Fosfateren

Het doel van fosfateren is het vormen van een fosfaatlaag op het metaaloppervlak. Het onderdeel wordt eerst gebeitst om de natuurlijke oxidelaag op het metaal te verwijderen. Tijdens het proces worden metaalkationen opgelost wanneer waterstof wordt ontwikkeld.

Daarna volgt het bad in een fosfaatoplossing en worden slecht oplosbare fosfaten neergeslagen. Afhankelijk van de samenstelling van de oplossing ontstaat er een ijzer-, mangaan- of zinkfosfaatlaag. Het proces kan indien nodig worden herhaald. Er wordt eenonderscheid gemaakt tussen laagvormend en niet-laagvormend fosfateren.  

Niet-laagvormend fosfateren

Niet-laagvormende fosfateren wordt zo genoemd omdat er geen metaalkationen van de fosfaatoplossing worden overgedragen naar het behandelde metaal. In plaats daarvan komen alle kationen die de laag vormen uit het materiaal zelf. Dit zorgt voor een hoge maatnauwkeurigheid, maar biedt minder bescherming tegen corrosie dan laagvormend fosfateren.

Laagvormend fosfateren

Bij laagvormend fosfateren kunnen ook kationen uit het basismetaal betrokken zijn bij de laagvorming, maar het merendeel van de metaalkationen komt uit de fosfaatoplossing. Bij gemonteerde onderdelen moet rekening worden gehouden met de extra laag, die honderden nanometers tot enkele micrometers kan bedragen.

Metalen en soorten

 

Een ander onderscheidend kenmerk van fosfateren is het metaal dat bijdraagt aan de laagstructuur, meestal ijzer, zink of mangaan. Afhankelijk van de gewenste eigenschappen kunnen ook twee of drie van deze metalen tegelijkertijd worden aangebracht.

 

IJzer

IJzerfosfateren wordt gebruikt als bescherming tegen corrosie en als basis voor het verven van onderdelen zoals plaatwerk. Het wordt beschouwd als de eenvoudigste en goedkoopste variant van fosfateren omdat activering en fosfateren in dezelfde werkstap worden uitgevoerd. IJzerfosfateren vereist een temperatuur tussen 25 °C en 65 °C en een pH-waarde tussen 4 en 6. IJzerfosfaatlagen wegen tussen 0,2 en 0,8 g/m². IJzerfosfateren is geschikt voor werkstukken van ijzer, aluminium en zink.

 

Zink

Bij zinkfosfateren moet het metaaloppervlak worden voorbehandeld om een fijn kristallijne zinkfosfaatlaag te verkrijgen. Hiervoor is de eerste stap een bad met titaniumzouten. Aan het bad bij 35 °C tot 80 °C en pH-waarden van 2,2 tot 3,2 wordt nikkel toegevoegd. Bij dit proces ontstaan er poriën op het metaaloppervlak, die oliën voor corrosiebescherming bijzonder goed opnemen. De verfhechting op blank en gegalvaniseerd staal wordt ook verbeterd. De zinkfosfaatlaag ziet er mat uit en is lichtgrijs tot middengrijs. Ze weegt 1,5 tot 30 g/m².

 

Mangaan

Mangaanfosfateren wordt uitgevoerd bij een temperatuur tussen 90 °C en 95 °C en een pH tussen 2,2 en 2,4. Mangaanfosfaatlagen wegen tussen 10 en 25 g/m². Ze bieden wrijvingsverlagende eigenschappen, een goede bescherming tegen corrosie en een hoog absorptievermogen voor olie, ideaal voor gebruik in tandwielen of glijlagers. Door de donkergrijze tot zwarte kleur en het zijdematte uiterlijk wordt mangaanfosfateren ook gebruikt om het uiterlijk van handvuurwapens te verbeteren.

 

INFO: Laagdikte
De samenstelling van de fosfaatoplossing bepaalt de dikte van de conversielaag.Terwijl fosfateren met mangaan of zink tot 2 µm dik kan zijn, zijn ijzerfosfaatlagen meestal slechts enkele honderden nanometers.

