Phosphatierungen
Phosphatierungen erzeugen eine gleichmäßige Konversionsschicht auf metallischen Oberflächen, die ideale Haftung für Lackierungen oder Pulverbeschichtungen bietet und gleichzeitig einen wirksamen Schutz vor Korrosion schafft. KIESOW bietet Eisen-, Zink-, und Manganphosphatierungen sowie No-Rinse-Konversionsbeschichtungs-Systeme an.
Phosphatierung als Vorbehandlung von Metallen
Die Phosphatierung ist ein flüssiges, phosphatbasiertes Verfahren zur Vorbehandlung metallischer Oberflächen. Durch chemische Reaktionen entstehen feinst- bis grob-kristalline Mono- und Mischkristallstrukturen, die durch eine Passivierung, ein Korrosionsschutzöl oder eine weitere Nachbehandlung geschützt werden können. Phosphatierungen bieten eine ideale Haftung für Lackierungen oder Pulverbeschichtungen.
Mit den Produktlinien SURFASIT®, SURFACOTE® und SURFASEAL® deckt KIESOW unterschiedliche Anforderungen an die Oberflächenvorbehandlung und Nachbehandlung ab.
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Name: Daniel Efert
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Phosphatierung als Vorbehandlung von Metallen
Bei der Phosphatierung werden insbesondere Eisen-, Zink- und Manganphosphatierungen unterschieden. Welches Verfahren geeignet ist, hängt vor allem vom Werkstoff und der späteren Beanspruchung des Bauteils ab.
Zinkphosphatierung
Bei einer Zinkphosphatierung wird auf einer metallischen Oberfläche durch eine chemische Reaktion eine unlösliche Zinkphosphatschicht erzeugt. Sie schafft eine haftstarke, korrosionsschützende Basis für nachfolgende Beschichtungen oder den temporären Schutz.
Bei KIESOW bieten wir Zinkphosphatierungen sowohl für das Tauchverfahren als auch für das Spritzverfahren.
Dünnschicht-Zinkphosphatierungen
Die Dünnschicht-Zinkphosphatierung erzeugt eine feinkristalline, dünne Zinkphosphatschicht. Sie eignet sich besonders für Bauteile, bei denen eine gleichmäßige Beschichtung und geringe Schichtgewichte erforderlich sind. Sie bietet eine optimale Haftung für Lack- und Pulverbeschichtungen.
| Produkt | Tauchverfahren | Spritzverfahren | Kationen | Schichtgewicht |
|---|---|---|---|---|
| SURFACOTE 125 | X | X | Zn/Ni | 2,0–6,5 g/m² (Tauch); 1,5–4,0 g/m² (Spritz) |
| SURFACOTE 222/223 | X | X | Zn/Mn | 2,0–3,5 g/m² (Tauch); 1,5–3,0 g/m² (Spritz) |
| SURFACOTE 240 | X | X | Zn/Mn | 3,8–4,8 g/m² (Tauch); 1,7–2,5 g/m² (Spritz) |
| SURFACOTE 270 | X | Zn/Ni | 2,0–5,0 g/m² (Tauch) | |
| SURFACOTE 333/334 | X | X | Zn/Ni/Mn | 2,5–5,5 g/m² (Tauch); 1,5–3,0 g/m² (Spritz) |
| SURFACOTE 775 | X | Zn/Ca | 1,5–3,5 g/m² (Tauch) | |
| SURFACOTE 780 | X | Zn/Ca | 1–2 g/m² (Tauch) | |
| SURFACOTE 785 | X | Zn/Ca | 2 – 8 g/m² (Tauch) |
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SURFACOTE 240: Niedrigtemperatur Dünnschicht- Zinkphosphatierung (nickelfrei)
SURFACOTE 240 ist eine niedrigtemperaturige Dünnschicht-Zinkphosphatierung, die komplett nickelfrei arbeitet. Sie bildet eine feine, gleichmäßige Zinkphosphatschicht und sorgt für eine optimale Vorbehandlung. Durch den Einsatz bei niedrigen Temperaturen wird Energie eingespart und weniger Phosphatschlamm produziert.
