Ytomvandling
Zinkfosfatering
Zinkfosfatering är standard inom fordonsindustrin som ytomvandling före lackering. Våra produkter används även som dekorativt skikt eller korrosionsskydd på olackade material. Vi erbjuder lågtemperatur zinkmanganfosfateringssystem och nickelfria processer som minimerar tillsatser och förenklar processkötseln.
Kontakta oss för rådgivning och produktval
Ytbehandling är en komplex process – därför finns vi här för att guida er rätt. Zinkfosfatering är ett av våra främsta kompetensområden, där vi erbjuder marknadsledande produkter och den främsta tekniska supporten.
Kontakta oss direkt eller ange dina uppgifter nedan så hör vi av oss!
Fördjupning i Zinkfosfatering
Fosfatering på kemispråk
Fosfatering är en sammanfattande benämning på ett stort antal kemiska ytomvandlingsprocesser som bildar en beläggning av metallfosfater på underlaget. Metaller som fosfateras är järn och stål, zink och förzinkat stål samt aluminium och i vissa fall magnesium.
Fosfatskikten används framför allt som korrosionsskydd av t ex bultar, muttrar, maskindelar etc, som förbehandling före lackering av till exempel bilkarosser och bilkomponenter, som smörjmedel och smöjmedelsbärare vid till exempel tråddragning, som inslitningsskydd på kugghjul i växellådor samt som elektrisk isolering.
Innan du fosfaterar
Ytorna som skall fosfateras måste vara rena från olja, smuts, fett och oxidbeläggningar. Den vanligaste rengöringsmetoden är mild alkalisk avfettning i vattenlösning, som föremålen doppas i eller sprutavfettas med.
Aktiveringsmedel bör alltid tillsättas i procesen innan fosfateringsbadet som konditioneringsmedel (groddbildare) för att ge täta, finkristallina skikt.
Fosfateringsreaktioner:
Reaktionen i samband med skiktbildningen består alltid av tre steg:
1. Betning
På stål sker följande:
Fe + 2H+ → Fe2++ H2 ↑
På förzinkat sker följande:
Zn + 2H+ → Zn2++ H2 ↑
2. Skiktutfällning
a) Zinkfosfat på stål
3Zn2+ + 2H2PO4– + 4H2O → Zn3(PO4)2 x 4H2O (Hopeit) + 4H+
alternativt
2Zn2+ + Fe + 2H2PO4– + 4H2O → Zn2Fe(PO4)2 x 4H2O (Fosfofyllit) + 4H+
alternativt
2Mn2+ + Zn2+ 2H2PO4– + 4H2O → Mn2Zn(PO4)2 x 4H2O (Zinkmanganfosfat) + 4H+
b) Zinkfosfat på förzinkat och aluminium
3Zn2+ + 2H2PO4– + 4H2O → Zn3(PO4)2 x 4H2O (Hopeit) + 4H+
alternativt
2Mn2+ + Zn2+ 2H2PO4– + 4H2O → Mn2Zn(PO4)2 x 4H2O (Zinkmanganfosfat) + 4H+
c) Manganfosfatskikt på stål
3Mn2+ + 2Fe2+ 4H2PO4– + 4H2O → (Mn,Fe)5H2(PO4)2 x 4H2O (Hureulit) + 4H+
3. Slamutfällning
Bara en del av det järn, som fälls ut vid betningen av stål går åt för skiktbildningen. Överskottet av tvåvärt järn oxideras till trevärt järn, som faller ut som slam.
Fe2+ + 2H+ + O → Fe3+ + H2O
Fe3+ + PO43-→ FePO4 (Järnfosfat)
Ovanstående beskrivning avser fosfatering av stål och förzinkat material. Reaktionsförloppet vid fosfatering av aluminium är något annorlunda men de består alltid av de tre stegen betning, skiktutfällning och slamutfällning.
Till vad används fosfatering och varför?
Fosfatbeläggning av metaller har flera användningsområden och ger olika kundnyttor. Nedan beskriver vi kort de vanligaste tillämpningarna.
Enskilt korrosionsskydd
Fosfatbeläggningar skyddar maskindelar och maskinelement mot korrosion. Skikten består vanligen av zinkfosfat, zinkkalciumfosfat eller manganfosfat med en tjocklek på minst 5 g/m², helst över 10 g/m². Dessutom förbättrar efterbehandling med korrosionsskyddsolja eller vax skyddet ytterligare.
Inslitningsskydd för maskindelar
Manganfosfatbeläggningar används som inslitningsskydd på kugghjul i till exempel växellådor och kolvar till kylkompressorer. Skiktet har en viss smörjande effekt, vilket förhindrar skärning mellan ytor som inte täcks av någon oljefilm. Dessutom binder skiktet en större oljemängd vid ytan, vilket är värdefullt i samband med inkörningen av till exempel en växellåda.
Dekorativ beläggning
Ett zinkfosfatskikt ger en jämnt grå/ljusgrå yta till utseende, manganfosfatering ger generellt ett mörkt grått utseende. Utseendet på skikten kan påverkas av efterbehandling av rostskyddsolja/vax. Skiktet ser då visuellt mörkare ut.
Underlag före lackering
Fosfatbeläggningar används i mycket stor omfattning som underlag för våtlackering och pulverlackering. Exempelvis fosfateras dom flesta bilkarosser före lackeringen. Andra detaljer som fosfateras är hushållsmaskiner, lantbruks- och entreprenadmaskiner, lastbilar och dess komponenter, cykelramar, lampor, element, stålmöbler mm.
Anledningen till att fosfatering används i så stor omfattning som målningsunderlag är följande egenskaper:
- Korrosionsskyddet förbättras betydligt. Uppstår en skada i lackfilmen så bromsas rostkrypningen från skadan effektivt.
- Vidhäftningen för färgen förbättras betydligt.
- Lacken blir lättare att applicera såväl vid konventionell sprutning med våt/pulverfärg, som elektrodopplackering dvs ED.
- Metoden är förhållandevis billig.
Som målningsunderlag används beläggningar av zinkfosfat (hopeit) eller järnzinkfosfat (fosfofyllit) med en tjocklek motsvarande 1-5 g/m2. För detaljer där man har mindre krav på korrosionsskydd används järnfosfatbeläggningar med en tjocklek motsvarande 0,2-0,8 g/m2.
Kallbearbetning
Zinkfosfatbeläggningar används vid en mängd kallbearbetningsoperationer, som rör- och tråddragning, bultslagning och sprutsmide. Skiktet som har en ganska porig och rå yta kan binda stora mängder smörjmedel, som i vissa fall reagerar med fosfatskiktet. Ett exempel är omvandling av natriumstearat till zinkstearat som är ett utomordentligt smörjmedel.
Fosfatbeläggningen har en mycket stark vidhäftning till underlaget och förhindrar att ytorna på verktyg och ämne skär fast. Draghastigheten kan därigenom ökas samtidigt som slitaget på verktyget minskar
Zinkmanganfosfatering i 9 steg
För att möta fordonsindustrins krav på ytomvandling före lackering krävs en lina med avfettning, aktivering, zinkmanganfosfatering och passivering.
I exemplet nedan visas en 9-stegs process. Linan kan med fördel förses med ytterligare sköljsteg.
Zirkoniumanalyser har genomförts med Yttekniks metod.
Våra kunder har totalt sparat
timmar i arbetstid...
…vilket motsvarar
7 år och 2 månader!