Fosfatado de metales: Conocimientos para compradores e ingenieros
El fosfatado es uno de los procesos de tratamiento químico de superficies más utilizados en el sector del metal y, al mismo tiempo, uno de los más infravalorados. Si conoce las diferencias entre el fosfatado de zinc, manganeso y hierro, podrá tomar mejores decisiones de compra y evitar costosos repasos.
¿Qué es la fosfatación?
Durante el fosfatado, la superficie metálica reacciona con el fosfato en un baño ácido.
Reacciona químicamente con la superficie de la pieza.
Se forma una capa de conversión cristalina o amorfa. Esta capa está formada por fosfatos metálicos. Firmemente adherida al material base, no sólo aplicada.
La capa de fosfato en sí es prácticamente no conductora. Sin embargo, su estructura microporosa permite que la corriente fluya hacia el sustrato. Esto lo hace ideal como pretratamiento para la pintura catódica por inmersión y el recubrimiento en polvo. Es un obstáculo para la soldadura por resistencia: la unión se realiza antes del fosfatado.
El proceso es un revestimiento de conversión. A diferencia de los procesos galvánicos, no se aplica ningún material extraño. En su lugar, el material base se convierte en un compuesto protector. Los materiales adecuados son principalmente el acero y el hierro fundido, así como el zinc y el aluminio de forma limitada, dependiendo de la variante del proceso.
De un vistazo: ¿Para qué sirve la fosfatación?
- Protección contra la corrosión (sola o como capa de fondo)
- Base de adherencia antes de pintar, recubrir con pintura en polvo o pintar por inmersión catódica
- Ayuda al rodaje y reducción de la fricción de las piezas móviles
- Preparación para la conformación en frío (estirado, extrusión en frío)
Fosfatado: Explicación del proceso
La calidad del recubrimiento de fosfato depende en gran medida del tratamiento previo. La presencia de aceites, cascarilla, óxido o grasa anticorrosiva en la superficie de la pieza impide la formación de un revestimiento uniforme. Los pasos típicos del pretratamiento son
Dependiendo de la aplicación, la fosfatación va seguida de
- Pasivado (sin cromo (VI) según RoHS/REACH)
- Engrasado o encerado (especialmente con fosfatación de manganeso)
- Pintura, pintura catódica por inmersión, pintura en polvo o pintura húmeda
- Horno de secado para sistemas de pintura
Fosfatado: Ventajas e inconvenientes
| Ventajas | Desventajas |
| Rentable en comparación con los procesos galvánicos | No hay protección anticorrosiva independiente a largo plazo sin tratamiento posterior |
| Excelente adherencia de la pintura - mejor que el acero desnudo | Lodos de fosfato como residuos peligrosos: plan de costes de eliminación |
| Dimensionalmente estable: sin cambios dimensionales relevantes en el componente | No apto para todos los materiales (acero inoxidable, cobre, metales no ferrosos) |
| Fácilmente ampliable: posibilidad de productos de tambor y bastidor | Sensible al proceso: el pretratamiento debe respetarse con precisión |
| Adecuado para muchas geometrías gracias a la aplicación por inmersión - se recomienda consultar con el lacador para cavidades | Corto espacio de tiempo entre el fosfatado y la pintura |
| Multifuncional: protección anticorrosión, imprimación y tribología en uno | Dureza de capa limitada - no sustituye al cromado duro ni a la nitruración |
⚠️ Nota importante: fragilización por hidrógeno en aceros de alta resistencia
El decapado ácido puede provocar fragilización por hidrógeno en aceros de alta resistencia (Rm > 1000 MPa), como muelles, tornillos de clase 10.9/12.9 o aceros para rodamientos. VDA 235-104, DIN EN ISO 9588 e ISO 4042 por lo que prescriben un revenido a 190-230 °C.
