Phosphatierung zum Lagerschutz

Die Phosphatierung zum Lagerschutz gehört zur Dickschicht-Phosphatierung, bei der die Schichtdicke mehr als 20 µm beträgt und das Schichtgewicht in der Regel zwischen 10 und 30 g/m² oder sogar darüber liegt. Dadurch wird hervorragende Schutzleistung gewährleistet. Nach der Phosphatierung werden die Lager mit Öl, Fett oder Wachs beschichtet, um ihre Korrosionsbeständigkeit weiter zu erhöhen.

Phosphatierungsmethoden

1. Langsame Phosphatierung

Die Badlösung besteht aus Zinkdihydrogenphosphat, Mangandihydrogenphosphat, Eisendihydrogenphosphat oder einer Kombination dieser Stoffe zusammen mit freier Phosphorsäure.

• Da kein Oxidationsmittel enthalten ist, steigt die Konzentration der Fe²⁺-Ionen mit der behandelten Oberfläche an, was zur Sedimentansammlung führt.
• Die Verarbeitungszeit beträgt 40–60 Minuten.

2. Beschleunigte Hochtemperatur-Phosphatierung

Durch die Zugabe von Oxidationsmitteln wie NO₃⁻ oder ClO₃⁻ zur Phosphatierungslösung wird die Phosphatierungszeit erheblich verkürzt.

• Diese Mittel oxidieren die Wasserstoffionen, die während der Reaktion zwischen Stahl und Säure entstehen, und die in der Lösung gelösten Eisenionen, wodurch eine stabile Fe²⁺-Konzentration aufrechterhalten wird.
• In Lösungen, die Beschleuniger enthalten, bleibt der Zinkgehalt, obwohl er anfänglich reduziert ist, während des gesamten Prozesses unter einem bestimmten Säureverhältnis stabil. Dadurch bleibt die Zusammensetzung des Phosphatierungsfilms gleichmäßig, unabhängig von der behandelten Fläche.
• Außerdem ist die Sedimentation in der Lösung deutlich geringer als in Lösungen ohne Beschleuniger, ohne dass die Korrosionsbeständigkeit des Phosphatierungsfilms beeinträchtigt wird. Die Lebensdauer der Badlösung wird ebenfalls erheblich verlängert.

Während der Produktion sind regelmäßige Tests und das Auffüllen der Lösung erforderlich für die gleichbleibende Filmqualität.

• Handhabung der Werkstücke: Große Komponenten werden normalerweise mit speziellen Vorrichtungen oder Körben gehandhabt, während kleinere Teile in Trommeln behandelt werden.
• Energieeffizienz: Durch jüngste Fortschritte konnte die erforderliche Phosphatierungstemperatur von 92–98 °C auf 65–85 °C gesenkt werden, sodass die ausreichende Schichtdicke ohne Erhöhung des Energieverbrauchs erreicht werden kann.
• Phosphatierungsschichten können mit standardmäßigen Kupfersulfatlösungen getestet werden, wobei 20–30 Minuten ohne Rostbildung erreicht werden.

Farbvariationen:

• Bei kohlenstoffreichem Stahl und kohlenstoffreichem niedriglegiertem Stahl entstehen schwarze oder tiefgrauschwarze Filme.
• Bei Stählen mit mittlerem und niedrigem Kohlenstoffgehalt entstehen silbergraue bis graue Filme.

Für schwarze Phosphatierungsfilme stehen drei Methoden zur Verfügung:

1. Vorfärben vor dem Phosphatieren.
2. Schwarzes Phosphatieren durch Zugabe von Färbemitteln zur Phosphatierungslösung.
3. Schwarzfärbung nach dem Phosphatieren.

Funktionen der Phosphatierungsbehandlung

1. Verbesserte Korrosionsbeständigkeit

• Obwohl der Phosphatierungsfilm dünn ist, wirkt er als nichtmetallische, nichtleitende Isolationsschicht, die die Oberfläche von einem guten zu einem schlechten Leiter macht.
• Dadurch wird die Bildung von mikrogalvanischen Zellen auf der Metalloberfläche gehemmt und die Filmkorrosion wirksam verhindert.

2. Verbesserte Haftung

• Der Phosphatierungsfilm bildet eine fest haftende Struktur mit dem Metallsubstrat.
• Aufgrund seiner porösen Beschaffenheit können Beschichtungen besser eindringen und sich besser verbinden, wodurch die Haftung zwischen Beschichtungen und Phosphatierungsfilm insgesamt verbessert wird.

3. Vorbereitung auf saubere Oberfläche

• Phosphatierungsfilme können sich nur auf öl- und rostfreien Oberflächen bilden, wodurch sichergestellt wird, dass die behandelten Metallwerkstücke eine saubere, gleichmäßige, öl- und rostfreie Oberfläche aufweisen.

4. Verbesserte Kaltumformungsleistung

• Phosphatierung verbessert die Materialleistung bei Kaltverarbeitung.

5. Geringere Reibung und verbesserte Gleiteigenschaften

• Phosphatfilme verbessern die Oberflächenreibungseigenschaften und machen so das Gleiten reibungsloser und verbessern die Verschleißfestigkeit.