Hướng dẫn lựa chọn phương pháp phosphate

Phosphate hóa là một công nghệ quan trọng, làm tăng tuổi thọ, chống lại sự oxy hoá, ăn mòn kim loại. Lớp phủ này còn tăng cường khả năng bám dính, cải thiện khả năng bôi trơn, giảm hư hại do ma sát,...Trong bài viết này, Hoá chất Việt Quang xin gửi tới các bạn cái nhìn chung về phương pháp phosphate hoá và một số tiêu chí để lựa chọn phương pháp phosphate hóa phù hợp. Cùng Hoá chất Việt Quang tìm hiểu bạn nhé!

1. Phosphate hoá là gì?

Phosphate hóa là phương pháp xử lý bề mặt kim loại được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và được coi là một trong những cách tốt nhất để chuẩn bị bề mặt kim loại trước khi sơn phủ, chống gỉ,... nhằm bảo vệ các chi tiết kim loại.

Màng phosphate tạo trên bề mặt kim loại một lớp phủ chuyển đổi. Lớp phủ này có khả năng cách điện và chống ăn mòn. Phương pháp này thường được sử dụng để cải thiện đặc tính của bề mặt vật liệu: cải thiện khả năng chống ăn mòn, tăng độ bám dính cho sơn, …

Hình ảnh: Sản phẩm phosphate hoá

Lớp phủ này được tạo nên bằng quá trình phốt phát hóa với độ dày, tính chất phụ thuộc vào các thông số quá trình: phương pháp sử dụng, nhiệt độ, nồng độ hóa chất,...Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong một số ngành sản xuất: ô tô, điện tử, sản xuất các bộ phận của xe đạp, xe máy,...

2. Thành phần và tính chất của lớp phủ phosphate

Một số tính chất cơ bản của lớp phủ phosphate: độ dày, độ xốp, độ bền, khả năng cách điện,...phụ thuộc vào thành phần hoá học, thành phần pha, vị trí sắp xếp của tinh thể,...

2.1.Thành phần dung dịch

Các yếu tố cơ bản cấu thành dung dịch phosphate hóa gồm:

Axit tự do: Là yếu tố quan trọng, giúp duy trì môi trường axit trong dung dịch phosphat hóa.
Muối Me(H2PO4)2: Là một muối dihydro phosphate, trong đó: Me là ion kim loại hóa trị II: Zn, Mn, Ca, Fe,… Là thành phần chính để tạo nên màng phosphate.
Chất xúc tác (chất tăng tốc): Là hợp chất với nhiệm vụ làm tăng tốc quá trình tạo thành màng phosphate và giúp cải thiện chất lượng của màng.

2.2. Tính chất của lớp phủ phosphate

Lớp phủ phosphate xốp, diện tích lỗ xốp khoảng 0.1 ~1% diện tích lớp phủ.
Tuỳ thuộc vào các điều kiện quá trình, lớp phủ phosphate có khối lượng nằm trong khoảng 0.8 ~ 80 g/m2.
Màu sắc của lớp phủ phosphate thay đổi từ xám nhạt đến đen. Lớp phủ phosphate kẽm có màu nhạt nhất và đậm hơn khi có sự xuất hiện của các kim loại: Fe, Ni, Mn,...
Lớp phủ phosphate có khả năng cách điện. Cần đến một điện thế 30V/μm để có thể đánh thủng lớp phủ phosphate kẽm trên bề mặt sắt thép nên đây được coi là một loại vật liệu cách điện tốt.
Lớp phủ này có thể phân huỷ ở nhiệt độ cao, lớp phủ phosphate kẽm dễ tan trong dung dịch axit, kiềm còn lớp phủ phosphate mangan thì không bị hoà tan dưới tác dụng của dung dịch kiềm.

3. Một số phương pháp phosphat phổ biến

Phosphate ngâm là một công nghệ tiền xử lý bề mặt kim loại, điển hình là: kẽm, sắt - thép, mangan,... Đây là một quá trình hoá học chuyển đổi trực tiếp trên bề mặt kim loại hay để tạo thành một lớp phủ chuyển đổi với thành phần là các hợp chất của phosphate.

Hình ảnh: Bể phosphate hoá

Hoá chất Việt Quang đã nghiên cứu, thử nghiệm và đưa ra một số chế phẩm phosphate hoá phù hợp với nhu cầu sản xuất của thị trường:

ZCR - 588 là chế phẩm phosphate kẽm, tạo lớp phủ chuyển đổi bằng phương pháp ngâm. Hóa chất này phù hợp với các chi tiết có kích thước vừa và nhỏ, số lượng lớn, yêu cầu lớp phosphat có độ dày đáng kể.

Đối với những chi tiết lớn, phức tạp, số lượng chi tiết ít, không có yêu cầu gì về độ dày lớp phủ trên bề mặt thì có thể sử dụng chế phẩm phosphate lau W - 588.

Ngoài ra, hoá chất Việt Quang còn nghiên cứu và phát triển chế phẩm phosphate manganese M - 588, được sử dụng để tạo nên lớp phủ phosphate trên nền kim loại Mangan

3.1. Phương pháp phosphate ngâm

3.1.1. Tiền xử lý sơn tĩnh điện

Tiền xử lý sơn tĩnh điện là một trong những ứng dụng phổ biến nhất của công nghệ phosphate hoá. Quá trình phosphate hóa giúp tạo một lớp chân bám, tăng cường khả năng bám dính cho lớp sơn tĩnh điện.