La duración es de 2-24 horas. El templado debe realizarse en las 4 horas siguientes al tratamiento. Como alternativa, cada vez más Sistemas de escamas de zinc (Geomet, Delta-Protekt), que no requieren tinción ácida.
Fosfatado: Comparación de procesos
Fosfatado de zinc
El fosfatado de zinc es el proceso de fosfatado más utilizado.
Tiene lugar entre 30 y 60 °C. Se produce una capa gris y cristalina de fosfato de cinc en la superficie del acero. Según la norma DIN EN ISO 9717, la capa se especifica como masa por unidad de superficie en g/m²:
- 1,5-4,5 g/m (aprox. 1-4 µm) como pretratamiento KTL en la industria del automóvil
- 5-10 g/m (aprox. 3-8 µm) para la protección contra la corrosión con postratamiento de aceite o cera
- hasta 20 g/m² para la conformación en frío
La fosfatación clásica por tricación de zinc fue la norma del sector durante décadas. Todavía se utiliza ampliamente en las plantas existentes. Hoy en día, en las instalaciones nuevas, los procesos de capa fina a base de circonio y silano (por ejemplo, Bonderite M-NT, Oxsilan, TecTalis) suelen sustituir a la fosfatación clásica de zinc. Pretratamiento con fosfato de zinc.
El tamaño de los cristales de la capa de fosfato de cinc puede controlarse específicamente. Las capas de grano fino se crean mediante aceleradores, aditivos de níquel o manganeso, y son ideales como imprimación de pintura. Los cristales más gruesos son más adecuados para operaciones de conformado o como soporte de lubricantes.
Fosfatación del manganeso
El fosfatado de manganeso tiene lugar entre 88 y 98 °C. Esta temperatura es muy superior a la del fosfatado de zinc o hierro. Forma una capa de fosfato de manganeso de color gris oscuro a negro.
La capa tiene una estructura claramente porosa. La capa se especifica como masa por unidad de superficie:
- 7-30 g/m (aprox. 5-20 µm) en la norma industrial
- hasta aprox. 25 µm en casos especiales
No se aconsejan capas de mayor grosor. En Capa de fosfato de manganeso se vuelve quebradizo a partir de aprox. 25 µm y pierde su fuerza adhesiva.
Los poros de la capa de fosfato de manganeso absorben muy bien el aceite. Esto hace que Fosfatado de manganeso la primera elección para componentes sometidos a grandes esfuerzos. Piezas de transmisión, cigüeñales, árboles de levas, segmentos de pistón y piezas de armas de fuego se benefician de la combinación de ayuda al rodaje y aglutinante de aceite permanente.
Sin reengrase, la protección contra la corrosión es limitada. Por este motivo, los componentes fosfatados con manganeso casi siempre se tratan con un aceite anticorrosión.
Fosfatación del hierro
El fosfatado de hierro se realiza a temperaturas más bajas (40-70 °C). Es mucho más fácil de manejar que los procesos de zinc o manganeso. La capa resultante es muy fina y no cristalina (amorfa). El grosor de la capa se especifica como masa por unidad de superficie:
- 0,2-1,0 g/m² (aprox. 0,2-1 µm)
Esta fina capa sólo ofrece una protección moderada contra la corrosión. Su principal campo de aplicación es como preparación favorable para el pintado posterior. Se utiliza cuando no se exigen requisitos muy altos de protección contra la corrosión.
El fosfatado de hierro se utiliza a menudo en líneas de producción en serie (por ejemplo, para electrodomésticos o armazones de muebles). Una ventaja es que los costes de funcionamiento son bajos. El agua de proceso puede tratarse más fácilmente que con los baños de zinc o manganeso.
Fosfatado de metales: Todos los materiales
No todos los metales son igualmente adecuados para el fosfatado. La idoneidad depende de si el material puede formar una capa de conversión estable con la solución fosfatante. El factor decisivo aquí es el contenido de hierro en el material base.
