Mae cotio ffosffad wedi'i wneud o haenau crisialog tenau o gyfansoddion ffosffad sy'n glynu wrth wyneb y swbstrad metel, ac fe'i gelwir hefyd yn cotio trosi ffosffad sy'n driniaeth gemegol a ddefnyddir ar rannau dur sy'n creu haen denau adlyn o haearn, sinc, neu ffosffadau manganîs, i gyflawni ymwrthedd cyrydiad, iro, neu fel sylfaen ar gyfer haenau neu beintio dilynol. Mae'r crisialau ffosffad yn fandyllog a gellir eu ffurfio o hydoddiannau sinc, manganîs neu ffosffad haearn. Mae pob un o'r tri math yn darparu cotio ffosffad gydag eiddo ychydig yn wahanol, megis maint grisial a thrwch cotio. Mae hyn yn caniatáu i orchudd mwy arbenigol gael ei ddewis ar gyfer y cais penodol sydd ei angen ar gyfer rhan o'r strwythur. Mae'r haenau hyn fel arfer yn cael eu rhoi ar ddur carbon, dur aloi isel a haearn bwrw. Mae'r gorchudd yn cael ei ffurfio trwy sbwng, chwistrellu, neu drochi'r swbstrad i doddiant o asid ffosfforig gwanedig wedi'i gyfuno â chemegau eraill sy'n cynorthwyo yn y broses cotio. Gellir gosod haenau ffosffad hefyd ar sinc, cadmiwm, alwminiwm, tun a dur galfanedig, ond mae'n anodd eu cymhwyso ar ddeunydd ag aloion uchel, sy'n aml yn imiwn i'r asid ffosfforig. Prif gydrannau hydoddiant ffosffatio yw:
√ Asid ffosfforig (H3PO4)
√Ionau (casiynau) o fetelau deufalent: Zn2 plus , Fe2 plus , Mn2 plus
√Cyflymydd - adweithydd ocsideiddio (nitrad, nitraid, perocsid) sy'n cynyddu cyfradd y broses cotio a lleihau maint grawn y blaendal.
Ffosffatio yw un o'r mathau mwyaf cyffredin o cotio trawsnewid a elwir hefyd yn cotio ffosffad, ffosffateiddio, neu ffosffateiddio. Fe'i gelwir hefyd wrth yr enw masnach Parkerizing, yn enwedig pan gaiff ei gymhwyso i ddrylliau ac offer milwrol eraill. Datblygwyd y gwaith cynharaf ar brosesau ffosffatio gan y dyfeiswyr Prydeinig William Alexander Ross, patent Prydeinig 3119, ym 1869, a chan Thomas Watts Coslett, patent Prydeinig 8667, ym 1906. Ffeiliodd Coslett, o Birmingham, Lloegr, batent wedi hynny. yn seiliedig ar yr un broses hon yn America ym 1907, a gafodd Patent yr Unol Daleithiau 870,937 ym 1907. Yn y bôn, darparodd broses ffosffatio haearn, gan ddefnyddio asid ffosfforig. Cafodd cais patent gwell ar gyfer ffosffatio manganîs yn seiliedig i raddau helaeth ar y broses ffosffatio haearn gynnar hon ym Mhrydain ei ffeilio yn yr Unol Daleithiau ym 1912, a'i gyflwyno ym 1913 i Frank Rupert Granville Richards fel Patent yr UD 1,069,903.
Beth yw'r broses ffosffadu?
Mae'r broses yn manteisio ar hydoddedd isel ffosffadau ar pH canolig neu uchel, ac mae'r baddon yn doddiant o asid ffosfforig (H3PO4), sy'n cynnwys y cationau haearn, sinc neu fanganîs a ddymunir ac ychwanegion eraill. Mae'r asid yn adweithio gyda'r metel haearn yn cynhyrchu catïonau hydrogen a haearn:
Fe ynghyd â 2 H3O ynghyd â → Fe2 plws ynghyd â H2 a 2 H2O
Mae'r adwaith sy'n defnyddio protonau yn codi pH yr hydoddiant yng nghyffiniau'r arwyneb, nes yn y pen draw mae'r ffosffadau'n mynd yn anhydawdd ac yn cael eu dyddodi drosto. Mae'r adwaith asid a metel hefyd yn creu ffosffad haearn yn lleol y gellir ei ddyddodi hefyd. Wrth adneuo ffosffad sinc neu ffosffad manganîs gall y ffosffad haearn ychwanegol fod yn amhuredd nas dymunir. Pan gyflwynir panel dur i'r hydoddiant ffosffatio (er enghraifft ffosffad sinc), mae adwaith topogemegol yn digwydd lle mae'r hydoddiad haearn yn cael ei gychwyn ar y micro-anodau sy'n bresennol ar y swbstrad gan yr asid ffosfforig rhydd sy'n bresennol yn y bath. Mae bwyta asid ffosfforig ar gyfer yr adwaith yn achosi gostyngiad yn asidedd yr hydoddiant yn yr haen ger yr arwyneb metel. Mae hydoddedd ffosffad sinc yn yr hydoddiant niwtraledig yn cael ei ostwng, gan arwain at wlybaniaeth yr halen a'i ddyddodiad ar wyneb y swbstrad:
Beth yw'r gwahaniaeth rhwng ffosffad manganîs, ffosffad sinc a ffosffad haearn?