Sử dụng công nghệ phosphate trước khi sơn tĩnh điện giúp tạo ra một bề mặt sạch, cải thiện khả năng bám dính, tăng tính bền vững và tuổi thọ cho lớp sơn. Hơn nữa, sử dụng quy trình phosphate trước khi sơn tĩnh điện còn góp phần tạo được bề mặt sơn đồng đều, mịn màng trên bề mặt kim loại.

Hình ảnh: Phun sơn tĩnh điện sau khi phosphate hoá

Quy trình phosphate hóa tiền xử lý sơn tĩnh điện thường được sử dụng trong sản xuất ô tô, các bộ phận khung xe đạp, xe máy,... Các ngành công nghiệp đòi hỏi lớp sơn tĩnh điện bền bỉ, chất lượng tốt, yêu cầu độ hoàn thiện cao.

3.1.2. Kéo vuốt

Phosphate kéo vuốt là một quy trình phosphate hóa đặc biệt được dùng để tạo nên một lớp phủ trên bề mặt kim loại. Công nghệ này thường được ứng dụng trên các chi tiết kim loại có hình dáng phức tạp hoặc có nhiều rãnh, lỗ sâu.

Hình ảnh: Cuộn dây được kéo vuốt sau khi phosphate hoá

Phosphate kéo vuốt sẽ tạo một lớp phủ đồng đều, mỏng trên bề mặt kim loại, cải thiện khả năng bám dính của các lớp phủ khác. Phương pháp này phù hợp với các chi tiết kim loại có hình dạng phức tạp, có rãnh, lỗ sâu, kém hiệu quả nếu sử dụng phương pháp phosphate hóa thông thường.

3.1.3. Dập vuốt sâu

Phosphate hoá sử dụng cho quá trình dập vuốt sâu không phải là một phương pháp xử lý bề mặt kim loại cụ thể. Đây chỉ là một trong nhiều công nghệ được sử dụng để sản xuất các vật dụng từ kim loại bằng phương pháp dập vuốt.

Hình ảnh: Các sản phẩm của quá trình dập vuốt

Việc sử dụng công nghệ phosphate trong quá trình dập vuốt giúp cải thiện khả năng bám dính, giảm ma sát và gia tăng tuổi thọ cho các chi tiết kim loại, răng tuổi tho cho khuôn dập. Điều này giúp tăng độ chính xác và độ bền của sản phẩm dập vuốt.

3.2. Phương pháp phosphate lau

Phương pháp phosphate lau là một quy trình xử lý bề mặt kim loại nhằm làm sạch và chuẩn bị bề mặt trước khi áp dụng các phương pháp hoàn thiện bề mặt khác: sơn, mạ,... Phosphate lau giúp loại bỏ chất cặn, dầu mỡ, bụi bẩn và ôxi hóa trên bề mặt kim loại, tạo ra một bề mặt sạch và thích hợp để tiếp tục quá trình xử lý tiếp theo.

Hình ảnh: phosphate lau trên những chi tiết phức tạp

Quá trình phosphat lau giúp loại bỏ các chất gỉ sét và tạo bề mặt kim loại sạch trước khi tiếp tục các quy trình phosphat hóa hoặc áp dụng các lớp phủ khác. Cải thiện khả năng bám dính, tăng độ bền và cải thiện tính chất bề mặt của sản phẩm kim loại.

Phương pháp này phù hợp với những cơ sở sản xuất nhỏ, lẻ, số lượng sản phẩm ít vì quy trình sử dụng đơn giản, không tốn nhiều chi phí đầu tư: xây bể,...

4. Lựa chọn phương pháp phosphate hóa sao cho phù hợp?

Để lựa chọn được phương pháp phosphate hóa phù hợp với sản phẩm của mình, chúng ta cần xem xét một số yếu tố như: loại vật liệu tạo thành sản phẩm, mục đích sử dụng, yêu cầu lớp phosphate, số lượng sản phẩm cần phosphate hoá, phương tiện kỹ thuật nhà xưởng, chi phí, thời gian thi công, …

Phosphate hoá ngâm là phương pháp phổ biến, thường được sử dụng để tạo bề mặt phosphate ...Phương pháp này thường được dùng để xử lý bề mặt cho các chi tiết kim loại có kích thước từ nhỏ đến trung bình, cấu tạo đơn giản. Quy trình phosphate ngâm phù hợp để sản xuất tự động với số lượng sản phẩm lớn. Vì vậy, quy trình này đòi hỏi chi phí để đầu tư nhà xưởng, thiết bị.

Đối với những chi tiết có kích thước lớn hơn hoặc đối với những xưởng sản xuất nhỏ lẻ, không muốn đầu tư thiết bị, máy móc, người ta thường lựa chọn sử dụng phương pháp phosphate lau. Tuy nhiên, lớp phủ phosphate thu được từ phương pháp này mỏng hơn, cũng như chất lương không được đồng đều ổn định như so với lớp phủ thu được bởi phương pháp ngâm.

Tuy nhiên, đối với các chi tiết có kích thước lớn nhưng vẫn yêu cầu độ dày của lớp phủ phosphate, thì vẫn có thể thực hiện quy trình phosphate ngâm bằng cách sử dụng bể ngâm với kích thước lớn hơn.

Kết luận:

Phosphate hóa là một trong những phương pháp xử lý bề mặt được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Nếu cần tư vấn về quy trình phosphate hóa hay có nhu cầu mua hóa chất phosphate hoá, vui lòng liên hệ đến số hotline 0961.324.189 để được tư vấn và giải đáp.