1. fosfatado del acero - ✅ Muy adecuado
El acero y el acero estructural son las aplicaciones clásicas de la fosfatación: los tres procesos funcionan de forma fiable y ofrecen calidades de revestimiento reproducibles.
El fosfatado de zinc se utiliza como imprimación antes de la pintura catódica por inmersión, el recubrimiento en polvo o la pintura húmeda. El fosfatado de manganeso es adecuado para componentes sometidos a grandes esfuerzos, como ejes, ruedas dentadas y muelles. El fosfatado de hierro es la opción más económica para piezas producidas en serie con pintura posterior.
Para los compradores, el acero fosfatado es el caso más sencillo: sin cambios en el proceso, sin baños químicos especiales y con un control total del proceso.
2. fosfatado de hierro fundido - ✅ Muy adecuado
El hierro fundido se comporta químicamente de forma similar al acero y puede fosfatarse fácilmente. El fosfatado de manganeso es especialmente adecuado para Bloques de motor, camisas de cilindro, cárteres, componentes de la cadena de distribución y piezas de la bomba.
La capa oscura, que absorbe el aceite, protege contra el desgaste de la entrada y la corrosión. La estructura de fundición, algo más rugosa, requiere un desengrasado y un tratamiento previo cuidadosos. Esto se debe a que los residuos de desmoldeante del proceso de fundición pueden perjudicar la calidad del revestimiento.
3. fosfatado del acero - ✅ Muy adecuado
El acero galvanizado -galvanizado en caliente o electrogalvanizado- puede fosfatarse, pero requiere una química de baño adaptada. La concentración de ácido debe reducirse para no decapar en exceso la superficie de zinc. La capa de fosfato resultante sirve de excelente imprimación antes de pintar y mejora significativamente la fuerza adhesiva en comparación con las piezas galvanizadas desnudas. En la industria del automóvil, el acero galvanizado fosfatado es una combinación probada para los requisitos más exigentes de protección contra la corrosión.
4. fosfatado de aluminio - ⚠️ Condicionalmente apto
El aluminio puede utilizarse en Baños de fosfatado de zinc multimetal (tricación Zn-Ni-Mn) con fluoruro añadido también se procesan. Este es el estado actual de la técnica en la producción de carrocerías. Sin fluoruro, el aluminio se disuelve en el baño ácido y desestabiliza la química del baño.
El fosfatado de hierro puro como promotor de adherencia económico antes del recubrimiento en polvo o la pintura húmeda es posible, pero cada vez más atípico. Hoy en día se utilizan con más frecuencia Recubrimientos de conversión a base de circonio/silano, pasivación de cromo(III) o anodizado - especialmente para requisitos más exigentes de protección contra la corrosión.
Los compradores deben informar con antelación a la empresa de lacado si se va a mezclar aluminio y acero en un mismo lote.
5. fosfatado de zinc fundido a presión - ⚠️ Condicionalmente adecuado
La fundición a presión de cinc se comporta de la misma manera que la de aluminio: sólo el fosfatado de hierro es adecuado para un uso práctico, y únicamente como imprimación. La superficie de las piezas fundidas a presión suele ser irregular. Esto se debe a agujeros de soplado, líneas de separación y residuos de agentes de desmoldeo. Por ello, es especialmente importante un tratamiento previo exhaustivo.
Cuando los requisitos de protección contra la corrosión son elevados, el zinc fundido a presión no es un material ideal para el fosfatado. En este caso, se recomienda galvanizar o pintar sin fosfatar.
6. fosfatación del magnesio - ❌ Ya no es frecuente.
El magnesio se utiliza en la práctica industrial Casi nunca fosfatado clásico. Los métodos clásicos, como el método DOW-7 (MIL-M-3171), han pasado a la historia.
La oxidación electrolítica por plasma (PEO/MAO) es el estado del arte. Se ofrece, por ejemplo, como revestimiento de óxido de magnesio, keronita o tagnita. También se incluyen los revestimientos de conversión de cromo (III).
