Warum wird eine Oberflächenbehandlung verwendet?
Die Oberflächenbehandlung erhöht die Effizienz aller Pulverlacke und Nasslacke. Korrosionsbeständigkeit und Haftung des Lackes erhöhen sich durch die richtige Oberflächenbehandlung. Probleme wie Korrosion und Blasenbildung in der Beschichtung werden durch unsachgemäße Anwendung der Vorvorbereitung verursacht. Die Oberflächenbehandlung ist im Allgemeinen wichtiger als die endgültige Beschichtung.
| Unabhängig davon, wie gut das Lackiersystem ist, sollte ein langfristiger Schutz der Farbe nicht erwartet werden, bis die Fremdstoffe (Öl, Rost, Fett, Oxidschicht usw.) auf der Oberfläche vollständig entfernt und die Oberfläche gereinigt und ein vollständiger Kontakt zwischen der Farbe und der Oberfläche ermöglicht wird. Denn die Fremdstoffe, die zwischen der aufzutragenden Farbe und der Oberfläche verbleiben, wirken sich negativ auf die Haupteigenschaften wie Haftung, Härte, Helligkeit und Beständigkeit aus, die von der Farbe erwartet werden. |  |
Was sind die Vorteile der Oberflächenbehandlung?
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Warum sollte eine Entfettung angewendet werden?
Das Entfetten ist die erste und wichtigste Phase des Oberflächenbehandlungsprozesses. Es gibt Mineralöle, die verwendet werden, um die Reaktion mit Luft auf dem Metall zu stoppen. Die Aufgabe dieser Öle ist es, das Rosten des Metalls zu verhindern, indem der Kontakt mit dem Luftsauerstoff unterbrochen wird. Dieselben Öle machen das Phosphatieren und Chromatieren unmöglich. Daher sollte das Material frei von Öl, Schmutz und Rost sein.
Der Entfettungsprozess kann als Abwischen, Tauchen und Sprühen bei einer Temperatur von 50-90 ºC in 5-10 Minuten angewendet werden. Die zu verwendenden Materialien können alkalisch, sauer oder neutral sein. Das anzuwendende System hängt von den Bedingungen des Metalls und des Geschäfts ab.
Temperatur, Zeit, Konzentration und System sind die Parameter, die beim Entfetten berücksichtigt werden müssen. Da die Temperatur die Reinigungsqualität logarithmisch beeinflusst, ist sie neben der Konzentration der wichtigste Parameter. Wenn die Temperatur oder Konzentration niedrig ist, kann dies durch Verlängerung der Behandlungszeit ausgeglichen werden. Die Härte des Wassers wirkt sich auch negativ auf den Entfettungsprozess aus. Weiches Wasser sollte im Allgemeinen bevorzugt werden. Die Lebensdauer des Bades ist direkt proportional zur Menge des eintretenden Öls und Schmutzes. Je mehr ölige Partikel eintreten, desto kürzer ist die Lebensdauer des Entfettungs-Bades. Nach dem Hinzufügen der Hälfte der Menge an Badkomponenten ist das Hinzufügen nicht wirtschaftlich, und es ist sinnvoller, es auszugießen und wieder herzustellen.
Es ist am einfachsten festzustellen, ob sich noch Öl auf einem Teil des Spülbades befindet. Wenn Wasserpartikel auf dem gespülten Werkteil verbleiben, bedeutet dies, dass das Metall nicht vollständig entfettet wurde.
