Phôi kim loại được ngâm trong bể photphat, do đó phản ứng hóa học và tác dụng vật lý trên bề mặt tạo thành một lớp màng biến đổi hóa học có cấu trúc và chức năng đặc biệt được gọi là quá trình photphat và màng biến đổi hóa học hình thành được gọi là photphat hóa phim ảnh.
Cấu trúc tinh thể xốp của màng photphat xác định diện tích bề mặt của phôi lớn hơn nhiều so với diện tích bề mặt sau khi phun cát và phun cát, do đó độ bám dính của lớp phủ lớn hơn nhiều so với xử lý trước vật lý. Độ dẫn điện của màng photphat kém, có tác dụng ức chế tốt sự ăn mòn điện hóa và thời gian chống gỉ sau khi photphat được kéo dài đáng kể.
Cơ chế photphat hóa là một quá trình phản ứng hỗn hợp phức tạp gồm các phản ứng điện hóa và phản ứng hóa học. Nói một cách đơn giản, sau khi sắt tiếp xúc với dung dịch axit photphoric, bề mặt sắt trước tiên sẽ trải qua phản ứng khử chậm với H+ được tạo ra bởi quá trình ion hóa axit photphoric để tạo ra các ion sắt. Các ion sắt sau đó phản ứng với các ion dihydrogen photphat bị ion hóa từ dung dịch photphat. Do nồng độ dihydro photphat cao, các ion sắt bị khử ngay lập tức phản ứng với nó để tạo thành photphat, tạo thành một lớp photphat trên bề mặt hạt. Quá trình phốt phát thường bao gồm: tẩy dầu mỡ, rửa, điều chỉnh bề mặt, phốt phát, xử lý sau, v.v.
Cơ chế rất đơn giản để hiểu:
Sau khi mẫu rời khỏi dung dịch photphat chính, một lượng lớn dung dịch photphat vẫn còn trên bề mặt mẫu, chủ yếu tập trung ở các lỗ của màng photphat. Nếu dung dịch phosphat còn sót lại được rửa ngay lập tức vào thời điểm này, nó chắc chắn sẽ làm gián đoạn quá trình hình thành màng tiếp tục của dung dịch phosphat trong lỗ chân lông, dễ hình thành pin vi mô trong lỗ chân lông và đẩy nhanh quá trình ăn mòn.
Nếu được sấy khô tự nhiên, chất lỏng photphat còn lại trong lỗ chân lông sẽ tiếp tục tạo thành màng, làm cho quá trình lắng đọng photphat tiếp tục trong lỗ chân lông và màng photphat dày lên trong lỗ chân lông, lấp đầy lỗ chân lông và bịt kín màng photphat.
Ở giai đoạn này, nam châm vĩnh cửu của động cơ truyền động chủ yếu sử dụng quy trình photphat và Vật liệu từ tính Baotou Jinshan đã thực hiện tối ưu hóa thông số quy trình về quá trình photphat của thép từ tính: DOE của ba biến, nồng độ, nhiệt độ và thời gian.
Kết luận như sau: Có thể sử dụng phương pháp tẩy axit photphoric trước khi photphat hóa nam châm NdFeb thiêu kết. Do tính axit yếu của axit photphoric, ít gây tổn hại đến ma trận, độ đồng nhất màu sắc tốt sau khi photphat hóa và dễ kiểm soát hơn axit nitric nên điều này là khả thi từ góc độ quy trình. Với quá trình tẩy axit photphoric, thời gian axit photphoric có thể dài thích hợp, mặc dù khi thời gian tăng lên, giá trị tổn thất không thể đảo ngược của từ thông sẽ tăng lên, nhưng thời gian không vượt quá 3-5phút, giá trị tổn thất không thể đảo ngược của từ thông thông lượng có thể chấp nhận được. Tuy nhiên, nếu thời gian càng dài thì giá trị tổn thất không thể đảo ngược của từ thông nam châm cũng sẽ tăng lên rất nhiều. Tuy nhiên, nhiệt độ của chất lỏng ngâm phải được kiểm soát chặt chẽ trong quá trình ngâm, về nguyên tắc không được vượt quá 40 độ, nếu không sẽ dẫn đến sự gia tăng đáng kể sự mất từ thông không thể đảo ngược.
Có ba phương pháp xử lý phốt phát phổ biến: phốt phát ở nhiệt độ cao, phốt phát ở nhiệt độ trung bình và thấp và phốt phát ở nhiệt độ phòng.
Với sự cải tiến không ngừng của khoa học và công nghệ, quá trình phosphat ngày càng hoàn thiện, chất lượng sản xuất dung dịch phosphat ở nhiệt độ bình thường và máy gia tốc oxy hóa cũng ngày càng cao, giá bán trên thị trường ngày càng thấp. Tất cả những điều này tạo nền tảng tốt cho việc thúc đẩy và ứng dụng quá trình phosphat hóa ở nhiệt độ bình thường. Tuy nhiên, các thông số hiệu suất của quá trình photphat ở các nhiệt độ khác nhau cũng có sự khác biệt rõ ràng.
