Металеву заготовку занурюють у резервуар для фосфатування, так що хімічна реакція та фізична дія на поверхню для утворення шару плівки хімічного перетворення зі спеціальною структурою та функціями називається процесом фосфатування, а утворена плівка хімічного перетворення називається фосфатуванням фільм.
Пориста кристалічна структура фосфатуючої плівки визначає, що площа поверхні заготовки набагато більша, ніж площа поверхні після дробеструйної та піскоструминної обробки, тому адгезія покриття є набагато більшою, ніж при фізичній попередній обробці. Електропровідність плівки для фосфатування є поганою, що добре гальмує електрохімічну корозію, а час захисту від іржі після фосфатування значно подовжується.
Механізм фосфатування являє собою складний змішаний процес електрохімічних і хімічних реакцій. Простіше кажучи, після того, як залізо контактує з розчином фосфорної кислоти, поверхня заліза спочатку піддається повільній реакції відновлення з H+, що утворюється в результаті іонізації фосфорної кислоти з утворенням іонів заліза. Потім іони двовалентного заліза реагують з іонами дигідрогенфосфату, іонізованими з розчину фосфату. Завдяки високій концентрації дигідрофосфату відновлені іони двовалентного заліза негайно реагують з ним, утворюючи фосфат, утворюючи фосфатний шар на поверхні частинок. Процес фосфатування зазвичай включає: знежирення, мийку, коригування поверхні, фосфатування, дообробку тощо.
Механізм простий для розуміння:
Після того, як зразок виходить з основного розчину фосфатування, на поверхні зразка залишається велика кількість розчину фосфатування, яка в основному зосереджена в порах плівки фосфатування. Якщо залишковий розчин фосфатування негайно промити в цей час, він обов’язково перерве подальше утворення плівки розчину фосфатування в порах, полегшуючи утворення мікробатарей у порах і прискорюючи процес корозії.
Якщо його висушити природним шляхом, фосфатуюча рідина, що залишилася в порах, продовжуватиме утворювати плівку, завдяки чому процес фосфатування продовжується в порах, і фосфатуюча плівка потовщується в порах, заповнюючи пори та ущільнюючи плівку фосфатування.
На цьому етапі постійний магніт приводного двигуна здебільшого використовує процес фосфатування, а Baotou Jinshan Magnetic Material оптимізувала параметри процесу фосфатування магнітної сталі: DOE трьох змінних, концентрації, температури та часу.
Висновки такі: доцільно використовувати травлення фосфорною кислотою перед фосфатуванням спечених магнітів NdFeb. Завдяки слабкій кислотності фосфорної кислоти, невеликому пошкодженню матриці, гарній консистенції кольору після фосфатування та легшому контролю, ніж азотній кислоті, це можливо з точки зору процесу. При травленні фосфорною кислотою час дії фосфорної кислоти може бути відповідно тривалим, хоча зі збільшенням часу величина необоротних втрат магнітного потоку збільшиться, але час не перевищує 3-5хв, значення незворотних втрат магнітного потоку потік прийнятний. Однак, якщо час буде довшим, величина необоротних втрат магнітного потоку магніту також значно збільшиться. Однак під час травлення необхідно суворо контролювати температуру травильної рідини, в принципі, вона не повинна перевищувати 40 градусів, інакше це призведе до значного збільшення необоротної втрати магнітного потоку.
Існує три поширених методи обробки фосфатуванням: високотемпературне фосфатування, середньо- та низькотемпературне фосфатування та фосфатування при кімнатній температурі.
З безперервним удосконаленням науки і техніки процес фосфатування стає все більш і більш зрілим, якість виробництва розчину для фосфатування при нормальній температурі та прискорювача окислення також стає все вищою і вищою, а ринкова ціна продажу стає все нижчою і нижчою. Усе це закладає гарну основу для просування та застосування процесу фосфатування при нормальній температурі. Однак параметри продуктивності процесу фосфатування при різних температурах також мають очевидні відмінності.
