인산염 피막은 인산염 화합물의 얇은 결정층으로 금속 모재의 표면에 부착되어 만들어지며, 철, 아연 또는 철의 얇은 접착층을 생성하는 강철 부품에 적용되는 화학 처리인 인산염 전환 피막이라고도 합니다. 망간 인산염, 내식성, 윤활을 달성하거나 후속 코팅 또는 페인팅을 위한 기초로 사용됩니다. 인산염 결정은 다공성이며 아연, 망간 또는 철 인산염 용액에서 형성될 수 있습니다. 세 가지 유형 각각은 결정 크기 및 코팅 두께와 같은 약간 다른 특성을 가진 인산염 코팅을 제공합니다. 이를 통해 구조물의 일부에 필요한 특정 용도에 대해 보다 전문화된 코팅을 선택할 수 있습니다. 이러한 코팅은 일반적으로 탄소강, 저합금강 및 주철에 적용됩니다. 코팅은 코팅 공정을 돕는 다른 화학 물질과 결합된 묽은 인산 용액에 기질을 스폰지, 스프레이 또는 침지하여 형성됩니다. 인산염 코팅은 아연, 카드뮴, 알루미늄, 주석 및 아연도금강에도 적용할 수 있지만 종종 인산에 내성이 있는 고합금 재료에는 적용하기 어렵습니다. 인산염 처리 용액의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.
√ 인산(H3PO4)
√2가 금속의 이온(양이온): Zn2 plus , Fe2 plus , Mn2 plus
√촉진제 – 산화제(질산염, 아질산염, 과산화물)는 코팅 공정 속도를 높이고 침전물의 입자 크기를 줄입니다.
인산염은 인산염 코팅, 인산염화 또는 인산염화라고도 하는 가장 일반적인 유형의 전환 코팅 중 하나입니다. 특히 총기 및 기타 군사 장비에 적용될 때 상표명 Parkerizing으로도 알려져 있습니다. 인산염 처리 공정에 대한 최초의 연구는 1869년 영국 발명가 William Alexander Ross, 영국 특허 3119, Thomas Watts Coslett, 1906년 영국 특허 8667에 의해 개발되었습니다. 영국 Birmingham의 Coslett는 이후에 특허를 출원했습니다. 1907년에 미국 특허 870,937이 부여된 1907년 미국에서 이와 동일한 공정을 기반으로 합니다. 이는 본질적으로 인산을 사용하는 인산철 공정을 제공했습니다. 이 초기 영국 인산염 처리 공정을 기반으로 하는 망간 인산염 처리에 대한 개선된 특허 출원은 1912년 미국에서 제출되었으며 1913년 Frank Rupert Granville Richards에게 미국 특허 1,069,903으로 발행되었습니다.
인산염 처리란 무엇입니까?
이 공정은 중간 또는 높은 pH에서 인산염의 낮은 용해도를 이용하며, 욕은 원하는 철, 아연 또는 망간 양이온 및 기타 첨가제를 포함하는 인산(H3PO4) 용액입니다. 산은 철 금속과 반응하여 수소 및 철 양이온을 생성합니다.
Fe + 2 H3O + → Fe2 + + H2 + 2 H2O
양성자를 소모하는 반응은 표면 바로 근처에서 용액의 pH를 상승시켜 결국 인산염이 불용성이 되어 그 위에 침전될 때까지 발생합니다. 산과 금속 반응은 또한 침전될 수 있는 국부적으로 인산철을 생성합니다. 인산아연 또는 인산망간을 증착할 때 추가 인산철은 원하지 않는 불순물일 수 있습니다. 강철 패널이 인산염 처리 용액(예: 인산아연)에 도입되면 배스에 존재하는 유리 인산에 의해 기판에 존재하는 미세 양극에서 철 용해가 시작되는 국소 화학 반응이 발생합니다. 반응을 위한 인산의 소비는 금속 표면에 인접한 층에서 용액의 산성도를 감소시킨다. 중화된 용액에서 인산아연의 용해도가 낮아져 염이 침전되고 기질 표면에 침전됩니다.
인산망간, 인산아연 및 인산철의 차이점은 무엇입니까?
1. 망간 인산염 코팅
가장 단단하고 가장 녹이 잘 슬지 않으며 매끄럽고 균일하며 내마모성이 있는 인산염 코팅입니다. 결정질의 흡수성 표면을 형성하며 베어링, 부싱, 스러스트 와셔 및 패스너와 같이 내마모성이 필요한 기판에 이상적입니다. 망간 인산염 코팅제는 또한 처리된 표면을 윤활하여 자동차 산업에 적합한 인산염 코팅제로 만듭니다. 슬라이딩 및 이동 엔진 및 변속기 부품은 망간의 윤활 효과로부터 이익을 얻습니다. 탑코트가 필요하지 않으며, 코팅은 종종 왁스나 오일로 마무리되어 특성을 향상시킵니다. 망간 인산염 코팅은 내마모성 및 내마모성이 요구될 때 적용되며 오일을 보유하는 능력도 보유하여 내마찰성을 더욱 향상시키고 코팅된 부품에 내식성을 부여합니다.
