Phosphatierung

 

Beizen

Eisenphosphatierung


Beizen

Metallteile sind häufig durch ihre Bearbeitung oder durch äußere Einwirkungen mit schwerlöslichen Oxiden wie Rost oder Zunder belegt. Diese Oxide würden die Phosphatierung nachhaltig erschweren und müssen daher entfernt werden. Das kann bei Werkstücken geeigneter Geometrie durch Schleifen oder Sandstrahlen erfolgen, bei ungünstigeren Formen der Produkte muss jedoch gebeizt werden.

Das Auflösen der Oxide erfolgt in temperierten, relativ hoch konzentrierten Säuren. Diese Reduktion geschieht bei einigen Oxiden recht rasch (z.B. FeO), höhere sind selbst in den verwendeten Säuren nur zögerlich löslich. Da diese Oxide aber in Verbindung mit dem darunter liegenden reinen Grundmetall in Verbindung stehen, bilden sich Lokalelemente aus, was dazu führt, dass das Potential des Oxids (Beizen ist ein elektrochemischer Vorgang) stark verringert wird und damit nun doch recht schnell gelöst wird.
Durch das Beizen wird natürlich auch das Grundmetall angelöst, die hierdurch entstehende Mikro- Aufrauung ist für nachfolgende Beschichtungen aber von großem Vorteil (bessere Verankerung).


Eisenphosphatierung

Dieses Phosphatierverfahren wird allgemein als nichtschichtbildendbezeichnet, weil die erzeugte Schicht kaum messbar unter 1 µm stark ist. In der Badlösung enthalten sind unter anderem Alkaliphosphate, welche die zur Ausbildung der Schicht erforderlichen Anionen liefern. Das Kation (z.B. Eisen) wird in diesem Badtyp stets vom zu behandelnden Metall geliefert.
Durch den Anteil an Alkaliphosphat ist der pH- Wert von 4 bis 5 eines solchen Bades recht mild eingestellt, wodurch auch der Materialabtrag der einsetzenden Beizreaktion nur gering ausfällt. Generell lässt sich die Phosphatierung in zwei Vorgänge aufteilen:

  • Beiz- oder Korrosionsreaktion
  • Schichtbildungsreaktion

In der ersten Phase wird zunächst vom Alkaliphosphat ein Teil des Oberflächenmetalls in lösliche Phosphate umgewandelt. Im zweiten Schritt reagiert diese neue Verbindung weiter mit dem Alkaliphosphat, wobei unlösliches Metallphosphat auf der Werkstückoberfläche auskristallisiert.
Struktur und Rauhigkeit der Kristallschicht sind weitgehend abhängig von der Beschaffenheit der Materialoberfläche. Die blau- bis gelbgrau erscheinende Phosphatschicht stellt einen temporären Korrosionsschutz dar und erweist sich (nach dem Trocknen) als hervorragender Haftgrund für die nachfolgenden Beschichtungen.
Behandeln lassen sich mit diesem Badtyp die verschiedensten Metalle, wie z.B. Aluminium und -legierungen, Messing, verzinkte Oberflächen und natürlich Eisen und fast alle Stähle.