钢铁的磷化处理注意事项
钢铁的磷化处理注意
钢铁的磷化处理
一、概述
钢铁零件在含有锰、铁锌、钙的磷酸盐溶液中，进行化学处理，使其表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法，叫做磷化处理（或称磷酸盐处理）。
二、磷化膜的外观及组成
1、外观：由于基体材料及磷化工艺的不同可由深灰到黑灰色，特殊工艺可实现
纯黑色、红色及彩色。
2、组成：磷酸盐[Me3(PO4)2]或磷酸氢盐(MeHPO4)晶体组成。
三、特点
1、大气条件下稳定，与钢铁氧化处理相比，其耐腐蚀性较高，约高2-10倍，
再进行重铬酸盐填充，浸油或涂漆处理，能进一步提高其耐腐蚀性。
2、具有微孔隙结构，对油类、漆类有良好的吸附能力。
3、对熔融金属无附着力。
4、磷化膜有教高的电绝缘性能。
5、厚度一般为10-20μm，因为磷化膜在形成过程中相应地伴随着铁进行溶解，
所以尺寸改变较小。
四、用途
1、防腐。
2、涂装底层，润滑性，再冷变形加工工艺中，能氧化摩擦，减少加工裂纹和表
面拉伤。
3、要用来防止粘附低熔点的熔融金属。
4、变压器、电机的转子、定子及其他电磁装置的硅钢片均用磷化处理，而原金
属的机械性能、强度、磁性等基本不变。
五、小结
所需用的设备简单，操作方便，成本低，生产效率高，保护膜又有不少优点，因此在汽车、船舶、机器制造及航空工业都得到广泛的应用。
六、磷化种类
用于生产的磷化处理方法有：高温、中温、低温的磷化处理，四合一磷化处理及黑色磷化处理等。
1、高温磷化处理：在90-98℃的温度下进行，溶液的游离酸度于总酸度的比值
为1∶6-9，处理时间为15-20分钟。
特点：耐腐蚀性、结合力、硬度和耐热性都比较高，速度快，磷化膜粗细均
匀。溶液加热时间长，挥发量大，成分变化快，磷化膜易夹杂沉淀，沉淀物
难清理。
2、中温磷化处理：在60-70℃的温度下进行。溶液游离酸度与总酸度比值为1∶（10-15），处理时间为7-15分钟。
特点：溶液稳定，磷化速度快，生产效率高，溶液成分复杂，难配制。
3、常温磷化处理：在室温下进行，溶液的游离酸度与总酸度的比值为1∶（20-30），处理时间为10-15分钟。
特点：不需加热，消耗少、成本低、稳定、耐腐蚀性差、结合力低、耐热性
低。
七、各种因素的影响
1、总酸度和游离酸度的影响：
1）总酸度：提高总酸能加速磷化反应，使膜层薄而细致。过高，常常使膜层过薄。过低，磷化速度缓慢，膜层厚而粗糙。
2）游离酸度：过高会使磷化反应时间延长，磷化膜晶粒粗大多孔，耐腐蚀性降低，亚铁离子含量容易上升，溶液里的沉淀物增多。过低，磷化膜薄甚至
没有磷化膜。
9、温度的影响：温度高加快磷化速度，提高附着力，硬度、耐腐蚀性，但在高
温下，Fe易被氧化Fe沉淀出来，溶液不够稳定。
10、零件的材料和表面状态的影响
高、中碳钢和低合金钢较容易磷化，磷化膜黑而厚实，但是具有磷化膜结
晶粒多粗的倾向，低碳钢零件膜颜色较浅，结晶致密，如果在磷化前进行
适当的浸蚀，可显著提高磷化膜的质量。冷加工零件表面有硬化层，在磷
化前应进行强度浸蚀，活化零件表面，否则磷化膜薄而不均匀，耐蚀性较
低。
八、常见故障原因分析
1、磷化膜结晶粗糙多孔：
原因：1）游离酸过高。
2）硝酸根不足。
3）零件表面有残酸，加强中和及清洗。
4）零件表面过腐蚀，控制酸洗浓度和时间。
2、膜层过薄，无明显结晶：
原因：1）总酸度过高，加水稀释或加磷酸盐调整酸的比值。
2）零件表面有硬化层，用强酸腐蚀或喷砂处理。
3）亚铁含量过低，补充磷酸二氢铁。
4）温度低。
3、磷化膜耐腐蚀性差和生锈
原因：1）磷化晶粒过粗或过细，调整游离酸和总酸度比值。
2）游离酸含量过高。
3）金属过腐蚀。
4）溶液中磷酸盐含量不足。
5）零件表面有残酸。
6）金属表面锈没有出尽。
4、磷化零件表面有白色沉淀：
原因：1）溶液中沉淀物过多。
2）硝酸根不足。
3）锌、铁、P2O5含量高。
5、磷化膜不易形成：
原因：1）零件表面有加工硬化层。2）溶液渗入杂质，更换磷化溶液。
6、磷化层不均、发花：
原因：1）除油不净、温度太低。2）零件表面有钝化状态，加强酸洗。3）零件因热处理加工方法不同。
7、磷化膜发红抗蚀能力下降：
原因：1）酸洗液里铁渣附在表面。2）铜离子渗入磷化液。
钢铁的磷化处理-概述 1、钢铁磷化概念 在含有锌、铁、锰的磷酸盐溶液中，由于金属和溶液的界面上发生化学反应，生成难溶于水的磷酸盐，使钢铁表面形成一层附着良好的保护膜，这种方法称为钢铁磷化。 磷化膜具有微孔结构，在通常大气条件下比较稳定，具有一定的防锈能力，作用漆膜的底层，可以显著地提高涂层的附着力和耐蚀性能。 磷化膜还具有良好的润滑性能，对熔融金属无附着力，并有较高的电绝缘性能，磷化处理对钢制品的抗拉强度、伸长率、弹性、磁化等均无影响，仅疲劳强度略有下降。磷化膜形成过程中相应地伴随铁的溶解，因而磷化后钢制品的尺寸变化甚微，由于磷化具有这些良好的特性，在工业生产中被广泛地采用。 2、磷化膜的分类 ①假转化膜是靠磷化液中本身含有的阳离子来成膜的，其膜是结晶型的，如RYY-8838#、RYY-6602#等。 ②转化膜是靠铁基体有限的腐蚀产生的铁离子来成膜的，加入碱金属离子不参与成膜，其膜为无定型的，如RYY-5501#。 3、磷化膜的组成和性质 ①组成分类：
