磷化工艺简介
基本原理及分类
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。
1．基本原理
磷化过程包括化学与电化学反应。不同磷化体系、不同其材的磷化反应机理比较复杂。虽然科学家在这方面已做过大量的研究，但至今未完全弄清楚。在很早以前，曾以一个化学反应方程式简单表述磷化成膜机理
8Fe+5Me(H2PO4)2+8H2O+H3PO4
Me2Fe(PO4)2·4H2O(膜)+Me3(PO4)·4H2O(膜)+7FeHPO4(沉渣)+8H2↑Me为Mn、Zn等，Machu等认为，钢铁在含有磷酸及磷酸二氢盐的高温溶液中浸泡，将形成以磷酸盐沉淀物组成的晶粒状磷化膜，并产生磷酸一氢铁沉渣和氢气。这个机理解释比较粗糙，不能完整地解释成膜过程。随着对磷化研究逐步深入，当今，各学者比较赞同的观点是磷化成膜过程主要是由如下4个步聚组成：
①酸的浸蚀使基体金属表面H+浓度降低
Fe–2e→Fe2++2H2－+2e→2[H](1)H2
②促进剂（氧化剂）加速
[O]+[H]→[R]+H2O
Fe2++[O]→Fe3++[R]
式中[O]为促进剂（氧化剂），[R]为还原产物，由于促进剂氧化掉第一步反应所产生的氢原子，加快了反应（1）的速度，进一步导致金属表面H+浓度急剧下降。同时也将溶液中的Fe2+氧化成为Fe3+。
③磷酸根的多级离解
H3PO4→H2PO4－+H+→HPO42－+2H+→PO43－+3H－（3）
由于金属表面的H+浓度急剧下降，导致磷酸根各级离解平衡向右移动，最终为PO43-。
④磷酸盐沉淀结晶成为磷化膜
当金属表面离解出的PO43－与溶液中（金属界面）的金属离子（如Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+）达到溶度积常数Ksp时，就会形成磷酸盐沉淀Zn2++Fe2++PO43－+H2O→Zn2Fe(PO4)2·4H2O↓（4）
3Zn2++2PO43－+4H2O=Zn3(PO4)2·4H2O↓（5）
磷酸盐沉淀与水分子一起形成磷化晶核，晶核继续长大成为磷化晶粒，无数个晶粒紧密堆集而形成磷化膜。
磷酸盐沉淀的副反应将形成磷化沉渣
Fe3++PO43－=FePO4（6）
以上机理不仅可解释锌系、锰系、锌钙系磷化成膜过程，还可指导磷化配方与磷化工艺的设计。从以上机理可以看出：适当的氧化剂可提高反应（2）的速度；较低的H+浓度可使磷酸根离解反应（3）的离解平衡更易向右移动离解出
PO43-；金属表面如存在活性点面结合时，可使沉淀反应（4）（5）不需太大的过饱和即可形成磷酸盐沉淀晶核；磷化沉渣的产生取决于反应（1）与反应（2），溶液H+浓度高，促进剂强均使沉渣增多。相应，在实际磷化配方与工艺实施中表面为：适当较强的促进剂（氧化剂）；较高的酸比（相对较低的游离酸，即
H+浓度）；使金属表面调整到具备活性点均能提高磷化反应速度，能在较低温度下快速成膜。因此在低温快速磷化配方设计时一般遵循上述机理，选择强促进剂、高酸比、表面调整工序等。
关于磷化沉渣。因为磷化沉渣主要是FePO4,要想减少沉渣量就必须降低Fe3+的产生量，即通过两个方法：降低磷化液的H+浓度（低游离酸度）减少Fe2+氧化成为Fe3+。
锌材与铝材磷化机理基本与上相同。锌材的磷化速度较快，磷化膜只有磷酸锌盐单一组成，并且沉渣很少。铝材磷化一般要加入较多的氟化合物，使之形成AlF3、AlF63-，铝材磷化步聚与上述机理基本相同。
2．磷化分类
磷化的分类方法很多，但一般是按磷化成膜体系、磷化膜厚度、磷化使用温度、促进剂类型进行分类。
2.1按磷化膜体系分类
按磷化成膜体系主要分为：锌系、锌钙系、锌锰系、锰系、铁系、非晶相铁系六大类。
锌系磷化槽液主体成他是：Zn2+、H2PO3-、NO3-、H3PO4、促进剂等。形成的磷化膜主体组成（钢铁件）：Zn3(po4)2·4H2O、Zn2Fe(PO4)2·4H2O。磷化晶粒呈树枝状、针状、孔隙较多。广泛应用于涂漆前打底、防腐蚀和冷加工减摩润滑。
锌钙系磷化槽液主体成分是：Zn2+、Ca2+、NO3-、H2PO4-、H3PO4以及其它添加物等。形成磷化膜的主体组成（钢铁件）：Zn2Ca(PO4)2·4H2O、Zn2Fe(PO4)2·4H2O、Zn3(PO4)2·4H2O。磷化晶粒呈紧密颗粒状（有时有大的针状晶粒），孔隙较少。应用于涂装前打底及防腐蚀。
锌锰系磷化槽液主体组成：Zn2+、Mn2+、NO3-、H2PO4-、H3PO4以及其它一些添加物。磷化膜主体组成：Zn2Fe(PO4)2·4H2O、Zn3(PO4)2·4H2O、(Mn,Fe)5H2(PO4)4·4H2O，磷化晶粒呈颗粒-针状-树枝状混合晶型，孔隙较少。广泛用于漆前打底、防腐蚀及冷加工减摩润滑。
锰系磷化槽液主体组成：Mn2+、NO3-、H2PO4、H3PO4以及其它一些添加物。在钢铁件上形成磷化膜主体组成：(Mn,Fe)5H2(PO4)4·4H2O。磷化膜厚度大、孔隙少，磷化晶粒呈密集颗状。广泛应用于防腐蚀及冷加工减摩润滑。
铁系磷化槽液主体组成：Fe2+、H2PO4、H3PO4以及其它一些添加物。磷化膜主体组成（钢铁工件）：Fe5H2(PO4)4·4H2O,磷化膜厚度大，磷化温度高，处理时间长，膜孔隙较多，磷化晶粒呈颗粒状。应用于防腐蚀以及冷加工减摩润滑。
非晶相铁系磷化槽液主体成分：Na+(NH4+)、H2PO4、H3PO4、
MoO4-(ClO3-、NO3-)以及其它一些添加物。磷化膜主体组成（钢铁件）：
Fe3(PO4)2·8H2O,Fe2O3,磷化膜薄，微观膜结构呈非晶相的平面分布状，仅应用于涂漆前打底。
2.2按磷化膜的厚度分类
按磷化膜厚度（磷化膜重）分，可分为次轻量级、轻量级、次重量级、重量级四种。次轻量级膜重仅0.1～1.0g/m2,一般是非晶相铁系磷化膜，仅用于漆前打底，特别是变形大工件的涂漆前打底效果很好。轻量级膜重1.1～4.5g/m2,广泛应用于漆前打底，在防腐蚀和冷加工行业应用较少。次重量级磷化膜厚4.6～7.5g/m2,由于膜重较大，膜较厚（一般>3μm），较少作为漆前打底（仅作为基本不变形的钢铁件漆前打底），可用于防腐蚀及冷加工减摩滑润。重量级膜重大于7.5g/m2,不作为漆前打底用，广泛用于防腐蚀及冷加工。
2.3按磷化处理温度划分
按处理温度可分为常温、低温、中温、高温四类。常温磷化就是不加温磷化。低温磷化一般处理温度30～45℃。中温磷化一般60～70℃。高温磷化一般大于80℃。温度划分法本身并不严格，有时还有亚中温、亚高温之法，随各人的意愿而定，但一般还是遵循上述划分法。
2.4按促进剂类型分类
