Acoperirile cu fosfat sunt unul dintre tipurile de acoperiri de conversie, adică, obținute ca urmare a interacțiunii unui metal cu o soluție de lucru. Ele sunt o peliculă cristalină a sărurilor de acid fosforic greu solubile în fier și mangan sau fier și zinc. În funcție de starea suprafeței condițiilor de fosfatare de metal și a format o grosime a filmului de la 1 la 100 microni, sau fin granularitate, având un număr de proprietăți foarte valoroase. Ele sunt stabile în condiții atmosferice, în uleiuri lubrifiante și solvenți organici, dar sunt distruse în acizi și alcalii. Astfel de acoperiri au o rezistivitate electrică ridicată și rezista la tensiune de până la 250 V, iar după impregnarea uleiului izolant - până la 1000 V. Acest lucru permite utilizarea fosfatului pentru a se obține un strat izolator pe transformator, rotorul, plăcile stator. Duritatea filmului fosfat este mai mică decât cea a oțelului, dar depășește oarecum duritatea cuprului. Este fragilă, instabilă împotriva uzurii prin frecare, nu afectează proprietățile mecanice și electromagnetice ale metalului. Datorită porozității considerabile, filmele fosfatice păstrează bine ulei, grăsime și lacuri.
Acoperirile fosfatice nu sunt umectate de metalul topit, iar această proprietate este utilizată în tehnologia de producție metalurgică. Stratul de fosfat, impregnat cu lubrifianți, are un efect favorabil asupra proceselor de tragere a firului, desenelor de țevi, ștanțării.
Impregnarea cu uleiuri minerale, unsori, în special dacă conțin aditivi de inhibitori, îmbunătățește semnificativ capacitatea de protecție a acoperirilor. Cele mai utilizate filme fosfatice sunt găsite ca un grund pentru vopsele. Acestea promovează o mai bună aderență a stratului de vopsea la suprafața metalică și, într-o astfel de versiune combinată, măresc rezistența produselor împotriva coroziunii chiar și în condiții climatice dure.
Fosfatizarea poate fi supusă carbonului și oțelurilor slab aliate, fontei, a unor metale neferoase și ușoare. Oțelurile foarte aliate sunt fosfatice cu dificultate, iar filmele de calitate inferioară se formează pe ele decât pe oțelurile de carbon. Filmele fosfatice pe aluminiu și magneziu sunt o protecție mai puțin fiabilă împotriva coroziunii decât filmele obținute prin oxidarea electrochimică.
Formarea unui film fosfat începe cu dizolvarea electrochimică a metalului, a anodice la suprafața metalului în stare ionică merge în soluție în evoluția hidrogenului catodic are loc secțiuni:
Rezultatul acestei reacții este o scădere a conținutului de HsPO4 în soluție, ceea ce duce la o scădere a concentrației ionilor de hidrogen și la formarea sărurilor secundare și terțiare:
Fosfații monosubstituiți rezultați sunt ușor solubili în apă, cei disubstituiți sunt greu solubili și cei trisubstituiți practic nu se dizolvă. Acidul fosforic liber rezultat crește concentrația de ioni de hidrogen în soluție, ceea ce contribuie la continuarea procesului. Precipitatul fosfaților insolubili eliberați pe suprafața metalului formează o legătură puternică cristalochimică cu acesta.
Pentru a preveni disocierea fosfatului monosubstituit și a crea condiții favorabile pentru formarea fosfatului trisubstituit insolubil, soluția trebuie să conțină un exces de acid fosforic. În același timp, trebuie să se țină cont de faptul că excesul excesiv de acid poate determina trecerea reacției în partea nedorită. Formarea sărurilor monosubstituite face dificilă formarea unui film continuu sau chiar prevenirea formării acestuia. Prin urmare, aciditatea soluției joacă un rol important în procesul de obținere a acoperirilor cu fosfat.
Studiile asupra procesului de fosfatare a oțelului au arătat că pelicula de formare constă, în mod obișnuit, din două straturi: 1) interior, barieră, grosime mică, netedă, elastică, foarte poroasă, imediat adiacentă metalului; 2) o structură cristalină externă, fragilă, constând din fosfați secundari și terțiari și determinând principalele proprietăți pozitive ale filmului. Pe măsură ce crește stratul exterior, suprafața metalului este izolată de acțiunea soluției, iar viteza procesului scade treptat.
Grosimea și structura filmelor fosfatice depind de compoziția metalului prelucrat, de condițiile de fosfatare și de metoda de tratare preliminară a suprafeței pieselor. În soluțiile obișnuite se formează o peliculă fin cristalină cu o grosime de 1-4 μm pe suprafața lustruită a oțelului, durata procesului fiind de aproximativ 30 de minute. În formarea unei structuri de film grosier este asigurată de un acces mai lung la soluția de metal, timpul de procesare este mărită la 60-90 m, grosimea peliculei este de 10-12 microni. Filmele fine granulate datorită porozității lor inferioare sunt caracterizate de o capacitate de protecție mai mare în condiții corozive decât de pelicule cu granulație mare de grosime mare. Decaparea oțelului în acizi promovează formarea unui film fosfat de cristal mare, iar tratamentul hidroabraziv este fin cristalină. În consecință, durata procesului se schimbă, de asemenea.
Baza multor soluții pentru fosfatare este preparatul mazhef, care include sărurile Mn (H2PO4) 2 • H20, MnHPO4. Fe (H2PO4) 2. Într-o astfel de soluție, procesul de fosfatare este deosebit de eficient la 90-100 ° C. Acesta poate fi accelerat prin introducerea de aditivi speciali de agenți oxidanți, dintre care acidul azotic și sărurile de azot ale zincului și bariului au fost cele mai utilizate pe scară largă. Acești aditivi sunt depolarizatori, care contribuie la reducerea evoluției hidrogenului. Această din urmă împrejurare trebuie luată în considerare la prelucrarea pieselor și arcuri cu pereți subțiri, ca și în soluțiile conținând hidrogenarea oxidanti din oțel are loc într-o măsură mai mică decât în soluțiile convenționale mazhefa. Capacitatea de protecție a filmelor fosfatice formate în astfel de soluții este relativ mai scăzută decât în absența agenților de oxidare.
Temperatura soluției în timpul procesului de fosfatare poate fi redusă semnificativ prin creșterea concentrației de acid fosforic liber și prin introducerea de aditivi activi, cum ar fi nitrații, nitriții sau fluorurile. Grosimea filmelor formate în aceste soluții este de 4-6 μm, calitatea lor fiind ceva mai proastă decât filmele formate la temperaturi ridicate. Așa-numita fosfatare la rece, adică efectuarea procesului la temperatura camerei, este recomandată în principal pentru tratarea părților prin metoda jet. Dimensiunile pieselor în timpul procesului de fosfatare se modifică nesemnificativ, deoarece, odată cu creșterea stratului fosfat, grosimea metalului scade datorită dizolvării sale.
În ultimii ani, o atenție sporită a fost acordată fosfării metalelor neferoase. Au fost dezvoltate procese de fosfatare a zincului, cadmiului, nichelului, aliajului kovar. Filmul format pe aceste metale constă în principal din fosfat de zinc terțiar cu patru apă. Pe cadmiu și zinc, se formează o peliculă rezistentă la coroziune în 10-20 minute, pe nichel și covar în 30-40 de minute. În soluțiile care conțin aditivi de accelerare, durata de fosfatare a cadmiului poate fi redusă la 5-10 min, zinc - până la 3-5 min. Vopselele de vopsire aplicate pe nichel pe sol fosfat sunt potrivite pentru produsele care funcționează în climatul tropical.