②性质 A、提高钢铁表面和耐蚀性，吸附性，耐磨性； B、磷化膜的化学稳定性差单独使用必须经后处理； C、磷化后其基体金属的硬度，磁性等均保持不变，但对于高强度钢（强度≥1000N/mm2）磷化后必须进行除氢处理（130-200℃下处理1-4小时）。 D、不粘附熔融金属（Sn、Al、Zn） E、电绝缘性厚10微米，电阻约为5×109Ω F、脆性 ③磷酸铁与磷酸锌系比较 系列优点缺点反应类 型 磷酸铁系单液使用，用量 小，沉淀少,操作 简单 膜薄，防锈期 短，使用寿命短 沉积型 磷酸锌系防锈期长，皮膜均 匀细腻，使用寿命 长需加B剂，表调 过程，有沉淀 置换型 ④、磷化膜的用途； A、作防护装饰涂底层； B、作防腐蚀涂油底层； C、作冷加工润滑用磷化膜； D、减磨润滑用磷化膜； E、电绝缘用。 ⑤、磷化处理分类： 磷化处理有许多分类方法，工业生产上较通用的有如下几种： 1）按磷化液组成，以阳离子为主可分为：锌系、铁系和锰系三大类：2）按处理温度可分为①高温磷化(90-98℃)；②中温磷化(50-70℃)； ③低温磷化(20-35℃)。 3）按处理方式分： a、浸泡式磷化 按工艺流程，将工件顺序浸入磷化液槽中进行处理，大件可用吊挂式，小件用篮框盛装或用滚筒方式磷化。设备简单，操作方便，处理温度可以较高。 b、喷淋法
磷化 目录 总述 原理及应用 磷化基础知识 1. 一、磷化原理 2. 二、磷化分类 3. 三、磷化作用及用途 4. 四、磷化膜组成及性质 5. 五、磷化工艺流程 6. 六、影响因素 7. 七、磷化后处理 8. 八、磷化渣 9. 九、磷化膜质量检验 10. 十、游离酸度及总酸度的测定 11. 十一、有色金属磷化 总述 原理及应用 磷化基础知识 总述 磷化( phosphorization )是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。磷化处理工艺应用于工业己有90 多年的历史，大致可以分为三个时期:奠定磷化技术基础时期、磷化技术迅速发展时期和广泛 应用时期。 磷化膜用作钢铁的防腐蚀保护膜，最早的可靠记载是英国Charles Ross 于186 9 年获得的专利 (B.P.No.3119) 。从此，磷化工艺应用于工业生产。在近一个世纪的漫长岁月中，磷化处理技术积累了丰富的经验，有了许多重大的发现。一战期间，磷化技术的发展中心由英国转移至美国。1909 年美国T.W.Coslet 将锌、氧化锌或磷酸锌盐溶于磷酸中制成了第一个锌系磷化液。这一研究成果大大促进了磷化工艺的发展， 拓宽了磷化工艺的发展前途。Parker 防锈公司研究开发的Parco Power 配制磷化液，克服T 许多缺点，将磷化处理时间提高到lho 1929 年Bonderizing 磷化工艺将磷化时间缩短至10min, 1934 年磷化处理技术在工业上取得了革命性的发展，即采用了将磷化液喷射到工件上的方法。二战结束以后，磷化技术很少有突破性进展，只是稳步
一、钢铁件磷化质量检验规范 、 LFWI-007-02-01 1.适用范围：本标准规定了在钢铁及其合金表面形 成磷化膜的有关技术要求及其检验方法，质量一致 性检验项目有外观，膜重，耐蚀性等。 2．引用标准 2.1 GB/T10125-1997《人造气愤腐蚀试验.盐雾试验》。 2.2 ISO9227《人造环境中的腐蚀试验.盐雾试验》。 2.3法国DIN50942：1996-09《金属的磷化处理》。 2.4兵器工业部WJ464-95《黑色金属磷化规范》。 3.外观检验 3.1方法：目视检测（在100W白炽灯下，距工件400mm处目 测）。 3.2色泽：
锌系磷化和锌钙系磷化膜呈浅灰色～深灰色，锰系磷化膜呈深灰色～黑色，铁系磷化膜呈虹彩色（如黄到蓝灰色）。材料的差异，热处理方式 ，焊接等都会导致磷化膜的颜色差异（如氧化处理的过的锰磷化呈深灰黑色）。黑色磷化应为连续均匀黑色,无发红现象 3.3外观：膜层应连续均匀，无锈迹，无挂灰为合格。 下列缺陷是不允许的： a.疏松的磷化膜。 b.表面有机械损伤，锈斑，白色附着物，黄红斑； c.局部无磷化膜（与客户协商的深孔，深凹处除外）。 允许的缺陷为： d.由于焊接，局部热处理，基体金属组成成份不同，及表面加工状态不同而导致的色泽和结晶差异； e.轻微的小迹，擦白，挂灰； f.局部破坏的工件，无特殊说明对其在磷化界限向磷化部份位移2～5mm； g.因尺寸原因，两次磷化的界限处允许有色差； h.因基材构的原因或在磷化槽中因与支撑物或其他组件的触碰而产生的磷化膜表面的轻微起伏或色差起伏。 3.4尺寸检验 3.4.1对于客户特别强调尺寸要求时，进行该项检查。 3.4.2方法：根据客户提供或指明的标准量具及检验方法进行检验；检验比承双方友好协商而定。 4.膜重(g/㎡) 4.1客户有膜重要求时，可按照《钢铁件磷化膜重测量方法》
钢铁中磷的测定——磷钼蓝吸光光度法 实 验 报 告 班级：应121-2 姓名：曲红玲 学号：201269503222 同组人：王双孙艺 指导老师：王美兰老师
一、实验目的 1、了解钢铁中磷的测定意义。 2、掌握钢铁中磷的测定方法。 3、掌握溶液的定量转移配制，称量等基本操作。 二、实验原理 1、磷的测定是钢铁分析的一个必测指标。磷是典型的非金属元素,它在钢铁及合 金中主要以固熔体的磷化铁(Fe 2P、Fe 3 P)形式存在,还有少量的磷酸盐等夹杂物, 其来源一般从矿石带入。磷是钢铁的有害元素,它使钢铁发生冷脆,降低冲击韧性和影响锻接,一般钢材P控制不大于0.06%,高级的合金钢在0.03%以下,在某些特殊钢中,为提高其耐磨性而只允许达0.10%左右,因此,钢铁及合金中磷的测定是一项必不可少的项目。 2、工厂实用分析方法有：滴定法，分光光度法。 分光光度法有钒钼黄和钼蓝法两类。钒钼黄是磷酸与钒酸、钼酸作用形成磷钒钼黄杂多酸直接测定。钼蓝法是将磷钼杂多酸还原成钼蓝后进行测定，所用还原剂有氯化亚锡、抗坏血酸、硫酸联胺和亚硫酸盐等。 3、分析方法 4、本实验采用磷钼蓝吸光光度法
