Quy trình công nghệ phosphat hóa và những lỗi thường gặp

Kim loại được ví như xương sống của nền công nghiệp, nó là nguyên liệu không thể thiếu trong quá trình sản xuất công nghiệp, xây dựng ở trong nước cũng như trên thế giới. Tuy nhiên với điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa, độ ẩm cao như ở nước ta thì các sản phẩm kim loại rất dễ bị oxy hóa gây ăn mòn gỉ sét. Để xử lý vấn đề này có nhiều phương pháp chống ăn mòn kim loại được nghiên cứu, một trong số đó là phương pháp sử dụng lớp màng phủ phosphate. Hóa chất Phosphate cùng với phương pháp phosphate hóa ra đời là bước ngoặt cho ngành công nghiệp gia công kim loại.

Phosphate hay phốt phát là chế phẩm hóa chất dùng để xử lý bề mặt kim loại trước khi sơn tĩnh điện.

Phosphate hóa là một phương pháp gia công bề mặt kim loại được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp để xử lý bề mặt kim loại, được coi là một trong những phương pháp chuẩn bị bề mặt kim loại tốt nhất trước khi sơn phủ hoặc nhúng dầu mỡ nhằm bảo vệ các chi tiết kim loại đen.

Màng phosphate hoá chuyển hoá bề mặt kim loại thành một lớp bề mặt mới không còn tính dẫn điện và tính kim loại, có khả năng chống ăn mòn. Nhờ các tính chất đó người ta tạo ra công nghệ phosphate hoá để sử dụng trong các nhà máy xử lý bề mặt kim loại.

Phosphate hóa là quá trình hình thành trên bề mặt kim loại một lớp phosphate kim loại không tan trong nước. Quá trình này thường sử dụng đề phủ cho kim loại đen như sắt, thép hay thép tráng kẽm.

Màng được tạo thành dựa trên phản ứng giữa kim loại với dung dịch đihidrophotphat dẫn tới sự kết tủa của muối phosphate ít tan trên bề mặt kim loại.

Hiện nay, các quá trình phosphate hóa thường tiến hành bằng phương pháp phun trực tiếp lên bề mặt kim loại dung dịch muối đi-hydro phosphate của kim loại như Zn2+, Mn2+, Fe2+, Ca2+, Na2+ hoặc nhúng kim loại trong những dung dịch này.

 

Tổng hợp chức năng của màng Phosphate hoá:

Tác dụng phổ biến nhất của nó trong thực tiễn là nhằm kéo dài tuổi thọ màng sơn phủ. Nền kim loại khá trơ với các vật liệu sơn phủ thì lớp phosphate hóa tạo ra lớp màng có nhiều lỗ xốp bám rất chắc với nền kim loại và cách điện.

Tuy nhiên, lớp phủ phosphate đơn thuần là lớp phủ xốp, do đó dầu hoặc chất bịt kín khác được sử dụng để đạt được khả năng chống ăn mòn.

Lớp phủ Zn2+, Mn2+ thường được sử dụng để giúp phá vỡ các thành phần có thể ăn mòn và ngăn chặn sự thô giáp.

Ngoài ra các lỗ xốp cho phép các vật liệu bổ sung (sơn) thấm vào lớp phủ Phosphate sau khi sấy khô và được lồng vào nhau về mặt cơ học.

Quy trình Phosphate hóa hay còn gọi là Phosphate kẽm là phương pháp gia công bề mặt được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp để xử lý bề mặt kim loại trước khi sơn. Lớp màng phosphate tạo ra trên bề mặt kim loại không còn tính dẫn điện và tính kim loại, có khả năng chống ăn mòn. 

Bước 1: Tẩy dầu mỡ đảm bảo chi tiết phốt phát hóa bề mặt kim loại sạch dầu mỡ để quá trình phốt phát diễn ra tốt nhất.

Bước 2: Rửa nước nhằm loại bỏ hóa chất tẩy dầu mỡ dư.

Bước 3: Tẩy gỉ trên bề mặt kim loại. Trong quá trình phốt phát hóa nếu chi tiết còn gỉ nhiều sẽ làm lớp phosphate không đều, rộp, phồng ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng sơn. Quá trình tẩy gỉ đóng vai trò vô cùng quan trọng.

Bước 4: Rửa nước loại bỏ axit trên bề mặt chi tiết.

Bước 5: Định hình trước nếu muốn lớp phủ phosphate đồng đều, min.

Bước 6: Phosphate hóa - chi tiết được đưa vào bể phốt phát ngâm trong vòng 15-20 phút, lớp phốt phát hình thành trên bề mặt kim loại.

Bước 7: Rửa nước làm sạch bề mặt.

Bước 8: Thụ động hóa nhằm bít các lỗ xốp nhỏ trên bề mặt phosphate ngăn chặn sự vàng lại.

Bước 9: Để ráo hoặc sấy khô và kết thúc quy trình.

Ở mỗi công đoạn nếu không được thực hiện đúng kỹ thuật, đúng tỉ lệ thì sẽ gây ra lỗi. Sau đây là các lỗi thường gặp và giải pháp khắc phục:

Lỗi gặp phải: Sản phẩm ngâm trong bể tẩy dầu không đủ thời gian, bể tẩy dầu loãng sản phẩm không sạch dầu mỡ, lớp phosphate bám trên bề mặt sản phẩm rất mỏng hoặc không có.

Kiểm soát chất lượng bể tẩy dầu về chỉ số điểm bể (độ kiềm trong bể).

Ngâm sản phẩm đủ thời gian.

Với sản phẩm nhiều dầu, tăng khối lượng hóa chất tẩy dầu mỡ và có thao tác xịt rửa sạch sau ngâm.

Bể nước sau tẩy dầu phải liên tục được chảy tràn trong quá trình làm việc.

Gia nhiệt (45-65 0C) phản ứng cũng như tốc độ tẩy dầu được tăng lên và rút ngắn được thời gian cho quy trình tẩy dầu.

Tẩy rỉ chưa sạch

Lỗi gặp phải: Tẩy rỉ không sạch do hàm lượng acid trong bể không đạt hoặc thời gian ngâm không đủ, làm sai kỹ thuật hoặc sau quá trình tẩy rỉ sản phẩm không được xịt rửa loại bỏ sạch acid thì sản phẩm sau phosphate sẽ có tình trạng vàng hoặc rỉ.

Ngâm sản phẩm đủ thời gian trong bể tẩy rỉ.

Kiểm soát chất lượng bể tẩy rỉ (hàm lượng acid) đạt yêu cầu.

Xịt rửa sạch acid trước khi sang bể định hình.

Thao tác nhanh giữa bể tẩy gỉ và định hình vì sản phẩm sau khi tẩy rỉ sẽ bị oxy hóa nhanh nếu để ngoài lâu.

Do bể định hình

Lỗi gặp phải: Bể định hình thường hay xảy ra lỗi khi bể bị nhiễm tính acid cao điều này dẫn đến sản phẩm bị vàng sau khi phosphate.

Thường xuyên kiểm tra độ PH của bế duy trì từ 7-9. Nếu nằm ngoài khoảng này hoặc có thể quan sát bằng ngoại quan bể chuyển từ màu trắng sữa sang trắng vàng thì cần thay bể vì lúc này bể bị nhiễm acid nặng.

Bể phosphate là bể tạo ra màng phosphate. Vì vậy nếu bể này không đảm bảo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật sẽ dẫn đến màng phosphate mỏng, không đẹp.

Để khắc phục tình trạng này cần kiểm soát các chỉ số của bể phosphate nằm trong tiêu chuẩn hoạt động tốt.