由于磷化促进剂主要只有那么几种，按促进剂的类型分有利于槽液的了解。根据促进剂类型大体可决定磷化处理温度，如NO3－促进剂主要就是中温磷化。促进剂主要分为：硝酸盐型、亚硝酸盐型、氯酸盐型、有机氮化物型、钼酸盐型等主要类型。每一个促进剂类型又可与其它促进剂配套使用，有不少的分支系列。硝酸盐型包括：NO3－型，NO3－/NO2－（自生型）。氯酸盐型包括：ClO3－，ClO3－/NO3－，ClO3－/NO2－。亚硝酸盐包括：硝基胍R-NO2－/ClO3－。钼酸盐型包括：MoO4－,MoO4－/ClO3－,MoO4－/NO3－。
磷化分类方法还有很多，如按材质可分为钢铁件、铝件、锌件以及混合件磷化等
反馈
随着人民生活水平的提高，人们对工业产品的使用提出了更高要求，不仅要产品有好的使用功能，更要具备好的装饰性。长期以来，在表面处理领域中，相当数量的铸铁、钢铁工件通过普通磷化或氧化工艺处理，以提高工件的防护、装饰性能。由于普通磷化膜色泽不如氧化膜，而耐蚀性能又优于氧化膜，致使其防护性能和装饰性能难以兼顾。黑色磷化工艺的出现，很好地解决了这个问题。铸铁、钢铁工件的黑色磷化工艺就是以磷酸盐、磷酸等对钢铁基体进行处理,形成一层非金属、不导电的转化膜的工艺过程。采用黑色磷化工艺，使磷化膜层既黑又牢固，外观均匀一致，膜层连续，呈致密的结晶结构。在工业大气环境及海洋性气候条件下，其耐蚀性比普通磷化膜高数倍，比氧化膜、常温发黑膜高数十倍，表现出优异的耐蚀性能。而且黑色磷化工艺具有生产成本低、产品质量好、槽液稳定易控制，不污染环境等优异特点，因而，目前在国际市场上，一些机电零部件、标准件、紧固件、阀体、园林机械零部件、缝纫机零部件等不要求涂装的工件以黑色磷化工艺替代了以往的普通磷化工艺、氧化工艺等，广泛用于机械、电子、汽车、航空、兵器等行业。
1 铸铁件的黑色磷化
铸铁件的黑色磷化工艺难点在于,铸铁件晶粒结构疏松、工件表面不平整,磷化后清洗水易积留,使得工件抗腐蚀能力下降,易生锈发黄,同时铸铁件的机加工
面易掉色也是黑色磷化工艺处理面临的难点。
针对铸铁件的特点,我公司及时消化和吸收国内及国际表面处理的前沿技术，经长期的试验研究，成功推出了铸铁件黑色磷化工艺专用PZn-9型低温锌系磷化剂和PH-32型黑色表调剂,并应用于生产实践中，该系列产品完好的解决了铸铁件在黑色磷化工艺处理过程中所遇到的技术难题,在市场上应用几年来,
取得了良好效果及客户好评。现就以某阀体工件(铸铁件,出口,要求较高)的工艺为例,简单介绍该工艺如下：(铸铁件黑色磷化工艺，一般为槽浸)
1.1 工艺流程: 脱脂→水洗→酸洗→水洗→表调→水洗→磷化→水洗→热水洗
→脱水→浸油
工序工艺过程工艺条件质量指标备注
1 表面预处理对重油污、重锈进行人工预处理去除严重油污、毛刺、重锈迹
2 装挂根据工件结构，注意工艺孔排气液应良好
3 脱脂POH-11脱脂剂
30~50Kg/m 3
PH值:11~13
温度：60-75℃
时间：10min 去除表面动植物、矿物油等，参照GB/T13312-91标准。
6 水洗工业自来水
PH:7~8
温度：RT（常温）
时间：0.5min 去除工件表面脱脂剂生产中保持溢流，应经常更换槽液
7 酸洗工业盐酸：300—500 Kg/ m3
POR-2添加剂：10Kg/m 3
温度：RT（常温）
时间：10min 无油无锈呈金属银白色
参照JB/T6978-93标准
9 水洗工业自来水溢流
PH:6~7
温度：RT（常温）
时间：0.5min 保持溢流，应经常更换。
11 黑色表调PH-32黑色表调剂
原液：水=1：8（体积比）
时间：5-10分钟
PH:2.2~2.5
温度：RT
12 水洗
工业自来水溢流
PH:6~7
温度：RT（常温）
时间：0.5min
13 磷化PZn-9磷化剂：100Kg/M3
总酸度（TA）：25-30Pt
游离酸（FA）：2.0-3.0
温度：40-45℃
时间：15min
PH:2.2-2.5 参照GB11376-89标准经常清理残渣控制好工艺参数
14 水洗工业自来水溢流
PH:6~7
温度：RT（常温）
时间：0.5~1min 清洗工件表面带出磷化液保持溢流，应经常更换
15 热水洗工业自来水
PH:6~7
温度：60-70℃
时间：0.5~1min 脱水清洗，热封闭经常更换
16 脱水PDO-2脱水防锈油
温度：RT（常温）
时间：20-30Min 油水分离
17 浸油PSO-2超薄层防锈油
温度：RT（常温）
时间：20-30Min
此工艺的关键应控制脱脂、表调和磷化工序技术参数
1.2 脱脂,是涂装前处理工艺的第一步，它要求把附着在铸铁工件表面的防锈油、润滑油、灰尘及与金属工件接触、机加工时留下的油污等污垢彻底去除。本公司POH-1系列常温、加温型脱脂剂,其除污能力强,能迅速彻底去除工件表面的矿物油，动植物油，是磷化前处理理想的除油剂。
1.3 PH－32型黑色表调剂,是工件表面生成黑色磷化膜的助剂，具有调整能力强，槽液稳定，工艺控制方便等特点。能加快磷化成膜速度，减少磷化沉渣，对黑色磷化膜具有增强防腐、耐磨、装饰等特点,是铸铁工件增黑表调的理想表调剂。
1.4 PZn－9型低温锌系磷化剂为内含促进剂的低温锌系磷化剂，适用于钢铁件、铸铁件的表面磷化，具有低温、快速、微渣、低污染等特点，磷化膜薄而细密，防锈性好，是极好的涂装底层。单组分，槽液稳定，易于管理。由经上述工艺处理后的工件, 磷化膜薄而致密,黑而亮,具有较好的防护性和装饰性,做为直接的
防护、装饰膜,无需再做其他处理,其防锈期可达一年以上,满足并超过了客户的要求,得到客户的好评。
2 钢铁件黑色磷化
黑色磷化工艺在钢铁件上的应用也越来越广泛,要求越来越高,有的甚至要求硫酸铜点滴达到20分钟,中性盐雾(连续喷雾) 达到120小时,而相同条件下普通磷化液硫酸铜的点滴一般不超过5分钟, 中性盐雾(连续喷雾)离要求更是低的多,为满足客户的需求,我们又成功的研法了钢铁件黑色磷化工艺PZn-8M、PZn-89、PZn-69等一系列产品,满足了不同客户的需求。
现就某生产特种出口螺丝的企业为例,将我公司研发的钢铁件黑色磷化工艺做简单介绍。
工艺流程（钢件）：脱脂→水洗→酸洗→水洗→中和→水洗→表调→磷化→水洗→脱水→浸油
工序工艺过程工艺条件质量指标备注
1 表面预处理对重油污、重锈进行人工预处理去除严重油污、毛刺、重锈迹
2 装挂根据工件结构，注意工艺孔排气液应良好
3 脱脂POH-1脱脂剂：30~50Kg/m 3
PH值：11~13
温度：60-75℃
时间：10-15min 去除表面动植物、矿物油等，参照GB/T13312-91标准
5 水洗工业自来水
PH值：7~8
温度：RT（常温）
时间：1-2min 去除带出的除油液，工件表面形成连续水膜生产中保持溢流，应经常更换槽液