试样用王水溶解，高氯酸冒烟以氧化磷，加钼酸铵使磷转化为磷钼配合离子。用氟化物掩蔽铁离子，以氯化亚锡还原成钼蓝．分光光度法测定。主要反应：3Fe3P+41HNO3→9Fe(NO3)3+3H3PO4+14NO↑+16H2O Fe3P+13HNO3→3Fe(NO3)3+3H3PO3+4NO↑+5H2O 4H3PO3+HClO4→4H3PO4+HCl H3PO4+12H2MoO4→H3(P(MoO10)4)+12 H2O H3(P(MoO10)4)+8H++4Sn2+→（2Mo2.4MoO3）2.H3PO4+4Sn4++4H2 生成的磷钼蓝络合物的蓝色深浅与磷的含量成正比，据此可比色测定磷的含量。 三、仪器与试剂 1、实验仪器 721分光光度计，分析天平，移液管（10ml，5ml，2ml，1ml），吸耳球，烧杯（100ml 5个，400ml 1个，500ml 1个），50ml容量瓶4个，100ml容量瓶2个，玻璃棒，电炉，量筒（10ml 4个，50ml 1个），秒表，滤纸，洗瓶。 2、实验试剂 王水(盐酸：硝酸=3：1) 高氯酸(浓) 亚硫酸钠溶液(10％) 钼酸铵溶液(5％) 6%的H2SO4溶液：量取466mL蒸馏水至500 mL烧杯中，再量取28 mL浓硫酸缓慢加入水中，用玻璃棒引流并搅拌， 6．氟化钠-氯化亚锡溶液：称取2.4g氟化钠溶解于100 mL水中，必要时加热，加入0.2g氯化亚锡，搅拌溶解，当天使用。 7．磷标准溶液（0.01mg/mL）：取10 mL0.1mg/mL磷标准溶液该溶液放入100 mL 容量瓶中，并加水稀释至刻度，即得到0.01mg/mL磷标准溶液 8．铬高试样空白参比溶液（于剩余显色液中滴加3%KMnO4至呈红色放置1min 以上，滴加Na2SO3溶液至红色消退） 四、实验步骤：
钢铁件磷化处理技术的应用及发展趋势 摘要：本文就钢铁的磷化处理做了较为详细的叙述，包括磷化处理的分类、工艺、磷化液的选取原则，以及钢铁磷化处理发展过程，最后主要从磷化药剂和磷化设备两方面来简述了 磷化处理未来的发展趋势。 关键词：钢铁磷化处理；工艺；原理；磷化剂；发展趋势 Abstract: In this paper, phosphate processing steel do a more detailed description, including the classification of phosphate processing, process, selection principle phosphate solution, as well as iron and steel phosphate processing development process, the last major pharmaceutical and phosphate from phosphate both devices to briefly phosphating future trends. Key words: Iron phosphate treatment; Principle; Bonderite; Development trends. 1、引言 目前随着国民经济的快速发展，钢铁已变成现代生产生活中必不可少的金属材料。由于铁的物理化学性质决定了它极易受环境的影响，与周围的介质发生化学反应生成锈蚀，使后处理的质量无法保证，从而减少使用寿命。为解决这个问题，研究金属的防护措施，采用磷化处理技术。钢铁表面磷化处理，是用化学的方法对要涂装的金属制品进行的必要的预处理。将金属表面与含磷酸二氢盐的酸性溶液接触，通过化学与电化学反应形成一种稳定的、不溶性的无机化合物膜层 []1。其主要作用是：通过对金属表面的磷化预处理。的过程，这层膜称之为磷化膜 使之易涂装、易喷塑、易涂蜡和上防锈油等，并能提高金属表面的耐腐蚀性能，有效抑制涂层下的腐蚀．磷化技术广泛应用于车辆、船舶、轻工、化工、机械、电器及国防等领域。其处理方法由最初的纯浸渍法发展到喷淋法、锟除法以及浸喷混合法的自动化生产；其体系由单一金属体系(铁)到今天的多元体系(铁、锌、锰、镍、钙)；添加剂也从无到有，改善了磷化膜的质量，提高了成膜速度；黑色金属的黑化和磷化相结合，在金属表面生成的共生膜，起到了装饰、防护作用， []2。 有着广阔的应用和推广价值
磷化废水是在金属磷化处理工艺的进行中产生的漂洗废水（或酸性、或碱性）、酸洗废液、磷化废液以及碱洗废水的混合废水。本次磷化废水处理实验研究以表1 中所示水质进行实验研究。更多新型实验技术尽在北京爱尔斯姆。 由上表可知磷化工艺废水主要含磷、锌、铁、酸、碱等污染物,并具有很高的COD Cr值。其中磷化废液外观浑浊并有一种难闻气味,含有大量FeH2PO4沉淀及悬浮物,成分复杂,如不加以治理直接排放,将会严重污染环境。 磷化废水处理实验 1、磷化废水的预处理 将碱洗废水混入磷化废液,形成含有大量悬浮物,有着难闻气味,外观呈灰色乳状的乳化液(下简称乳化液)。经撇油处理后,用聚合硫酸铁絮凝破乳,再加少许聚丙烯酰胺加速沉淀,分离出清水备用。 2、磷化废水中的COD Cr降低
COD Cr高达19000mg/L的乳化液预处理后,分离出的清液COD Cr降为2000mg/L,且外观无色透明,将该清液与酸洗废液、酸性漂洗废水混合,采用氧化剂TSC(我院复配,属氯系配方)两次氧化后,用活性炭吸附,达到有效降低COD Cr的目的。 预处理分离出的乳化液清液与酸洗废液、酸性漂洗废水混合,其COD Cr为1000～1500mg/L,进行氧化处理再经砂滤,出水COD Cr降至 500mg/L,接着进行二次氧化处理,出水COD Cr降至200～300mg/L,最后经活性炭吸附,使出水COD Cr降至100mg/L以下,低于国家综合污水排放标准中所规定的COD Cr<150mg/L的要求。 3、磷化废水中的锌、铁、磷去除 磷酸为中强酸,在水中分三步解离,PO43-浓度随PH值升高而增大,因此,只要调整到合适的PH值,在磷化废液中会有大量PO43-产生如下沉淀：3Fe2++2PO43-=Fe3(PO4)2 Ksp=1×10-30 Fe3++PO43-=FePO4 Ksp=1.3×10-22 3Zn2++2PO43-=Zn3(PO4)2 Ksp=9.1×10-31 基于上述原理,将含有大量P、Zn、Fe的磷化废液与高浓度的碱洗废水混合,形成乳化液,pH值为7～8,使得大多数的P、Zn、Fe以锌、铁的磷酸盐沉淀形式存在于乳化液中,通过絮凝、沉降、分离而被除去。目前,许多企业所采用的预处理工艺便是基于上述原理。而对于从乳化
