Metal yüzeylerin fosfat kaplanması ilk kez yaklaşık 140 yıl önce düşünülmüştür. 1864 yılında De Bussy tarafından İngiltere'de alınan patente göre kırmızı kor şeklinde kızdırılmış demir, kömür tozu ve kalsiyum dihidrojen fosfat karışımı ile hazırlanıyordu. Bu dönemde diğer araştırmacılar ise çok kızgın demirlerin fosforik asit veya sodyum hidrojen fosfat ve amonyum dihidrojen fosfat çözeltisi ile hazırlanmalarını öneriyorlardı. Fakat bu yöntemler hiçbir zaman teknik değer kazanamamıştır.
Fosfatlama tekniğinin kurucuları T. W. Coslett ve R. G. Richard 'dır. 1906'da Coslett in İngiliz patentine göre, temizlenmiş demir ve çelik parçaları, seyreltilmiş sıcak fosforik asit ile hazırlanıyordu. 1909'da Coslett fosforik asitten başka, çinko hidrojen fosfat kullanımının fosfat tabakalarının koruyucu etkisini önemli derecede arttırdığını saptamıştır.
R. G. Richard 1911 tarihli patentli fosfatlama çözeltilerinde, mangan dihidrojen fosfat kullanımını tarif eder.
1934 yılında Singer soğuk şekillendirmeyi kolaylaştırmak için birbirine temas eden metal yüzeyler arasında, kayma direncini azaltmak amacıyla, ana malzeme üzerinde fosfatlar, okzalatlar ve oksitler gibi sıkı bir örtü tabakasının bulunması ile ilgili patent almıştır.
O tarihten, günümüze, fosfatlama, tekniğin en üst seviyelerine erişmiştir.
194O yılına kadar ön hazırlama sadece daldırma ile yapılır ve fosfatlama bölümündeki hazırlık, yaklaşık bir saat kadar sürerdi . Nitrat, nitrit, hidrojenperoksit gibi oksitleyiciler; akseleratörler (hızlandırıcılar) ve bakır, Ni, Cr gibi ağır metallerin ilavesiyle hazırlama süresi 5-15 dakikaya kadar indirilmiştir. (Akseleratörün kullanım amacı kaplama hızını arttırmak ve kristal hacmini küçültmektir) . Böylelikle ilk kez; parçaları püskürtme ile ön hazırlığa tutmak mümkün olmuştur. Hazırlama sürelerinin daha da kısaltılıp, 1-3 dakikaya inmesi ile büyük yüzeysel parçalar (karoseri, buzdolabı, çamaşır makinası gibi) modern seri imalata girmiştir.
Önceleri korozyondan korunma amacıyla yağ emme kapasiteleri yüksek ve yüzey ağırlıkları 15 g/m
2 olan fosfat tabakaları üretilirken, İkinci Dünya Savaşı sırasında 5 g/m
2 yüzey ağırlıklı fosfat tabakaları başarılı bir şekilde boya altı olarak kullanılmaya başlanmıştır. Daha ince fosfat tabakalarında, boyanın daha iyi tuttuğu artık anlaşılmıştır.
Sentetik reçinenin gelişmesi ve daha yüksek kaliteli boya tabakalarının kullanılması eğilimi ; daha ince ve daha ufak kristalli boya tabakalarını gerektiriyordu . Bunu elde etmek için; tabaka inceltici katkı maddeleri kullanıldı. Örneğin, kalsiyum tuzları, polifosfatlar, yani aktive eden ön durulama banyoları.
Zamanla farklı tabaka tipleri ve farklı yüzey ağırlıkları elde etmek amacıyla çok çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. Yüzey ağırlığı 10-15 g/m
2, hatta bazen daha da yüksek ağırlıklı kaba taneli çinko fosfat tabaları günümüzde antikorozif yağlar, emülsiyonlar ve vakslarla beraber kullanılırlar. Bu tür fosfat tabakaları gözenekli ve pütürlü olduklarından, çalışılan maddenin yüzeyinde daha büyük miktarda antikorozif madde tutulmasını sağlar. Böylece fosfat tabakası yüzeyi korozyondan koruyucu etkisini daha uzun süre sürdürebilir.
Yüksek yüzey ağırlıklı çinko fosfat tabakaları, parçaların soğuk şekillendirilmelerinde, yağlama maddesini taşıyıcı tabaka olarak kullanırlar. Örneğin; boru çekme, tel çekme, soğuk preslemede olduğu gibi.
Yüzey ağırlığı 1/3 g/m
2 olan ince ve küçük kristalli fosfat tabakaları bugün özellikle boyamanın ön iş emi olarak kullanılırlar. Örneğin, daldırma, elektro daldırma boya, elle veya otomatik püskürtme makinası ile boyamada mükemmel bir tutucu zemin oluştururlar. En çok otomobil ve ev aletleri sanayi inde kullanılırlar.
Fosfatlamanın bir diğer kullanım alanı, makina konstrüksiyonlarında; hareketli makina parçalarının kaymalarını kolaylaştırmasıdır. Burada söz konusu olan mangan fosfat tabakalarının genelde yüzey ağırlıkları; 4/60 g/m
2 olup, tercihen 5-20 g/m
2 olmalıdır. Yağ emme kapasiteleri yüksektir. Çinko fosfata kıyasla, daha fazla basınca ve ısıya dayanıklı olurlar. Kullanım yerleri; dişliler, piston, vb.
Başlangıçta ise, fosforikasit ve bir demirfosfat tabakasının oluşması ile başlanmıştır. Bu yöntem geliştirilmiş ve bugün hala önemini sürdürmektedir . Yüzey ağırlığı 0.2-1.2 g/m
2 olan demir fosfatlama aynen çinko fosfatlamada olduğu gibi, organik bir tabakanın ön hazırlığı olarak kullanılır. Bu şekilde ön hazırlığı yapılmış ve boyanmış ürünler genellikle kapalı mekanlarda kullanılır. (Büro mobilyaları, buzdolabı vb.)
Önerilen Makale: Karbon çeliği malzemeler ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için
karbon çelikleri fiyatları sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.
Fosfatlama Nedir
Fosfatlama sözcüğünden, metal yüzeyinin primer alkali fosfat ve ağır metal fosfatları (kalsiyum, stronsiyum, demir, çinko, mangan, kadmiyum ve krom gibi) içeren sulu çözeltilerde, suda zor çözünür metal fosfat tabakasıyla kaplanması anlaşılır.
Tabaka oluşturan metal fosfatlar, metallerin, özellikle çeliğin fosforik asitle dağlanmasında dahi oluşur. Genel olarak metal yüzeyindeki fosfat tabakalarından bahsedildiğinde, bu ince tabakalar kastedilmez. Fosfatlama; tabaka oluşturmadan fosfatlama ve tabaka oluşumuyla fosfatlama olmak üzere iki türdür.