6 酸洗工业盐酸：300—500 Kg/ m3
POR-2添加剂：10Kg/m 3
温度：RT
时间：10-30min 目测金属表面被水润湿，无油无锈呈金属银白色，参照
JB/T6978-93标准注意控制槽液浓度，定期清底。
7 水洗工业自来水溢流
PH:6~7
温度：RT（常温）
时间：1-2min 保持溢流，应经常更换。
8 中和纯碱Na2CO3 ：3-5 Kg/ m3
PH值:10~12
温度：RT（常温）
时间：1-2min
9 水洗工业自来水溢流
PH值:6~7
温度：RT（常温）
时间：1-2min 保持溢流，应经常更换。
10 表调PTi-2M表调剂：2-3 Kg/M3
PH值：8.5~10
温度：RT
时间：1-2 min
11 磷化PZn-8M磷化剂：140Kg/M3
总酸度（TA）：50Pt
游离酸（FA）：5-6
温度：95-98℃
时间：3-12min 工件表面形成致密连续磷化膜，参照GB11376-89标准经常清理残渣控制好工艺参数
12 水洗工业自来水溢流
PH值：6~7
温度：RT（常温）
时间：0.5~1min 清洗带出磷化液保持溢流，应经常更换
13 脱水PDO-2脱水防锈油
温度：RT（常温）
时间：20-30Min
14 浸油PSO-2超薄层防锈油
温度：RT（常温）
时间：20-30Min
15 检验GB11376-89金属的磷酸盐转化膜
由经上述工艺处理后的工件, 磷化膜薄而致密,黑而亮,具有较好的防护性和装饰性,做为直接的防护、装饰膜,无需再做其他处理,其防锈期可达一年以上,用酒精擦拭后用硫酸铜做点滴，能做20分钟以上，满足并超过了客户的要求,得到了客户的好评。
一）磷化的含义：利用化学方法，在金属表面，形成磷酸盐膜，起到增加涂层附着力和提高抗腐蚀能力的作用，这种过程就叫磷化。反应需要的产品叫磷化剂，液体产品叫磷化液，形成的磷酸盐膜叫磷化膜。
（二）磷化分类
1、按形成的磷化膜成分划分：
（1）铁系磷化液：和钢铁反应生成磷酸铁为主的磷化膜，膜层质量较差，抗腐蚀能力差，磷化工艺简单，属低档次、便宜的磷化液，适合于要求不高的产品磷化使用。常温磷化，磷化时间1-15分钟，根据用户要求确定，磷化膜一般为彩色磷化膜。磷化前，需要除油除锈，选用云清牌―除油除锈活化液（三合一）‖进行处理。
（2）锌系磷化液：和钢铁生成磷酸锌为主的磷化膜，膜层牢固、均匀、致密，抗腐蚀能力强，常温使用，程序复杂，需要除油、除锈、促进、表调、磷化、钝化等工艺，还需要经常测定促进剂的浓度和磷化液的游离酸度（F.A）和总酸度
（T.A），属高档磷化液，多用于高档轿车的磷化。
（3）锰系磷化液：和钢铁生成磷酸锰为主的磷化膜，一般中高温使用，磷化膜有润滑性，主要用于拉拔润滑时，抗压性好，作为润滑剂使用。
（4）钙系磷化液：和钢铁能生成磷酸钙磷化膜，不太常用。
2、按使用方法划分
（1）四合一磷化液：除油、除锈、磷化、钝化一步完成，只需要一个处理槽，磷化后，不需冲洗，直接晾干或烘干。适用于轻油、轻锈的情况，重油、重锈的情况，还是需要先除油、除锈。
（2）涂刷式磷化液：对于大型工件，不方便浸泡，直接涂刷使用，磷化后，不需水冲洗。对于重油、重锈的情况，还是需要先除油、除锈。
（二）现有成熟产品：云清牌磷化液产品，现有铁系磷化液、四合一磷化液、涂刷式磷化液。
1、云清牌―铁系磷化液‖：按1：10的比例（质量比）加水配成工作液，常温使用，浸泡1-10分钟，具体时间，根据用户的要求，具体确定，时间短，磷化效果差。该磷化液稳定性好，易控制，处理后形成彩色膜层，短期防锈，增强涂层附着力
2、云清牌―四合一磷化液‖：原液各方面的指标为：总酸度为600-700度，游离酸度200-300点，密度为1.23。磷化膜蓝点测试大于5分钟，与漆膜附着力为1级。按1：1的比例（质量比）加水稀释后使用，在-5摄氏度以上的温度下，处理20-40分钟。可以浸泡，也可以涂刷。烘干或晾干，60天不返锈。每吨原液可以处理6000-8000平方米。
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
金属骨架表面处理工艺 表面处理工艺是通过化学反应在金属骨架表面生成一层细密的磷酸盐膜，促进胶料与金属骨架的粘合。 （一）磷化处理工艺的主要生产设备 1.磷化处理生产线一套 2.胶粘剂喷涂装置一套 3.污水处理系统一套 4.纯水装置一套 （二）生产工艺流程与控制条件 1.磷化处理生产线 （1）磷化处理生产线工艺流程 金属骨架→脱脂（碱洗）→静态水清洗→（酸洗）→动态水清洗→表面调整（停止使用）→磷化处理→静态水清洗→动态水清洗→钝化处理→（浸涂胶粘剂）→ 烘干。 磷化处理生产线6种不同的工艺流程已存贮在计算机中，由计算机控制工艺流程的运作。工艺流程具体如表1所示： （2）基本工艺条件如表2所示： （3）处理液的配制、检测与补充 处理液的配制包括脱脂液、酸洗液、磷化处理液及钝化处理液。 新配液时，处理槽中无旋转篮，清洗水须排尽；新配液搅拌后停放16~24小时，并进行浓度的测定。
a脱脂液： 新配制时：称量70kgFC-4360和80kgFL-4393BG脱脂剂倒入已清洗干净的脱脂槽中缓慢注入自来水，并不断搅拌；当水位超过溢流位时，继续注入自来水，直至与脱脂槽中的水位差为0~50mm则关闭自来水进水阀。开启脱脂槽的循环泵，保证槽内脱脂剂完全溶解。 浓度测定时，用80ml玻璃烧杯从取样口处取样。第一次的样液用来清洗烧杯，用量不少于30ml；清洗完毕后倒回脱脂槽中；用第二次的样液进行浓度测定，样液用量为30~50ml。碱度值为11±2度。 向脱脂槽脱脂剂时，槽中不能停放旋转篮。添加完毕，需开启循环泵0.5~1小时，然后浓度测定。 每班开始生产前，需测定脱脂液的碱度。生产结束后，须向脱脂槽补充自来水至溢流位。 每2个星期脱脂液的除油处理。除油处理时间为2~3小时。脱脂液每半年更换一次。 b.酸洗液的更换与浓度测量 新配制酸洗液时，领取10桶25公斤装工业浓盐酸（30%）倒入酸洗槽中，缓慢注入自来水直至规定刻度。盐酸质量百分比浓度控制在5~10%。（每两个星期抽样送实验室进行浓度检查）。超出浓度范围的应根据实际情况增补盐酸或加水稀释。盐酸罐的盐酸每半年彻底更换清理一次。对严重生锈的骨架应先进行酸洗除锈，除去锈后可在磷化线上进行磷化处理。 c.磷化处理液 新配制时，按表3称量相应重量的磷化处理浓缩液，倒入磷化处理槽中（锌系磷化用9#槽，锌钙系磷化用8#槽），缓慢注入纯水至刻度线处；用经水洗烘干的旋转篮在磷化处理槽中反复上下5次。 浓度测定时，用专用的150ml玻璃烧杯从取样口处取样。第一次的样液用于清洗烧杯，用量不少于20ml，清洗后倒回处理槽中；用第二次的取样液进行浓度测定，样液为90~110ml。检测的项目及浓度要求见表3。 当补充磷化浓缩液时，槽中不能停放旋转篮，如有，须先将旋转篮提离该槽位置后，再补充浓缩液，用原旋转篮在槽中反复上下5次后，让其在槽中旋转0.5~1小时后再浓度的测定，直至达到合格的浓度要求。 每班开始生产前，需测定磷化处理液的各项浓度，合格后，方可进行生产。生产结束后，须向处理槽中补充纯水至要求刻度。 磷化处理液每星期进行一次液渣分离处理，处理时间按沉渣量而定，分离结束后，处理液槽无沉渣；按规定进行处理液的补充与浓度测定。 磷化液两个月彻底清理更换一次，沉渣和结垢必须清理干净。 d.钝化液
