Металлическая заготовка погружается в резервуар для фосфатирования, так что химическая реакция и физическое воздействие на поверхность с образованием слоя пленки химического преобразования со специальной структурой и функцией называется процессом фосфатирования, а образующаяся пленка химического преобразования называется фосфатированием. фильм.
Пористая кристаллическая структура фосфатирующей пленки определяет, что площадь поверхности заготовки намного больше, чем площадь поверхности после дробеструйной и пескоструйной обработки, поэтому адгезия покрытия намного больше, чем при физической предварительной обработке. Электропроводность фосфатирующей пленки низкая, что оказывает хорошее ингибирующее действие на электрохимическую коррозию, а время защиты от ржавчины после фосфатирования значительно увеличивается.
Механизм фосфатирования представляет собой сложный смешанный реакционный процесс электрохимических и химических реакций. Проще говоря, после того, как железо вступит в контакт с раствором фосфорной кислоты, поверхность железа сначала подвергнется медленной реакции восстановления с H+, генерируемой в результате ионизации фосфорной кислоты, с образованием ионов двухвалентного железа. Ионы двухвалентного железа затем реагируют с ионами дигидрофосфата, ионизированными из раствора фосфата. Благодаря высокой концентрации дигидрофосфата восстановленные ионы двухвалентного железа сразу же вступают с ним в реакцию с образованием фосфата, образуя фосфатный слой на поверхности частиц. Процесс фосфатирования обычно включает в себя: обезжиривание, промывку, выравнивание поверхности, фосфатирование, последующую обработку и так далее.
Механизм прост для понимания:
После выхода образца из основного раствора фосфатирования на поверхности образца остается большое количество раствора фосфатирования, который в основном концентрируется в порах фосфатирующей пленки. Если в это время немедленно промыть остаточный раствор фосфатирования, это обязательно прервет продолжающееся пленкообразование раствора фосфатирования в порах, что облегчит образование микробатарей в порах и ускорит процесс коррозии.
Если он высушен естественным путем, фосфатирующая жидкость, оставшаяся в порах, будет продолжать образовывать пленку, в результате чего процесс осаждения фосфатирования продолжается в порах, а фосфатирующая пленка утолщается в порах, заполняя поры и герметизируя фосфатирующую пленку.
На этом этапе постоянный магнит приводного двигателя в основном использует процесс фосфатирования, а компания Baotou Jinshan Magnetic Material провела оптимизацию параметров процесса фосфатирования магнитной стали: DOE трех переменных: концентрации, температуры и времени.
Выводы следующие: Перед фосфатированием спеченных магнитов NdFeb целесообразно использовать травление фосфорной кислотой. Благодаря слабой кислотности фосфорной кислоты, небольшому повреждению матрицы, хорошей консистенции цвета после фосфатирования и более простому контролю, чем азотной кислоте, это осуществимо с точки зрения процесса. При травлении фосфорной кислотой время фосфорной кислоты может быть достаточно продолжительным, хотя с увеличением времени значение необратимых потерь магнитного потока будет увеличиваться, но время не превышает 3-5мин, значение необратимых потерь магнитного потока. флюс приемлемый. Однако, если время будет больше, величина необратимых потерь магнитного потока магнита также значительно увеличится. Однако в процессе травления следует строго контролировать температуру травильной жидкости, она в принципе не должна превышать 40 градусов, иначе это приведет к значительному увеличению необратимых потерь магнитного потока.
Существует три распространенных метода фосфатирования: фосфатирование при высокой температуре, фосфатирование при средней и низкой температуре и фосфатирование при комнатной температуре.
Благодаря постоянному совершенствованию науки и техники процесс фосфатирования становится все более зрелым, качество производства раствора фосфатирования при нормальной температуре и ускорителя окисления также становится все выше и выше, а рыночная цена продажи становится все ниже и ниже. Все это закладывает хорошую основу для продвижения и применения процесса фосфатирования при нормальной температуре. Однако параметры процесса фосфатирования при разных температурах также имеют очевидные различия.
