La pieza de metal se sumerge en el tanque de fosfatación, de modo que la reacción química y la acción física en la superficie para formar una capa de película de transformación química con estructura y función especiales se denomina proceso de fosfatación, y la película de transformación química formada se llama fosfatación. película.
La estructura cristalina porosa de la película de fosfatación determina que el área de superficie de la pieza de trabajo es mucho mayor que el área de superficie después del granallado y el chorro de arena, por lo que la adhesión del recubrimiento es mucho mayor que la del pretratamiento físico. La conductividad eléctrica de la película de fosfatación es pobre, lo que tiene un buen efecto inhibidor sobre la corrosión electroquímica y el tiempo de oxidación después de la fosfatación se prolonga considerablemente.
El mecanismo de fosfatación es un complicado proceso de reacción mixta de reacciones electroquímicas y químicas. En pocas palabras, después de que el hierro esté en contacto con la solución de ácido fosfórico, la superficie del hierro primero sufrirá una lenta reacción de reducción con el H+ generado por la ionización del ácido fosfórico para generar iones ferrosos. Los iones ferrosos luego reaccionan con los iones de dihidrógeno fosfato ionizados de la solución de fosfato. Debido a la alta concentración de dihidrógenofosfato, los iones ferrosos reducidos reaccionan inmediatamente con él para formar fosfato, formando una capa de fosfato en la superficie de las partículas. El proceso de fosfatado generalmente incluye: desengrasado, lavado, ajuste de superficie, fosfatado, postratamiento, etc.
El mecanismo es sencillo de entender:
Después de que la muestra abandona la solución de fosfatación principal, queda una gran cantidad de solución de fosfatación en la superficie de la muestra, que se concentra principalmente en los poros de la película de fosfatación. Si la solución de fosfatación residual se lava inmediatamente en este momento, es probable que se interrumpa la formación continua de la película de la solución de fosfatación en los poros, lo que facilita la formación de microbaterías en los poros y acelera el proceso de corrosión.
Si se seca de forma natural, el líquido fosfatante que queda en los poros seguirá formando una película, haciendo que el proceso de deposición de fosfatado continúe en los poros, y la película de fosfatación se espese en los poros, llenando los poros y sellando la película de fosfatación.
En esta etapa, el imán permanente del motor de accionamiento utiliza principalmente el proceso de fosfatado, y Baotou Jinshan Magnetic Material ha realizado una optimización de los parámetros del proceso en el fosfatado del acero magnético: DOE de tres variables, concentración, temperatura y tiempo.
Las conclusiones son las siguientes: Es factible utilizar el decapado con ácido fosfórico antes del fosfatado de imanes de NdFeb sinterizados. Debido a la débil acidez del ácido fosfórico, poco daño a la matriz, buena consistencia del color después del fosfatado y más fácil de controlar que el ácido nítrico, es factible desde la perspectiva del proceso. Con el decapado con ácido fosfórico, el tiempo de ácido fosfórico puede ser adecuadamente largo, aunque con el aumento del tiempo, el valor de pérdida irreversible del flujo magnético aumentará, pero el tiempo no excede 3-5 min, el valor de pérdida irreversible del flujo magnético. el flujo es aceptable. Sin embargo, si el tiempo es más largo, el valor de pérdida irreversible del flujo magnético del imán también aumentará considerablemente. Sin embargo, la temperatura del líquido de decapado debe controlarse estrictamente durante el decapado; en principio, no debe exceder los 40 grados, de lo contrario conducirá a un aumento significativo en la pérdida irreversible de flujo magnético.
Hay tres métodos comunes de tratamiento de fosfatación: fosfatación a alta temperatura, fosfatación a temperatura media y baja y fosfatación a temperatura ambiente.
Con la mejora continua de la ciencia y la tecnología, el proceso de fosfatación se está volviendo cada vez más maduro, la calidad de producción de la solución de fosfatación a temperatura normal y el acelerador de oxidación también es cada vez mayor, y el precio de venta en el mercado es cada vez más bajo. Todo esto sienta una buena base para la promoción y aplicación del proceso de fosfatación a temperatura normal. Sin embargo, los parámetros de rendimiento del proceso de fosfatación a diferentes temperaturas también tienen diferencias obvias.