 

 

Andere metalen en soorten

De tri-kation fosfatering omvat een zink-nikkel-mangaanfosfatering. Natriumnitraat, natriumnitriet, natriumfluoride en calcium zijn andere additieven die vaak worden gebruikt bij fosfateren. Het gebruik van titanium, zirkonium en kopersulfaat komt minder vaak voor. Nikkel wordt grotendeels vermeden vanwege zijn gezondheidsbedreigende eigenschappen.

 

Kenmerken en voordelen

• Hechtingsverbeteraar: de fosfaatlaag is stevig verankerd aan het basismetaal
• Hoge bescherming tegen corrosie: Poriën en capillairen bieden
• Hoog glijvermogen: Vermindering van wrijving en slijtage
• De optiek kan procesafhankelijk worden aangepast: fijne kristallijne tot grove kristallijne structuur, lichtgrijze tot zwarte kleur
• Isolatie: Fosfaatlagen bieden een hoge isolatieweerstand
• Roestvastheid: beschadigde lagen zijn nauwelijks roestgevoelig

 

 

Fosfateren wordt vaak toegepast op staal, maar ook op aluminium en gegalvaniseerd en gecadmeerd staal. Het wordt voornamelijk gebruikt om een coating voor te bereiden. Omdat de fosfaatlaag zeer goed hecht op metalen oppervlakken en poriën of capillairen de perfecte basis vormen voor oliën, vetten en verven, wordt fosfateren gebruikt als hechtingsverbeteraar.

 

Fosfateren als bescherming tegen corrosie

De fosfaatlaag zelf biedt al bescherming tegen corrosie, wat nog verder kan worden verbeterd met bijvoorbeeld oliën. Daarnaast is de laag roestwerend en kan het roesten eronder grotendeels worden voorkomen. Zinkfosfateren biedt betere bescherming tegen corrosie dan ijzerfosfateren.

 

Verbetering van de glij-eigenschappen door fosfaatlagen

Fosfateren verbetert de glij-eigenschappen van werkstukken. Met name zinkfosfaatlagen worden gebruikt voor het koudvormen van staal. Ze reageren met alkalische zepen tot zinkzepen die bestand zijn tegen hogere temperaturen en een ideaal smeerstofsysteem vormen.

 

Mangaanfosfaatlagen worden vaak gebruikt om te voorkomen dat werkstukken vastlopen door te weinig smeermiddel. Ze kunnen de slijtage van wrijvingsvlakken verminderen.

 

Elektrische eigenschappen

Fosfaatlagen zijn ideaal voor isolatie omdat ze ondanks hun geringe dikte een hoge elektrische weerstand bieden. Ze worden bijvoorbeeld gebruikt in elektrische staalplaten voor magneetkernen.

 

Fosfaatlagen bieden een betere bescherming tegen corrosie dan zwarte oxidelagen, aangezien corrosiewerende oliën en vetten beter hechten aan hun onregelmatige contouren dan amorfe zwarte oxide-oppervlakken.

 

Bruneren is met name geschikt voor precisieonderdelen. Het biedt een hoge mate van maatnauwkeurigheid aangezien de laag in het onderdeeloppervlak wordt gevormd. Bij laagvormend fosfateren moet daarentegen rekening worden gehouden met de laagdikte die zich aan het oppervlak vormt.

 

De exacte afstemming tussen temperaturen, reactietijden, chemicaliën en hun concentratie is essentieel voor het succes van fosfateren. Dankzij jarenlange praktijkervaring in badmanagement en moderne installaties kunnen wij de exacte bepaling van deze parameters garanderen. Wij zorgen ervoor dat uw basismateriaal niet wordt beschadigd en stemmen de dikte van de fosfaatlaag, kristalgroottes en oppervlaktehechting af op het beoogde gebruik van uw werkstukken. Vertrouw op een competente partner voor maximale kwaliteit.

 

 

Maximale werkstukgrootte:
1800 x 320 x 500 mm

 

 

Het doet ons een genoegen dat u uw werkstukken bij Härtha wilt laten fosfateren. Hiervoor hebben we de volgende gegevens nodig:

• Materiaalaanduiding
• Eventuele informatie over eerdere warmtebehandelingen
• Eventuele informatie over de gewenste laagdikte (in µm)

 

 

In ons vestigingsoverzicht kunt u zien waar wij fosfateren en vele andere bewerkingen bij u in de buurt aanbieden.