Обработка фосфатами металлов

В большинстве случаев для предварительной обработки фосфатами используются фосфаты тяжёлых металлов в растворах, похожих на те, которые применяются для предварительной обработки стали и цинка. Они были разработаны компанией "Паркер", которая назвала их «Бондирование». Главным преимуществом подобных процессов перед предварительной химической обработкой и анодированием является их эффективность при обработке других металлических поверхностей, поэтому им отдается предпочтение при обработке поверхностей сплавов алюминия с большим содержанием железа, стали и цинка. В результате, подобный способ обработки прижился в автомобилестроении, где очень распространено использования деталей из алюминия с добавлением стали и цинка.Кузов автомобиля может состоять из нескольких видов стали без покрытия, одного и более видов стали с цинковым покрытием и одного и более алюминиевых сплавов, каждый из которых необходимо подвергать очистке, предварительной обработке и покрытию на непрерывной производственной линии . Чтобы добиться необходимой степени коррозионной защиты для всех металлов подобным системам требуетсяточная настройка.

Процесс фосфатирования также нашёл применение в производстве холодильников, пишущих машинок мебели и др. Некоторые процессы используются для глубокой вытяжки алюминия, так они позволяют производить более глубокую вытяжку и значительно сокращаю количество дефектов. Обработанный хроматами алюминий можно затем обрабатывать в конверсионных фосфатных растворах. Приэтом наблюдается выщелачивание Cr(VI) определенной степени, однако он быстро восстанавливается до Cr(III), которыйзамедляет реакцию фосфатирования
только при высоких концентрациях.

Растворы для фосфатирования содержат кислую соль металла, окислитель и комплексный фторид, ускоряющий процесс нанесения покрытия. Они также содержат другие дополнительные вещества. Формирование плёнки происходит в результатереакции алюминия с фосфорной кислотой, содержащейся в составе для предварительной обработки, а металл в растворе (например, железо, марганец, цинк или кадмий) нужен, главным образом, для образования нерастворимого фосфата во время реакции. Присутствие в растворе ионов нитратов и фторосиликатов
или фтороборатов ускоряет реакцию. Насыщение раствора на границе раздела приводит к отложению на поверхности металла фосфатного покрытия .

Из трёх основных видов обработки фосфатами, фосфатирование
цинком и железом было выбранодля создания коррозионных покрытий и основы для краски на алюминии. Предварительная обработка фосфатом марганца применяется в первую очередь для создания устойчивых к износу поверхностей на несущих поверхностях. Основным компонентом плёнок, образованных во время предварительной обработки фосфатом цинка на алюминии (или оцинкованной стали), является гопеит (Zn2Fe(PO4)24H2O). Гопеити/или фосфофиллит (Zn2Fe(PO4)24H2O) осаждается в плёнках на поверхности стали, поэтому состав покрытий на стали и алюминии может быть несколько различным . Покрытия на основе фосфата железа аморфны и состоят обычно из виванита (Fe3(PO4)28H2O)) и магнетита (Fe3O4).

Также была описана предварительная обработка фосфатированием с никелем или кобальтом. Подобные растворы также содержат ионы перхлоратов и фторидов и также были разработаны для линий предварительной обработки комбинированных металлов.

При определённых обстоятельствах фосфатные покрытия могут не обеспечивать такой же хорошей защиты от коррозии, как хроматные покрытия в морской среде. На покрытиях, подвергнутых фосфатной обработки может проявляться глубокая точечная коррозия.

К тому же, обработка фосфатами цинка и железа без конечной промывки хроматом значительно уступает обработке в растворах на основе хроматов, циркония и титана припроведении испытаний на коррозийную стойкость крашенных образцов. На целом ряде сплавов были получены худшие результаты.