磷化工艺 开放分类：化学工程、化学工艺、化工术语 （I）基本原理及分类 磷化工艺过程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。 1 基本原理 磷化过程包括化学与电化学反应。不同磷化体系、不同其材的磷化反应机理比较复杂。虽然科学家在这方面已做过大量的研究，但至今未完全弄清楚。在很早以前，曾以一个化学反应方程式简单表述磷化成膜机理： 8Fe+5Me(H2PO4)2+8H2O+H3PO4 Me2Fe(PO4)2?4H2O(膜)+Me3(PO4)?4H2O(膜)+7FeHPO4(沉渣)+8H2↑ Me为Mn、Zn 等，Machu等认为，钢铁在含有磷酸及磷酸二氢盐的高温溶液中浸泡，将形成以磷酸盐沉淀物组成的晶粒状磷化膜，并产生磷酸一氢铁沉渣和氢气。这个机理解释比较粗糙，不能完整地解释成膜过程。随着对磷化研究逐步深入，当今，各学者比较赞同的观点是磷化成膜过程主要是由如下4个步聚组成：①酸的浸蚀使基体金属表面H+浓度降低 Fe –2e→ Fe2+ 2H2－+2e→2[H] (1) H2 ②促进剂（氧化剂）加速 [O]+[H] → [R]+H2O Fe2++[O] → Fe3++[R] 式中[O]为促进剂（氧化剂），[R]为还原产物，由于促进剂氧化掉第一步反应所产生的氢原子，加快了反应（1）的速度，进一步导致金属表面H+浓度急剧下降。同时也将溶液中的Fe2+氧化成为Fe3+。 ③磷酸根的多级离解 H3PO4 H2PO4－+H+ HPO42－+2H+ PO43－+3H－（3） 由于金属表面的H+浓度急剧下降，导致磷酸根各级离解平衡向右移动，最终为PO43-。 ④磷酸盐沉淀结晶成为磷化膜 当金属表面离解出的PO43－与溶液中（金属界面）的金属离子（如Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+）达到溶度积常数Ksp时，就会形成磷酸盐沉淀 Zn2++Fe2++PO43－+H2O→Zn2Fe(PO4)2?4H2O↓ （4） 3Zn2++2PO43－+4H2O=Zn3(PO4)2?4H2O↓ （5） 磷酸盐沉淀与水分子一起形成磷化晶核，晶核继续长大成为磷化晶粒，无数个晶粒紧密堆集形而上学成磷化膜。 磷酸盐沉淀的副反应将形成磷化沉渣 Fe3++PO43－=FePO4 （6） 以上机理不仅可解释锌系、锰系、锌钙系磷化成膜过程，还可指导磷化配方与磷化工艺的设计。从以上机理可以看出：适当的氧化剂可提高反应（2）的速度；较低的H+浓度可使磷酸根离解反应（3）的离解平衡更易向右移动离解出PO43-；金属表面如存在活性点面结合时，可使沉淀反应（4）（5）不需太大的过饱和
喷粉工艺流程说明 标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
喷粉工艺流程说明 一、工艺流程说明: 1、剪板:将外购的钢材卷料按一定的规格经过裁剪机裁剪。（N1）（裁剪机） 2、冲压成型：将剪板后的钢材卷经冲压机冲压，形成需要的形状。（N2）（冲压机） 3、水洗:将冲压后的钢卷用自来水进行人工清洗。（W1） 4、除油：通过添加碱的溶液清洗附着在钢材上的油污。（W2） 5、水洗:用自来水进行清洗，除去多余的碱液。（W3） 6、酸化：在酸性溶液中去掉钢材的表面硬化层，提高磷化质量。（W4） 7、水洗：除去钢材上多余的酸。（W5） 8、表调：通过含有胶态的磷酸钛的水溶液使钢材在磷化前形成次中膜，加快磷化速度，细化磷化结晶增加磷化的结晶点。 9、磷化：将前处理过的钢材放入磷化液中，形成磷化膜。（W6） 10、水洗：用自来水冲洗，清除钢材上多余的磷化液，防止残留的磷酸盐在日后防腐过程中参与电化学腐蚀。（W7） 11、烘干：在电烤炉中将磷化水洗后的钢材烘干。
12、喷粉：将钢材送入喷粉室进行静电粉末喷涂作业。（G1、N3） 工作原理：在喷枪与工件之间形成一个高压电晕放电电场，当粉末粒子由喷枪口喷出经过放电区时，便补集了大量的电子，成为带负电的微粒，在静电吸引的作用下，被吸附到带正电荷的工件上去。当粉末附着到一定厚度时，则会发生“同性相斥”的作用，不能再吸附粉末，从而使各部分的粉层厚度均匀，然后经加温烘烤固化后粉层流平成为均匀的膜层。 13、固化：在高温烘烤箱中（约200℃左右）下将涂层熔融、流平、交流固化。 14、下线：将产品下线准备出售。 G1是喷粉时产生的粉尘;N1是剪板机剪板时产生的机械噪声;N2是冲压机冲压时产生的机械噪声;N3是喷粉是产生的机械噪声;W1含金属残渣及油类废 水;W2含油的碱性废水;W3含碱废水;W4含金属离子的酸性废水;W5含酸废水;W6含胶体钛的磷酸盐溶液;W7含磷化液的水溶液。 二、防护措施： 1、废水（W） 1、生活污水略 2、工业废水 项目在除油、酸化、表调、磷化的处理液使用一段时间后需更换，属于危险废物（《国家危险废物名录》HW17表面处理废物），交由有资质的公司处理；水洗过程中的流动清洗废水含废渣、油类和磷元素，将清洗废水混合后，经隔油沉淀、和A/O法处理（A/O法前调节PH至6-9）达到 （DB44/26-2001）第二时段二级标准后排放。 2、废气（G） 项目在喷粉过程中产生粉尘。 喷出的粉末一部分吸附到零件表面(一般为50%到70%)外，其余部分自然沉降，沉降到喷粉室底部的粉末收集后通过粉泵进入旋转筛重新利用。排放出去的气体中含少量粉尘，气体通过水池经楼顶水池吸收后高空 5米排放，带有液体的粉末经干燥后重复利用。 3、噪声略