1. Gorchudd Ffosffatio Manganîs
Dyma'r cotio ffosffad anoddaf, mwyaf gwrth-rwd, llyfn, unffurf a chrafiad. Mae'n ffurfio arwyneb amsugnol crisialog ac mae'n ddelfrydol ar gyfer swbstradau y mae angen iddynt allu gwrthsefyll sgraffiniad fel Bearings, bushings, wasiers thrust a chaewyr. Mae asiant cotio ffosffad manganîs hefyd yn iro'r wyneb wedi'i drin, gan ei wneud yn orchudd ffosffad addas ar gyfer y diwydiant modurol: Mae rhannau injan llithro a symud a thrawsyrru yn elwa o effaith iro manganîs. Nid oes angen topcoat arno, ac mae'r gorchudd yn aml yn cael ei orffen â chwyr neu olew i wella'r priodweddau. Mae cotio ffosffad manganîs yn cael ei gymhwyso pan fo angen ymwrthedd gwisgo a phriodweddau gwrth-gallu, ac mae hefyd yn meddu ar y gallu i gadw olew, sy'n gwella ymhellach eiddo gwrth-ffrithiant ac yn rhoi ymwrthedd cyrydiad i'r rhannau gorchuddio.
2. Gorchudd Ffosffad Haearn
Dyma'r opsiwn mwyaf darbodus trwy drochi neu chwistrellu. Fe'i cymhwysir pan fydd angen adlyniad cryf o baentiad dilynol. Yn wahanol i'r atebion ar gyfer ffosffad sinc a haenau ffosffad manganîs, lle mae'r ïonau metel yn gyfansoddyn o'r cyfansoddiad, mewn datrysiadau ffosffad haearn mae ïonau haearn yn cael eu darparu gan y swbstrad hydoddi. Mae dur, sinc ac alwminiwm i gyd yn swbstradau addas ar gyfer cotio ffosffad haearn, a dyma'r opsiwn mwyaf hyblyg o ran y math o swbstrad. Mae pris ffosffadu haearn yn amlwg yn is na chostau gwasanaeth ffosffadu sinc a manganîs, ac mae ffosffatio haearn, fel Zn, yn breimiwr cyffredin ar gyfer cotio powdr. Fodd bynnag, nid yw mor wydn o bell ffordd er bod ymwrthedd cyrydiad ac adlyniad yn agos at ei gilydd. Felly, dim ond ar gyfer prosiectau nad oes angen ansawdd uchel iawn arnynt y mae cotio ffosffad haearn yn cael ei argymell a rhaid ei wireddu o fewn cyllideb isel. Mewn geiriau eraill, nid yw'n addas ar gyfer y rhan fwyaf o brosiectau ar y môr a morol sy'n agored i'r elfennau yn barhaus. Y manteision amlwg yw:
√ Cost cynhyrchu phosphating isaf,
√Yn lleihau arwynebau olewog fel arfer ar dymheredd isel,
√Cost cynnal a chadw isel
√ Cotiau uchaf:cotio powdr, paent hylif
3. Sinc Ffosffad Gorchuddio
Dyma'r dull pretreatment mwyaf cyffredin o ffosffatio ar gyfer dur a haearn trwy drochi neu chwistrellu. Nid yw mor gwrthsefyll cyrydiad nac iro â manganîs, ond gellir gwella'r perfformiad ymwrthedd cyrydiad gan wahanol haenau uchaf. Mae gan y broses ffosffadu sinc y gallu i drosi'r arwyneb metel yn orchudd anfetelaidd, polycrystalline sy'n cynnwys ffosffadau haearn, manganîs, nicel a sinc sy'n darparu ymwrthedd alcalïaidd uchel. Mae'n cael ei ffafrio fel sylfaen paent sy'n cynnig adlyniad rhagorol ar gyfer paent powdr, haenau electrofforetig neu baent hylifol ac mae'n cynnig amddiffyniad cyrydiad gwell, ac mae cotio ffosffad sinc yn cael ei ystyried fel y paent preimio gorau posibl ar gyfer powdrau a phaent hylif, wrth ymyl galfaneiddio. Mae'r asiant cotio ffosffatio sinc yn creu gorchudd llawer ysgafnach na manganîs ac felly mae'n fuddiol i brosiectau lle na ddylid effeithio ar bwysau'r metel. Y cotio hwn hefyd yw'r ateb mwyaf cyffredin ar gyfer preimio metel ar gyfer haenau powdr ar ôl i'r swbstrad gael ei sgwrio â thywod. Mae ychydig yn ddrutach na phosphating haearn, ond mae hefyd yn darparu gwell ansawdd ar gyfer bywyd gwasanaeth hirach. Defnyddir sinc ffosffad i gynhyrchu haenau sy'n gwrthsefyll cyrydiad a ddefnyddir yn nodweddiadol naill ai fel rhan o broses electroplatio neu fel pigment preimio. Mae'n adweithio'n gymedrol â dŵr ac mae'n hydawdd mewn asid gyda ffynonellau sinc, gan ganiatáu iddo gael ymwrthedd lleithder da ac eiddo amnewid galfanig.
