Kovinski obdelovanec je potopljen v rezervoar za fosfatiranje, tako da se kemična reakcija in fizično delovanje na površini, da se tvori plast filma za kemično transformacijo s posebno strukturo in funkcijo, imenuje postopek fosfatiranja, oblikovan film za kemično transformacijo pa se imenuje fosfatiranje film.
Porozna kristalna struktura folije za fosfatiranje določa, da je površina obdelovanca veliko večja od površine po peskanju in peskanju, zato je oprijem prevleke veliko večji kot pri fizični predobdelavi. Električna prevodnost folije za fosfatiranje je slaba, kar ima dober zaviralni učinek na elektrokemično korozijo, čas proti rji po fosfatiranju pa se močno podaljša.
Mehanizem fosfatiranja je zapleten mešani reakcijski proces elektrokemičnih in kemičnih reakcij. Preprosto povedano, potem ko je železo v stiku z raztopino fosforne kisline, bo površina železa najprej podvržena počasni redukcijski reakciji s H+, ki nastane z ionizacijo fosforne kisline, da se ustvarijo železovi ioni. Železovi ioni nato reagirajo z dihidrogenfosfatnimi ioni, ioniziranimi iz raztopine fosfata. Zaradi visoke koncentracije dihidrogenfosfata reducirani železovi ioni takoj reagirajo z njim in tvorijo fosfat, ki tvori fosfatno plast na površini delcev. Postopek fosfatiranja na splošno vključuje: razmaščevanje, pranje, prilagajanje površine, fosfatiranje, naknadno obdelavo itd.
Mehanizem je preprost za razumevanje:
Ko vzorec zapusti glavno raztopino za fosfatiranje, na površini vzorca ostane velika količina raztopine za fosfatiranje, ki je v glavnem koncentrirana v porah filma za fosfatiranje. Če se preostala raztopina za fosfatiranje v tem času takoj spere, mora prekiniti nadaljnjo tvorbo filma raztopine za fosfatiranje v porah, kar olajša tvorbo mikrobaterij v porah in pospeši proces korozije.
Če se naravno posuši, bo fosfatna tekočina, ki ostane v porah, še naprej tvorila film, zaradi česar se bo postopek fosfatiranja nadaljeval v porah, fosfatni film pa se bo v porah zgostil, zapolnil pore in zaprl fosfatni film.
Na tej stopnji trajni magnet pogonskega motorja večinoma uporablja postopek fosfatiranja, Baotou Jinshan Magnetic Material pa je opravil optimizacijo procesnih parametrov fosfatiranja magnetnega jekla: DOE treh spremenljivk, koncentracije, temperature in časa.
Sklepi so naslednji: izvedljivo je uporabiti dekapiranje s fosforno kislino pred fosfatiranjem sintranih NdFeb magnetov. Zaradi šibke kislosti fosforne kisline, majhne poškodbe matrice, dobre konsistence barve po fosfatiranju in lažjega nadzora kot dušikove kisline je izvedljivo z vidika postopka. Pri luženju s fosforno kislino je lahko čas fosforne kisline primerno dolg, čeprav se bo s podaljševanjem časa povečala nepovratna vrednost izgube magnetnega pretoka, vendar čas ne preseže 3-5 min, nepovratne vrednosti izgube magnetnega tok je sprejemljiv. Če pa je čas daljši, se bo močno povečala tudi nepovratna vrednost izgube magnetnega pretoka magneta. Vendar je treba med luženjem strogo nadzorovati temperaturo lužilne tekočine, načeloma ne sme preseči 40 stopinj, sicer bo povzročilo znatno povečanje nepopravljive izgube magnetnega pretoka.
Obstajajo tri običajne metode obdelave s fosfatiranjem: fosfatiranje pri visoki temperaturi, fosfatiranje pri srednji in nizki temperaturi ter fosfatiranje pri sobni temperaturi.
Z nenehnim izboljševanjem znanosti in tehnologije postaja postopek fosfatiranja vedno bolj zrel, kakovost proizvodnje raztopine za fosfatiranje z normalno temperaturo in pospeševalnika oksidacije prav tako postaja vedno višja, tržna prodajna cena pa je vse nižja in nižja. Vse to je dobra podlaga za promocijo in uporabo postopka fosfatiranja pri normalni temperaturi. Vendar pa imajo tudi parametri delovanja postopka fosfatiranja pri različnih temperaturah očitne razlike.
