Lássuk a tankönyvi anyagot a foszfátozásról, lentebb pedig a hétköznapi ipari felhasználásban mit is jelent ez.

Foszfátozáskor a fém felületén – a foszfátozó oldat összetételétől függően – vas-, cink- cink-kalcium- vagy mangántartalmú kristályokból és/vagy elegykristályokból álló foszfátréteg alakul ki. Viszonylag új eljárás a szerves oldószeres foszfátozás, amelynél az eljárás után a vékony vas és cink-foszfát réteget még szerves polimer film is borítja.

A munkadarabok alapanyaga rendszerint vas, szénacél vagy gyengén ötvözött acél, de lehet alumínium, cink és ötvözetei is.

A foszfátozás alkalmazásának fontosabb területei:

• korrózió elleni védelem (zsírokkal, olajokkal kombinálva),
• közbenső réteg, a szerves (festék vagy műanyag) bevonatok tapadásának és korrózióállóságának növelésére,
• felületi súrlódások csökkentése hidegalakítási műveletekhez,
• kopás csökkentése egymáson csúszó gépalkatrészeknél,
• elektromos szigetelés stb.

A foszfátozási művelet történhet bemerítéssel, szórással vagy ritkán ecseteléssel.

Valamennyi foszfátréteg képződését, szerkezetét és tulajdonságait számos tényező befolyásolja, amelyek között a legfontosabbak:

• az alapfém minősége, felületi érdessége,
• a felületelőkészítés módja,
• az öblítési körülmények,
• a foszfátozás műveleti feltételei (az alkotók koncentrációja un. pontszáma, hőmérséklet, kezelési idő, stb.).

A megfelelő minőségű bevonat kialakításához a munkadarab kifogástalan zsírtalanítása, oxidmentesítése valamint alapos vizes öblítés, egyes esetekben aktiválás szükséges.

7.1.VASFOSZFÁTOZÁS

Vas-foszfát rétegeket elsősorban vason, acélon állítanak elő. Az eljárás a nem rétegképző foszfátozáshoz tartozik.

Fő felhasználási területe a lakkok és festékek, elsősorban az elektroforetikus valamint elektrosztatikus festési eljárásoknál a felhordása előtt, mivel a rétegek elektromos ellenállása kicsi.

A vas-foszfát-réteg nagyon finom kristályokból áll, a rétegvastagsága 1 m alatti, kékeszöld színű, részben pedig szivárványszínben játszik. Növekvő rétegtömeggel a felület mattabbá és szürkébbé válik.

A vas-foszfát rétegeknek a tömegtől függően két csoportja ismeretes: 0,2 – 0,6 g/m2-es és 0,6 -1,2 g/m2-es.

7.2. CINKFOSZFÁTOZÁS

A cinkfoszfátozás során olyan vizes oldatokat használnak, amelyek cink-dihidrogén-foszfátot tartalmaznak és főként acél, cink valamint alumínium alapfémek felületkezelésére alkalmasak.

A cink-foszfát rétegek matt szürkés-sötétszürkés színűek, jó szigetelő tulajdonságúak. A kristályokkal borított fémfelület kb. 5-6-szorosa a sima felületnek.

A korrózióállóság növelésére szükség lehet utókezelésre, melyhez hatértékű krómvegyületeket vagy újabban hatértékű krómmentes oldatokat használhatnak.

A gyakorlatban a legnagyobb alkalmazási területe a cinkfoszfátnak van. E foszfátrétegeket főleg festés előtt alkalmazzák.

Egyes esetekben a foszfátozott alkatrészeket ponthegeszteni kell, amely művelet csak akkor végezhető el, ha a rétegtömeg nem haladja meg az 5 g/m2 értéket.

Átmeneti korrózióvédelem céljára, megfelelő olajokkal, zsírokkal, viaszokkaal utókezelve 5-10 g/m2 tömegű cinkfoszfát-réteget használnak, akárcsak a feszültségmentes hidegalakítás megkönnyítésére. E rétegek a nagy adszorpcióképességük következtében , az alapfémnél jóval több kenőanyagot képesek felvenni. A foszfátréteg megnöveli a szerszámok élettartamát, csökkenti a selejt mértékét, javítja a gyártmány felületi minőségét, csökkenti a súrlódást és ezáltal a felhasznált elektromos energiát, továbbá lehetővé teszi a falvastagság jelentős csökkenését és a húzás sebességének növelését. A rétegtömeget a mindenkori felhasználási célnak megfelelően kell megválasztani, de általában 1-10 g/m2 .

