Fosfatado de zinc para componentes de automoción: Capacidades destacadas

Los revestimientos de conversión se utilizan en la fabricación por algunas razones principales: para proteger las piezas de la corrosión, para proporcionar una lubricación adicional, para mejorar la apariencia y para permitir que los revestimientos adicionales se adhieran mejor a la superficie de la pieza.

El cromado, el cincado y los revestimientos de óxido negro son revestimientos de conversión habituales en automoción aplicaciones, entre otros usos industriales. Estos procesos se utilizan normalmente como paso final en la producción de una pieza acabada para mejorar su aspecto final y proporcionar diversos grados de resistencia a la corrosión. 

Fosfatado de zincsin embargo, es ideal como paso intermedio en el acabado metálico proceso que mejora la adherencia de otros revestimientos, aceites y lubricantes. Los revestimientos de fosfato pesado también se utilizan para proporcionar protección contra la corrosión a los elementos de fijación y otros elementos pequeños. En este artículo, profundizaremos en el proceso de fosfatado de zinc y hablaremos de sus ventajas para las aplicaciones de automoción.

Ventajas del fosfatado de zinc

El fosfatado de zinc transforma la superficie metálica de un componente en un revestimiento policristalino que permite que los revestimientos adicionales se adhieran bien a la superficie de la pieza. El fosfatado de zinc proporciona una alta resistencia alcalina y se prefiere como base para la pintura por su mayor adhesión y durabilidad. 

También se utiliza mucho para los lubricantes de aceite seco y aceite de cera para piezas de automoción, porque la capa de fosfato de zinc permite que el aceite se adhiera mejor a la superficie de la pieza, protegiéndola de la corrosión mientras se encuentra en un estante a la espera de ser instalada en un conjunto mayor. El fosfatado de zinc es también un proceso común de acabado de metales para piezas como componentes de los asientos de los automóviles que requieren el moldeo de insertos de plástico o el sobremoldeo, porque al igual que la pintura y los lubricantes, el revestimiento de fosfato ayuda a que el plástico forme una unión más fuerte con el inserto de metal.

Además de favorecer la adhesión de los revestimientos y las pinturas, el fosfatado de zinc también reduce la conductividad de los componentes metálicos que, de otro modo, podrían desviar la corriente eléctrica de donde se supone que debe ir dentro de un conjunto. 

Por último, el fosfatado de zinc proporciona una apariencia mejorada y más consistente a las piezas metálicas. Incluso puede dar el aspecto "gris espacial" que es muy deseable en los mercados actuales (además del negro). 

El proceso de fosfatación del zinc

El primer paso en casi cualquier proceso de acabado del metal es limpiar y aclarar a fondo la superficie de las piezas. Esto prepara las piezas para que se aplique un revestimiento uniforme y consistente a la superficie sin que ningún contaminante se interponga en la adherencia del revestimiento.

La parte del proceso de fosfatado comienza con la preparación de una solución de sales de fosfato de zinc en ácido fosfórico. El revestimiento puede aplicarse por pulverización sobre los componentes metálicos o por inmersión en un barril. La inmersión es ideal para componentes pequeños, como tornillos, pernos y fijaciones, mientras que la aplicación por pulverización es mejor para piezas más grandes, como los componentes estructurales de los automóviles. 

Durante el proceso de revestimiento de conversión, los cristales que se adhieren a la superficie del acero son una serie de soluciones sólidas entre Zn3 (PO4)2 hidratado (también conocido como hopeita), y Zn2Fe (PO4)2 hidratado (también conocido como fosfofilita). El grosor de esta capa de conversión aumenta constantemente hasta que el sustrato queda completamente cubierto por los cristales de fosfato, hasta que no queda hierro que pueda reaccionar con los productos químicos de la solución fosfatante, momento en el que se detiene la reacción.

Una vez aplicado el revestimiento a las piezas, éstas se enjuagan y se secan antes de realizar la siguiente operación.

Tratamiento térmico y fosfatado de zinc para aplicaciones de automoción

At AST-Paulo, our líneas de fosfatado están especializados en un proceso de inmersión que es ideal para grandes volúmenes de piezas pequeñas debido a nuestra austempering y endurecimiento pasante capacidades. Nuestro hornos de austemplado de cinta continua y hornos de atmósfera de banda continua puede procesar grandes cantidades de piezas a la vez, proporcionando tiempos de ciclo más rápidos y eficiencia de costes para nuestros clientes de gran volumen.

Disponer de capacidades de tratamiento térmico de alto volumen y de fosfatado de zinc bajo un mismo techo ayuda a simplificar su cadena de suministro, a consolidar sus datos de tratamiento térmico en un único lugar y a facilitar la rendición de cuentas de resultados de calidad.

