Pulverlack- und Spezialbeschichtungen

Phosphatierung

Begriff

Beizen

Eisenphosphatierung

Zinkphosphatierung

Begriff

Unter Phosphatierung versteht man die Herstellung einer schwerlöslichen Metallphosphatschicht auf dem Substrat. Dieser Prozess ist, obwohl das Resultat einen Korrosionsschutz darstellt, immer mit einer Korrosion verbunden. Durch chemische Vorgänge wird durch die saure Phosphatierlösung eine (notwendige!) Beizreaktion ausgelöst, welche nicht nur die obersten (fast nicht messbar kleinen) Metallschichten auflöst, sondern auch gleichzeitig letzte Verunreinigungen absprengt.


Beizen

Metallteile sind häufig durch ihre Bearbeitung oder durch äußere Einwirkungen mit schwerlöslichen Oxiden wie Rost oder Zunder belegt. Diese Oxide würden die Phosphatierung nachhaltig erschweren und müssen daher entfernt werden. Das kann bei Werkstücken geeigneter Geometrie durch Schleifen oder Sandstrahlen erfolgen, bei ungünstigeren Formen der Produkte muss jedoch gebeizt werden.

Das Auflösen der Oxide erfolgt in temperierten, relativ hoch konzentrierten Säuren. Diese Reduktion geschieht bei einigen Oxiden recht rasch (z.B. FeO), höhere sind selbst in den verwendeten Säuren nur zögerlich löslich. Da diese Oxide aber in Verbindung mit dem darunter liegenden reinen Grundmetall in Verbindung stehen, bilden sich Lokalelemente aus, was dazu führt, dass das Potential des Oxids (Beizen ist ein elektrochemischer Vorgang) stark verringert wird und damit nun doch recht schnell gelöst wird.
Durch das Beizen wird natürlich auch das Grundmetall angelöst, die hierdurch entstehende Mikro- Aufrauung ist für nachfolgende Beschichtungen aber von großem Vorteil (bessere Verankerung).


Eisenphosphatierung

Dieses Phosphatierverfahren wird allgemein als nichtschichtbildend bezeichnet, weil die erzeugte Schicht kaum messbar unter 1 µm stark ist. In der Badlösung enthalten sind unter anderem Alkaliphosphate, welche die zur Ausbildung der Schicht erforderlichen Anionen liefern. Das Kation (z.B. Eisen) wird in diesem Badtyp stets vom zu behandelnden Metall geliefert.
Durch den Anteil an Alkaliphosphat ist der pH- Wert von 4 bis 5 eines solchen Bades recht mild eingestellt, wodurch auch der Materialabtrag der einsetzenden Beizreaktion nur gering ausfällt. Generell lässt sich die Phosphatierung in zwei Vorgänge aufteilen:

  • Beiz- oder Korrosionsreaktion
  • Schichtbildungsreaktion
In der ersten Phase wird zunächst vom Alkaliphosphat ein Teil des Oberflächenmetalls in lösliche Phosphate umgewandelt. Im zweiten Schritt reagiert diese neue Verbindung weiter mit dem Alkaliphosphat, wobei unlösliches Metallphosphat auf der Werkstückoberfläche auskristallisiert.
Struktur und Rauhigkeit der Kristallschicht sind weitgehend abhängig von der Beschaffenheit der Materialoberfläche. Die blau- bis gelbgrau erscheinende Phosphatschicht stellt einen temporären Korrosionsschutz dar und erweist sich (nach dem Trocknen) als hervorragender Haftgrund für die nachfolgenden Beschichtungen.
Behandeln lassen sich mit diesem Badtyp die verschiedensten Metalle, wie z.B. Aluminium und -legierungen, Messing, verzinkte Oberflächen und natürlich Eisen und fast alle Stähle.


Zinkphosphatierung

Im Gegensatz zur oben beschriebenen ist diese Phosphatierung schichtbildend, da sie Schichtdicken im Bereich von etwa 7 µm bis 15 µm liefert (bei ungünstiger Badsteuerung können leicht 100 µm erreicht werden!). Wie es der Name schon andeutet, ist in dieser Lösung das schichtbildende Kation (Zink) bereits enthalten. Der Mechanismus der Schichtbildung verläuft analog dem oben beschriebenen Vorgang, nur wird das Grundmetall aufgelöst und nicht am Schichtaufbau beteiligt. Das Anion (Phosphat) stammt aus einem bestimmten Gehalt an Phosphorsäure, wodurch sich ein pH- Wert des Bades von etwa 2 einstellt. Demzufolge ist auch die Beizreaktion wesentlich heftiger.

Diese grauen, relativ dicken Phosphatschichten stellen naturgemäß alleine bereits einen recht guten Korrosionsschutz dar, welcher durch eine Beschichtung noch deutlich optimiert wird.
Verwendet wird dieser Badtyp für die Metalle Eisen und Zink. Aluminium kann hier meist leider nicht bearbeitet werden, da es ein Badgift darstellt. Bei Bedarf kann jedoch auf eine andere Rezeptur ausgewichen werden, die auch eine Phosphatierung von Aluminium und seinen Legierungen gestattet.

Bitte beachten Sie: Wegen zu geringer Nachfrage haben wir unsere Zinkphosphatierung derzeit eingestellt.

Unsere Phosphatierungen entsprechen den in der Norm DIN 50 942 gemachten Festlegungen. Aus unserer Fertigung haben wir alle chromathaltigen Substanzen verbannt, damit entsprechen unsere Produkte auch den strengen Forderungen der Automobilindustrie.

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