磷化钢丝的生产和质量控制 南通帅龙钢丝绳有限公司虞建宏、凌桂庭、明志光 目前光缆中使用的钢丝基本上已用磷化钢丝替代过去的镀锌钢丝。本文介绍了磷化钢丝的基本要求，分析了连续式生产线和分段式生产线这二种生产工艺对磷化钢丝质量的影响。 磷化钢丝、生产、质量 加强件是光缆的基本构件之一，而钢丝加强件在我国的光缆中又估有极大的份额。它的质量好坏直接影响到光缆的寿命。随着光缆的技术进步，钢丝的材质和制造技术也在不断的更新和提高。目前光缆中使用的钢丝基本上已用磷化钢丝替代过去的镀锌钢丝，本公司是国内主要的磷化钢丝生产厂家之一，现将我们对磷化钢丝生产中的一些看法叙述如后。 二、磷化钢丝的基本要求 磷化钢丝是光纤光缆增强用材料，表面要做到无水、污、油、锈蚀、毛刺、裂纹、折弯等缺陷，磷化膜连续、均匀、光亮、不脱落、磷化膜重量应大于等于2．5g／m。，外径圆整、通条性好、无应力，剪6米长自然放地上应平直，不成“s”形，矢高不得大于5厘米，弹性模量≥190GPa，永久伸长率≤0．10，强度根据用户需要，有1370MPa、1470MPa、1570 MPa、1670MPa、1770 MPa、1870 MPa等。 三、生产T艺方面对磷化钢丝质量的影响 我们都知道，要生产出合格的磷化钢丝，关键在于选用好的母材，采取合理的开坯、热处理、酸洗磷化及拉拔工艺。 关于母材，选用国产宝钢72A或72B的材料，其各项指标完全能满足生产磷化钢丝的需要，无须从国外高价进口原材料。 因此磷化钢丝的质量主要还是取决于它的生产工艺。 目前，国内外生产磷化钢丝有二种工艺： 1、连续式生产线； 2、分段式生产线 下面我们就这两种生产工艺来具体谈一下它对磷化钢丝质量的影响。 1、连续式生产线 此为国内外大多光缆钢丝生产厂家采取的生产工艺，其较突出的优点为：生产速度快，产量高；其缺点如下： (1)投资大，生产成本高； 连续式生产线大多是进口或仿进口的设备，故投资很大，造成了生产成本的增加，从而抬高了成品钢丝的价格。 (2)磷化层薄且易脱落； 首先，我想谈一下磷化层对磷化钢丝的作用。 大家都知道，钢丝在潮湿的空气或水中容易发生原电池反应，钢丝表面很快就会锈蚀，而磷化膜就起到了将钢丝与外界空气相隔绝即防锈的作用。因此，磷化层的厚薄决定了钢丝受外界侵害的程度。当然，磷化膜的防锈作用也不是万能的，因为磷化膜表面成鱼磷状，存在一定的空隙，要防止钢丝生锈，还取决于钢丝的贮存环境，钢丝不能暴露在潮湿的空气中，磷化层厚度受钢丝与磷化液反应条件限止，不可能达到过厚。一般磷化层厚度大于等于2．5g ／m2为最佳。要想得到致密牢固的磷化膜，关键在于对钢丝表面的处理及合理的磷化时间。连续式生产线因受拉丝速度的影响，酸洗、磷化的时间很短。酸洗时间短，表面杂质去除不干净，势必造成磷化膜在钢丝表面吸附不牢，以至于在后面拉拔过程中脱落，再加上随着磷化液的消耗而磷化时间不能改变，势必造成磷化膜过薄，达不到磷化钢丝的要求。
钢铁的磷化处理 【摘要】：本文主要介绍了磷化处理技术。磷化是指金属在酸性磷酸盐溶液中生成一层难溶的磷酸盐膜,以提高金属的耐蚀性和金属与涂层间的结合力。本文在介绍了中温、高温实验的基础上，采用对比的方法，重点研究了两种种磷化工艺和配方，针对工件在磷化处理中出现的问题，进行调查分析，寻找解决办法，从而进一步改良实验。本文致力于研究一种性能全面的钢铁中温、高温磷化工艺,且通过对磷化膜的性能的检测，探讨了磷化液主要成分和磷化工艺条件对磷化膜质量的影响。 【关键词】磷化液高温磷化中温磷化酸度 前言 钢铁零件在含有锰、铁、锌、钙的磷酸盐溶液中进行化学处理，使其表面形成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法，叫做磷化处理（或磷酸盐处理）. 由于反应生成的磷化膜和基体结合牢固,且有微孔结构,所以具有良好的吸 附性能,大量用做涂料底层。另外,磷化膜还有良好的润滑性,电绝缘性和耐蚀性,使其广泛应用于汽车、轮船、机械制造、航空航天和家用电器等领域。我国磷化技术起步较晚,但经过近二十年的发展,我们在磷化技术的复配、机理研究等方面也获得了可喜的进步,从而大大提高了磷化膜的耐蚀性及漆膜的配套性。目前, 随着社会的发展与进步,人们对磷化产品的要求也愈来愈高,即不但希望它性能 优良,更希望它能满足社会的环境要求、人们的健康要求及经济要求。所以,无毒环保、低成本,高性能就成为近些年磷化领域的主要研究方向。并且,经过研究人员多年的努力,我国在这些研究领域里取得了瞩目的成果,推出了大量的适于各 种材料的磷化配方。 钢铁的磷化用途很广，如防腐、油漆底层、冷加工润滑、减摩、电绝缘等。目前，用于生产的磷化处理方法有：高温、中温、低温的磷化处理，四合一磷化处理等.磷化的主要目的是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑作用。本实验主要对中温，高温磷化做了一系列研究。 基本原理 1、磷化的定义 将钢铁、铝、锌及镀锌钢板等在某些以酸式磷酸盐为主，同时含有多种复合添加剂的溶液中经过化学处理，在固体材料或零件的表面上生成一定厚度以磷酸盐为主要成分，难溶于水的覆盖层，这种化学处理工艺过程称为磷化。 2、磷化膜的外观及组成 （1）外观：磷化膜的厚度为5—20um,由于基体材料及磷化工艺的不同可由深灰到黑灰色，特殊工艺可实现纯黑色、红色及彩色 磷酸盐转化膜外观呈灰色或黑色，是有一系列大小不同的晶体所组成，在晶体的联结点上形成细小裂缝的多孔结构。经过填充、浸油或涂漆处理后，在大气
