Was bedeutet Phosphatieren?

Phosphatieren ist eine chemische Methode der Oberflächenbehandlung, bei der eine metallische Oberfläche mit einer wässrigen Phosphatlösung reagiert. Dabei entsteht eine schwerlösliche Konversionsschicht aus Metallphosphaten. Dazu wird das Material zunächst mit Säure gereinigt, anschließend wird die Phosphatschicht gebildet.

Das Verfahren

Phosphatieren ist ein chemisches bzw. elektrochemisches Verfahren, bei dem aus phosphorsauren Lösungen in einem Tauch- oder Sprühverfahren dünne, feinkristalline und wasserunlösliche Phosphate auf Metalloberflächen erzeugt werden.

Die hell- oder dunkelgrau gefärbten Metallphosphatschichten sind als Ergebnis einer chemischen Reaktion mit dem unedlen Metall fest in der Metalloberfläche verankert und enthalten viele Hohlräume und Kapillaren. Diese Eigenschaft verleiht den Phosphatschichten ein optimales Aufnahmevermögen für Öle, Wachse, Farbpigmente und Lacke, sodass sie sich als Korrosionsschutz und als Haftgrund für Farben und Lacke bewährt haben. Eine weitere Eigenschaft der Phosphatschicht ist ihre Fähigkeit, Reibungskräfte (wie sie bei Verformungs-, Zieh- oder Gleitvorgängen entstehen) abzubauen. So kann neben einer Verbesserung der Oberflächenqualität der behandelten Teile die Bearbeitungsgeschwindigkeit bei verlängerter Standzeit der Werkzeuge erheblich gesteigert werden.

Man unterscheidet zwischen schichtbildender und nicht-schichtbildender Phosphatierung. Bei letzterer stammen die schichtbildenden Metallkationen nur aus dem Grundwerkstoff selbst und nicht aus der Lösung. Bei der schichtbildenden Phosphatiervariante kommen diese Kationen aus der Phosphatlösung.

Merkmale der Phosphatierung sind:

hell- bis dunkelgraue Mangan-, Zink- oder Zink/Calciumphosphatschicht, bestehend aus sekundären und tertiären Mangan-, Zink- oder Zink/Calciumphosphaten
fest verankert auf dem Grundmetall
feinkristallines bis grobkristallines Aussehen (je nach Verfahren)
zusätzliche Schicht (3-20 Mikrometer) muss bei Passteilen berücksichtigt werden
durch das Vorhandensein von vielen Kapillaren in der Schicht werden Korrosionsschutzöle und -lacke sehr gut aufgenommen und bieten einen sehr guten Korrosionsschutz
Phosphatschichten sind elektrisch nichtleitend, d. h. ihr Isolationswiderstand ist relativ hoch
beschädigte Schichten werden von Rost kaum durchdrungen

Anwendungsgebiete

Das Phosphatieren wird vor allem bei Bauteilen aus Stahl und Eisen eingesetzt, aber auch Elemente aus Zink oder anderen Nichteisenmetallen können phosphatiert werden. Einsatzgebiete dieses Verfahrens sind Korrosionsschutz, Verschleißminderung, Haftungsförderung und elektrische Isolation. Da die erzeugte Phosphatschicht sehr gut haftet, wird sie häufig als Untergrund für Beschichtungen verwendet.