فسفاته کاری

فسفاته کاری عملیاتی است که روی آهن ، فولاد و یا آلومینیوم در حضور محلول رقیق اسید فسفریک و دیگر ترکیبات انجام می شود. این فرآیند بیشتر به عنوان یک روش پیش عملیاتی در ارتباط با روش های دیگر محافظت در برابر خوردگی استفاده می شود. همچنین فسفاته کاری به دلیل هزینه نگهداری و تامین انرژی پایین فرآیند ، مورد توجه صنایع قرار گرفته است.

در واقع فسفاته کاری یک روش پوشش دهی شیمیایی برای بهبود کیفیت سطح است که در آن یک سطح فلزی با محلول آبی فسفات واکنش می دهد. برای این منظور ابتدا مواد از طریق اسید شویی فلزات، تمیزکاری می شوند و سپس لایه فسفات تشکیل می شود. همچنین این لایه معمولا شامل بلورهای آهن، روی یا منگنز است. لازم به ذکر است که لایه های ایجاد شده متخلخل، جاذب و مناسب به عنوان لایه تبدیلی برای پوشش پودری بعدی، بدون انجام عملیات بیشتر هستند.

در فرآیند شیمیایی/الکتروشیمیایی فسفاته کاری فسفات های نازک ، ریز کریستالی و نامحلول در آب بر روی سطوح فلزی از محلول های اسید فسفریک با روش غوطه وری یا پاشش تولید می شوند. فسفاته کردن به ویژه برای قطعات ساخته شده از فولاد و آهن استفاده می شود. عناصر ساخته شده از روی یا سایر فلزات غیر آهنی نیز می توانند فسفاته شوند. زمینه های کاربرد این فرآیند حفاظت در برابر خوردگی، کاهش سایش، ارتقاء چسبندگی و عایق الکتریکی است. از آنجایی که لایه فسفات تولید شده بسیار خوب می چسبد، اغلب به عنوان بستری برای پوشش ها استفاده می شود.

فرآیند فسفاته کاری به منظور پیش عملیات قبل از پوشش یا رنگ آمیزی ، افزایش حفاظت در برابر خوردگی و بهبود خواص اصطکاکی اجزای لغزنده استفاده می شود. پوشش فلزی دارای پوشش فسفات روی و فسفات منگنز است. پوشش فسفات منگنز زمانی اعمال می شود که مقاومت در برابر سایش و خواص ضد پوسته شدن مورد نیاز باشد. فسفات منگنز همچنین دارای توانایی حفظ روغن است که باعث بهبود بیشتر خواص ضد اصطکاکی و ایجاد مقاومت در برابر خوردگی به قطعات پوشش داده شده می شود.

پوشش فسفات منگنز

انواع فسفاته کاری

همانطور که گفته شد سه نوع فسفاته کاری آهن ، روی و منگنز  وجود دارد که تمایز آنها نشان دهنده کریستال های منحصر به فردی است که در هر کدام تشکیل می شود. فسفاته شدن منگنز به طور کلی به عنوان ایجاد مقاومت در برابر خوردگی بیشتر دیده می شود، در حالی که فسفاته آهن در فشارها و دماهای بالاتر پایدارتر از فسفاته روی است. در ادامه به توضیح هر یک از انواع فسفاته کردن پرداخته شده است.

فسفاته آهن

فسفاته آهن باعث افزایش چسبندگی رنگ و مقاومت در برابر ضربه و همچنین محافظت در برابر اکسیداسیون می شود. اگرچه این نوع عملیات کمترین مقاومت در برابر خوردگی را در فرآیندهای فسفاته کاری ارائه می دهد. اما به دلیل هزینه کم، فسفاته آهن اغلب در تجهیزات داخلی و سایر قطعاتی که در معرض سطوح بالایی از سایش و خوردگی قرار نمی گیرند ، استفاده می شود. لازم به ذکر است که رنگ رسوب بسته به وزن پوشش از آبی کم رنگ در یک رسوب سبک تا رنگ خاکستری برای رسوب سنگین متفاوت خواهد بود.