国标钢铁工件涂漆前磷化处理技术条件 UDC62.9.03 2009-06-02 10:09 本标准适用于钢铁工件涂漆前的磷化处理. 经处理所形成的磷化膜用作油漆底层, 以增强漆膜与钢铁基体的附著力及防护性, 提高钢铁工件的涂漆质量. 1. 磷化膜分类 2.1 待处理的工件应符合下列要求: 2.1.1 无特别规定时, 工件的机械加工, 成型, 焊接和打孔应在处理前完成. 2.1.2 工件的表面质量应符合技术文件的规定. 2.2 工件的热处理 特殊用途的零件, 应在磷化处理前消除应力及处理后消除氢脆. 2.3 前处理 2.3.1 工件表面的油污, 锈及氧化皮可用一种或几种方法清理. 2.3.2 脱脂后的工件, 不应有油脂, 乳浊液等污物, 其表面应能被水完全润湿. 2.3.3 酸洗后工件, 不应有目视可见的氧化物, 锈及过腐蚀现象, 其表面应色泽均匀. 2.3.4 喷抛丸清理后的工件, 不应有漏喷, 磨料粘附,锈蚀及油污, 其表面应露出金属本色. 2.4 磷化处理 2.4.1 磷化处理的主要施工方法可采用浸渍法, 喷淋法或浸喷组合的方法进行. 2.4.2 对于轻度油污或锈蚀的工件, 可以采用前处理和磷化或采用脱脂, 除锈, 磷化和钝化一步法进行. 2.4.3 磷化处理可以在以锌, 锰, 锌钙, 碱金属, 其他金属或氨的磷酸二氢盐为主要成分的溶液中进行. 2.4.4 磷化槽液的配制, 调整及管理应按工艺规定的要求进行. 2.4.5 盛装磷化液的槽体材料或衬里材料应耐磷酸盐腐蚀, 所有制作磷化设备的材料或接触槽液的材料应不影响磷化液及损害磷化膜质量. 2.4.6 工件表面生成的磷化膜应符合2.6, 2.7, 2.8 ,2.9条的技术要求. 2.5 后处理 2.5.1 为了提高磷化膜的耐腐蚀性能, 水洗后磷化工件建议在铬酸, 重铬酸盐或其他类型的钝化液中进行钝化. 2.5.2 磷化或钝化后的工件, 一般情况下应进行水洗, 为了提高工件表面的清
钢铁的磷化处理 摘要：金属磷化处理工艺可以改变金属表面原有的性质，从而提供新的物理特性或物理化学特性，因而广泛应用于金属的表面处理领域中。本文主要介绍钢铁的中温与高温磷化，通过实验来研究两种磷化膜的性质，对它们的原理、配方和生产工艺进行了简要的介绍。 关键词：机理，中温，高温，工艺 1.引言 磷化处理是指钢铁零件在含有锌、锰、钙、铁或碱金属的磷酸盐的溶液中进行化学处理,在其表面上形成一层不溶于水的磷酸盐膜的过程。磷化是钢铁表面处理的常用手段,磷化膜厚度一般为 5 μm-20 μm，为微孔结构,与基体结合牢固，具有良好的吸附性、润滑性、耐蚀性、不粘附熔融金属性及较高的电绝缘性等。磷化膜主要用作涂料的底层、金属冷加工时的润滑层、金属表面保护层以及用作电机硅钢片的绝缘处理、压铸模具的防粘处理等。磷化处理所需设备简单,操作方便,成本低,生产效率高,被广泛应用于汽车、船舶、航空航天、机械制造及家电等工业生产中[1]。 2.磷化膜的形成机理[2] 磷化处理是在含有锌、锰、铁的磷酸二氢盐与磷酸组成的溶液中进行的。金 属的磷酸二氢盐可用通式M(H 2PO 4 ) 2 表示,M为金属。下面主要介绍磷化膜形成的 电化学机理。 从电化学的观点来看，磷化膜的形成可认为是微电池作用的结果。在微电池的阴极上发生氢离子的还原反应，有氢气析出： 2H+ + 2e = H 2 在微电池的阳极上，铁被氧化为离子进入溶液，并与H 2PO 4 -发生反应。由于 M2+的数量不断增加，pH值逐渐升高，促使反应向右进行，最终生成不溶性的正磷酸盐晶核，并逐渐长大。下面是阳极反应： M - 2e = M2+ M2++2H 2PO 4 -= M(H 2 PO 4 ) 2 M(H 2PO 4 ) 2 = MHPO 4 +H 3 PO 4
工厂化学实验报告表格 篇一：综合实验预习报告 实验目的 通过陶瓷工艺设计性综合实验，达到以下目的： （1）了解常用陶瓷原料在陶瓷坯料中的作用；（2）掌握坯料配方设计和实验研究方法；（3）掌握实验技能，提高动手能力；（4）提高分析问题和解决问题的能力； （5）为毕业论文实验、进一步深造或从事专业技术工作奠定良好的基础。 2、实验安排 查找相关资料，进行长石质日用陶瓷坯料的配方设计，完成实验预习报告。实验过程性能测试 泥浆的流动性性能测试瓷坯的抗弯强度测试 完成实验总结报告 3.实验方案设计 长石质日用瓷使用的各种原料 各原料的化学组成（1）实验室原材料的化学组成 表1实验原料的化学组成（wt%） 原料石英长石生砂石碱矸滑石粉洪江土苏州土SiO2 Al2O3Fe2O3TiO2
--－－ CaO- MgO- K2O--－ Na2O--－ 烧失量 3,各原料的作用及适宜范围（1）粘土 软质：硬度低，可塑性、结合性好，杂质较多，成泥后干燥收缩率大，烧后白度低。苏州土、洪江土、碱矸（实验室提供）等。 硬质：硬度较高，可塑性、结合性较差，杂质少，干燥收缩率小，烧后白度高。实验室提供大同土（生砂石）。粘土在陶瓷坯料中的作用： a、赋予坯料以可塑性或结合性。保证成型性能及泥浆稳定性。强可塑性粘土一般小于15% b、赋予以一定的干燥强度。保证后续工序顺利进行 c、构成坯体的主体，总量一般50％左右。 d、烧成过程中转化为莫来石等铝硅化合物，构成坯体和材料的骨架。长石 钾、钠长石，K2O（Na2O）?Al2O3?6SiO2硬度莫氏
5~6级；无可塑性，瘠性原料。钾长石：肉红色透明感岩石；熔融温度1200～1220℃，高温黏度较大，对黏土和石 英的溶解能力较低。 钠长石：淡肉红色略白色透明感岩石；熔融温度1180～1200℃，高温黏度较小，对黏土和石英的溶解能力 较高。长石在坯料中的作用： a、约1000℃长石开始熔融，液相填充于固相颗粒之间，提高坯体的致密度，冷却后转化为玻璃相与固相颗粒牢固 结合，提高产品的强度、透明度等性能。 b、溶解黏土和长石，在液相中析出晶须状莫来石晶体，提高产品的强度、热稳定性等。 C、降低干燥收缩，提高干燥速度。 d、降低烧成温度，实验室提供山西闻喜长石引入量20%~40%。（3）石英 理论组成：SiO2；熔点：1713℃；硬度：莫氏7级；白色块状或砂状，瘠性原料。晶型转变：β-石英?α-石英（573℃）ΔV＝％，实验室提供河南石英砂引入量 20%~40%。 石英在陶瓷坯料中的作用： a、高温下部分溶解于液相，提高液相的高温黏度，未 熔石英颗粒与黏土转化物一起构成坯体骨架，防止产品变形。