2. 인산철 코팅
침지 또는 스프레이 방식의 가장 경제적인 옵션입니다. 후속 도장의 강한 접착력이 필요한 경우에 적용합니다. 금속 이온이 조성물의 구성 성분인 인산아연 및 인산망간 코팅용 용액과 달리 인산철 용액에서는 용해 기질에 의해 철 이온이 제공됩니다. 강철, 아연 및 알루미늄은 모두 인산철 코팅에 적합한 기질이며 기질 유형에 있어 가장 유연한 옵션입니다. 인산염 철 가격은 아연 및 망간 인산염 서비스 비용보다 분명히 낮으며 Zn과 같은 인산염 철은 분말 코팅의 일반적인 프라이머입니다. 그러나 내식성과 접착력이 가깝다고 해도 내구성이 절대 좋지 않습니다. 따라서 인산철 코팅은 매우 높은 품질이 필요하지 않고 낮은 예산 내에서 실현되어야 하는 프로젝트에만 권장됩니다. 즉, 지속적으로 요소에 노출되는 대부분의 해양 및 해양 프로젝트에는 적합하지 않습니다. 명백한 이점은 다음과 같습니다.
√ 최저 인산염 처리 생산 비용,
√저온에서 일반적으로 기름진 표면을 탈지,
√낮은 유지 비용
3. 인산아연 코팅
침지 또는 스프레이에 의한 철강 및 철의 모든 인산염 처리 전처리 방법 중 가장 일반적입니다. 망간만큼 내식성이나 윤활성이 없지만 다양한 상도제를 사용하여 내식성 성능을 향상시킬 수 있습니다. 아연 인산염 처리 공정은 금속 표면을 철, 망간, 니켈 및 인산아연을 포함하는 비금속 다결정질 코팅으로 변환하여 높은 알칼리 저항성을 제공하는 능력이 있습니다. 분체 도료, 전기 영동 도료, 액상 도료에 대한 접착력이 우수하고 부식 방지성이 우수한 도료 베이스로 선호되며, 인산아연 도료는 아연도금 다음으로 가능한 최고의 분체 및 액상 도료로 간주됩니다. 아연 인산염 코팅제는 망간보다 훨씬 가벼운 코팅을 생성하므로 금속의 무게가 영향을 받지 않아야 하는 프로젝트에 유용합니다. 이 코팅은 또한 기질이 샌드블라스트된 후 분말 코팅용 금속 프라이밍을 위한 가장 일반적인 솔루션입니다. 인산염 철보다 약간 비싸지 만 더 긴 수명을 위해 더 나은 품질을 제공합니다. 인산아연은 일반적으로 전기도금 공정의 일부로 또는 프라이머 안료로 적용되는 부식 방지 코팅을 생산하는 데 사용됩니다. 물과 적당히 반응하고 아연 공급원에 산 용해성이므로 우수한 내습성 및 갈바닉 치환 특성을 갖습니다.
완성된 공작물의 내부식성이 특히 높아야 하는 대부분의 작업에서 변환 코팅은 인산아연을 사용하여 적용됩니다. 이 접근 방식은 와이어 드로잉 작업, 자동차 산업, 기기 및 전자 산업의 특정 부문에서 널리 사용됩니다. 마찬가지로, 인산아연은 특히 가혹한 환경에 노출될 수 있는 장비에 대해 군대에서 지정하는 경우가 많습니다. 아연 인산염 변환 코팅으로 금속을 전처리하는 데에는 세 가지 주요 단계가 있습니다: 금속 표면의 세척 및 활성화, 변환 층 적용 및 밀봉/후패시베이션. 인산아연 코팅의 장점은 다음과 같습니다.
√ 냉간 드로잉, 냉간 단조, 딥 드로잉과 같은 금속 성형 공정 전 마찰에 의한 마모를 방지합니다.
√보호 윤활로 내마모성 및 내식성을 높입니다.
√내식성(다른 코팅과 함께 사용), 매끄럽고 매끄럽고 얇은 필름.
√다양한 탑코트에 적합: 오일 층, 부식 방지 왁스 또는 윤활제(예: 플루오로폴리머) 다양한 종류의 분말 코팅.
√분체 도료, 전기영동 도료 또는 액체 도료에 우수한 접착력과 전기 절연성을 제공합니다.
√연안 또는 오염된 산업 지역과 같은 가혹한 환경에 이상적인 전처리제.
아연 인산염 처리 공정아연 도금, 뜨거운 발굴 아연 도금또는셰라드화제품은
√ 설정
√표면 탈지 및 청소
√활성화
√인산아연
√헹굼
√패시베이션
√건조
인산아연 코팅의 적용은 불용성 결정질 인산염(1-20μ)의 층을 생성하며, 다공성 층을 생성합니다. 이 층은 용융 아연 도금 코팅인 아연과 결합하는 호프파이트, 포스포필라이트 및 기타 인산아연 화합물로 구성됩니다. 상기 공정을 통해 도금 코트 또는 쉐라다이즈드 코트. 인산아연 코팅은 무색이므로 회색 톤은 반사의 결과입니다. 이것은 코트가 자외선의 영향을 받지 않는다는 것을 의미합니다. 날씨 저항에 대한 모든 우려에서 그것을 해결합니다. 또한, 인산아연 코팅의 높은 다공성은 대기 내에서 이산화탄소와 물 입자의 유도를 허용하여 시간이 지남에 따라 회색 톤이 가라앉는 것처럼 나타나는 염기성 탄산 아연 코팅을 형성하도록 반응합니다.
그러나 인산염 코팅이 우수한 접착력과 약간의 장벽 보호 기능을 제공하더라도 코팅이 손상되면 용해도가 낮은 인산염은 크로메이트에 비해 충분한 억제력을 보유하지 않아 코팅이 손상되면 열린 금속 표면에서 부식이 빠르게 진행되기 시작한다는 점을 알아야 합니다. 손상된 영역의 자가 치유를 제공합니다. 그럼에도 불구하고 Aramaki(2003)에 의해 입증된 바와 같이 인산염 코팅이 코팅에서 침출되어 결함 부위에 침전될 수 있는 가용성 인산염을 포함할 때 자가 치유 효과가 관찰될 수 있습니다.
