het traditionele fosfatatieproces voor het verwijderen van olie, roestverwijdering, aanpassing van het oppervlak, fosfateren, passivering en andere processen, het proces is complex, hoog energieverbruik, en in het behandelingsproject is het ook gevoelig voor de productie van enkele giftige en schadelijke stoffen. Met de aandacht van mensen voor de bescherming van het milieu zal het traditionele fosfatatieproces steeds strenger worden beperkt, en de niet-fosfateringstechnologie is breed onderwerp van zorg. Momenteel zijn er twee soorten onderzoek: het ene is het nano-keramische membraanbehandelingsmiddel met fluozirkoonzuur als de belangrijkste filmvormende stof, en het andere is het silaanbehandelingsmiddel.