金属表面的磷化处理方法 根据本发明的方法，将经过上述除油清洗的工件浸入酸性磷化液中，磷化的水溶液含有锌化合物，其含量相当于0.5克/升-1.5克/升的锌离子，相当于5-30克/升磷酸根离子的磷酸盐，相当于0.01至0.2克/升亚硝酸根离子的亚硝酸盐和(或)0.05至2克/升的芳族硝基化合物，溶液温度为40°-70℃，浸渍15至120秒。然后以同样温度的同样磷化液喷2秒以上，通常在喷后依次用自来水及去离子水清洗。 磷化液中的主要成份是锌离子，含量可以是0.5-1.5克/升，最好是0.7-1.2克/升。低于0.5克/升时，就不能产生均匀的磷化膜，而只形成不均匀的蓝膜。含量高于1.5克/升时，会产生均匀磷化膜，但膜层易于含有叶片状结晶，就象普通喷淋工艺所形成的那样，因而就不宜于作阳离子电泳漆的底层。锌离子的加入，可用氧化锌、碳酸锌、硝酸锌等。磷酸盐离子含量可为5至30克/升，最好是10至20克/升。低于5克/升时易于形成不均匀的膜层，超过30克/升时不会再有很大的作用。磷酸根离子的来源可为磷酸、磷酸钠、磷酸锌、磷酸镍等。 作为磷化促进剂，可用亚硝酸根离子。其含量为0.01-0.2克/升，最好是0.04-0.15 克/升。或者是使用芳族硝基化合物，含量为0.05-2克/升，最好是0.1-1.5克/升。亦可二者共用。倘若这些促进剂含量低于下限，就不可能获得足够的磷化，而生成黄锈或类似的膜层。如含量超过上限，就会形成不均匀的蓝色膜层。亚硝酸根离子的来源可为亚硝酸钠、亚硝酸铵等。至于芳族硝基化合物，则可用间-硝基苯磺酸盐类(如间硝基苯磺酸钠)、硝基苯甲酸、硝基间苯二酚等。 磷化液除含有上述锌离子、磷酸盐离子、亚硝酸盐离子及一种芳族硝基化合物外，还可以含有硝酸盐离子、氯酸盐离子、镍离子和钴离子。这些任选的附加离子含量可为:硝酸盐1-10克/升，最好是2-8克/升；氯酸盐0.05-2克/升，最好是0.2-1.5克/升；镍离子0.05-2克/升，最好是0.2-1.5克/升；钴离子0.05-2克/升，最好是0.1至1克/升。这些附加成分可为一种，亦可为两种或两种以上结合使用。其添加形式最好是硝酸、硝酸钠、硝酸铵、硝酸锌、硝酸镍、盐酸、氯酸钠、氯酸铵、碳酸镍、硝酸镍、氯化镍、磷酸镍、碳酸钴、硝酸钴、氯化钴、磷酸钴等。 用这种磷化液处理时，磷化液温度可为40°-70℃，最好是45°-60℃。温度低于40℃时，不能平稳地获得磷化，要获得令人满意的磷化膜需要较长时间的处理。温度超过70℃时，磷化液的成分会不平衡，这是由于促进剂的分解和一些成分沉淀所致，因而就不可能得到令人满意的膜层。 关于处理时间方面，首先是浸渍15-120秒，然后喷2-60秒。最好是浸渍30-50秒，然后喷5-45秒。如果浸渍时间不到15秒，就不可能获得良好的立方晶体，而会形成不好的叶片状晶体。浸渍时间即使超过120秒，也不会得到任何较大的收效，而只会增加了设备。喷淋的时间倘若不足2秒，浸渍时沉积上去的污渣冲洗不净，就会紧附于工件的表面，在用水清洗的工序时也几乎不能把它们除去。这样，电泳漆膜的结合力和外观质量就会受损。若喷淋时间超过60秒，也不会再产生更好的效果，其结果亦只是增大了设备费用。 按本发明的方法来磷化，就可以使内凹陷部位(如侧梁之内侧、门内侧等)耐腐蚀性能大大提高。而
酸洗磷化作业指导书 1.0适用范围: 适用于酸洗磷化作业过程. 2.0材料准备 2.1材料数量：棒材，20-30根/次；盘材，1吨/次。 2.2材料表面处理 棒材：将材料表面的油污、污物擦拭干净备用； 盘材：将材料表面的灰尘、污物吹净备用。 2.3材料的防护： 化工材料：是否专人负责管理，管理措施是否落实到位，要防止丢失、损坏、污染、高温日晒、雨淋等。 金属材料：防止生锈，潮湿、磕碰、划伤等。 3.0设备及工装准备： 3.1天车：检查天车运行是否平稳，可靠，开关是否灵敏，电机是否正常、钢丝绳油污缠绕机其他影响安全使用的隐患； 3.2吊具及锁具：检查吊具索具是够牢固，有无裂纹、断裂、严重磨损、变形、紧固件松动等影响吊装安全的缺陷。 3.3电器及加热设备：空开、漏电保护器等电器件动作是否可靠、热电耦是否有效、精度是否合格、接地是否可靠、加热管的接线及工作是否可靠、三相电压及电流是否平衡。加热过程中池区周围要设有明显的防触电警示标示。 3.4水泵：工作是否正常，压力和出水量是否符合使用要求。防酸泵工作是否正常。 3.5水池：水池内的液面高度是否符合要求，是否有漏液现象，托料架是否有明显变形或开裂，是否有影响使用的其他缺陷。 3.6环境：工作时是否通风良好，人员防护器具是否有效，是否在就近有干净的水源供人员防护清洗用水，停工时的水、酸、电的防护措施是否有效。以上工作确认无误后，方可进行生产。 4.0操作步骤 4.1酸洗 4.1.1配制酸洗液 4.1.1.1酸洗液浓度要求一般为20﹪. 4.1.1.2在夏季可在18﹪，如果挥发严重，可适当加入酸雾抑制剂，如果腐蚀速度过快，可适当加入缓释剂。 4.1.1.3方池酸洗液底部至液面的最终高度为1.65~1.7米； 4.1.1.4长池酸洗液底部至液面的最终高度为0.45?0.5米； 4.1.1.5分别根据盐酸进货时的浓度确定在方池和长池中浓酸和清水的比例，盐酸浓度的测定方法见本节4.1.2。 4.1.2首次配制时：先将淸水注入酸洗池，达到需要的高度后，将浓盐酸注入
(一)利用酸溶液去除钢铁表面上的氧化皮和锈蚀物的方法称为酸洗。氧化皮、铁锈等铁的氧化物(Fe3O4，Fe2O3，FeO等)与酸溶液发生化学反应，形成盐类溶于酸溶液中而被除去。酸洗用酸有硫酸、盐酸、磷酸、硝酸、铬酸、氢氟酸和混合酸等。最常用的是硫酸和盐酸。酸洗工艺主要有浸渍酸洗法、喷射酸洗法和酸膏除锈法。一般多用浸渍酸洗法，大批量生产中可采用喷射法。钢铁零件一般在10％～20％(体积)硫酸溶液中酸洗，温度为40℃。当溶液中含铁量超过80g/L，硫酸亚铁超过215g/L时，应更换酸洗液。常温下，用20％～80％(体积)的盐酸溶液对钢铁进行酸洗，不易发生过腐蚀和氢脆现象。由于酸对金属的腐蚀作用很大，需要添加缓蚀剂。清洗后金属表面成银白色，同时钝化表面，提高不锈钢抗腐蚀能力。?? ??(二)为了消除硅藻土载体表面吸附，减少色谱峰拖尾，载体在使用前需进行酸洗或碱洗处理。酸洗是把载体用6mol/L盐酸浸煮2h或浓盐酸加热浸煮30min，过滤，用水洗至中性，烘干。酸洗可除去表面上的铁、铝、钙、镁等杂质，但不能除去硅醇基。酸洗载体适宜于分析酸性样品。?? ??（三）酸洗常用的酸为：盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氟酸。在酸洗时务必加入 酸洗缓蚀剂，防止酸对金属的腐蚀。 ?????钢丝酸洗后还要中和与润滑，因此它的工艺过程包括去锈、酸洗、水洗、涂层、干燥等5～8个流程。由于各种钢丝的生产工艺不同，其酸洗工艺也不同。??????1.适用于线材、半成品拉制的酸洗方法? ?????现以线材为例，叙述几种常用酸洗工艺。至于经过热处理的半成品，一般不另行剥壳去锈即直接进入酸洗。其它操作顺序则与线材相同。? ?????(1)以剥壳、上石灰糊为主的酸洗工艺其工艺流程为。? ?????线材—啼剥壳去锈—→酸洗—→水洗—→高压水冲洗—→上油脂石灰糊—→干燥?