Algunos ejemplos son Magpass-Coat y SurTec 650 para magnesio. Los procesos de conversión a base de circonio también se utilizan como imprimaciones de pintura.
Cualquiera que necesite revestir componentes de magnesio debe buscar específicamente especialistas en PEO/MAO o pasivación de Cr(III). Las empresas tradicionales de fosfatado no son el contacto adecuado en este caso.
7. fosfatado del acero inoxidable - ❌ No apto.
El acero inoxidable no puede fosfatarse eficazmente. La capa natural de óxido de cromo (capa pasiva), que confiere al acero inoxidable su protección contra la corrosión, impide la reacción química con la solución fosfatante.
Romper esta capa mediante un pretratamiento agresivo es técnicamente posible, pero no económicamente viable. Y destruye las propiedades anticorrosivas del material.
La pasivación química es el proceso estándar de acabado superficial del acero inoxidable. En la actualidad, se prefiere el ácido cítrico conforme a la norma ASTM A967.
8. Fosfatado de cobre, latón y bronce - ❌ No apto.
Los materiales de cobre reaccionan con demasiada fuerza y de forma incontrolada en el baño de fosfatado. Los fosfatos de cobre resultantes desestabilizan el baño y provocan revestimientos inservibles.
Para el cobre, el latón y el bronce se utilizan procesos galvánicos como el estañado, el niquelado y el dorado. También se utiliza el lacado directo sin paso de fosfatado.
Los compradores deben prestar especial atención a los conjuntos mixtos de materiales de acero y cobre: Las piezas de cobre no deben entrar en el baño de fosfatado.
Fosfatado frente a otros métodos de protección contra la corrosión
¿Cuándo es el fosfatado la elección correcta? ¿Y cuándo es mejor utilizar el galvanizado, la pasivación o los revestimientos orgánicos?
El fosfatado es ideal si el revestimiento se va a aplicar como un Solución del sistema con laca o aceite se pretende. Y no como protección anticorrosiva en sí misma.
El revestimiento por sí solo no puede soportar una exposición prolongada a la humedad. La protección se crea en combinación con una capa de acabado o un aceite anticorrosión de alta calidad.
Suele ser superior a los revestimientos de zinc galvanizado en cuanto a resistencia adhesiva y propiedades tribológicas.
Comparado con la pasivación, el fosfatado ofrece capas más gruesas y mejores propiedades mecánicas. En comparación con la galvanoplastia, no es necesario utilizar metales pesados y preciosos, lo que reduce los costes y los requisitos medioambientales.
Normas y especificaciones pertinentes
Las siguientes normas son de vital importancia para los compradores y diseñadores cuando se licitan servicios de fosfatado o se especifican planos:
- DIN EN ISO 9717:2018-03 - Recubrimientos de metales por conversión de fosfatos (norma principal; ha sustituido a la antigua DIN 50942)
- AMS 2480 - Fosfatado de zinc como imprimación de pintura (aeroespacial)
- AMS 2481 - Fosfatado fuerte (manganeso/zinc) para protección contra el desgaste y el rodaje (tecnología aeroespacial y de defensa)
- MIL-DTL-16232G - Especificación militar estadounidense para revestimientos de conversión de fosfatos (Tipo M = manganeso, Tipo Z = zinc, Clases 1-4); activa y válida.
- DIN EN ISO 9227:2017-07 - Pruebas de niebla salina (NSS, AASS, CASS) para evaluar la protección contra la corrosión.
- Normas de trabajo específicas de los OEM (por ejemplo, normas TL de Volkswagen, normas GS de BMW): vinculantes para los proveedores de la industria del automóvil; el OEM especifica la norma de referencia exacta en el portal del proveedor.
La oferta debe indicar siempre la masa de revestimiento requerida (g/m²). Indique también el proceso (zinc, manganeso o hierro).
