Ein typischer Arbeitsablauf zum Phosphatieren von Werkstücken aus Eisen bzw. Stahl sieht folgendermaßen aus
Arbeitsschritt |
Produkt |
Ansatz |
Behandlungszeit |
Behandlungstemp. |
Entfetten |
Alkalit-Produkt |
5...10 % |
5...10 min |
ca. 80 °C |
Spülen (mehrfach) |
Wasser |
- |
je 2 min |
Raumtemp. |
Beizen1) |
Rostalit-Produkt |
gebrauchsfertig |
10 s...5 min |
Raumtemp.
... 40 °C |
Spülen (mehrfach)1) |
Wasser |
- |
je 2 min |
Raumtemp. |
Voraktivieren 2) |
Vorspülsalz 1123 |
0,5...1 % |
4...10 min |
40 °C |
Phosphatieren |
Phosphata-Produkt |
5 bis 20 % |
8...20 min |
je nach Produkt 70...98 °C |
Spülen (mehrfach) |
Wasser |
- |
je 2 min |
Raumtemp. |
Warmspülen |
Wasser |
- |
2...5 min |
ca. 80 °C |
Beölen bzw. Passivieren |
Emulsin- oder Passivierung-Produkt |
10 bzw. 2 Vol.-% |
5...10 min |
40 bzw. 80 °C |
- nur bei Bedarf erforderlich
- 2) meist nur bei Manganphosphatierung erforderlich
Die einzelnen Verfahrensschritte des Phosphatierprozesses werden nachfolgend beschrieben:
Entfetten der Werkstücke
Die Voraussetzung für das Erzeugen einer Phosphatschicht ist die Schaffung einer metallisch reinen Oberfläche. Die chemische Wirkung der Phosphatierbäder wird durch eine vorhandene Öl-, Fett- oder Ziehschicht deutlich verzögert oder sogar verhindert. Alle Fettrückstände (Bohröle, Korrosionsschutzmittel, Fingerabdrücke usw.) und andere Verunreinigungen auf der Oberfläche der zu behandelnden Teilen müssen deshalb vor dem Phosphatierprozess entfernt werden.
Durch Tauchen der Werkstücke in einem der DeWe-Entfettungsmittel werden mechanisch haftende Fette und Öle, aber auch Staub oder Bearbeitungsrückstände entfernt.
Nach dem Entfetten der Werkstücke muss die anhaftende Entfettungslösung mit Leitungswasser abgespült werden.
Beizen der Werkstücke
Die mit dem Grundmetall verbundenen anorganischen Schichten (z.B. Rost- bzw. Korrosions- und Anlaufschichten) müssen vor dem Phosphatiervorgang entfernt werden. Das Beizen erfolgt durch kurzes Tauchen der Werkstücke in einer DeWe-Beizlösung.
Da die stark saure Beizlösung nicht in das Phosphatierbad bzw. das Vorspülbad gelangen darf, muss sie in nachfolgenden Spülbädern abgewaschen werden.
Voraktivieren der Metalloberflächen
Unter Aktivierung - auf die direkt (ohne Zwischenspülen) die eigentliche Phosphatierung folgt - versteht man die gezielte Vermehrung von Kristallisationskeimen auf der Oberfläche der metallischen Werkstoffe. Dadurch wird die Anzahl der Kristalle pro Flächeneinheit erhöht und die Kristallgröße und das Schichtgewicht vermindert: man erhält feinkristallinere Schichten.
Bei der Zink- oder Zink/Kalzium-Phosphatierung kann - im Gegensatz zur Manganphosphatierung - je nach Anwendungsfall auf eine Voraktivierung verzichtet werden.
Phosphatieren der Werkstücke
Durch Tauchen der Werkstücke in der Phosphatierlösung, wird die Phosphatschicht auf den Werkstücken erzeugt. Je nach Anforderungen wird dazu eine
- Eisen-
- Zink-
- Zinkkalzium- oder
- Manganphosphatierung
eingesetzt. Wichtig bei der Durchführung des Phosphatierprozesses ist die exakte Einhaltung einiger Prozessparameter (wie z. B. Konzentration oder Temperatur), weshalb die entsprechenden Werte mehrmals täglich bestimmt und ggf. nachgestellt werden müssen.
Beölen der Werkstücke
Zur Erhöhung des Korrosionsschutzes der Phosphatschicht als auch zur Verbesserung des Aussehens folgt dem eigentlichen Phosphatierprozess meist eine Beölung mit Emulsion. Soll das phosphatierte Werkstück später weiterbehandelt (z. B. lackiert) werden oder genügt ein kurzzeitiger Korrosionsschutz, z. B. für Innenlagerung, so kann die erzeugte Oberfläche auch mit einer Passivierungslösung behandelt werden