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Was ist Phosphatierung? Es kann auf drei Arten als Eisenphosphat, Zinkphosphat und Manganphosphat angewendet werden. Im Allgemeinen kann es vor Schutzölen wie unter Farbe verwendet werden. Es kann zum Beschichten von Eisen-, Stahl- und in einigen Fällen Aluminium- und Zinkoberflächen verwendet werden. Die Verwendung des Tauchens und Sprühens ist üblich. Temperatur, Konzentration, Zeit, pH-Wert und insgesamt freie Säure sind wichtige Punkte. Der Grund, warum der Phosphatierungsprozess 5 bis 10 Minuten bei 35 bis 98 ° C und bei Konzentrationen von 3 bis 20% durchgeführt werden kann, ist der Phosphattyp und die Prozessform. Wenn ein Metall mit Phosphorsäure reagiert, kann dies im Allgemeinen implizieren, dass es phosphatbeschichtet ist. Die Phosphatbeschichtungsreaktion wird als Säure-Base-Reaktion infolge des Schmelzens der Metalloberfläche mit Phosphorsäure angesehen. Während dieses Schmelzens wird ein Anstieg des pH-Wertes beobachtet. Metallisches Phosphat wird auf Metall unlöslich und erzeugt eine metallisch gefärbte Struktur. |
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Eisenphosphat und seine Anwendungen
Es ist die älteste Phosphatierungsmethode. Es ist der am einfachsten anzuwendende, zu installierende und zu kontrollierende Phosphatierungstyp. Es wird für Materialien verwendet, die der Korrosion nicht so stark ausgesetzt sind (Stühle und Beleuchtungskörper usw.). Die Korrosionsbeständigkeit ist geringer als bei anderen Phosphatarten, jedoch wirtschaftlicher. Auf dem Metall können gelbe bis rote Farben, überwiegend blau, auftreten. Es bedeckt ungefähr 0,2-1,0 g / m² der Metalloberfläche. Gesamtsäure, pH-Wert, Temperatur und Verarbeitungszeit sind Parameter, die kontrolliert werden müssen.
Eisenphosphat auf 3 verschiedene Arten; kann von Hand geputzt, getaucht und gesprüht werden:
Eisenphosphatieren durch Putzen
Es funktioniert mit der bekannten Geschirrspüllogik. 1/10 Lösung wird vorbereitet und mit einem Schwamm oder Pinsel aufgetragen. Gleichzeitig wird das Metall entfettet und phosphatiert. Der Effekt der Temperatur wirkt sich positiv aus. Nach der Verarbeitung muss mit Luft oder einem Tuch getrocknet werden. Es ist die wirtschaftlichste und einfachste Methode. Es ist für sehr große Teile geeignet, die Wasser enthalten können.
Eisenphosphatieren durch Tauchen
Es ist eine klassische Methode, bei der Temperatur, Konzentration und Zeit wirksam sind. Die erste Stufe ist ein Entfettungsbad. Das entfettete Material wird in der zweiten Stufe gespült. Doppelspülung ist besser geeignet, wenn kein Transport erforderlich ist. Da der pH-Wert des ersten Bades 14 und der pH-Wert des Eisenphosphatbades 4 bis 5 beträgt, ist der minimale Transportprozess (Schlamm, pH-Anstieg und Kosten) für den ordnungsgemäßen Betrieb erforderlich. Die dritte Stufe ist Eisenphosphat. Die Stücke bleiben 5-10 Minuten bei 45-55 ºC im Eisenphosphatbad und werden phosphatiert. Nach 30-45 Sekunden im Passivierungsbad wird es nach dem Trocknen bei maximal 130 ° C zu Farbe. Es wird empfohlen, die Metallteile noch am selben Tag nach dem Phosphatieren zu lackieren. Da Eisenphosphat eine dünne Beschichtung ist, besteht je nach Wetterbedingungen die Gefahr des Rostens innerhalb von 24 bis 48 Stunden. Der Punkt, an dem die Korrosionsbeständigkeit am höchsten ist, befindet sich unter der Farbe.
Eisenphosphatieren durch Sprühen
Es ist die neueste Option, bei der Temperatur, Konzentration, Druck und Zeit wirksam sind. Obwohl die anfänglichen Investitionskosten hoch sind, kann es die Kosten in kurzer Zeit durch Qualität und geringeren Chemikalienverbrauch decken. Es kann nach einem alkalischen Entfettungsbad oder durch Zugabe von neutralen Entfettungschemikalien angewendet werden. Es ist möglich, eine hochwertige Phosphatschicht in einer Umgebung zu erzeugen, in der die Temperatur 45-55 ºC beträgt, der Druck 1,5-1,8 bar beträgt und die Zeit mindestens 1,5 Minuten beträgt. Wenn keine alkalische Reinigungsmethode angewendet wird, können beide zusammen verwendet werden, indem Chemikalien mit entfettender Wirkung in das Eisenphosphatbad eingegeben werden. Badoptionen und Reinigungsmethoden variieren je nach Betriebsbedingungen. Phosphatierte Teile werden nach Passivierung und Trocknung bei maximal 130 ° C lackiert.
