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La fosfatazione è un processo chimico mediante il quale si altera la superficie di un materiale metallico, creando dei cristalli fosfatici legati chimicamente al substrato col fine di sfruttare le proprietà di questi composti per migliorare la resistenza alla corrosione e favorire l'adesione della successiva verniciatura.
La fosfatazione è un procedimento di comune utilizzo per ferro e leghe ferrose; è il trattamento di preparazione per la verniciatura della lamiera di acciaio universalmente adottato nell'industria automobilistica, in quanto indispensabile per conseguire le altissime caratteristiche di resistenza alla corrosione richieste alle scocche. Il trattamento di fosfatazione sfrutta soluzioni di fosfato (fosfati di zinco, ferro, manganese, fosfati di nichel), per ricoprire la superficie con uno strato cristallino protettivo (spessore 5 - 10 µm) di fosfato che conferisce elevata resistenza alla corrosione e migliora l'adesione del successivo strato di vernice grazie all'aumento della microrugosità superficiale.
Lo strato ottenuto deve essere uniforme, compatto e composto da cristalli di piccole dimensioni. Il processo si effettua in impianti a spruzzo o impianti a immersione, normalmente integrati con gli impianti di sgrassaggio.
Il sistema a immersione fornisce risultati superiori non solo in quanto è efficace anche in zone poco accessibili (scatolati, ecc.), ma anche perché lo strato ha caratteristiche diverse (cristalli rotondeggianti anziché aghiformi).
Un tipico esempio di ciclo di sgrassaggio e fosfatazione per carrozzeria auto è il seguente:
Il pezzo, a fine trattamento, deve essere rivestito da uno strato grigio uniforme, esente da striature, ossido, macchie gialle o blu, chiazze di untuosità.
Come si vede il ciclo è assai complesso, richiedendo, oltre allo sgrassaggio e alla fosfatazione propriamente detta, diversi altri stadi di risciacquo, attivazione (promuove una distribuzione regolare dei cristalli) e passivazione (elimina eventuali cristalli di tipo diverso dal previsto che causerebbero il distacco della vernice in ambiente umido). Il risciacquo finale è in acqua demineralizzata, per evitare depositi di calcare o altri sali. Sono inoltre presenti rampe supplementari nelle interzone tra i vari stadi, per evitare asciugature e possibili conseguenti ossidazioni.
L'impianto di sgrassaggio e fosfatazione è assai complesso e richiede, oltre a notevoli investimenti per la realizzazione e spese per prodotti chimici, acqua, energia, una accurata conduzione, con frequenti analisi dei bagni e conseguenti ripristini, eliminazione dei fanghi che si creano nella vasca di fosfatazione e in quelle di sgrassaggio, manutenzione degli stadi a spruzzo.
Il risultato in termini di resistenza alla corrosione è però il massimo oggi ottenibile. Quando siano sufficienti risultati più modesti, ad esempio per leghe leggere o parti in acciaio da impiegare in interni, si ricorre a fosfatazioni a sali di ferro non cristallini (amorfi), che richiedono solo tre-quattro stadi (fosfosgrassaggio).
La nostra tecnologia utilizza un tunnel di pretrattamento a sei fasi in acciao inox AISI 304 e AISI 316. Possimao suddividere le fasi in :
- Stadio a caldo (sgrassaggio alcalino)
Il riscaldamento della soluzione detergente avviene in una caldaia collegata alla relativa vasca di raccolta mediante un circuito idraulico. Una elettropompa centrifuga (di riciclo) aspira la soluzione dalla zona filtrante della vasca di raccolta e la invia alla caldaia di riscaldamento.La soluzione così riscaldata ritorna per gravità nella vasca di raccolta per mezzo di una tubazione di collegamento (tubazione di ritorno caldaia). La caldaia separata dalla vasca di raccolta del bagno permette notevoli vantaggi che si possono così elencare:
La caldaia separata consente di ridurre sensibilmente l'altezza delle vasche di contenimento dei bagnie conseguentemente di attenuare le pendenze esistenti nel trasportatore aereo, con il vantaggio di aumentare la produttività dell'impianto.
- Stadio a temperatura ambiente
Dalla zona filtrante della vasca di raccolta di ogni stadio, una elettropompa centrifuga aspira la soluzione inviandola, per mezzo di un impianto idraulico, alle rampe di spruzzatura interne al tunnel. La soluzione spruzzata da appositi ugelli investe i pezzi da trattare e ricade successivamente nella sottostante vasca di raccolta. Tale ciclo (chiuso) si ripete nel tempo durante tutto il funzionamento della macchina.
Il reintegro della soluzione che viene asportata dal transito dei pezzi da trattare, viene assicurato da una opportuna elettrovalvola, che provvede alla compensazione prelevando automaticamente la quantità d'acqua necessaria dallo stadio successivo o dalla rete idrica.
- Stadio di lavaggio demineralizzato e funzionamento
Dalla zona filtrante della vasca di raccolta una elettropompa centrifuga aspira la soluzione inviandola, per mezzo di un impianto idraulico, al demineralizzatore . Tale apparecchiatura contiene al suo interno delle resine ed altri reagenti chimici aventi la funzione di ridurre, fino ad un opportuno valore, la quantità di sali minerali disciolti nell'acqua.
Il parametro indicatore del contenuto in sali minerali discioltiè la conducibilità elettrica misurata in µS/cm e visualizzata in un display. L'acqua in uscita dal demineralizzatore tramite un impianto idraulico viene inviata alle rampe e, spruzzata da appositi ugelli, investe i pezzi da trattare ricadendo successivamente nella vasca di raccolta dello stadio precedente.
Tale ciclo (chiuso) si ripete nel tempo durante tutto il funzionamento della macchina. Il reintegro della soluzione che viene asportata dal transito dei pezzi da trattare viene assicurato da un circuito di livello (a galleggiante) che provvede alla compensazione prelevando automaticamente la quantità d'acqua necessaria dalla rete idrica.
Il Pretrattamento di manufatti (particolari metallici vari) che successivamente subiranno i processi di asciugatura - verniciatura - polimerizzazione viene effettuato dagli stadi di: sgrassaggio alcalino; 1° risciacquo (da rete); 2° risciacquo (da rete); risciacquo demineralizzato; conversione con bonderite; lavaggio demineralizzato.
Potenze elettriche e termiche indicativamente impegnate nelle condizioni di progetto
Caratteristiche tecniche e costruttive
Altri componenti la fornitura
caratteristiche funzionali di ogni fase del tunnel
1° stadio: sgrassaggio alcalino
2° stadio: 1° risciacquo (da rete)
3° stadio: 2° risciacquo (stesse caratteristiche del 1° risciacquo)
4° stadio: risciacquo demineralizzato
5° stadio: conversione con bonderite
6° stadio: lavaggio demineralizzato
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