GB/T 1376-2020: màng photphat cho kim loại và các lớp phủ kim loại vô cơ khác. Tiêu chuẩn này xác định các yêu cầu của phương pháp tạo màng photphat.
GB/T 6807-2001: Điều kiện kỹ thuật để photphat hóa phôi thép trước khi phủ. Tiêu chuẩn này quy định việc phân loại, yêu cầu kỹ thuật, phương pháp kiểm tra và quy định nghiệm thu màng photphat trước khi phủ phôi thép.
HB/Z 5080-1996: quá trình photphat hóa cho các bộ phận thép, HB5067461-2005: Kiểm tra độ giòn hydro cho quá trình mạ - Phần 1 Phương pháp cơ học.
Hiện nay, các vấn đề thường gặp trong công nghệ phốt phát trong nước là: nhiệt độ phốt phát cao, tuổi thọ của dung dịch phốt phát ngắn, khó rửa và ô nhiễm nước. Nó không chỉ mang lại gánh nặng cho quản lý môi trường mà còn tiêu tốn rất nhiều nước, phốt phát và các tài nguyên khác. Do đó, hướng phát triển của công nghệ phốt phát chủ yếu là nâng cao chất lượng và giảm ô nhiễm, tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường không độc hại, và chất lỏng phốt phát sạch hơn nữa phải có đặc tính tiết kiệm vật liệu và năng lượng, chức năng hợp lý và sản phẩm không gây hại cho sức khỏe con người và hủy hoại môi trường sinh thái trong và sau khi sử dụng.
Không có niken photphat
Niken là chất phụ gia phổ biến trong dung dịch photphat, có chức năng tinh luyện hạt, lấp đầy khoảng trống và nâng cao khả năng chống ăn mòn... Lớp phủ photphat thường được áp dụng bằng dung dịch photphat có chứa niken. Niken lắng đọng trong quá trình này (ở dạng nguyên tố hoặc dưới dạng thành phần hợp kim như Zn/Ni) cung cấp độ dẫn điện thích hợp cho lớp phủ trong quá trình mạ điện tiếp theo. Tuy nhiên, do độc tính cao và nguy hiểm cho môi trường nên nên tránh hoặc ít nhất là giảm thiểu việc sử dụng nó bất cứ khi nào có thể.
Phốt phát không có nitrit
Nitrite có thể tiêu thụ hydro được tạo ra trên giao diện của phản ứng photphat, thúc đẩy sự hình thành lớp màng, là chất xúc tiến tốt, nhưng nitrit độc hại, có hại cho sức khỏe con người, đồng thời có nhiều cặn, khả năng chống ăn mòn kém và các khuyết điểm khác , bất tiện khi sử dụng. Hiện nay, các chất thay thế chính được sử dụng là hydro peroxide, hợp chất hydroxy-amino và hợp chất nitro hữu cơ.
Phốt phát ở nhiệt độ thấp
Hầu hết các quy trình hiện có là phosphat hóa ở nhiệt độ trung bình hoặc cao. Ở nhiệt độ cao hơn, tinh thể màng biến đổi photphat kém cả về độ đồng đều và mật độ, dẫn đến khả năng chống ăn mòn của nó bị suy yếu. Ngoài ra, nhiệt độ photphat cao hơn chắc chắn sẽ làm tăng mức tiêu thụ năng lượng, dẫn đến ô nhiễm môi trường và các vấn đề khác. Do đó, mặc dù tốc độ tạo màng của công nghệ phosphat hóa nhiệt độ thấp cực kỳ chậm và hiệu quả sản xuất thấp nhưng không thể phủ nhận rằng đây vẫn là hướng phát triển của công nghệ và quy trình phosphat hóa. Phản ứng phosphat hóa ở nhiệt độ thấp thường yêu cầu bổ sung chất xúc tác để nâng cao hiệu quả.
Không có photphat
Quá trình phosphat truyền thống sẽ tạo ra một lượng lớn trầm tích và phát thải phốt pho, ô nhiễm môi trường nghiêm trọng hơn và quá trình phosphat truyền thống để loại bỏ dầu, loại bỏ rỉ sét, điều chỉnh bề mặt, phosphat hóa, thụ động và các quá trình khác, quá trình này phức tạp, cao tiêu thụ năng lượng, đồng thời trong công trình xử lý cũng dễ sinh ra một số chất độc hại, có hại. Với sự quan tâm của mọi người đến việc bảo vệ môi trường, quy trình phốt phát truyền thống sẽ ngày càng bị hạn chế nghiêm ngặt và công nghệ không phốt phát đã được quan tâm rộng rãi. Hiện nay, có hai loại nghiên cứu: một là chất xử lý màng gốm nano với axit fluozircon làm chất tạo màng chính, và hai là chất xử lý silane.