فسفاته آهن

فسفاته منگنز

مانند تمام فرآیندهای فسفاته کاری ، کاربرد اصلی فسفاته منگنز به عنوان یک لایه زیرین برای روان کننده ها یا رنگ است. فسفاته منگنز شاید قوی ترین جاذب در بین انواع فسفاته کاری باشد و اغلب به عنوان یک حامل برای روغن ها و موم های بازدارنده زنگ استفاده می شود. در درجه اول به عنوان پوششی برای جلوگیری از تماس فلز با فلز استفاده می شود. فسفات منگنز معمولاً در برابر خوردگی مقاوم تر است و پس از آن فسفات آهن و همچنین در فشارها و دماهای بالاتر از روی پایدارتر است. همچنین از بین انواع فسفاته کاری ، بیشترین مقاومت در برابر سایش را دارد اما به اندازه فسفات روی در برابر خوردگی مقاوم نیست. فسفاته منگنز بدون پوسته پوسته شدن یا کنده شدن پوشش همراه می باشد و در صنایع خودروسازی و انتقال نیرو رایج است. همچنین از نظر رنگ، فسفات منگنز خاکستری تیره و تقریباً سیاه است.

فسفاته منگنز

فسفاته روی

فسفاته کاری روی انتخابی ارجح برای محافظت در برابر خوردگی فلزات آهنی است. این روش برای استفاده در آب و هوای نامطلوب مناسب است و در صنعت خودروسازی نیز بسیار مورد توجه است. همانطور که در سایر فرآیندها مشاهده می شود، فسفاته روی نیز باعث افزایش روانکاری می شود و به عنوان حامل رنگ، روغن و موم عمل می کند. از نظر رنگ، فسفاته روی به صورت یک طیف خاکستری تیره است، اگرچه می توان آن را رنگ کرد تا رنگ مشکی مات به آن بدهد.

فسفاته روی

کاربرد فسفاته کاری

کاربردهای اصلی فسفاته کاری عبارتند از:

• حفاظت در برابر خوردگی در ارتباط با پوشش های آلی مانند رنگ ها و فیلم های پلیمری
• تسهیل فرآیندهای شکل دهی سرد مانند کشش سیم، کشش لوله یا کشش عمیق
• حفاظت در برابر خوردگی در ارتباط با روغن ها و موم ها
• محافظت در برابر خوردگی بدون نیاز به عملیات بعدی
• ایجاد چسبندگی قوی برای رنگ آمیزی یا سایر پوشش های آلی

مراحل فسفاته کاری

مراحل فسفاته کاری شامل مراحل زیر می باشد:

• تمیز کردن سطح: در اثر واکنش شیمیایی انجام شده، رسوب فسفاته بر روی فلز می نشیند. در نتیجه ضروری است که ابتدا سطح قطعه مورد نظر تمیز شود. این تمیزکاری می تواند به صورت فیزیکی یا شیمیایی انجام شود. تمیزکاری فیزیکی با روش های شات بلاست یا سندبلاست فلزات انجام شده و در روش شیمیایی از یک سری مواد چربی گیر استفاده می شود.
• شستشو: پس از عمل چربی گیری قطعه مورد نظر شستشو می شود.
• فعال سازی سطحی
• فسفاته کردن
• شستشو: قطعه مورد نظر حتما باید پس از فسفاته کردن شسته شود. دلیل این امر آن است که ترکیبات فعال شیمیایی از روی سطح برداشته شود، زیرا عدم انجام این مرحله منجر به خوردگی سطح می شود.
• شستشوی خنثی سازی
• خشک کردن

توجه داشته باشید که متناسب با شرایط ممکن است برخی از مراحل بالا حذف شود.

فسفاته کاري روی

هزینه فسفاته کاری

هزینه فسفاته کاری با توجه به نوع آن می تواند متفاوت باشد. به عنوان مثال پوشش فسفاته منگنز نسبت به فسفاته روی و آهن گرانتر هستند و معمولا زمانی استفاده می شود حداکثر مقاومت به خوردگی مورد نیاز باشد. اما در تجهیزاتی که در معرض سایش و خوردگی قرار نمی گیرند، معمولا به دلیل هزینه پایین از فسفاته آهن استفاده می شود. همچنین لازم به ذکر است که هزینه فسفاته کاری به نوع و حجم پوشش استفاده شده نیز بستگی دارد.

خدمات فسفاته کاري