钢铁的磷化处理注意事项 钢铁的磷化处理注意 钢铁的磷化处理 一、概述 钢铁零件在含有锰、铁锌、钙的磷酸盐溶液中，进行化学处理，使其表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法，叫做磷化处理（或称磷酸盐处理）。 二、磷化膜的外观及组成 1、外观：由于基体材料及磷化工艺的不同可由深灰到黑灰色，特殊工艺可实现 纯黑色、红色及彩色。 2、组成：磷酸盐[Me3(PO4)2]或磷酸氢盐(MeHPO4)晶体组成。 三、特点 1、大气条件下稳定，与钢铁氧化处理相比，其耐腐蚀性较高，约高2-10倍， 再进行重铬酸盐填充，浸油或涂漆处理，能进一步提高其耐腐蚀性。 2、具有微孔隙结构，对油类、漆类有良好的吸附能力。 3、对熔融金属无附着力。 4、磷化膜有教高的电绝缘性能。 5、厚度一般为10-20μm，因为磷化膜在形成过程中相应地伴随着铁进行溶解， 所以尺寸改变较小。 四、用途 1、防腐。 2、涂装底层，润滑性，再冷变形加工工艺中，能氧化摩擦，减少加工裂纹和表 面拉伤。 3、要用来防止粘附低熔点的熔融金属。 4、变压器、电机的转子、定子及其他电磁装置的硅钢片均用磷化处理，而原金 属的机械性能、强度、磁性等基本不变。 五、小结 所需用的设备简单，操作方便，成本低，生产效率高，保护膜又有不少优点，因此在汽车、船舶、机器制造及航空工业都得到广泛的应用。 六、磷化种类 用于生产的磷化处理方法有：高温、中温、低温的磷化处理，四合一磷化处理及黑色磷化处理等。 1、高温磷化处理：在90-98℃的温度下进行，溶液的游离酸度于总酸度的比值 为1∶6-9，处理时间为15-20分钟。 特点：耐腐蚀性、结合力、硬度和耐热性都比较高，速度快，磷化膜粗细均 匀。溶液加热时间长，挥发量大，成分变化快，磷化膜易夹杂沉淀，沉淀物
金属磷化处理 在各类制造业中对钢、镀锌钢、锌和铝等金属作磷化处理是表面处理中的重要步骤。在油漆前的金属表面预处理中作磷化处理的目的是为了增强材料的抗腐蚀能力、帮助冷成形、改善部件在滑动接触时的摩擦性能。本文将用实例来加以说明。 磷酸锌是一种在金属基材上生成的晶型转化膜,这种膜是利用了那些先让溶于酸的金属离子起反应然後经水稀释而成的磷化液来处理生成的。传统的电镀法是利用电流在金属上生成镀膜,磷化则是让金属与磷化液接触发生酸蚀反应而生成磷化膜的。硝酸和磷酸是常用的用于溶解金属的无机矿物酸。 依照工艺要求可以在磷化液中添加锌、镍和锰等金属离子。为了得到特殊的效果,也可加一些其它金属离子,磷化液中加镍能提高材料的抗腐力 加快磷化反应。近年来所发展的无镍工艺的效果已经也可在各方面与含镍工艺相竞争。 在磷化液中加入促进剂可以提高磷化反应速度、消除氢气的影响和控制磷化渣的生成。促进剂可以是单一的物质、也可以为取得最佳效果而将几种物质混合一起使用。可以选用的促进剂有亚硝酸盐/硝酸盐、氯酸盐、溴酸盐、过氧化物和一些有机物(如:硝基苯磺酸钠)。 在对热浸镀锌板或铝板作磷化处理时还常添加游离或络合的氟化物。图1是使用不同的磷化工艺所生成的各种磷酸盐晶体。 一,磷化反应机理: 1. 酸蚀反应 金属表面与磷化液发生的第一个反应是将某些金属从表面溶解下来的酸蚀反应。不同的磷化液对钢的酸蚀速度约1-3 g/m2;作厚膜磷化时,酸蚀反应速度还要求高许多。酸蚀反应对形成涂膜是非常重要的,因为它既可净化金属表面、又能提高漆膜的附著力。在酸蚀反应发生时,由于金属表面的溶解,所以紧靠表面的磷化液中的游离酸被消耗,金属离子进入磷化液,所溶入的金属离子类型与所处理的基材有关。在磷化液中添加氧化促进剂可减少酸蚀反应时所生成的氢气: 钢表面: Fe + 2H+1 + 2Ox →Fe+2 + 2HOx 镀锌钢表面: Zn + 2H+1 + 2Ox →Zn+2 + 2HOx 铝表面: Al + 3H+1 + 3Ox →Al+3 + 3HOx 2. 磷化反应: 在磷化液中所发生的第二个反应是磷化。由于在金属与溶液的界面上的游离酸度的降低、PH升高,金属阳离子就不再以可溶离子形式存在,它们与溶液中的磷酸盐反应后以磷酸锌的形式沉淀结晶在金属表面。 依据不同的工艺方法,这种晶体可有不同的组成和结构: 3Zn+2 + 2H2PO4-1 + 4H2O →Zn3(PO4)2·4H2O
磷化液配方成分分析，磷化机理及技术工艺导读：本文详细介绍了磷化液的研究背景，理论基础，参考配方等，本文中的配方数据经过修改，如需更详细资料，可咨询我们的技术工程师。 磷化是金属材料防腐蚀的重要方法之一，禾川化学引进尖端配方破译技术，专业从事磷化液成分分析、配方还原、研发外包服务，为金属表面处理相关企业提供一整套配方技术解决方案。 一、背景 磷化是金属材料防腐蚀的重要方法之一,其目的在于给基体金属提供防腐蚀保护、用于喷漆前打底、提高覆膜层的附着力与防腐蚀能力及在金属加工中起减摩润滑作用等。磷化是常用的前处理技术，原理上应属于化学转化膜处理。工程上应用主要是钢铁件表面磷化，但有色金属如铝、锌件也可应用磷化。 钢铁表面涂装前处理工艺指脱脂（除油）、除锈、表调、磷化。然而由于工件表面的状况不同，则生产工艺也有所不同，有的工艺中没有脱脂或没有除锈工序，有的工艺则没有表面调整工序，但磷化工序是绝对不可缺少的。 在涂装处理过程中，如果不清除油脂、氧化皮和锈层，不进行磷化处理，直接进行涂漆和静电喷涂，就会使钢铁表面的涂层产生脱落，失去了涂装的意义。 目前，国内外的金属加工业、薄板加工业、石油行业及汽车、自行车、高低压开关柜、防盗门、铁路等制造业普遍采用的是中、高温磷化，存在着操作不方便、能源和材料消耗大、调整频繁、成膜不均、成本高等问题。为解决以上问题，常温磷化已成为国际磷化行业的必然和研究课题。常温磷化不仅可以有效地降低