酸洗磷化处理工艺规范YX/OP-2040503-1前处理的工件既有氧化皮和锈蚀较严重的热轧件，又有有油膜保护的冷轧薄板件，根据公司的场地、配套设备等具体条件，拟采用如下的磷化处理工艺。 一、工艺流程 除油防锈------水洗------中和------水洗------磷化------晾干 二、工艺规范 1、除油除锈 公司采购的为二合一（盐酸、除油除锈添加剂混合）液体，通过添加二合一液体即基本保持了槽液的浓度。 对于槽液管理，结合本公司实际情况，不对游离酸度及槽液中的铁离子含量进行测量，以当90分钟内除油除锈除不彻底时为标准，确定是否增加或更换二合一液体。 操作要点：1、除油除锈时缓慢放入，中间升降活动一次，离槽前空酸至滴水状态。； 2、处理完后，应将工件让酸液基本沥干后，然后进入水洗槽； 3、经常打捞液面油污、槽底沉淀物 4、工件装篮时，尽量使工件不重叠；装挂形状复杂的工件时尽量保证工件在酸洗时不要形成气囊，酸液易排空。 质量标准：经酸洗后的工件表面不得有锈蚀物、氧化皮、油污等杂质。 2、水洗 水槽酸度：PH值≥5，生产时保持经常流水。 水洗时间：1-2分钟 操作要点：浸泡10-20秒钟提出水面，反复2-3次，离槽前空水至滴水状态后进入水洗槽。 3、中和 槽液碱度：PH值=8-10，通过添加纯碱调节，每天上班前用PH试纸测量一次。 中和时间：3-5分钟 操作要点：浸泡1-2分钟提出水面，再浸泡1-2分钟提出，空水至滴水状态后进入水洗槽。 4、水洗 水槽碱度：PH值≤8 水洗时间：1-2分钟 操作要点：浸泡10-20秒钟提出水面，反复2-3次，离槽前空水至滴水状态后进入
铸铁件的黑色磷化 铸铁件的黑色磷化工艺难点在于,铸铁件晶粒结构疏松、工件表面不平整,磷化后清洗水易积留,使得工件抗腐蚀能力下降,易生锈发黄,同时铸铁件的机加工面易掉色也是黑色磷化工艺处理面临的难点。 针对铸铁件的特点,我公司及时消化和吸收国内及国际表面处理的前沿技术，经长期的试验研究，成功推出了铸铁件黑色磷化工艺专用PZn-9型低温锌系磷化剂和PH-32型黑色表调剂,并应用于生产实践中，该系列产品完好的解决了铸铁件在黑色磷化工艺处理过程中所遇到的技术难题,在市场上应用几年来,取得了良好效果及客户好评。现就以某阀体工件(铸铁件,出口,要求较高)的工艺为例,简单介绍该工艺如下：(铸铁件黑色磷化工艺，一般为槽浸) 1.1工艺流程:脱脂→水洗→酸洗→水洗→表调→水洗→磷化→水洗→热水洗→脱水→浸油 工序工艺过程工艺条件质量指标备注 1表面预处理对重油污、重锈进行人工预处理去除严重油污、毛刺、重锈迹 2装挂根据工件结构，注意工艺孔排气液应良好 3脱脂POH-11脱脂剂 30~50Kg/m3 PH值:11~13 温度：60-75℃ 时间：10min去除表面动植物、矿物油等，参照GB/T13312-91标准。 6水洗工业自来水 PH:7~8 温度：RT（常温） 时间：0.5min去除工件表面脱脂剂生产中保持溢流，应经常更换槽液 7酸洗工业盐酸：300—500Kg/m3 POR-2添加剂：10Kg/m3 温度：RT（常温） 时间：10min无油无锈呈金属银白色 参照JB/T6978-93标准 9水洗工业自来水溢流 PH:6~7 温度：RT（常温） 时间：0.5min保持溢流，应经常更换。 11黑色表调PH-32黑色表调剂 原液：水=1：8（体积比） 时间：5-10分钟 PH:2.2~2.5 温度：RT
磷化常见问题及处理方法常见故障原因分析 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）Fe2+过高，用双氧水调整。 5）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、P 2O 5 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）溶液里SO-2含量高，用钡盐处理。3）溶液渗入杂质，更换磷化溶液。 4）P 2O 5 含量过低，补充磷酸盐。
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，加强酸洗或喷砂。 3）零件因热处理加工方法不同。 7、冷挤压后磷化膜产生条状脱落： 原因： 1）肥皂溶液里有杂质。 2）皂化前零件表面有杂质和沉淀物，重新磷化。 8、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 磷化常见故障及处理方法
磷化膜结晶粗大的原因及处理方法 原因： ①亚铁离子含量过多； ②零件表面带有残酸； ③溶液里硝酸根不足； ④溶液里硫酸根含量增高； ⑤零件表面过腐蚀。 处理方法： ①用压缩空气搅拌，或用双氧水降低亚铁离子含量，升高温度； ②加强中和或水洗； ③添加硝酸锌； ④用碳酸钡处理硫酸根； ⑤控制酸的浓度和时间。 质量问题外观现象产生原因解决方法 1、无磷化膜或磷化膜不易形成工件整体或局部无磷化膜，有时发蓝或有空白片
磷化工艺
磷化（I）——基本原理及分类 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。 1 基本原理 磷化过程包括化学与电化学反应。不同磷化体系、不同其材的磷化反应机理比较复杂。虽然科学家在这方面已做过大量的研究，但至今未完全弄清楚。在很早以前，曾以一个化学反应方程式简单表述磷化成膜机理： 8Fe+5Me(H2PO4)2+8H2O+H3PO4 Me2Fe(PO4)2·4H2O(膜)+Me3(PO4)·4H2O(膜)+7FeHPO4(沉渣)+8H2↑ Me为Mn、Zn 等，Machu等认为，钢铁在含有磷酸及磷酸二氢盐的高温溶液中浸泡，将形成以磷酸盐沉淀物组成的晶粒状磷化膜，并产生磷酸一氢铁沉渣和氢气。这个机理解释比较粗糙，不能完整地解释成膜过程。随着对磷化研究逐步深入，当今，各学者比较赞同的观点是磷化成膜过程主要是由如下4个步聚组成： ①酸的浸蚀使基体金属表面H+浓度降低 Fe – 2e→ Fe2+ 2H2－+2e→2[H] (1) H2 ②促进剂（氧化剂）加速 [O]+[H] → [R]+H2O Fe2++[O] → Fe3++[R] 式中[O]为促进剂（氧化剂），[R]为还原产物，由于促进剂氧化掉第一步反应所产生的氢原子，加快了反应（1）的速度，进一步导致金属表面H+浓度急剧下降。同时也将溶液中的Fe2+氧化成为Fe3+。 ③磷酸根的多级离解 H3PO4 H2PO4－+H+ HPO42－+2H+ PO43－+3H－（3） 由于金属表面的H+浓度急剧下降，导致磷酸根各级离解平衡向右移动，最终为PO43-。 ④磷酸盐沉淀结晶成为磷化膜