Zinkphosphatierung-Dickschicht
Die Dickschicht-Zinkphosphatierung bildet eine dickere, kristalline Zinkphosphatschicht, die höheren mechanischen und korrosiven Belastungen standhält. Sie ist ideal für anschließendes Beölen in Ölemulsionen und Anwendungen, bei denen erhöhte Schutzanforderungen bestehen.
| Produkt | Tauchverfahren | Spritzverfahren | Kationen | Schichtgewicht |
|---|---|---|---|---|
| SURFACOTE 480 | X | Zn | 15–30 g/m² (Tauch) |
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Manganphosphatierung
Die Manganphosphatierung wird auf Stahloberflächen eingesetzt und bildet eine widerstandsfähige, anthrazitfarbige/ schwarze Schicht auf Bauteilen, die starken Verschleiß oder Reibung ausgesetzt sind. Sie schützt vor Korrosion, reduziert den Verschleiß und sorgt dafür, dass Schmiermittel besser wirken können.
| Produkt | Tauchverfahren | Spritzverfahren | Kationen | Schichtgewicht |
|---|---|---|---|---|
| SURFACOTE MN 2 | X | Mn/Ni | 10-40 g/m² | |
| SURFACOTE MN 3 | X | Mn/Ni | 10-20 g/m² | |
| SURFACOTE MN 4 | X | Mn | 10-20 g/m² |
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Eisenphosphatierung
Die Eisenphosphatierung ist ein Verfahren, um Bauteile wie Bleche in einem Schritt zu reinigen und zu phosphatieren. Sie bietet so eine Grundlage für anschließende Lackierungen. Je nach Produkt eignen sie sich für Bauteile aus Stahl, Zink, Aluminium und Kunststoff.
| Produkt | Eisen | Zink | Aluminium | Kunststoff | Merkmale | Schichtgewicht |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SURFASIT IP 6 | X | X | Festprodukt | 0,2-0,6 g/m² | ||
| SURFASIT D 1 | X | X | X | keine pH Einstellungen bei Neuansatz | 0,4-0,6 g/m² | |
| SURFASIT D 2 | X | X | ohne Netzmittel | 0,2–0,4 g/m² | ||
| SURFASIT D 3 | X | X | X | 0,2-0,6 g/m² | ||
| SURFASIT D 6 | X | X | 0,2-0,6 g/m² | |||
| SURFASIT D 10 | X | X | keine pH Einstellungen bei Neuansatz | 0,2-0,6 g/m² | ||
| SURFASIT D 11 | X | X | für Hochdruckreiniger geeignet | 0,2-0,6 g/m² | ||
| SURFASIT D 13 | X | X | X | 0,2-0,4 g/m² | ||
| SURFASIT D 16 | X | X | 0,2-0,4 g/m² | |||
| SURFASIT D 33 | X | X | X | 0,2-0,4 g/m² | ||
| SURFASIT D 33 A | X | X | X | keine pH Einstellungen bei Neuansatz | 0,2-0,4 g/m² | |
| SURFASIT D 38 | X | X | X | X | keine pH Einstellungen bei Neuansatz | 0,4-0,8 g/m² |
| SURFASIT D 63 | X | X | X | X | 0,2-0,4 g/m² | |
| SURFASIT D 300 | X | X | X | X | 0,2-0,4 g/m² |
Passivierung
Eine Phosphatschicht kann je nach Anwendung durch eine Passivierung oder durch ein Korrosionsschutzöl nachbehandelt werden. Eine anschließende Passivierung kann den Korrosionsschutz sowie die Eigenschaften der Oberfläche für eine nachfolgende Lackierung verbessern. Für Bauteile, welche nicht lackiert werden sollen, können Korrosionsschutzöle eingesetzt werden und das Bauteil vor Korrosion schützen.
