リン酸塩皮膜は、金属素地の表面にリン酸塩化合物の薄い結晶層が付着したもので、リン酸塩化成皮膜とも呼ばれ、鉄、亜鉛、またはリン酸マンガン、耐腐食性、潤滑性を達成するため、またはその後のコーティングや塗装の基礎として。 リン酸塩結晶は多孔性であり、亜鉛、マンガン、またはリン酸鉄溶液から形成することができます。 3 つのタイプのそれぞれは、結晶サイズやコーティングの厚さなど、わずかに異なる特性を持つリン酸塩コーティングを提供します。 これにより、構造の一部に必要な特定の用途に合わせて、より特殊なコーティングを選択することができます。 これらのコーティングは通常、炭素鋼、低合金鋼、鋳鉄に適用されます。 コーティングは、コーティングプロセスを支援する他の化学物質と組み合わせた希リン酸の溶液に基板をスポンジ、スプレー、または浸漬することによって形成されます。 リン酸塩コーティングは、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、スズ、および亜鉛メッキ鋼にも適用できますが、リン酸の影響を受けないことが多い高合金を含む材料に適用することは困難です。 リン酸溶液の主な成分は次のとおりです。
√ リン酸 (H3PO4)
√二価金属のイオン（陽イオン）：Zn2 plus 、Fe2 plus 、Mn2 plus
√促進剤 – 酸化試薬 (硝酸塩、亜硝酸塩、過酸化物) は、コーティング処理速度を上げ、堆積物の粒子サイズを小さくします。
リン酸塩処理は、リン酸塩コーティング、リン酸塩処理、またはリン酸塩処理とも呼ばれる、最も一般的なタイプの化成コーティングの 1 つです。 特に銃器やその他の軍事機器に適用される場合、パーカライジングという商品名でも知られています。 リン酸塩処理プロセスに関する最も初期の研究は、1869 年に英国の発明者であるウィリアム アレクサンダー ロス (英国特許 3119) によって開発され、1906 年にトーマス ワッツ コズレット (英国特許 8667) によって開発されました。イギリス、バーミンガムのコスレットはその後、特許を申請しました。これは、1907 年に米国特許 870,937 が付与された、1907 年にアメリカで行われた同じプロセスに基づいています。これは本質的に、リン酸を使用するリン酸鉄処理プロセスを提供します。 この初期の英国のリン酸鉄処理プロセスに大部分が基づくマンガンリン酸処理の改良特許出願が 1912 年に米国で出願され、1913 年に米国特許 1,069,903 としてフランク ルパート グランビル リチャーズに発行されました。
リン酸塩処理とは何ですか？
このプロセスは、中または高 pH でリン酸塩の溶解度が低いことを利用しており、浴はリン酸 (H3PO4) の溶液であり、目的の鉄、亜鉛、またはマンガンの陽イオンおよびその他の添加剤を含んでいます。 酸は鉄金属と反応して、水素と鉄の陽イオンを生成します。
Fe プラス 2 H3O プラス → Fe2 プラス プラス H2 プラス 2 H2O
プロトンを消費する反応により、表面のすぐ近くで溶液のpHが上昇し、最終的にリン酸塩が不溶になり、その上に堆積します。 酸と金属の反応はまた、沈着する可能性のあるリン酸鉄を局所的に生成します。 リン酸亜鉛またはリン酸マンガンを堆積させる場合、追加のリン酸鉄は望ましくない不純物である可能性がある。 スチールパネルがリン酸処理溶液（例えばリン酸亜鉛）に導入されると、トポケミカル反応が起こり、浴中に存在する遊離リン酸によって基板上に存在するマイクロアノードで鉄の溶解が開始されます。 反応のためのリン酸の消費は、金属表面に隣接する層における溶液の酸性度の低下を引き起こす。 中和溶液中のリン酸亜鉛の溶解度が低下し、塩が沈殿し、基板表面に沈着します。
リン酸マンガン、リン酸亜鉛、リン酸鉄の違いは何ですか?