酸洗磷化工艺 一、目的：除去线材表面的氧化膜，并且在金属表面形成一层磷酸盐薄膜，以减少线材抽线以及冷墩或成形等加工过程中，对工模具的擦伤。 二、作业流程： （一）、酸洗：将整个盘元分别浸入常温、浓度为20-25%的三个盐酸槽数分钟，其目的是除去线材表面的氧化膜。 （二）、清水：清除线材表面的盐酸腐蚀产物。 （三）、皮膜处理：将盘元浸入磷酸盐，钢铁表面与化成处理液接触，钢铁溶解生成不溶性的化合物（如Zn2Fe（Po4）2?4H2o）,附着在钢铁表面形成皮膜。 （四）、清水：清除皮膜表面残余物。 （五）、润滑剂：由于磷酸盐皮膜的摩擦系数并不是很低，不能赋予加工时充分的润滑性，但与金属皂（如钠皂）反应形成坚硬的金属皂层，可以增加其润滑性能。 酸洗 1）盐酸溶液浓度一般控制在5%?25%。每天开始工作前要检查酸洗液浓度，并检查每槽酸液位，当酸槽液位不够时，需根据酸槽浓度添加酸或加水，补充到所需液位；当亚铁粒子浓度较高时，一般不再加入新酸。当酸液浓度小于5%,氯化亚铁含量大于150克/升时，需更换新酸。 2）两个盐酸槽中配置不同浓度的盐酸，分别为5%v低浓度W 10%
10%V中等浓度＜20%线材经过酸池顺序为低浓度到中等浓度，对 退火后中碳合金钢只在低浓度酸液中酸洗。酸洗时间与温度、酸液浓度、氧化皮厚度形态及盘料的粗细等有关， 3）为了盘料在酸池中浸泡时间的同步，退火线和非退火线、氧化皮 厚与氧化皮薄的盘料不准安排在同一吊钩上生产； 4）待酸洗的材料上不能沾上油污，尤其要防止行车滴油污染材料。5）酸洗时要松捆酸洗，不要扎腰。操作中要认真检查、勤翻料。 6）对于退火异常线材表面氧化皮难以除去或表面污垢难以去除的线材应在弱酸中浸泡10?20分钟后进行水洗，水洗过后放在酸洗区域外生锈1?2天后，再次酸洗； 7）酸洗作业中，若遇行车损坏或停电等其他特殊状况而不能继续操作时，要注意浸泡在酸中线材的品质，并向主管反映处理。 6.冲洗 1）线材从酸洗槽中吊起时应在酸槽上方停留片刻，以防过多的酸液 带入水洗槽中； 2）水洗槽中的水保持活水溢流； 3）用水冲洗线材上污垢时，连吊杆一起冲洗干净，直到吊杆上滴下 来的水无黄色锈水为止； 7磷化： 1）每天工作前要先进行溶液分析，磷酸盐的浓度和温度控管要参看 表2； 2）磷化槽的液位一定要能完全覆盖线材；
磷化前的预处理和两种常用磷化工艺 关键词:磷化化学工艺油脂清洗剂 磷化前的预处理 一般情况下，磷化处理要求工件表面应是洁净的金属表面（二合一、三合一、四合一例外）。工件在磷化前必须进行除油脂、锈蚀物、氧化皮以及表面调整等预处理。特别是涂漆前打底用磷化还要求作表面调整，使金属表面具备一定的"活性"，才能获得均匀、细致、密实的磷化膜，达到提高漆膜附着力和耐腐蚀性的要求。因此，磷化前处理是获得高质量磷化膜的基础。 1 除油脂 除油脂的目的在于清除掉工件表面的油脂、油污。包括机械法、化学法两类。机械法主要是：手工擦刷、喷砂抛丸、火焰灼烧等。化学法主要：溶剂清洗、酸性清洗剂清洗、强碱液清洗，低碱性清洗剂清洗。以下介绍化学法除油脂工艺。 1.1 溶剂清洗 溶剂法除油脂，一般是用非易燃的卤代烃蒸气法或乳化法。最常见的是采用三氯乙烷、三氯乙烯、全氯乙烯蒸汽除油脂。蒸汽脱脂速度快，效率高，脱脂干净彻底，对各类油及脂的去除效果都非常好。在氯代烃中加入一定的乳化液，不管是浸泡还是喷淋效果都很好。由于氯代卤都有一定的毒性，汽化温度也较高，再者由于新型水基低碱性清洗剂的出现，溶剂蒸汽和乳液除油脂方法现在已经很少使用了。 1.2 酸性清洗剂清洗 酸性清洗剂除油脂是一种应用非常广泛的方法。它利用表面活性剂的乳化、润湿、渗透原理，并借助于酸腐蚀金属产生氢气的机械剥离作用，达到除油脂的目的。酸性清洗剂可在低温和中温下使用。低温一般只能除掉液态油，中温就可除掉油和脂，一般只适合于浸泡处理方式。酸性清洗剂主要由表面活性剂（如OP类非离子型活性剂、阴离子磺酸钠型）、普通无机酸、缓蚀剂三大部分组成。由于它兼备有除锈与除油脂双重功能，人们习惯称之为"二合一"处理液。 盐酸、硫酸酸基的清洗剂应用最为广泛，成本低，效率较高。但酸洗残留的Cl-、SO42-对工件的后腐蚀危害很大。而磷酸酸基没有腐蚀物残留的隐患，但磷酸成本较高，清洗效率低些。 对于锌件，铝件一般不采用酸性清洗剂清洗，特别锌件在酸中的腐蚀极快。 1.3强碱液清洗 强碱液除油脂是一种传统的有效方法。它是利用强碱对植物油的皂化反应，形成溶于水的皂化物达到除油脂的目的。纯粹的强碱液只能皂化除掉植物油脂而不能除掉矿物油脂。因此人们通过在强碱液中加入表面活性剂，一般
黑色锰系磷化工艺文件 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
黑色磷化液工艺流程及使用方法 三、工艺流程： 1、本流程主要规定了钢铁制件在进行高温磷化时的表面处理工艺流程、工艺条件、工艺参数、槽液配制、槽液的分析化验及维护调整方法。 工艺流程 2、涂装前处理材料的选择： 2.1 选用TL-9687型常温快速脱脂清洗剂进行常温脱脂处理。 2.1.1产品特点：常温使用，节省能源，操作方便，脱脂时间短，使用寿命长等特点，是一种非常优良的脱脂清洗剂。 2.2 选用TL-003型黑色磷化专用表面调整剂。 2.3 选用TL-3107覆膜剂，进行磷化处理。 2.3.1 TL-3107覆膜剂A液。 3、工艺条件： 3.1 脱脂 3.1.1 产品型号:TL-9687 3.1.5 PH 值：12-14 3.1.6 温度: 常温（18℃-45℃） 3.1.7 时间: 10-15min（视工件表面油污程度而定） 3.2 水洗(溢流)
3.2.1 产品型号:新鲜自来水 3.2.2 PH 值:6-8 3.2.3 温度:常温 3.2.4 时间:1-3min 3.4 酸洗 3.4.1产品型号：工业盐酸 3.4.2TL-4酸洗添加剂（按5%添加） 3.4.3配比：盐酸配制成含量约20-25% 3.4.4温度：常温 3.4.5时间：10-15min（视工件表面锈蚀程度而定）3.5 水洗 (溢流) 3.5.1 产品型号:新鲜自来水 3.5.2 PH 值: 6-8 3.5.3 温度: 常温 3.5.4 时间: 1-3min 3.6 水洗 (溢流) 3.6.1 产品型号: 新鲜自来水 3.6.2 PH 值: 6-8
