Фосфатування

Фосфатуванню піддають головним чином вуглецеву і низьколеговану сталь та чавун, а також кадмій, цинк, мідь та її сплави, алюміній. Фосфатуванню погано піддаються високолеговані сталі. Колір фосфатного покриття коливається від світло-сірого до темно-сірого, майже чорного.

Плівка (завтовшки 2…5 мкм) добре утримує рідке мастило, що знижує коефіцієнт тертя; завдяки високому питомому електричному опору фосфатні покриття витримують напругу 300…500 В і зберігають стійкість за температур до 400…500 °С. За твердістю фосфатна плівка переважає мідь і латунь, але вона м'якша за сталь. Розчинність у воді при кімнатній температурі 1,5 мг/л, при 90°С — 10,6 мг/л.

Фосфатування здійснюється зануренням виробів у нагрітий до 90…100°С розчин фосфатів заліза, марганцю, цинку і кадмію. Промисловість випускає готовий концентрат солей під назвою «мажеф» (скорочено від рос. МАрганец, ЖЕлезо, Фосфор). Зазвичай процес триває близько 1 год. Після фосфатування й сушіння виріб зазвичай пасивується в слабкому хроматному розчині.

При холодному фосфатуванні використовують такий розчин, частин за масою[2]:

Мажеф…………………2,5

Азотнокислий цинк…3,5

Нітрит натрію…………3,04

Вода……………………100

або:

Мажеф……………………3

Азотнокислий цинк……4

Фтористий натрій………1

Вода……………………100

Однією з технологій покращення антикорозійної стійкості металевих виробів шляхом утворення на їхній поверхні тонкого шару з нерозчинної суміші фосфорнокислих солей оксиду й закису заліза є так звана паркеризація (англ. Parkerizing). Назва технології виникла від назви американської компанії «Паркер» (Parker R. Р. С.), що запатентувала методику у 1918 року. Метод отримання покриття полягає у зануренні виробу в гарячу суміш розчину ортофосфатної кислоти та фосфатів заліза, цинку або мангану.

Електрохімічний спосіб (на змінному або постійному струмі) фосфатування чорних і кольорових металів як при кімнатній, так і при підвищених (до 65…70°С) температурах має тривалість обробки 15…20 хв, підвищення температури і густини струму скорочує час фосфатування до 5…8 хв.

Утворення фосфатної плівки — складний фізико-хімічний процес. Формування плівки починається з електрохімічного процесу, при якому на анодних ділянках поверхні залізо (цинк) переходить в розчин у вигляді іонів, а на катодних ділянках виділяється водень[3]:

на аноді:

Fe → Fe²⁺ + 2e^-; Fe²⁺ + HPO₄^2- → FeHPO₄

3Fe²⁺ + 2PO₄^3- → Fe₃ (PO₄)₂

Zn²⁺ + HPO₄^2- → ZnHPO₄

3Zn²⁺ + 2PO₄^3- → Zn₃ (PO₄)₂

на катоді:

2H⁺ + 2e^- → H₂

З ростом фосфатної плівки швидкість процесу зменшується і після закриття всієї поверхні плівкою фосфатування припиняється й припиняється виділення водню.

Утворені дво- і тризаміщені фосфати створюють фосфатну плівку на поверхні металу. Між фосфатною плівкою і металом існує тісний кристалохімічний зв'язок — іони металу, який фосфатується і є складовою частиною фосфатної плівки.

• Хромування
• Азотування
• Ціанування
• Цементація сталі

• Жук Н. П. Курс теории коррозии и защиты металлов. — М.: Металлургия, 2006. — 352 с.
• Коррозия. Справочник под редакцией Л. Л. Шрайера. — М.: Металлургия, 2004. — 632 с.
• Лебедев В. П., Колдма Р. Э., Авраменко В. А. Справочник по противокоррозионным лакокрасочным покрытиям. — Харків: Прапор, 2008. — 364 с.
• Малахов А. И., Тютина К. М. Коррозия и основы гальваностегии. — М.: Химия, 2007. — 238 с.

• Фосфатування // Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури / Р. А. Шмиг, В. М. Боярчук, І. М. Добрянський, В. М. Барабаш ; за заг. ред. Р. А. Шмига. — Львів, 2010. — С. 203-204. — ISBN 978-966-7407-83-4.
• «Фосфатування» в УРЕ