Холодное фосфатирование стали цинком или марганцем
Эксперименты: фосфатное покрытие на стали за 3-8 часов при комнатной температуре раствора.
Сталь: пластина 21х71х0,2 мм, вес 2 г
Деталь можно обмотать пластиковой стяжкой, чтобы касалась дна только ребром.

Раствор N28. Сульфат-фосфат-цитрат марганца. Приготовление:
Раствор А (кислоты + сода)
Вода: 32,00 г
Ортофосфорная кислота 85%: 3,31 г
Лимонная кислота моногидрат: 0,50 г
Бикарбонат натрия (сода): 2,70 г
Раствор Б
Сульфат марганца 1-водный: 3,50 г
Вода: 30,00 г
Раствор Б влить с помешиванием в раствор А
Расчетный pH = 4,5



Раствор N29. Сульфат-фосфат-цитрат цинка. Приготовление:
Раствор А (кислоты + сода)
Вода: 32,00 г
Ортофосфорная кислота 85%: 3,31 г
Лимонная кислота моногидрат: 1,70 г
Бикарбонат натрия (сода): 3,30 г
Раствор Б
Вода: 30,00 г
Сульфат цинка 7-водный: 5,94 г
Раствор Б влить с помешиванием в раствор А
Расчетный pH = 4,5
Если уменьшить лимонную кислоту до 0,85 г и соду до 2,86 г раствор еще устойчивый, но слегка мутноватый
Использовался технический сульфат цинка с примесью железа.



Покрытие по прочности такое-же как при горячем фосфатировании цинком без нитратов и нитритов на водяной бане (добавлял перекись водорода).
Ножом счищается с усилием, наждачной бумагой тоже не сразу счищается.

P.S. Возможно это очередное пере изобретение велосипеда с квадратными колесами

Там, где я работал, были ванны Хим.Окс. (химическое оксидирование) - их состав и условия работы описывался в ГОСТах + многочисленные справочники. С фосфатированием должно быть аналогично.

Только не все гостовские ванны работали и не всегда. Поэтому проверять описанные составы и вносить в них изменения есть смысл.

Особиста думка: сенс то дослідження має хоча б з точки зору теорії.
У звичайних розчинах фосфатування (ортофосфорна + азотна + цинк-нікель-кальцій ітп) були думки, що якісне фосфатування при кімнатній температурі неможливе.
Причина таких думок: фосфатування має два "двигуна" - з одного боку травлення, з іншого - гідроліз. Підвищення температури підвищує і травлення і гідроліз. Тому при високих (80+С) температурах і рН розчину менше 2 - робочий. При наближенні до 40С, робочий рН вже ближче до 5 (залізофосфат, окисник - нітробензоат). Апроксимуючи це на 20С - рН мав би бути 6.5-7+ а там яке вже травлення...

З іншого боку, введення інших кислот (фторцирконатної, селенистої) робить фосфатування можливим/якісним і при кімнатній температурі.
Чи не відбувається так, що додавання цитратів робить процес фосфато-цитратним?

Був колись забутий процес оксалатування...Є думка, що "активація" (а "активація" у фосфатуванні то така собі "річ в собі" - швидше пасивування) у Insta Black 333 десь подібна на покриття оксалатом марганцю.

В растворе с марганцем из-за цитратов за 8 дней завелась черная плесень:

В растворе с цинком пока проблем нет.
Доработанный состав с борной кислотой от плесени:
Раствор N28A. Сульфат-фосфат-цитрат марганца.
Раствор А (кислоты + сода)
Вода: 32,00 г
Ортофосфорная кислота 85%: 3,31 г
Лимонная кислота моногидрат: 0,50 г
Бикарбонат натрия (сода): 2,70 г
Борная кислота: 0,20 г
Подогреть раствор до 60°C, чтобы борная кислота растворилась, потом остудить до комнатной температуры
Раствор Б
Сульфат марганца 1-водный: 3,50 г
Вода: 30,00 г
Раствор Б влить с помешиванием в раствор А
Расчетный pH = 4,5

Вместо борной кислоты можно использовать антисептик:
салициловая кислота - 0,1 - 0,14 г (0,15-0,2%).
метилпарабен (нипагин) - 0,07 - 0,14 г (0,1–0,2%)

Раствор N28A. Фосфатирование пластины 8 часов

В буферы pH добавляли кристаллик тимола, чтобы избежать роста грибов, думаю, и фенол прекрасно подойдет.