GB/T 1376-2020: películas de fosfatado para metales y otros recubrimientos inorgánicos de metales. Esta norma determina el método de requisitos de la película de fosfatación.
GB/T 6807-2001: Condiciones técnicas para el fosfatado de piezas de acero antes del recubrimiento. Esta norma especifica la clasificación, los requisitos técnicos, los métodos de inspección y las reglas de aceptación de las películas de fosfatado antes de recubrir piezas de acero.
HB/Z 5080-1996: proceso de fosfatado de piezas de acero, HB5067461-2005: ensayo de embriancia de hidrógeno para proceso de galvanoplastia - Parte 1 Método mecánico.
En la actualidad, los problemas comunes en la tecnología de fosfatación doméstica son: alta temperatura de fosfatación, corta vida útil de la solución de fosfatación, difícil lavado y contaminación del agua. No sólo supone una carga para la gobernanza medioambiental, sino que también consume mucha agua, fosfato y otros recursos. Por lo tanto, la dirección de desarrollo de la tecnología de fosfatado es principalmente mejorar la calidad y reducir la contaminación, el ahorro de energía, la protección ambiental no tóxica y un fosfatado más limpio. El líquido de fosfatado debe tener las características de ahorro de materiales y energía, una función razonable y el producto. No daña la salud humana ni daña el medio ambiente ecológico durante y después de su uso.
Sin fosfatado de níquel
El níquel es un aditivo común en la solución de fosfatación, que tiene la función de refinar el grano, llenar los huecos y mejorar la resistencia a la corrosión, etc. El recubrimiento de fosfato generalmente se aplica mediante una solución de fosfatación que contiene níquel. El níquel depositado durante este proceso (ya sea en forma elemental o como un componente de aleación como Zn/Ni) proporciona la conductividad eléctrica adecuada para el recubrimiento durante el electrorrecubrimiento posterior. Sin embargo, debido a su alta toxicidad y peligros ambientales, su uso debe evitarse o al menos reducirse siempre que sea posible.
Fosfatado sin nitritos
El nitrito puede consumir el hidrógeno producido en la interfaz de la reacción de fosfatación, promueve la formación de una capa de película, es un buen acelerador, pero el nitrito es tóxico, perjudicial para la salud humana y, al mismo tiempo, produce más sedimentos, poca resistencia a la corrosión y otras deficiencias. , incómodo de usar. En la actualidad, las principales alternativas utilizadas son el peróxido de hidrógeno, los compuestos hidroxiamino y los nitrocompuestos orgánicos.
Fosfatado a baja temperatura
La mayoría de los procesos existentes son fosfatados a media o alta temperatura. A temperaturas más altas, la película de transformación cristalina de fosfato es pobre tanto en uniformidad como en densidad, lo que resulta en el debilitamiento de su resistencia a la corrosión. Además, la temperatura de fosfatación más alta seguramente aumentará el consumo de energía, lo que conducirá a la contaminación ambiental y otros problemas. Por lo tanto, aunque la velocidad de formación de película de la tecnología de fosfatación a baja temperatura es extremadamente lenta y la eficiencia de producción es baja, es innegable que esta sigue siendo la dirección de la tecnología de fosfatación y el desarrollo del proceso. Las reacciones de fosfatación a baja temperatura normalmente requieren la adición de acelerantes para mejorar la eficiencia.
Sin fosfatación
El proceso de fosfatación tradicional producirá una gran cantidad de sedimentos y emisiones de fósforo, la contaminación ambiental es más grave, y el proceso de fosfatación tradicional para la eliminación de aceite, eliminación de óxido, ajuste de superficie, fosfatación, pasivación y otros procesos, el proceso es complejo, alto consumo de energía, y en el proyecto de tratamiento también es propenso a producir algunas sustancias tóxicas y nocivas. Con la atención de la gente a la protección del medio ambiente, el proceso de fosfatación tradicional se limitará cada vez más estrictamente y la tecnología sin fosfatación se ha preocupado ampliamente. En la actualidad, hay dos tipos de investigación: uno es el agente de tratamiento de membrana nanocerámica con ácido fluozircón como principal sustancia formadora de película, y el otro es el agente de tratamiento de silano.