Yn y rhan fwyaf o weithrediadau lle mae'n rhaid i wrthwynebiad cyrydiad y darnau gwaith gorffenedig fod yn arbennig o uchel, defnyddir haenau trosi gan ddefnyddio ffosffad sinc. Defnyddir y dull hwn yn eang yn y gwaith lluniadu gwifren, y diwydiant modurol ac mewn rhai sectorau o'r diwydiannau offer ac electroneg. Yn yr un modd, mae ffosffatio sinc yn aml yn cael ei bennu gan y gwasanaethau arfog, yn enwedig ar gyfer offer a allai fod yn agored i amgylcheddau difrifol. Mae tri phrif gam wrth rag-drin metelau â gorchudd trosi ffosffad sinc: glanhau ac actifadu'r wyneb metel, cymhwyso'r haen drawsnewid a selio / ôl-oddefol. Y manteision cotio sinc ffosffad yw:
√ Atal abrasiad a achosir gan ffrithiant cyn prosesau ffurfio metel fel lluniadu oer, gofannu oer, lluniadu dwfn.
√Cynyddu ymwrthedd gwisgo a gwrthsefyll cyrydiad gydag iro amddiffynnol.
√Gwrthiant cyrydiad (mewn cyfuniad â haenau eraill), ffilm ddi-dor, llyfn a denau.
√Yn addas ar gyfer cotiau gwahanol: haenau o olew, cwyr gwrth-cyrydu neu ireidiau (fel fflworopolymerau) gwahanol fathau o orchudd powdr.
√Yn darparu adlyniad rhagorol ar gyfer paent powdr, haenau electrofforetig neu baent hylif ac ynysu trydan.
√Rhagdriniaeth ddelfrydol ar gyfer amgylcheddau difrifol fel ardal ddiwydiannol alltraeth neu lygrol.
Mae prosesau ffosffadu sinc osinc ar blatiau, cloddio poeth galfanedigneusherardizedcynhyrchion yn
√ Sefydlu
√Diseimio a glanhau'r wyneb
√Ysgogi
√Ffosffatio Sinc
√Rinsio
√goddefol
√Sychu
Mae cymhwyso cotio ffosffad sinc yn arwain at haen o ffosffadau crisialog anhydawdd (1-20μ), sy'n creu haen fandyllog sy'n cynnwys cyfansoddion ffosffad optimit, ffosffoffilit a sinc eraill sy'n cyfuno â'r cot galfaneiddio dip poeth, sinc. côt platio neu gôt sherardized drwy broses a grybwyllir uchod. Gan fod gorchudd ffosffad sinc yn ddi-liw, mae ei arlliwiau llwyd yn ganlyniad i adlewyrchiadau. Mae hyn yn golygu nad yw'r cot yn cael ei effeithio gan belydrau uwchfioled; ei ryddhau rhag unrhyw bryderon ynghylch ymwrthedd tywydd. Yn ogystal, mae mandylledd uchel cotio ffosffad sinc yn caniatáu anwytho carbon deuocsid a gronynnau dŵr yn yr atmosffer, gan ganiatáu iddo adweithio i ffurfio cot o garbonad sinc sylfaenol sy'n ymddangos fel y tonau llwyd yn setlo dros amser.
Fodd bynnag, mae angen i ni wybod, er bod haenau ffosffad yn darparu adlyniad da a rhywfaint o amddiffyniad rhwystr, pan fydd y cotio'n cael ei ddifrodi, mae'r cyrydiad yn mynd rhagddo'n gyflym yn dechrau ar yr wyneb metel agored oherwydd nad oes gan ffosffadau hydoddedd isel ddigon o bŵer atal o'i gymharu â chromates ac felly ni allant wneud hynny. darparu hunan-iachâd y parth difrodi. Serch hynny, gellir gweld effaith hunan-iacháu pan fydd y gorchudd ffosffad yn cynnwys ffosffadau hydawdd sy'n gallu trwytholchi o'r cotio a gwaddodi yn y safleoedd diffygiol, fel y dangoswyd gan Aramaki (2003).
