Fosfat Kaplama Nedir?

Fosfat kaplama, fosfat kaplama solüsyonunun daldırma, püskürtme veya başka herhangi bir yöntemle bir metal yüzey üzerinde çözünmez bir fosfat tabakası oluşturduğu süreç olarak tanımlanabilir. Bu tip bir kaplamanın oluşturulması için hazırlanan çözeltinin içeriğinde, metal üzerinde yüzey aşındırma ve uygun pH elde etmek için hidrojen iyonu (H+), ana kaplama bileşeni olarak fosfat anyonu (PO4-3) ve kaplamanın kalitesini arttıracak en az bir metal katyonu bulunmalıdır.

Metallerin fosfat kaplanması günümüz yüzey işlem metotlarının en önemlilerinden biridir. Modern metal işleme sistemlerinin fosfat kaplama prosesleri yürütülmeden gerçekleştirilmesi mümkün olamazdı.

Fosfat Kaplanmış Parça - 01 Fosfat Kaplanmış Parça - 02 Çinko ve Demir Fosfat Mangan Fosfat Kaplama
Çelik Parçalar Üzerine Fosfat Kaplama Örnekleri

Fosfat Kaplamanın Kullanıldığı Alanlar

Fosfatlama işleminin kullanıldığı başlıca alanları şu şekilde sıralayabiliriz:
* Boya ve polimer film kaplamalarla birlikte metallerin korozyondan korunması işlemlerinde,
* Tel çekme, boru çekme, derin çekme gibi soğuk şekillendirme işlemlerinin kolaylaştırılmasında,
* Yağ ve vakslarla birlikte metallerin korozyondan korunmasında,
* Hiçbir son işlem uygulanmadan korozyon koruması işlemlerinde.

Fosfat Kaplama Prosesleri

Fosfatlama işlemi birçok farklı prosesle uygulanabilir. Proses seçimini etkileyen önemli faktörler şunlardır: Kaplanacak metalin yapısı, metalin şekli ve kondüsyonu, kaplanacak parça sayısı ve yüzey durumunun homojenliği, kaplama banyosunun çalışma yoğunluğu, banyo sayısı gibi fiziksel faktörler.

Fosfatlama prosesi genel olarak şu şekilde sıralanabilir:

  1. Yağ alma ve temizleme
  2. Pas alma ve tufal alma
  3. Aktivasyon
  4. Fosfatlama
  5. Son işlem (Pasivasyon ya da nötralizasyon)

Her bir işlem banyosu arasında kimyasal taşınımını engellemek için durulama banyoları yer alır. Durulama olmadığı taktirde, işlem banyolarının kimyasal içerikleri birbirinden farklı yapıda olduğundan, banyo ömürleri kısalır. Şartlara göre proses sıralaması uzatılabilir ya da kısaltılabilir. Örnek olarak, metal yüzeyinde pas söz konusu değilse asitle pas alma işlemine gerek yoktur. Diğer bir taraftan, bazı basamaklar da birleştirilebilir, fosfatlama ve yağ alma işlemi aynı banyoda uygulanabilir.

Fosfat Kaplama Türleri

Birçok fosfatlama sistemleri içinden endüstriyel öneme sahip olanlar şunlardır; çinko fosfat, demir fosfat ve mangan fosfat. Bu fosfatlama tipleri genellikle demir ve çelik yüzeylere, daha az olarak da çinko kaplı (galvaniz) yüzeylere uygulanır. Alüminyum ve magnezyumun fosfatlanması ise bazı özel fosfatlama kimyasalları ile mümkündür.

Fosfat Kaplama Öncesi Yüzey Hazırlığı

Metal yüzeye iyi bağlanan ve tamamen kaplayan fosfat kaplamalar, ancak pas, kir, is ve diğer korozyon ürünlerinden arındırılmış temiz yüzeylerde oluşturulabilir. Yağ ve gres filmleri aynı şekilde fosfat kaplama oluşumunu engeller.

Fosfatlama işleminden önceki temizleme, aktivasyon gibi önişlemler fosfat kaplamanın kalınlığına ve kristal büyüklüğüne büyük ölçüde etki eder. Bu durum bazen mekanik bazen kimyasal bazen de her iki şekilde de etkili olabilir. Alkali yağ alma, solvent yağ alma ve asitle temizleme gibi kimyasal önişlemlerin fosfatlamaya etkisi büyüktür. Yüksek alkali yağ alma kimyasalları kullanıldığında birim alandaki çinko fosfat, demir fosfat ve mangan fosfat kaplama ağırlıkları daha fazla olmaktadır. Solvent yağ almalar kullanıldığında ise kaplama ağırlıkları daha az olur ve fosfatlama işlem süreleri de uzar.

Çelik türlerinin çok büyük çoğunluğu fosfatlama için uygundur. Otomotiv endüstrisinde kullanılan çeliğin tamamı fosfatlanabilir. Özellikle her tür derin çekme işlemine maruz kalan parçalar fosfatlamanın ardından boyanır ve korozyon dirençleri test edilir. Elektro-galvaniz kaplı, sıcak daldırma galvaniz kaplı ya da bakır ve titanyum içerikli çinko kaplamalar da fosfat kaplanabilir.

Fosfat Kaplama Rengi ve Görüntüsü

Fosfat kaplamaların rengi açık gri renkten koyu siyah renge kadar değişkenlik gösterir. Galvaniz yüzeylerdeki çinko fosfat kaplamalar çelik yüzeylerdekine göre çok daha açık renktedir. Fe+2 yoğunluğu, çeliğin fosfatlanmasında kullanılan banyoda daha fazla bulunduğundan, kaplama rengi daha koyudur. Mangan fosfatlama ile siyaha yakın en koyu kaplamalar elde edilir.