» » Состав и основные свойства фосфатных пленок
11.02.2017

Основными характеристиками фосфатных пленок являются их толщина, структура и пористость.
В зависимости от способа предварительной подготовки и фосфатирования (распылением или окунанием), состава и температуры раствора пористость фосфатной пленки может колебаться от 0,1 до 2—3% общей площади поверхности. При высокой (более 0,5%) пористости резко снижаются защитные свойства фосфатного покрытия и увеличивается (нa 20—35 %) расход лакокрасочных и полимерных материалов. Более тонкие и мелкокристаллические фосфатные пленки имеют меньшую пористость, более высокую адгезию и лучше защищают от коррозии цинковое покрытие, чем крупнозернистые толстые фосфатные покрытия. Тонкие фосфатные пленки лучше предохраняют от подпленочной коррозии, кроме того, они обладают более высокими физико-мехамическими свойствами; повышенной пластичностью, свариваемостью и паяемостью (фосфатные пленки с массой до 5 г/м2, что особенно важно в таких отраслях промышленности, как автомобилестроение, транспортное, промышленное и гражданское строительство. Поэтому разработка промышленных технологий фосфатирования цинковых покрытии перед нанесением на них органических, пленок направлена на уменьшение толщины фосфатного слоя до 1—3 мкм (масса 2—5 г/м2). Если фосфатирование является окончательной отделочной операцией, то в этом случае стремятся получить более толстый (5—10 г/м2), но также мелкокристаллический фосфатный слой.
В настоящее время известно более 30 соединений фосфатов, которые входят в состав покрытий, полученных методом фосфатирования. Основными из них являются фосфофиллит (Zn5в+, Fe2+)1/2*(РО4)2*4Н2О, гопеит Zn3(РO4)2*4Н2О, шольцит Zn2Ca(РO4)2*2Н2O и брушит CaHPO4.
Гопеит и шольцит — минералы орторомбической структуры, брушит кристаллизуется в моноклинную форму. Последние два минерала являются основными компонентами, наиболее мелкокристаллических фосфатных пленок. Состоящие из гопеита и фосфофиллита цинкфосфатные покрытия имеют различный цвет — от светло-серого до черно-серого в зависимости от условий кристаллизации, качества и способа получения цинковых покрытий. Масса фосфатных пленок колеблется от 1 до 50 г/м2. Для защиты от коррозий наносят пленка массой 5—10 г/м2, для обеспечения холодной деформации и штамповки — 5—30 г/м2 цинккальций-фосфатные покрытия имеют исключительно мелкокристаллическую и плотную структуру. Благодаря этому они обладают повышенными коррозионной стойкостью, адгезией, пластичностью, и поэтому используются прежде всего, когда необходимы холодная деформация металлов, особенно проволоки, высокие скорости обработки и степени обжатия.
Состав и свойства фосфатных пленок на цинке зависят от многих факторов, основными из которых являются:
— метод получения и состояние поверхности цинкового покрытия;
— состав фосфатирующего раствора;
— гидродинамимеский и температурный режимы проведения процесса фосфатирования.
Большое влияние на свойства фосфатных пленок оказывает состав фосфатирующего раствора. Одним из определяющих факторов является соотношение общей и свободной кислотности (Кобщ/Ксв), которое определяется концентрацией и природой фосфатов в растворе. По данным, оптимальное значение Кобщ/Ксв равно 6—7:1.