GB/T 1376-2020: фосфатуючі плівки для металів та інші неорганічні покриття металів. Цей стандарт визначає вимоги до методу фосфатування плівки.
GB/T 6807-2001: Технічні умови для фосфатування сталевих заготовок перед нанесенням покриття. Цей стандарт визначає класифікацію, технічні вимоги, методи контролю та правила приймання фосфатуючих плівок перед нанесенням покриття на сталеві заготовки.
HB/Z 5080-1996: процес фосфатування для сталевих деталей, HB5067461-2005: випробування на водневе освітлення для процесу металізації – Частина 1 Механічний метод.
В даний час поширеними проблемами вітчизняної технології фосфатування є: висока температура фосфатування, короткий термін служби розчину фосфатування, складне миття та забруднення води. Це не тільки створює тягар для екологічного управління, але й споживає багато води, фосфатів та інших ресурсів. Таким чином, напрямок розвитку технології фосфатування полягає в основному в покращенні якості та зменшенні забруднення, енергозбереженні, нетоксичному захисті навколишнього середовища та подальшому чистому фосфатуванні, фосфатуюча рідина повинна мати характеристики економії матеріалів та енергії, розумну функцію та продукт не завдає шкоди здоров'ю людини та навколишньому середовищу під час і після використання.
Без фосфатування нікелю
Нікель є загальноприйнятою добавкою до розчину фосфатування, яка має функцію очищення зерна, заповнення порожнеч і підвищення стійкості до корозії тощо. Фосфатне покриття зазвичай наноситься розчином фосфатування, що містить нікель. Нікель, нанесений під час цього процесу (або в елементарній формі, або як компонент сплаву, наприклад Zn/Ni), забезпечує відповідну електропровідність для покриття під час наступного електропокриття. Однак, через його високу токсичність і небезпеку для навколишнього середовища, його використання слід уникати або принаймні зменшити, коли це можливо.
Безнітритне фосфатування
Нітрит може споживати водень, що утворюється на межі реакції фосфатування, сприяти утворенню шару плівки, є хорошим прискорювачем, але нітрит є токсичним, шкідливим для здоров’я людини, і в той же час є більше осаду, погана стійкість до корозії та інші недоліки , незручний у використанні. В даний час основними альтернативами, що використовуються, є перекис водню, гідрокси-аміносполуки та органічні нітросполуки.
Низькотемпературне фосфатування
Більшість існуючих процесів є середньо- або високотемпературним фосфатуванням. При більш високих температурах трансформаційна плівка кристала фосфату є поганою як однорідністю, так і щільністю, що призводить до послаблення його корозійної стійкості. Крім того, вища температура фосфатування призведе до збільшення споживання енергії, що призведе до забруднення навколишнього середовища та інших проблем. Таким чином, незважаючи на те, що швидкість утворення плівки в технології низькотемпературного фосфатування надзвичайно повільна, а ефективність виробництва низька, беззаперечно, що це все ще напрямок розвитку технології фосфатування та процесу. Низькотемпературні реакції фосфатування зазвичай вимагають додавання прискорювачів для підвищення ефективності.
Без фосфатування
Традиційний процес фосфатування призведе до утворення великої кількості осаду та викидів фосфору, забруднення навколишнього середовища є більш серйозним, а традиційний процес фосфатування для видалення масла, видалення іржі, коригування поверхні, фосфатування, пасивації та інших процесів є складним, високим споживання енергії, а також у проекті очищення також схильний до утворення деяких токсичних і шкідливих речовин. З увагою людей до захисту навколишнього середовища традиційний процес фосфатування буде дедалі суворіше обмежений, а технологія без фосфатування викликає широке занепокоєння. В даний час існує два види досліджень: один - засіб для обробки нанокерамічної мембрани з фтоцирконовою кислотою як основною плівкоутворювальною речовиною, а інший - засіб для обробки силаном.