Especifique también el tratamiento posterior. Especifique también los requisitos de protección contra la corrosión. Por ejemplo, un ensayo de niebla salina conforme a la norma DIN EN ISO 9227.
Lista de comprobación para compradores: Requisitos para los barnizadores por contrato
- Certificación según DIN EN ISO 9001 o específica del sector (IATF 16949 para automoción)
- Control de baño probado y parámetros de proceso documentados
- Equipo interno de pruebas de espesor del revestimiento (FRX o sección transversal) y resistencia a la corrosión
- Experiencia con la variante de proceso requerida (zinc / manganeso / hierro)
- Certificación medioambiental y química de baño que cumple con REACH
- Referencias de nuestra propia industria o de geometrías de piezas comparables
- Información clara sobre plazos de entrega y tamaño mínimo de los lotes
¿Cuánto cuesta fosfatar? Factores que influyen en los compradores
El fosfatado es uno de los tratamientos superficiales más rentables. En los costes unitarios influyen varios factores:
Geometría de la pieza y espesor de la pared: Las cavidades complejas requieren un mayor esfuerzo de proceso para conseguir una humectación completa.
Tamaño del lote: El fosfatado es especialmente adecuado para grandes series y piezas producidas en serie: las mercancías en bastidor o en tambor reducen considerablemente los costes unitarios.
Elección del procedimiento: El fosfatado de manganeso es más caro que el de hierro debido a las temperaturas más elevadas y al mantenimiento del baño.
Esfuerzo de pretratamiento: Las piezas muy contaminadas u oxidadas aumentan los costes de los procesos de limpieza y decapado.
Tratamiento de seguimiento: El aceitado adicional, la pasivación o la pintura directa tienen un impacto significativo en los costes totales.
Costes medioambientales y de eliminación: Los baños de fosfato producen lodo (lodo de fosfato) que debe eliminarse como residuo peligroso - costes que los recubridores de trabajos tienen en cuenta.
Fosfatado: industrias y aplicaciones
El fosfatado es uno de los pocos procesos de superficie que está firmemente establecido en la producción en serie en todas las industrias. La combinación de bajos costes, alta velocidad de proceso y multifuncionalidad lo convierten en la primera opción.
Esto se aplica siempre que haya que revestir acero en grandes cantidades.
| Industria | Componentes típicos | Procedimiento | Objetivo principal |
| Automoción | Carrocería, muelles, piezas de transmisión | Zinc, manganeso | Imprimación KTL, rodaje |
| Construcción de maquinaria | Ejes, carcasas, hidráulica | Zinc, manganeso | Protección contra la corrosión, tribología |
| Tecnología de defensa | Piezas de armas, cerraduras | Manganeso | Protección contra el desgaste, óptica |
| Aeroespacial | Componentes estructurales, elementos de fijación | Zinc, manganeso | Protección contra la corrosión según AMS |
| Electrodomésticos | Piezas de chapa, carcasas | Hierro | Imprimación para pintura (en polvo) |
| Mobiliario / Construcción | Muebles, perfiles y marcos de acero | Hierro | Imprimación de pintura, rendimiento |
| Piezas estándar / tornillos | Tornillos, muelles, piezas estampadas | Manganeso, zinc | Mercancía en bidones, precio a granel |
Fosfatación en FACTUREE
Como plataforma digital de adquisición de piezas de embutición, FACTUREE ofrece acceso a una red cualificada de recubridores por contrato especializados. Estas empresas se encargan del fosfatado de componentes individuales hasta la producción en serie.
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Sus ventajas con la contratación a través de FACTUREE: Red cualificada de empresas galvánicas certificadas (DIN EN ISO 9001, NADCAP, etc.) Presupuestos rápidos de recubrimientos estándar y personalizados | Requisitos específicos transparentes directamente en la consulta Apoyo en la selección de normas (DIN EN ISO 4042, DIN 50961, etc.) Flexibilidad con las cantidades: Desde prototipos hasta grandes series
