Fosforanowanie cynkowe. (zdjęcie wykonane mikroskopem skaningowym, powiększone 300 razy)
Chemiczna obróbka powierzchni*
Właściwe przygotowanie powierzchni wyrobów ma kluczowe znaczenie dla ich trwałości. Przez określenie przygotowanie powierzchni rozumiemy: usunięcie produktów korozji; usunięcie zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych; wytworzenie powłok konwersyjnych chroniących przed korozją oraz rozwijających powierzchnie.
Istnieje wiele metod przygotowania powierzchni, a wybór właściwej zależy od:
- wielkości i kształtu wyrobów
- charakteru zanieczyszczeń
- rodzaju materiału, z którego jest wykonany
- skali produkcji
- wymagań stawianych gotowym wyrobom
- możliwości technicznych zakładu.
Do przygotowania powierzchni stosujemy preparaty myjąco-odtłuszczające, trawiące, fosforanujące i pasywujące.
Preparaty do fosforanowania różnią się składem i pozwalają uzyskać powłoki o różnej strukturze i masie jednostkowej. Powłoki te, oprócz przeciwdziałania korozji, pełnią też funkcje techniczne (ułatwiają obróbkę plastyczną), a także zmniejszają współczynnik tarcia części współpracujących.
Procesy technologiczne
Najpowszechniej procesy fosforanowania stosowane są przed malowaniem zarówno ciekłym, jak i proszkowym.
Powłoki te mają strukturę krystaliczną, dzięki czemu zwiększają przyczepność farby do podłoża. Korzystny wpływ fosforanowania na trwałość i właściwości mechaniczne powłok lakierniczych ma nie tylko rozwinięcie powierzchni, ale także tworzenie wiązań chemicznych między kryształami fosforanów i składnikami lakieru. Krystaliczna powłoka fosforanowa stanowi również barierę w rozprzestrzenianiu się korozji podpowłokowej.
W przypadku malowania proszkowego, jeśli wyroby są eksploatowane w warunkach dużych narażeń na korozję, zaleca się stosowanie kąpieli tworzących warstwy krystaliczne zbudowane z fosforanów cynkowych lub cynkowo-wapniowych. Natomiast jeśli narażenia na korozję są niewielkie (eksploatacja w pomieszczeniach zamkniętych) można stosować obróbkę ścierną, odtłuszczanie lub wytwarzanie konwersyjnych powłok bezpostaciowych zbudowanych z fosforanów żelaza lub cyrkonu. Masa tych powłok waha się w granicach 0,2–1,5 grama na metr kwadratowy, co odpowiada grubości 0,2–1,5 mikrometra.
Do fosforanowania żelazowego (amorficznego) stosuje się preparaty, które zawierają w swoim składzie środki powierzchniowo czynne. Pozwalają więc w jednym procesie odtłuścić i wytworzyć powłokę ochronną. Taki proces dotyczy tylko tych wyrobów, które nie mają na powierzchni olejów, mydeł (po obróbce plastycznej) oraz śladów korozji.
Często prowadzi się proces fosforanowania żelazowego w dwóch wannach zawierających tę samą kąpiel. W pierwszej wannie wyroby są myte i odtłuszczane, a w drugiej zachodzi proces fosforanowania. Natomiast jeśli wyroby są bardzo zanieczyszczone (środki konserwujące, oleje) wówczas muszą być odtłuszczone alkalicznie (gdzie zachodzi proces zmydlania), wypłukane i dopiero fosforanowane, płukane ponownie i suszone. Takie same operacje trzeba prowadzić w przypadku stosowania kąpieli opartych na cyrkonianach.
Fosforanowanie krystaliczne zawsze wymaga dokładnego odtłuszczenia w kąpieli alkalicznej i płukania, następnie fosforanowania, płukania i suszenia. Pozornie wydaje się, że ciąg wannowy musi być dłuższy, jednak przy ręcznym sterowaniu procesem możemy skrócić ciąg technologiczny do zaledwie czterech wanien.
Stosowanie do odtłuszczania kąpieli alkalicznej o pH ok. 12 i kąpieli fosforanującej pH ok. 2,5 powoduje, że wody płuczące w długim czasie zachowują odczyn obojętny, ponieważ pierwsza płuczka po alkalicznym odtłuszczaniu jest jednocześnie pierwszą płuczką po kwaśnym fosforanowaniu, zachodzi więc proces samoczynnej neutralizacji. Woda z drugiej płuczki powinna uzupełniać odparowującą i wynoszoną wodę z pierwszej płuczki, natomiast druga płuczka powinna być zasilana czystą wodą. Taki ciąg technologiczny pozwala znacznie ograniczyć koszty procesu.
Kąpiele do fosforanowania krystalicznego (cynkowe, cynkowo-wapniowe), opracowane w firmie Empas, stosowane są w niskich temperaturach
40–45 st. C, nie wymagają wprowadzania drogiego procesu aktywowania tytanowego w celu uzyskania drobnokrystalicznej struktury, nie trzeba stosować substancji utleniających przyśpieszających proces fosforanowania.
Komentarze (0)