Eine ausführliche technische Einführung, inklusive Verfahrensschritten, Prozessparametern und Praxisbeispielen, finden Sie in unserer Phosphatfibel.
Passivierung für anschließende Lackierungen
Passivierungen auf Basis von Zirkonium und/oder Titan stellen einen umweltfreundlichen Ersatz für Phosphatierung dar und sorgen dafür, dass Lackierungen oder Pulverbeschichtungen optimal haften.
| Produkt | Aluminium | Stahl | Zink | Nachbehandlung von Eisen und Zinkphosphatschichten |
|---|---|---|---|---|
| PROSEAL MG 3 | X | X | ||
| PROSEAL MG 300 | X | X | ||
| SURFASEAL 30 | X | |||
| SURFASEAL 220 | X | |||
| SURFASEAL 400 | X | X | X | X |
| SURFASEAL 440 | X | X | X | X |
Passivierung für Blankkorrosionsschutz
Bei Bauteilen, die unbehandelt oder „blank“ eingesetzt werden, bildet die Passivierung eine dünne Schutzschicht gegen Korrosion. Sie verhindert die Bildung von Korrosionsprodukte und erhöht die Haltbarkeit der metallischen Oberfläche.
| Produkt | Aluminium |
|---|---|
| PROSEAL Mg 300 | X |
Korrosionsschutzöle
Korrosionsschutzöle werden auf phosphatierte Oberflächen aufgebracht, um einen temporären Schutz vor Feuchtigkeit und Umwelteinflüssen zu gewährleisten.
| Produkt | Aluminium | Stahl | Zink | Nachbehandlung von Phosphatschichten |
|---|---|---|---|---|
| SURFASEAL 85 | X | X | X | X |
| SURFASEAL 100 | X | X | X | X |
Qualitätsprüfung phosphatierter Oberflächen
Für phosphatierte und anschließend beschichtete Oberflächen können verschiedene Prüfverfahren eingesetzt werden. Je nach Fragestellung können unter anderem Haftung, Korrosionsbeständigkeit und mechanische Eigenschaften geprüft werden.
| Prüfung | Norm |
|---|---|
| Gitterschnittprüfung | DIN 53151 |
| Salzsprühtest | DIN EN ISO 9227 |
| Kondenswasserprüfung | DIN EN ISO 6270-2 |
| Dornbiegeprüfung | DIN EN ISO 1519 |
| Erichsentiefung | DIN EN ISO 1520 |
Anwendungsgebiete für Phosphatierungen
Phosphatierungen stellen in zahlreichen industriellen Anwendungsbereichen einen essenziellen Prozessschritt dar, da sie die Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und Haftfähigkeit nachfolgender Beschichtungen signifikant verbessern.
- Ladenbau: Im Ladenbau werden Phosphatierungen insbesondere bei Regalsystemen eingesetzt. Die hiermit behandelten Stahloberflächen bieten einen zuverlässigen Korrosionsschutz und eine gleichmäßige Haftgrundlage für Lackierungen oder Pulverbeschichtungen.
- Elektroindustrie: In der Elektroindustrie dienen Phosphatierungen vor allem dem Schutz und der Funktionssicherheit von Schaltschränken und Gehäusekomponenten.
- Werkzeugbau: Im Werkzeugbau werden Phosphatierungen verwendet, um Funktionsflächen von Werkzeugen wie Zangen, Schneidwerkzeugen oder Spannvorrichtungen vor Verschleiß und Korrosion zu schützen.
- Maschinenbau: Im Maschinenbau sind phosphatierte Oberflächen besonders bei Schrauben, Zahnrädern und anderen beweglichen Komponenten von Bedeutung.