1.リン酸マンガンコーティング
これは、最も硬く、最も防錆性があり、滑らかで、均一で、耐摩耗性に優れたリン酸塩コーティングです。 結晶吸収面を形成し、ベアリング、ブッシング、スラスト ワッシャー、ファスナーなどの耐摩耗性が必要な基材に最適です。 リン酸マンガンコーティング剤は、処理された表面を潤滑するので、自動車産業に適したリン酸塩コーティングになります。エンジンやトランスミッションの摺動部品や可動部品は、マンガンの潤滑効果の恩恵を受けます。 トップコートを必要とせず、コーティングは多くの場合、特性を高めるためにワックスまたはオイルで仕上げられます。 耐摩耗性、耐かじり性が必要な場合はリン酸マンガンコーティングを施し、さらに保油性を持たせることで、さらに耐摩擦性を向上させ、塗装部品に耐食性を付与します。
2.リン酸鉄コーティング
浸漬またはスプレーによる最も経済的なオプションです。 後塗装の密着力が必要な場合に使用します。 金属イオンが組成物の構成要素であるリン酸亜鉛およびリン酸マンガンコーティング用の溶液とは対照的に、リン酸鉄溶液では、溶解基質によって鉄イオンが提供される。 鋼、亜鉛、アルミニウムはすべてリン酸鉄コーティングに適した基材であり、基材の種類に関しては最も柔軟なオプションです。 リン酸鉄処理の価格は、亜鉛およびマンガンリン酸処理サービスのコストよりも明らかに低く、亜鉛と同様にリン酸鉄処理は粉体塗装の一般的なプライマーです。 ただし、耐食性と接着性は近いのですが、耐久性には劣ります。 したがって、リン酸鉄コーティングは、極端に高い品質を必要とせず、低予算で実現する必要があるプロジェクトにのみ推奨されます。 言い換えれば、風雨に継続的にさらされるほとんどのオフショアおよび海洋プロジェクトには適していません。 明白な利点は次のとおりです。
√ リン酸処理の生産コストが最も低く、
√通常は油っぽい表面を低温で脱脂し、
√低メンテナンスコスト
√ トップコート:パウダーコーティング, 液体塗料
3. リン酸亜鉛コーティング
これは、浸漬またはスプレーによる鋼および鉄のリン酸塩処理前処理方法の中で最も一般的な方法です。 マンガンほどの耐食性や潤滑性はありませんが、さまざまなトップコートによって耐食性を向上させることができます。 リン酸亜鉛処理プロセスは、金属表面を鉄、マンガン、ニッケル、リン酸亜鉛を含む非金属の多結晶コーティングに変換し、高い耐アルカリ性を提供します。 粉体塗料、電気泳動塗料、または液体塗料に優れた接着性を提供し、優れた腐食保護を提供する塗料ベースとして好まれます。リン酸亜鉛コーティングは、亜鉛メッキに次ぐ粉体および液体塗料の最良のプライマーと見なされています。 リン酸亜鉛コーティング剤は、マンガンよりもはるかに軽いコーティングを作成するため、金属の重量に影響を与えてはならないプロジェクトに有益です。 このコーティングは、基材をサンドブラストした後、粉体塗装用の金属を下塗りするための最も一般的なソリューションでもあります。 リン酸鉄処理よりも若干高価ですが、品質が向上し、耐用年数が長くなります。 リン酸亜鉛は、通常、電気めっきプロセスの一部として、またはプライマー顔料として適用される耐腐食性コーティングを生成するために使用されます。 水と適度に反応し、亜鉛源と酸可溶であるため、耐湿性とガルバニック置換特性が良好です。
完成したワークピースの耐食性が特に高くなければならないほとんどの作業では、リン酸亜鉛を使用して化成皮膜が適用されます。 このアプローチは、伸線作業、自動車産業、および家電および電子産業の特定の分野で広く使用されています。 同様に、リン酸亜鉛処理は、特に厳しい環境にさらされる可能性のある機器に対して、軍隊によって指定されることがよくあります. リン酸亜鉛化成コーティングによる金属の前処理には、金属表面の洗浄と活性化、化成層の適用、シーリング/後不動態化の 3 つの主なステップがあります。 リン酸亜鉛コーティングの利点は次のとおりです。
√ 冷間引抜、冷間鍛造、深絞りなどの金属成形工程前の摩擦による磨耗を防ぎます。
√保護潤滑剤で耐摩耗性と耐腐食性を高めます。
√耐食性（他のコーティングとの組み合わせ）、シームレス、滑らかで薄いフィルム。
√さまざまなトップコートに適しています: オイル、防食ワックス、潤滑剤 (フルオロポリマーなど) の層、さまざまな種類の粉体塗装。
√粉体塗料、電気泳動塗料、液体塗料に優れた接着性と電気絶縁性を提供します。
√オフショアや汚染の激しい工業地帯などの過酷な環境に最適な前処理剤です。
のリン酸亜鉛処理プロセス亜鉛メッキ, ホットディグ亜鉛メッキまた断片化された製品は
√ セットアップ
√表面の脱脂・洗浄
√アクティベーション
√リン酸亜鉛
√すすぎ
√パッシベーション
√乾燥
リン酸亜鉛コーティングを施すと、不溶性の結晶性リン酸塩 (1-20μ) の層が形成され、ホパイト、ホスホフィライト、その他のリン酸亜鉛化合物で構成される多孔質層が生成され、溶融亜鉛メッキ コーティングである亜鉛と結合します。上記のプロセスを介してメッキコートまたはシェラダライズドコート。 リン酸亜鉛コーティングは無色であるため、その灰色のトーンは反射の結果です。 これは、コートが紫外線の影響を受けないことを意味します。 耐候性の心配もありません。 さらに、リン酸亜鉛コーティングの気孔率が高いため、大気中の二酸化炭素と水の粒子が誘導され、反応して塩基性の炭酸亜鉛のコーティングが形成され、時間の経過とともに灰色の色調が落ち着いて表示されます。
ただし、リン酸塩コーティングは良好な接着性とある程度のバリア保護を提供しますが、コーティングが損傷すると、腐食が開放金属表面で急速に進行することを知っておく必要があります。損傷したゾーンの自己修復を提供します。 それにもかかわらず、Aramaki (2003) によって実証されたように、リン酸塩コーティングがコーティングから浸出して欠陥部位に沈殿する可能性のある可溶性リン酸塩を含む場合、自己修復効果が観察されます。