Entre las piezas de automóvil más comunes que procesamos utilizando una combinación de tratamiento térmico y fosfatado de zinc se incluyen:

• Nueces
• Pernos
• Elementos de fijación roscados y no roscados
• Pernos de soldadura
• Componentes de los asientos, como muelles y pestillos
• Clips
• Huelguistas

Many of the parts we phosphate are used in internal assemblies on cars and trucks that aren’t seen from the outside. These parts are often stored by our customers until they are ready to complete the assembly, which means that they must be protected from corrosion in the atmosphere while they are awaiting installation. Our teams can apply dry-to-touch oil and wax oil coatings right here at AST-Paulo for these parts to ensure they maintain their integrity during the waiting period and beyond.

The phosphating lines at AST-Paulo utilize drums measuring three feet high and two feet in diameter. We can accommodate parts as long as 12 inches in length weighing up to one pound per piece. Parts that weigh more than one pound run the risk of damaging each other during the tumbling that occurs during processing. 

Especificaciones del fosfatado de zinc

Dependiendo de la aplicación, las impresiones especificarán diferentes pesos de recubrimiento para el fosfatado de zinc. Los fosfatos ligeros, clasificados como con 400-800 miligramos de recubrimiento por pie cuadrado, necesitan menos pintura para cubrir y pueden especificarse para aplicaciones en entornos menos exigentes.

Para entornos más corrosivos en los que se requiere una mayor protección, se puede especificar un revestimiento de fosfato pesado. Los revestimientos más pesados requieren más materiales (ya sea pintura o aceite) para cubrir la pieza porque los cristales más grandes de la superficie de la pieza absorben más líquido. Esta absorción adicional confiere a la pieza acabada una mayor resistencia a la corrosión y durabilidad, lo que hace que el revestimiento de fosfato pesado sea más adecuado para aplicaciones más exigentes. Se considera que un recubrimiento de fosfato pesado es de 1.100 miligramos por pie cuadrado o más, con un espesor máximo de recubrimiento de 1.800 miligramos por pie cuadrado.

At AST-Paulo, we process to several leading automotive OEM specifications for zinc phosphating, including the following: 

• General Motors GMW3179
• General Motors GM4435M
• Daimler Chrysler PS-80
• Ford ESS-M3P20-A

Pruebas de calidad y automatización 

Automation and computerized controls offer zinc phosphating lines greater precision and more efficient cycle times. At AST-Paulo, our hopper system automatically moves barrels from tank to tank according to the part recipe. Our team members monitor the processing on an HMI (human-machine interface), ensuring proper voltage and checking the pH levels and chemical composition of the phosphating solution at regular intervals.

Pruebas de niebla salina

Durante el desarrollo del proceso y mientras se obtiene la certificación PPAP, nuestro equipo realizará pruebas de niebla salina de acuerdo con sus especificaciones o según las normas ASTM B633. Normalmente, en el caso de las piezas fosfatadas con zinc y posteriormente aceitadas, las especificaciones dictan que las piezas soportan 24-48 horas o 48-72 horas de niebla salina antes de formar óxido rojo. Las piezas fosfatadas que se recubren con un sello no crómico para prepararlas para la pintura suelen requerir de 8 a 12 horas de niebla salina continua antes de que se forme la corrosión roja.

Medición del peso del revestimiento

La frecuencia de la medición del peso del revestimiento que realizamos depende de las especificaciones de nuestros clientes, por lo que nuestro equipo lleva a cabo estas comprobaciones de control de calidad con diferentes intervalos, en función de los requisitos de cada trabajo. Para determinar el grosor del revestimiento, las piezas en bruto se pesan antes del fosfatado y de nuevo después del revestimiento. Utilizando la superficie total de la pieza a partir de la impresión de la misma, podemos calcular el grosor del revestimiento de fosfato de zinc en miligramos por pulgada cuadrada de superficie.

Mejores prácticas de control de calidad

Además de probar las piezas según las especificaciones de nuestros clientes durante las fases de desarrollo y producción de cada trabajo, nuestro equipo también realiza pruebas independientes de nuestros sistemas en paneles Q a intervalos frecuentes y regulares. Realizamos tanto mediciones del peso del revestimiento como pruebas de niebla salina para garantizar que nuestras líneas de fosfatado producen resultados precisos y repetibles.

Cómo elegir un socio de fosfatado de zinc

La integración vertical es una característica ventajosa que debe buscarse al seleccionar un socio de fosfatado de zinc. Cuando su proveedor tiene la capacidad de realizar múltiples operaciones bajo un mismo techo, le facilita el trabajo y le ayuda a entregar las piezas a sus clientes más rápidamente. Especialmente en tiempos de interrupción de la cadena de suministro, cualquier eficiencia que pueda obtenerse en los tiempos de envío y procesamiento ayuda a aislar su negocio del riesgo y fortalece su capacidad para cumplir sus compromisos con los clientes.

AST-Paulo can provide continuous austempering, continuous neutral hardening, zinc phosphating, and oil coatings all under one roof in our Murfreesboro division, making us an ideal partner to help you streamline your automotive part supply chain. Our PICS system makes your entire quoting, ordering, and tracking process easy, so you’ll never have to wonder where your parts are in the production process.

Avance en los resultados de la fosfatación del zinc

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