GB/T 1376-2020: фосфатирующие пленки для металлов и другие неорганические покрытия металлов. Настоящий стандарт определяет требования к методу фосфатирования пленки.
ГБ/Т 6807-2001: Технические условия фосфатирования стальных заготовок перед нанесением покрытия. Настоящий стандарт определяет классификацию, технические требования, методы контроля и правила приемки фосфатирующих пленок перед покрытием стальных деталей.
HB/Z 5080-1996: процесс фосфатирования стальных деталей, HB5067461-2005: испытание на водородную расплываемость в процессе нанесения покрытия. Часть 1. Механический метод.
В настоящее время общими проблемами в отечественной технологии фосфатирования являются: высокая температура фосфатирования, короткий срок службы фосфатирующего раствора, трудность промывки и загрязнение воды. Это не только создает нагрузку на управление окружающей средой, но и потребляет много воды, фосфатов и других ресурсов. Таким образом, направление развития технологии фосфатирования заключается в основном в улучшении качества и уменьшении загрязнения, энергосбережении, нетоксичной защите окружающей среды и дальнейшем чистом фосфатировании, фосфатирующая жидкость должна обладать характеристиками экономии материалов и энергии, разумной функцией и продуктом. не наносит вред здоровью человека и не наносит ущерба экологической среде во время и после использования.
Без фосфатирования никеля
Никель является распространенной добавкой в растворе фосфатирования, которая выполняет функцию измельчения зерна, заполнения пустот, улучшения коррозионной стойкости и т. д. Фосфатное покрытие обычно наносится с помощью фосфатирующего раствора, содержащего никель. Никель, осаждаемый в ходе этого процесса (либо в элементарной форме, либо в виде компонента сплава, такого как Zn/Ni), обеспечивает соответствующую электропроводность покрытия во время последующего электроосаждения. Однако из-за его высокой токсичности и опасности для окружающей среды его использования следует избегать или, по крайней мере, сокращать, когда это возможно.
Безнитритное фосфатирование
Нитрит может потреблять водород, образующийся на границе реакции фосфатирования, способствовать образованию пленочного слоя, является хорошим ускорителем, но нитрит токсичен, вреден для здоровья человека, и в то же время имеет больше осадка, плохую коррозионную стойкость и другие недостатки. , неудобно пользоваться. В настоящее время основными альтернативами являются перекись водорода, гидроксиаминосоединения и органические нитросоединения.
Низкотемпературное фосфатирование
Большинство существующих процессов представляют собой средне- или высокотемпературное фосфатирование. При более высоких температурах трансформационная пленка кристалла фосфата теряет как однородность, так и плотность, что приводит к ослаблению ее коррозионной стойкости. Кроме того, более высокая температура фосфатирования неизбежно приведет к увеличению энергопотребления, что приведет к загрязнению окружающей среды и другим проблемам. Таким образом, хотя скорость формирования пленки в технологии низкотемпературного фосфатирования чрезвычайно низкая, а эффективность производства низкая, нельзя отрицать, что это все еще направление развития технологии и процесса фосфатирования. Реакции фосфатирования при низких температурах обычно требуют добавления ускорителей для повышения эффективности.
Без фосфатирования
Традиционный процесс фосфатирования приводит к образованию большого количества отложений и выбросов фосфора, загрязнение окружающей среды является более серьезным, а традиционный процесс фосфатирования, связанный с удалением масла, удалением ржавчины, регулировкой поверхности, фосфатированием, пассивацией и другими процессами, является сложным, высоким потребление энергии, а в проекте очистки также склонны к образованию некоторых токсичных и вредных веществ. Благодаря вниманию людей к защите окружающей среды традиционный процесс фосфатирования будет все более строго ограничиваться, а технология без фосфатирования вызывает широкое беспокойство. В настоящее время проводятся два вида исследований: один — это средство для обработки нанокерамических мембран с фторцирконовой кислотой в качестве основного пленкообразующего вещества, а другой — силановый агент для обработки мембран.