- Automobilindustrie: In der Automobilbranche sind Phosphatierungen ein zentraler Bestandteil der Vorbehandlung von Fahrwerkskomponenten, Karosserieteilen und Verbindungselementen. Die behandelten Oberflächen bieten hervorragenden Korrosionsschutz und gewährleisten gleichzeitig eine optimale Haftung nachfolgender Lackierungen.
- Solarindustrie: In der Solarindustrie werden phosphatierte Metallkomponenten in Modulrahmen, Montagesystemen und Tragstrukturen genutzt. Die Behandlung schützt vor Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen und chemischen Einflüssen.
- Fassadenbau: Im Fassadenbau kommen Phosphatierungen bei metallischen Unterkonstruktionen und Fassadenelementen zum Einsatz, um einen dauerhaften Korrosionsschutz zu gewährleisten. Durch die verbesserte Haftfähigkeit der Beschichtungen bleibt die Oberfläche auch unter intensiver UV- und Feuchtebelastung widerstandsfähig.
KIESOW bietet seinen Kunden maßgeschneiderte Phosphatierungslösungen, die optimal auf die Anforderungen verschiedener Branchen abgestimmt sind.
Kontaktieren Sie uns noch heute für eine individuelle Beratung oder ein Angebot – wir entwickeln gemeinsam mit Ihnen die ideale Lösung für Ihre Oberflächenanforderungen!
Häufige Fragen zur Phosphatierung
Wie lange hält eine Phosphatschicht?
Die Beständigkeit einer Phosphatschicht hängt unter anderem vom Verfahren, dem Schichtgewicht, dem Werkstoff und der Nachbehandlung ab. Eine Phosphatschicht kann beispielsweise als Haftgrund für eine anschließende Lackierung dienen. Für Bauteile ohne nachfolgende Beschichtung können Passivierungen oder Korrosionsschutzöle als zusätzliche Nachbehandlung eingesetzt werden.
Bei welcher Temperatur wird phosphatiert?
Die Arbeitstemperatur hängt vom eingesetzten Produkt und Verfahren ab. Sie reicht bei den beschriebenen Verfahren von Raumtemperatur bei Niedrigtemperaturverfahren bis zu etwa 70 °C bei Dickschichtphosphatierungen. Niedrigtemperaturverfahren können den Energiebedarf des Prozesses maßgeblich reduzieren und die Menge des anfallenden Phosphatschlamms verringern.
Wofür wird Phosphatierung in der Industrie eingesetzt?
Phosphatierungen werden unter anderem im Ladenbau, in der Elektroindustrie, im Werkzeug- und Maschinenbau, in der Automobilindustrie, der Solarindustrie und im Fassadenbau eingesetzt. Typische Anwendungen sind die Vorbehandlung für nachfolgende Beschichtungen sowie der Einsatz als Bestandteil von Korrosions- und Verschleißschutzsystemen.
Was ist der Unterschied zwischen Phosphatierung und Passivierung?
Bei der Phosphatierung entsteht eine Konversionsschicht auf Basis von verschiedenen Metall-Phosphaten auf der Metalloberfläche.
Passivierungen arbeiten gänzlich phosphatfrei und sind auf Basis von Zirkonium und/oder Titanverbindungen, welche sich im Bereich von 10-300 nm als Konversionsschicht auf der Oberfläche bilden. Sie sind eine phosphatfreie Alternative zu Phosphatierungen und erzeugen zudem deutlich weniger Schlamm.
Kann Phosphatierung zu Wasserstoffversprödung führen?
Bei der chemischen Reaktion während einer Phosphatierung kann grundsätzlich Wasserstoff in die Randschicht des Metalls eingebracht werden. Durch eine kontrollierte Prozessführung sowie gegebenenfalls einen anschließenden Wasserstoffentgasungsschritt lässt sich das Risiko einer Wasserstoffversprödung jedoch minimieren. Bei Fragen zur geeigneten Prozessführung für Ihr Bauteil berät Sie unser Team gerne individuell.