GB/T 1376-2020: folije za fosfatiranje kovin in druge anorganske prevleke za kovine. Ta standard določa zahteve glede metode fosfatiranja.
GB/T 6807-2001: Tehnični pogoji za fosfatiranje jeklenega obdelovanca pred premazovanjem. Ta standard določa razvrstitev, tehnične zahteve, inšpekcijske metode in pravila sprejemljivosti folij za fosfatiranje pred premazovanjem jeklenih obdelovancev.
HB/Z 5080-1996: postopek fosfatiranja za jeklene dele, HB5067461-2005: preskus vodikove ožgljivosti za postopek galvanizacije – 1. del, mehanska metoda.
Trenutno so pogoste težave v domači tehnologiji fosfatiranja: visoka temperatura fosfatiranja, kratka življenjska doba raztopine za fosfatiranje, težko pranje in onesnaženje vode. Ne le obremenjuje okoljsko upravljanje, ampak tudi porabi veliko vode, fosfatov in drugih virov. Zato je smer razvoja tehnologije fosfatiranja predvsem izboljšanje kakovosti in zmanjšanje onesnaževanja, varčevanje z energijo, nestrupeno varstvo okolja in nadaljnje čisto fosfatiranje, tekočina za fosfatiranje mora imeti značilnosti varčevanja z materiali in energijo, razumno funkcijo in izdelek med in po uporabi ne škoduje zdravju ljudi in ekološkemu okolju.
Brez fosfatiranja z nikljem
Nikelj je običajen dodatek v raztopini za fosfatiranje, ki ima funkcijo rafiniranja zrn, polnjenja praznin in izboljšanja odpornosti proti koroziji itd. Fosfatni premaz se običajno nanese z raztopino za fosfatiranje, ki vsebuje nikelj. Nikelj, nanesen med tem postopkom (bodisi v elementarni obliki bodisi kot zlitina, kot je Zn/Ni), zagotavlja ustrezno električno prevodnost za prevleko med nadaljnjim elektroprevleko. Zaradi visoke toksičnosti in nevarnosti za okolje pa se je treba njegovi uporabi izogibati ali vsaj zmanjšati, kadar koli je to mogoče.
Fosfatiranje brez nitritov
Nitrit lahko porabi vodik, proizveden na vmesniku reakcije fosfatiranja, spodbuja nastanek filmske plasti, je dober pospeševalnik, vendar je nitrit strupen, škodljiv za zdravje ljudi, hkrati pa je več usedlin, slaba odpornost proti koroziji in druge pomanjkljivosti , nepriročen za uporabo. Trenutno so glavne uporabljene alternative vodikov peroksid, hidroksi-amino spojine in organske nitro spojine.
Nizkotemperaturno fosfatiranje
Večina obstoječih postopkov je srednje ali visokotemperaturno fosfatiranje. Pri višjih temperaturah je transformacijski filmski kristal fosfata slab tako glede enotnosti kot gostote, kar povzroči oslabitev njegove odpornosti proti koroziji. Poleg tega bo višja temperatura fosfatiranja povečala porabo energije, kar bo povzročilo onesnaževanje okolja in druge težave. Čeprav je hitrost oblikovanja filma pri tehnologiji nizkotemperaturnega fosfatiranja izredno počasna in je proizvodna učinkovitost nizka, ni zanikati, da je to še vedno smer razvoja tehnologije fosfatiranja in procesa. Nizkotemperaturne reakcije fosfatiranja običajno zahtevajo dodajanje pospeševalnikov za izboljšanje učinkovitosti.
Brez fosfatiranja
Tradicionalni postopek fosfatiranja bo povzročil veliko število usedlin in emisij fosforja, onesnaževanje okolja je resnejše, tradicionalni postopek fosfatiranja za odstranjevanje olja, odstranjevanje rje, površinsko prilagajanje, fosfatiranje, pasivacijo in druge postopke pa je proces zapleten, visok poraba energije, v projektu čiščenja pa je tudi nagnjena k proizvodnji nekaterih strupenih in škodljivih snovi. Zaradi pozornosti ljudi do varstva okolja bo tradicionalni postopek fosfatiranja vse bolj in bolj strogo omejen, tehnologija brez fosfatiranja pa je zelo zaskrbljena. Trenutno obstajata dve vrsti raziskav: ena je sredstvo za obdelavo nano keramične membrane s fluorocirkonovo kislino kot glavno snovjo, ki tvori film, druga pa je sredstvo za obdelavo silana.