Ytomvandling

ZINKFOSFATERING

Zinkfosfatering är ett av våra viktigaste kompetensområden. Våra produkter är marknadsledande och tekniskt kan vi ge Er som kund den bästa supporten. Zinkmanganfosfatering är idag standard inom fordonsindustrin som ytomvandling före lackering.zinkfosfatering  och zinkmanganfosfatering lackering korrosionsskydd material lackeras lågtemperatur zinkmanganfosfateringssystem nickelfria processer

Det finns en mängd olika zinkfosfaterings- och zinkmanganfosfateringsprodukter. De flesta används som ytomvandling före lackering. Några produkter används dessutom som dekorativt utseende eller som ytomvandling och korrosionsskydd på material som inte skall lackeras. Olika produkter har alltså olika användningsområden. Vi har lågtemperatur zinkmanganfosfateringssystem samt nickelfria processer. Vi försöker att minimera antalet tillsatser och därigenom förenkla processkötseln.

 

 Gardobond® 24Gardobond® 26Gardobond®
R 2240
Gardobond®
R 2600
Gardobond®
R 51/1
Gardobond®
Z 3190
Gardobond®
Z 3400
Sprutning-++-+++--
Doppning++++++++++++++
Stål++++++++++++++
Förzinkat stål++++-++++++
Aluminium+++++++++--
ZinkmanganJAJAJAJAJANEJNEJ
NickelfriNEJNEJJANEJNEJNEJNEJ
Skiktvikt g/m21-51-51-51-52-55-152-10
++: Mycket lämplig +: Lämplig -: Ej lämplig

 

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.

Till vad används fosfatering och varför?

Fosfatbeläggning av metaller har flera användningsområden och olika kundnyttor. Här följer en kort beskrivning av olika tillämpningar.

Som enskilt korrosionsskydd

Fosfatbeläggningar för korrosionsskydd av maskindelar och maskinelement består vanligen av zinkfosfat, zinkkalciumfosfat eller manganfosfat. Skikten skall ha en tjocklek motsvarande minst 5 g/m2 eller ännu hellre mer än 10 g/m2. Tjockare skikt ger generellt bättre korrosionsskydd.
Korrosionsskyddet hos beläggningen ökas ytterligare genom en efterbehandling med korrosionsskyddsolja eller vax.

Som 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.

Vid 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.

Som 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.

Som 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.

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++ H

På förzinkat sker följande:
Zn + 2H+  → Zn2++ H

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-→ FePO(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.

X