能源消耗，还可以解决操作不方便、材料消耗大、调整频繁、成膜不均、成本高等问题。 禾川化学技术团队具有丰富的分析研发经验，经过多年的技术积累，可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库，彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题，利用其八大服务优势，最终实现企业产品性能改进及新产品研发。 样品分析检测流程：样品确认—物理表征前处理—大型仪器分析—工程师解谱—分析结果验证—后续技术服务。有任何配方技术难题，可即刻联系禾川化学技术团队，我们将为企业提供一站式配方技术解决方案！ 二、磷化机理 2.1磷化概念 磷化液的主要成分是磷酸二氢盐，如Zn(H2PO4)2以及适量的游离磷酸和加速剂等。加速剂主要起降低磷化温度和加快磷化速度的作用。作为化学加速剂用得最多的氧化剂如NO3-、NO2-、CIO3-、H2O2等。磷化是金属与稀磷酸或酸性磷酸盐反应而形成磷酸盐保护膜的过程。 工件（钢铁或铝、锌件）浸入磷化液（某些酸式磷酸盐为主的溶液），在表面沉积形成不溶于水的结晶型磷酸盐转化膜的过程，称之为磷化。 把金属放入含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行化学处理，使金属表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法，叫做金属的磷酸盐处理。磷化膜层为微孔结构，与基体结合牢固，具有良好的吸附性、润滑性、耐蚀性、不粘附熔融金属（Sn、Al、Zn）性及较高的电绝缘性等。 2.2磷化液的分类
钢铁的磷化 摘要：本文简要介绍钢铁磷化的原理与工艺，主要根据化学实验的结果，以及对成品的检测，阐述了这一机理，论证了磷化对钢铁表面的改性作用，得出了磷化对钢铁性能改进的重要性。 关键词：原理 工艺 除锈 磷化膜 引言 ：磷化处理工艺应用于工业己有90多年的历史，大致可以分为三个时期:奠定磷化技术基础时期、磷化技术迅速发展时期和广泛应用时期。 磷化膜用作钢铁的防腐蚀保护膜，最早的可靠记载是英国Charles Ross 于1869年获得的专利(B.P.No.3119)。从此，磷化处理工艺应用于工业生产。在近一个世纪的漫长岁月中，磷化处理技术积累了丰富的经验，有了许多重大的发现。磷化广泛应用于防蚀技术，金属冷变形加工工业。二战前后时期磷化处理技术重要改进主要有:低温磷化、各种控制磷化膜膜重的方法、连续钢带高速磷化。当前，磷化技术领域的研究方向主要是围绕提高质量、减少环境污染、节省 能源进行。 一、 磷化原理 工件（钢铁或铝、锌件）进入磷化液（某些酸式磷酸盐为主的溶液），在表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转化膜的过程，称为磷化。也就是说，磷化处理是在锰、铁、锌的磷酸二氢盐与磷酸组成的溶液中进行的。金属的磷酸二氢盐可用通式242)(PO H M 表示。在磷化过程中发生如下反应： 434 242)(PO H MHPO PO H M +↓→ 432434 )(3PO H PO M MHPO +→ 或者以离子反应方程式表示： + - + +↓+↓→+H PO M MHPO PO H M 5)(342434 422 当金属与溶液接触时，在金属/溶液界面液层中+ 2M 离子浓度增高或+H 离子 浓度降低,都将促使以上反应在一定温度下向生成难溶磷酸盐的方向移动。由于铁在磷酸里溶解，氢离子被中和同时放出氢气： ↑ +=++ + 222H Fe H Fe 反应生成的不溶于水的磷酸盐在金属表面沉积称为磷酸盐保护膜，因为它们就是在反应处生成的，所以与基体表面结合得很牢固。 从电化学的观点来看，磷化膜的形成可认为是微电池作用的结果。在微电池
钢材磷化标准规范编制审核批准 文件编号版次A/0页数3 1.0范围： 本规范规定了**基体材料为冷轧钢板或镀锌钢板的工件喷漆前磷化处理的工艺要求及其质量要求。 本规范适用于工艺评审和批生产质量检验。 2.0规范性引用文件： 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本均适用于本规范。 序号编号名称 1GB6807-86钢铁工件涂漆前磷化处理技术条件 2GB11376-89金属的磷酸盐转化膜 3GB6462金属的氧化覆盖层横断面厚度显微镜测量法 4GB4956磁性金属基体上非磁性覆盖层厚度测量磁性方法 5GB4957非磁性金属基体上非导电覆盖层测量涡流方法 6GB1771-79漆膜耐盐雾测定法 7GB6458金属覆盖层中性盐雾性试验 8GB/T1015-1997人造气氛腐蚀试验盐雾试验 3.0术语和定义： 无 4.0磷化分类及检验 4.1涂漆前打底用磷化； 4.1.1用于漆前打底的磷化处理，其主要目的是提高漆膜的附着力和涂层系统的耐蚀性，因此重点在于与漆膜的配合性能方面。一般对磷化质量检测指标包括膜外观、膜厚度和与漆膜配套后的性能。膜外观应为均匀细密完整的磷化膜，对轻铁系磷化，其外观应为均匀细密完整的磷化膜。磷化膜不宜过厚，一般膜重应小于7.5g/m2,最佳为1.5～3.0g/m2，对于轻铁系磷化膜重0.5～1.0g/m2为宜，过厚和粗糙的磷化膜是不利涂漆的。耐蚀性指标包括磷化膜本身的耐蚀性和涂漆前不应出现泛黄生锈现象。磷化与漆配合后的耐蚀性是最为重要的，它体现了磷化膜与漆协同后的整体耐蚀能力。磷化膜与涂漆配合后除检测耐蚀性外，一般还需测定其漆膜的机械物理性能，如：附着力、冲击强度、抗弯能力（柔韧性）等。 4.1.2涂漆前打底用磷化的质量指标及检测方法一般应参照国家标准GB6807-86《钢铁工件涂漆前磷化处理技术条件》，该标准对磷化膜的各项质量指标及检测评价方法都有较详细的规定，其主要内容如下：1）、磷化膜外观应为结晶致密、连续均匀的浅灰到深灰色膜，对于轻铁系磷化应为连续彩色膜。允许出现下述缺陷；轻微的水迹，铬酸盐痕迹、轻微挂灰现象，由于热处理焊接及加工等表面状态不同造成的磷化