Zinkphosphat und seine Anwendungen
Es wird im Allgemeinen unter Bedingungen verwendet, die eine langfristige Korrosions-beständigkeit erfordern. Dies ist die Art der Beschichtung, die von fast allen Automobil- und Teilindustrien verwendet wird. Es ist für Outdoor- und Salzwetterbedingungen geeignet. Die Beschichtungsqualität ist im Vergleich zu Eisenphosphat höher. Bei Verwendung als Unter-lack bildet sich eine Beschichtung von 2-5 g / m² auf dem Metall. Zinkphosphat erfordert mehr Verarbeitungsschritte als andere Anwendungen. Die Implementierung, Installation und Steuerung ist schwieriger und kostspieliger. Es kann durch Eintauchen und Sprühen aufgetragen werden. Es wird als Tri-Kation, Di-Kation und Monokation in Unterfarbstoffanwendungen verwendet.
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Additive wie Nickel, Mangan und organische Verbindungen werden Phosphatbädern zugesetzt, um die Beschichtungsform zu beschleunigen, die Kristallformen zu verbessern und ihre Leistung zu erhöhen. Die Aktivierung vor dem Zinkphosphatbad kann auch zum Schrumpfen von Phosphatkristallen verwendet werden. Zinkphosphat ist eine Beschichtung, die durch Ausfällung in einer amorphen Struktur entsteht. Es kommt in grau-schwarzen Farben vor. |
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Zinkphosphate mit einer Schichtdicke von 7-15 g / m² werden als Trägerschicht zur Schmierung bei der Kaltumformung verwendet. Es wird zum Rohrziehen, Drahtziehen und Kaltpressen verwendet. Phosphatiertes Metall wird mit Schutzöl und Seifen für den nächsten Prozess vorbereitet. In dickem Zinkphosphat beträgt die Beschichtungsdicke 10-40 g / m². Die Korrosionsbeständigkeit wird durch Eintauchen in Schutzöl erreicht.
Zinkphosphatbäder sind im Allgemeinen Bäder, die Schlamm produzieren. Der unter dem Bad angesammelte Schlamm sollte in bestimmten Abständen entfernt und das Bad gereinigt und wieder eingestellt werden oder mit einem Dekantiersystem unterstützt werden. Wenn der Badboden konisch ist, wirkt sich die Schlammansammlung nicht wesentlich auf das hinzugefügte Material aus.
Eintauchen in Zinkphosphat
Es sind mindestens drei Prozessbäder erforderlich. Wenn Säure- und Aktivierungsbäder installiert sind, können zusätzlich zu den Spülbädern 7 bis 10 Badzahlen erreicht werden. Wenn sich Rost auf dem Material befindet, sollte auf jeden Fall ein Säurebad verwendet werden. Das Phosphatieren des Metalls, das frei von Ablagerungen und Rost ist, in einem Säurebad in einem sauberen Zustand wirkt sich positiv auf die Qualität aus. Es ist wichtig, das Spülbad häufig zu wechseln. Wenn der Transportaufwand zu hoch ist, wird das Gleichgewicht des Zinkphosphatbades nachteilig beeinflusst. Wenn Zinkphosphat feinkristallin ist, muss es möglicherweise nicht aktiviert werden. Andernfalls muss es durch das Aktivierungsbad geleitet werden. Die Aktivierungsbäder sind mit Luftmischung versehen, um sicherzustellen, dass das Bad homogen ist. Die Beschichtung auf der Oberfläche von Metallteilen, die durch das auf diese Weise hergestellte Bad laufen, wird homogen und feinkristallin. Die Reaktionszeit wird verkürzt. Das 5-10 Minuten im Zinkphosphatbad verbleibende Material wird 30-45 Sekunden im Passivierungsbad verarbeitet und zum Trocknen gebracht. Das Zinkphosphatbad kann je nach seinen Eigenschaften eine einzelne Komponente sein oder zusammen mit pH-Regulatoren und Beschleunigern aus drei Komponenten bestehen. Beim Draht- und Rohrziehen werden die in das Seifenbad eintretenden Teile zum Ziehen vorbereitet.