7.3. MANGÁNFOSZFÁTOZÁS

Egymáson csúszó gépalkatrészek felületkezelésére a mangánfoszfátozás a korszerű műszaki színvonal egyik jellemzője.

A mangán-foszfát-rétegek színe a sötétszürkétol az antracitfeketéig változhat, amelyet a réteg vastagságán és a szemcsefinomságon kívül az alapfém minősége is befolyásol. Jellegzetes, egyenletesen tömör kristályokból áll, amely csak szemcsefinomító aktiváló előkezeléssel alakul ki a felületen.

A cinkfoszfátozással szemben e foszfátozási folyamat főleg 90 ^oC feletti hőmérsékleten játszódik le.

A mangán-foszfát-rétegek alkalmazásának legfontosabb előnyei:

• jobb bejáratási tulajdonságok,
• jobb nyomásterhelhetőség,
• kisebb kopás a bejáratás után.

A mangán-foszfát rétegek javasolt rétegtömegei – a csúszási tulajdonságok javítására munkadarab szoros illesztésekor, pl. hűtőgépkompresszorok dugattyúinál 1-3 g/m2, laza illesztéskor pl. fogaskerekek, tányérkerekek, hajtóművekben, ill. differenciálművekben pedig 5-20 g/m2.

A technológia ellenőrzése:

• Oldatellenőrzés:
  • hatóanyagok, és hőmérséklet.
• Bevonatellenőrzés:
  • rétegvastagság (rétegtömeg),
  • korrózióállóság vizsgálata.

Környezetvédelmi előírások:

• elszívás és légtisztítás,
• szennyvízkezelés (méregtelenítés: a hatértékű króm redukálása)
• veszélyes hulladékok (tömény elektrolitok, iszapok stb.) kezelése

Munkavédelmi előírások:

egyéni védőfelszerelések használata,

elszívás.

Szabvány: MSZ 21461-1:1988

Vonatkozó szabványok:

MSZ 6578-1:1984

MSZ 6579-1:1985

MSZ-05-22.7224:1978

MSZ-05-22.7224:1978 1M (1987)

MSZ-05-22.7320:1992

Felhasználható szakirodalom:

Felületvédelmi kézikönyv Főszerkesztő: Orgován László Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1989

Kocsis László – Nagy Ádám: Felületvédelem szervetlen bevonatokkat Muszaki Könyvkiadó, Budapest, 1984

Általában kétféle módszer van a foszfátozásra. Az első a merítő eljárás, a másik pedig a szórásos eljárás.

A foszfátot legtöbbször pH mérővel szokták mérni, ugyanis ehhez nem kell manapság vegyésznek lenni. A gyártó megadja, hogy milyen két érték közé kell esnie az értéknek, és, hogy mivel, és hogyan lehet ezt növelni, illetve csökkenteni. Általában a szórásos rendszerbe nem kell, hogy erősen savas legyen a foszfát, mert a mechanikai rácsapódás is segíti a zsír/olaj réteg eltávolítását.  Jelenleg a modern vegyszerek nem esnek a veszélyes anyag kategóriába, de természetesen védőeszközök használata előírt. A vegyszerekkel nagyon óvatosan kell bánni, mert mindig csak a jelenlegi tudásunk szerint nem számít veszélyes anyagnak. Modernebb festőkben már használnak automata adagoló szivattyúkat, ami automatikusan adagolja a vegyszert a kádba, így elég egy kontrol mérést végezni naponta. A foszfátot minden esetben vízzel kell öblíteni. Erre a legjobb a hagyományos csapvíz. Egy hátránya, hogy vízcseppeket (vízkő) hagy a felületen, ami rontja a festék tapadásának minőségét.   Ezért az utolsó öblítés a jó minőség elérése érdekében minden esetben az ioncserélt/sótalanított vizes öblítés. Erre vannak alkalmas ipari víztisztító rendszerek. Ennek minőségét vezetőképesség mérő műszerrel lehet megmérni, mértékegysége a µS. Minél alacsonyabb ez az érték, annál kevesebb vízcsepp lesz a felületen (30 alatt megfelelő már- a víz nálunk 600). A foszfátozott felületre 24 órán belül (ha lehet azonnal) festeni kell, különben rozsdásodás lép fel!

Passziválás

A passziválás célja, hogy a már foszfátozott felületen létrehozzon egy olyan réteget, ami jobban segíti a festék tapadását. Hasonlóan itt is pH értékben vannak megadva a gyártók előírásai, illetve pontértékekben. Ezeket betartva egy nagyon jó minőségű festést tudunk garantálni vevőinknek.