7.2 钢铁的化学氧化处理和磷化处理 7.2.1、钢的氧化处理 钢的氧化处理(又称发蓝或发黑):钢铁在含有氧化剂的溶液中进行处理，使其表面生成一层均匀的蓝黑到黑色膜层的过程。 根据处理温度的高低，钢铁的化学氧化可分为高温化学氧化法和常温化学氧化法。这两种方法所用处理液成分不同，膜的组成不同，成膜机理也不同。 1.钢铁高温化学氧化(碱性化学氧化) <1>化学反应机理：高温化学氧化是传统的发黑方法，一般是在强碱溶液里添加氧化剂（如硝酸钠和亚硝酸钠），在140oc左右的温度下处理15～90分钟，生成以F e3O4为主要成分的氧化膜，膜厚一般为0.5～1.5微米，最厚可达2.5微米。氧化膜具有较好的吸附性。将氧化膜浸油或做其他后处理，其耐蚀性能可大大提高。由于氧化膜很薄，对零件尺寸和精度几乎没有影响，因此在精密仪器、光学仪器、武器及机器制造业中得到广泛应用。其化学反应机理为： 3F e＋N a N O2＋5N a O H－－>3N a2F e O2＋H2O＋N H3 6N a2F e O2＋N a N O2＋5H2O－－>3N a2F e2O4＋7N a O H＋N H3 N a2F e O2＋N a2F e2O4＋2H2O－－>F e3O4+4N a O H
在钢铁表面附近生成的F e3O4，其在浓碱性溶液中的溶解度极小，很快就从溶液中结晶析出，并在钢铁表面形成晶核，而后晶核逐渐长大形成一层连续致密的黑色氧化膜。 在生成F e3O4的同时，部分铁酸钠可能发生水解而生成氧化铁的水合物 N a2F e2O4＋（m＋1）H2O－－>F e2O3·m H2O+2N a O H 含水氧化铁在较高温度下失去部分水而形成红色沉淀物附在氧化膜表面，成为红色挂灰，或称“红霜”，这是钢铁氧化过程中常见的故障，应尽量避免。 <2>钢铁高温氧化工艺：钢铁高温氧化工艺见表7－1。
总述 ：磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。磷化处理工艺应用于工业己有90多年的历史，大致可以分为三个时期:奠定磷化技术基础时期、磷化技术迅速发展时期和广泛应用时期。 （二）磷化是常用的前处理技术，原理上应属于化学转换膜处理，主要应用 于钢铁表面磷化，有色金属（如铝、锌）件也可应用磷化。 （三）磷化基础知识 磷化原理 1、磷化 工件（钢铁或铝、锌件）浸入磷化液（某些酸式磷酸盐为主的溶液），在表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜的过程，称之为磷化。 磷化分类 1、按磷化处理温度分类 （1）高温型 80—90℃处理时间为10-20分钟，形成磷化膜厚达10-30g/m2,溶液游离酸度与总酸度的比值为1：（7-8） 优点：膜抗蚀力强，结合力好。 缺点：加温时间长，溶液挥发量大，能耗大，磷化沉积多，游离酸度不稳定，结晶粗细不均匀，已较少应用。 （2）中温型 50-75℃，处理时间5-15分钟，磷化膜厚度为1-7 g/m2，溶液游离酸度与总酸度的比值为1：（10-15） 优点：游离酸度稳定，易掌握，磷化时间短，生产效率高，耐蚀性与高温磷化膜基本相同，目前应用较多。 （3）低温型 30-50℃节省能源，使用方便。 （4）常温型 10-40℃常（低）温磷化（除加氧化剂外，还加促进剂），时间10-40分钟，溶液游离酸度与总酸度比值为1：（20-30），膜厚为0.2-7 g/m2。 优点：不需加热，药品消耗少，溶液稳定。 缺点：处理时间长，溶液配制较繁。 3、按磷化处理方法分类 （1）化学磷化 将工件浸入磷化液中，依靠化学反应来实现磷化，目前应用广泛。 （2）电化学磷化 在磷化液中，工件接正极，钢铁接负极进行磷化。 5、按施工方法分类 （1）浸渍磷化 适用于高、中、低温磷化特点：设备简单，仅需加热槽和相应加热设备，最好用不锈钢
金属表面技术 一、.实验目的 (1)掌握钢铁磷化的基本原理。 (2)了解磷化处理溶液的配制方法及磷化处理的实验操作。 钢铁零件在含有锰、铁、锌的磷酸溶液中进行化学处理，其表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法叫磷化处理，亦成磷酸盐处理。 磷化膜的外观，由于试件材料不同及磷化处理的条件不同可由暗灰到黑灰色。磷化膜的主要成分有磷酸盐M(PO 4)2或磷酸氢盐（MHPO 4）的晶体组成。 磷化膜在通常大气条件下比较稳定，与钢的氧化处理相比，其耐蚀性较高，约高2~10倍。磷化处理之后，进行重铬酸盐填充，侵油涂漆处理，能进一步提高耐蚀性。 磷化处理有高温（90~98℃），中温（50~70℃）和常温（15~30℃）三种处理方法。常用的磷化方法有侵渍法和喷淋法。不管采用哪种方法进行磷化处理，其溶液都含有三种主要成分。 （1）H 3PO 4（游离态），以维持溶液pH 值。 （2）M(H 2PO 4)2,M=Mn 、Zn 等。 （3）催化剂（即氧化剂）-3NO 、-3ClO 、H 2O 2等。 钢铁类进行磷化处理时，大致有如下反应历程。 2.1锰、锌系磷酸盐膜化学反应机理 （1）Mn(H 2PO 4)2做磷化液的成膜机理 在97~99℃下加热1h ，在Mn(H 2PO 4)2溶液中发生如下的电离反应 Mn(H 2PO 4)2→MnHPO 4 ↓+H 3PO 4 (6-1) 在反应平衡后，溶液中存在一定数量的磷酸分子，不溶性的MnHPO 4及未电离的Mn(H 2PO 4)2分子。当把Fe 浸入此溶液之中，则发生以下化学反应 2 H 3PO 4+Fe==Fe(H 2PO 4)2+H 2 (6-2) Fe(H 2PO 4)2==FeHPO 4+H 3PO 4 (6-3) 由于H 2的析出，溶液的pH 值升高，因此，Mn(H 2PO 4)2的电离反应会继续进行，反应向生成难溶磷酸盐的方向移动。这些不溶性的仲磷酸盐MnHPO 4大部分沉淀在工件的表面上，少部分可能从溶液中沉淀成泥浆，大部分还是在金属