Fosfatlama Prosesi Operasyon Adımları

Temel bir fosfatlama prosesi, aşındırma reaksiyonu ve yüzey kaplaması oluşumu adımlarından meydana gelmektedir. İşlenecek metal parçaların ayrıntılı bir biçimde yağdan arındırılması ve yıkanmasını takiben fosforik asit yardımı ile girişim yapan yüzeye bağlı metal oksitler temizlenmekte ve yüzey pürüzlülüğü artırılmaktadır. Daha sonra alkali fosfatlar, işlenecek parçanın yüzeyinde önceden oluşturulmuş metal iyonları ile reaksiyona girerek çözünmeyen üçüncül metal fosfatlardan meydana gelen bir tabaka oluşturmaktadır. Fosfatlama prosesindeki bu adımların sıralaması, adedi ve kullanım tercihi proses şartlarına göre farklılık göstermekle birlikte, genel itibariyle işlem akışı aşağıdaki gibidir: 

• Yağ alma banyoları (1,2):

Yağ, gres ve vaks artıklarının metal yüzeyinden uzaklaştırılması sağlanır.

• Yıkama banyoları (3,4):

Yağ giderme kimyasalları su yardımıyla uzaklaştırılır.

• Aktivasyon banyosu (5):

Metal yüzey aktive edilir.

• Fosfatlama banyosu (6):

Çözünmeyen ağır metal üçüncül fosfatlardan meydana gelen yüzey tabakası oluşturulur.

• Yıkama banyoları (7,8 ve 9):

Asit kalıntıları, çözünür tuzlar ve metal üzerindeki tüm tutunmayan partiküllerin uzaklaştırılması sağlanır.

Fosfatlama Hattı Parametreleri

Fosfatlama prosesi banyolarında, anahtar analitik parametrelerin yakından izlenmesi elde edilecek kaplama kalitesinin sürdürebilirliği açısından hayati öneme sahiptir. Bu çerçevede, operasyonun her bir adımına spesifik indikatörler sağlayan bu analitik parametrelerin yakından takibi öngörülmektedir:

(a) İletkenlik değeri (1, 2, 3, 4, 5, 7, 8 ve 9 numaralı banyolar)

• Aktivasyon banyosunun iyonik kuvveti ve yıkama banyolarındaki kontaminasyon seviyeleri hakkında anahtar bilgiler verir.
• Yıkama banyolarındaki temizlik süreçlerinin izlenmesini sağlar.
• Örneklemenin ardından direkt olarak ölçülür.

(b) pH değeri (1, 2, 3, 4, 5, 7, 8 ve 9 numaralı banyolar)

• Yağdan arındırma, yıkama ve aktivasyon banyolarında anahtar parametredir; örneklemenin ardından diğer analizler öncesinde direkt ölçülür.

(c,d) Serbest ve toplam alkalinite (1, 2, 3, 4 ve 5 numaralı banyolar)

• HCl kullanılarak asit baz titrasyonu ile tespit edilir; ilk dönüm noktası serbest, ikinci dönüm noktası ise toplam alkaliniteye karşılık gelir.
  

(e,f) Serbest ve toplam asit (6, 7 ve 8 numaralı banyolar)

• Fosfatlama prosesinin ilerleyişi ve yüzeyde oluşan toplam metal fosfat miktarı hakkında bilgi verir.
• NaOH kullanılarak asit baz titrasyonu ile tespit edilir; ilk dönüm noktası serbest, ikinci dönüm noktası ise toplam asiditeye karşılık gelir.

(g) Hızlandırıcılar (Hidrojen peroksit/Nitrit) (6 numaralı banyo)

• Fosfatlama prosesini hızlandırarak ürün çıktı kapasitesini artırırlar; redoks titrasyonu yöntemi ile tespit edilirler.

(h) Çinko (6 numaralı banyo)

• Yüzeyde metal fosfatların (fosfofilit, Zn2Fe(PO4)2.4H2O; Hopeite, Zn3(PO4)2.4H2O) oluşumu için büyük öneme sahiptir.
• Kompleksometrik titrasyon yöntemi ile tespit edilir.
  

(i) Florür / SiF6 (6 numaralı banyo)

• Fosfatlama prosesi reaktivitesini artırır ve [AlF6 ]3- kompleksleri oluşturarak girişim yapan alüminyum iyonlarını maskeler.
• Florür, bir iyon selektif elektrod yardımıyla doğrudan ölçüm, SiF6 ise KCl ilavesi sonrası NaOH kullanılarak asit-baz titrasyonu yolu ile belirlenir.