Sprühen von Zinkphosphat
Im Allgemeinen zeigt es ähnliche Eigenschaften wie Tauchbäder. Ausgangspunkte sind Konzentrations-, Zeit- und Druckfaktoren. Verarbeitungszeit und Konzentration sind geringer. Es wird bei einem Druck von ca. 1,5 - 1,8 bar verarbeitet. Da im Bad keine Entfettungswirkung wie bei Eisenphosphat auftritt, wird das Metall im Allgemeinen durch Passieren eines alkalischen Entfettungsbades gereinigt. Das durch das Aktivierungsbad fließende Material verbleibt mindestens 1,5 Minuten im Zinkphosphatbad. Dann endet es mit Passivierungs- und Trocknungsprozessen. Insbesondere der konische Boden des Zinkphosphatbades minimiert die Probleme, die sich aus dem Phosphatschlamm ergeben.
Warum wird Passivierung verwendet?
Es wird in der letzten Stufe der Passivierungsphosphatbäder angewendet. Es gibt zwei Arten, mit oder ohne Chrom. Es wird in Konzentrationen zwischen 0,1 und 0,3% bei Raumtemperatur verwendet. Der aus dem Phosphatierbad austretende Phosphatfilm ist an der Oberfläche nicht homogen. Durch die Passivierung wird das Phosphat homogen und die Luftmenge, die unter der Farbe verbleiben kann, wird minimiert. Chromsäure, die die Schicht unter dem Phosphat erreicht, bietet zusätzliche Korrosionsbeständigkeit. Wenn sich Anionen und Kationen aus Wasser mit der Luftfeuchtigkeit verbinden, bilden sie außerdem Salz. Da die Farbe eine durchlässige Schicht ist, lösen sich diese Salze mit der Luftfeuchtigkeit auf und verursachen ein Reißen und Quellen der Farbe. Die Passivierung verhindert diese Bildung, indem Anionen und Kationen aus dem Wasser entfernt werden. Phosphatierte Metalle können beschädigt werden, wenn sie im Passivierungsbad zu lange warten. Der Grund ist, dass Chromsäure Phosphatkristalle korrodiert.
Manganphosphat und seine Anwendungen
Manganphosphat wirkt als Schicht auf der Metalloberfläche. Aufgrund seiner Ölabsorption und seiner langfristigen Retentionseigenschaften ist es in der Zahnrad-, Kolben- und Waffenindustrie weit verbreitet. Es erleichtert das Gleiten von beweglichen Maschinenteilen, die in öligen Umgebungen arbeiten. Es reduziert die Reibung zwischen Metallen. Es hat eine Struktur, die druck- und temperaturbeständiger ist als Zinkphosphat.
| Es kann wie bei anderen Verfahren nur auf entfettete Teile aufgetragen werden. Ein Aktivierungsbad ist erforderlich. Temperatur-, Zeit-, Konzentrations-, freie und Gesamtsäurewerte sind zu berücksichtigende Parameter. 70-98ºC Temperatur, 15-20% Konzentration und 5-20 Minuten Eintauchzeit sind die erforderlichen Intervalle für die Anwendung. Es hat eine grau-schwarze Farbe und eine Schichtdicke von 4-40 g / m². Es kann nicht unter Farbe verwendet werden. |  |
Aluminiumchromat und seine Anwendungen
Ähnlich wie beim Phosphatverfahren bei Eisen- und Stahlwerkstoffen wird dieser Prozess als Chromierung für Aluminium bezeichnet. Es ist möglich, gelbe, grüne und transparente Chromatfarben aufzutragen. Die Beschichtung erfolgt mit gelbem Chromat Cr + 6, grünem und transparentem Chromat Cr + 3. Die Schichtdicke kann je nach Zeit und Typ zwischen 0,4 und 1,5 g / m² liegen. Die Trocknungstemperatur sollte 65 ° C für Gelb, 85 ° C für grünes und transparentes Chromat nicht überschreiten.
Ein weiterer Punkt, der beachtet werden muss, ist, dass sich kein Öl auf dem Metallmaterial befindet und es ordnungsgemäß abgerieben wird. Wenn heißes Entfetten verwendet wird, kann ein verdünntes Ätzbad zum Erodieren verwendet werden, gefolgt von einem Salpetersäurebad zum Neutralisieren. Wenn saures Entfetten verwendet wird, wird der Ätzprozess auch im selben Bad durchgeführt. Die Haftung von Chromat und Farbe auf dem entfetteten und korrodierten Aluminiummaterial ist besser.