磷化处理在实际生产中的应用 磷化是大幅度提高金属表面耐腐蚀性的一个简单可靠、费用低廉、操作方便的工艺方法，因此被广泛的应用在实际生产中。 现代磷化工艺流程一般为： 脱脂→水洗→除锈→表调→磷化→水洗→烘干。 1、脱脂 钢材及其零件在储运过程中要用防锈油脂保护，一般合金在压力加工时要用到拉延油，林件在切削加工时要接触乳化液，热处理时可能接触冷却油，零件上还经常有操作者手上的油迹和汗迹，零件上的油脂还总是和灰尘等杂质掺和在一起的。零件上的油脂不仅阻碍了磷化膜的形成，而且在磷化后进行涂装时会影响涂层的结合力、干燥性能、装饰性能和耐蚀性。要脱去金属表面的油脂，首先就要了解油脂的有关性质： 1、油污的性质和组成 在选择脱脂方法和脱脂剂时，首先要了解金属表面所带的油污的性质和组成，只有这样，才能进行正确的选择，达到满意去油效果。 1、1、油污的组成 (1)、矿物油、凡士林他们是防锈油、防锈脂、润滑油、润滑脂及乳化液的主要成分。（2）皂类动植物油脂、脂肪酸等他们是拉延油的主要成分。 （3）防锈添加剂他们是防锈油和防锈脂的主要成分。 此外，金属屑、灰尘及汗渍等污物也会混杂在上述的油污中。 1、2油污的性质 （1）化学性质根据油污能否与脱脂剂发生化学反应而分为可皂化油污和不可皂化油污。 植物油脂和动物油脂是可皂化的，他们可以依靠皂化、乳化和溶解的作用脱除。矿物油和凡士林是不可皂化的，他们只能依靠乳化或溶解的作用来脱除。 （2）物理性质 根据油污黏度或滴落点的不同，其形态有液体和半固体。黏度越大或滴落点越高，清洗越困难。根据油污对基体金属的吸附作用，可分为极性油污和非极性油污。极性油污，如含有脂肪酸和极性添加剂的油污，有强烈的吸附在基体金属上的倾向，清洗较困难，要靠化学作用或较强的机械作用力来脱除。 此外，某些油污，如含有不饱和脂肪酸的拉延油，长期存放后，氧化聚集形成薄膜，含有固体粉料的拉延油，细微的粉料吸附在基体金属表面上，还有当油污和金属腐蚀物等混合在一起，都会极大的增加清洗的难度。2、脱脂方法及材料 脱脂是依靠脱脂剂对污物的溶解作用，皂化作用，依靠表面活性剂对污物的润湿、渗透、分散等物理作用等等，使污物成为可溶解的或可分散的。但还必须使污物离开金属表面，而让新的清洗剂占据表面，这样金属表面才能达到清洁。因固体表面有相对稳定的液膜，溶解后的污物自动离开金属表面以及表面上清洗剂的更新等都不是很容易的。这就要求加以搅拌、擦拭等方式，以完成清洗过程或提高清洗效果等。 2、1清洗的方式有： （1）机械搅拌。在液体中加以机械搅拌，使固体表面之液膜减薄。搅拌越强，液膜越薄，但其作用有一定限度。 （2）擦洗。 （3）加温清洗，增加热运动。 （4）喷洗。用高压喷洗。
磷化简介 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。按用途可分为三类：1、涂装性磷化 2、冷挤压润滑磷化 3、装饰性磷化。按所用的磷酸盐分类有:磷酸锌系、磷酸锌钙系、磷酸铁系、磷酸锌锰系、磷酸锰系。根据磷化的温度分类有:高温(80 ℃以上)磷化、中温(50～70 ℃)磷化、低温磷化(40 ℃左右)和常温磷化（ 10～30 ℃）。 一、磷化成膜机理 磷化主要有以下过程: (1)金属的溶解过程即金属与磷化液中的游离酸发生反应: M+H3PO4 = M(H2PO4)2+H2↑ (2)促进剂的加速过程为: M(H2PO4)2+Fe+[O]→M3(PO4)2+FePO 由于氧化剂的氧化作用,加速了不溶性盐的逐步沉积,使金属基体与槽液隔离,会限制甚至停止酸蚀的进行。 (3)磷酸及盐的水解磷化液的基本成分是一种或多种重金属的酸式磷酸盐, 其分子式为Me(H2PO4)2,这些酸式磷酸盐溶于水,在一定浓度及pH值下发生水解,产生游离磷酸: Me(H2PO4)2=MeHPO4+H3PO4 3MeHPO4=Me3(PO4)2+H3PO4 H3PO4=H2PO4-+H+= HPO2-4 + 2H+ =PO3-4 + 3H+ 由于金属工件表面的H+浓度急剧下降,导致磷酸根各级离解平衡向右移动,最终成为磷酸根。 (4 ) 磷化膜的形成当金属表面离解出的PO3-4与磷化槽液中的金属离子Zn2+、Mn2+、Fe2+达到饱和时,即结晶沉积在金属工件表面,晶粒持续增长,直到在金属工件表面生成连续不溶于水的牢固的磷化膜: 3M2 + + 2PO3 -4 + 4H2O = M3 ( PO4 ) 2·4H2O ↓ 2 M2 + + Fe2 + + 2PO 3 - 4 + 4H2O= M2 Fe ( PO4 ) 2· 4H2O 金属工件溶解出的Fe2+一部分作为磷化膜的组成部分被消耗掉,而残留在磷化槽液中的Fe2+则氧化成Fe3+,生成FePO4沉淀,即磷化沉渣的主要成分之一。 上述磷化原理可解释锌系磷化、锌钙系磷化、锰系磷化的成膜过程,也可解释锌件磷化、铝件磷化的成膜过程,但锌件磷化膜只有磷酸锌一种组成,铝件磷化还需加入较多的氟化物,以便形成AlF3、AlF3 -6 。 二、各种磷化用途 1、涂装打底磷化 由于金属是极性物质，而油漆是有机高分子化合物，是非极性的，如果直接在钢铁件表面刷涂油漆，结合不牢，油漆很容易剥落，在涂装前先进行磷化可解决这一问题，这是由于磷化时跟金属表面Fe反应，是磷酸盐牢固沉积在金属表面，同时由于磷化膜有细小的孔隙，当喷涂油漆时，油漆高分子渗入磷化膜孔隙中，增加了油漆的附着力，使油漆不容易剥落，从而增加防腐蚀时间，涂装磷化一般采用锌系或锌钙系磷化，采用优秀的常温磷化即可获得不错的效果
钢铁磷化处理工艺规范 一．前处理工程概况 二．各流程控制 脱脂 使用药剂：脱脂剂 理化性质：白色粉末状混合物，碱性，弱腐蚀性，有滑腻感，50-60℃时易溶于水。特点：良好的油脂清洗能力，能在短时间内达到良好的清洁效果。 作业标准： 控制步骤： A：试剂和设备 0.1N硫酸标准溶液，酚酞(PP)指示剂，吸管（10ml、20ml），烧杯（200ml）
B：测量步骤 1．用10ml吸管取10ml脱脂待测液置于烧杯内。 2．加入3滴酚酞指示剂。 3．用20ml吸管量取0.1N硫酸溶液滴定至红色褪去即为滴定终点。 4．所耗0.1N硫酸毫升数即为其游离碱之度数。 C：添加方法 添加量(KG)=1.8×(标准游离碱度-测量游离碱度)×容积(T) 例如：1T槽液现游离碱度为38pt，欲上升至40pt，则需添加 脱脂剂(kg)=1.8×(40-38)×1=3.6kg 注意事项和安全措施： 1．每个工作日测量游离碱度1-2次,以确保其浓度在标准范围内。 2．定时清除沉淀及漂浮物，槽液太脏影响除油效果时需更换。 3．作业人员须有防护措施，若药液沾到皮肤或眼睛，立即用清水冲洗，必要时送医就诊。 水洗 此工序目的是洗去工件上粘附的脱脂剂，须保持溢流。 酸洗 主要成份：工业盐酸。 理化性质：浅黄色液体，强酸性、强腐蚀性、易挥发，酸雾对周边金属设备有腐蚀破坏作用，需良好通风环境。 特点：除锈快，不损伤金属材质。 操作标准： 控制步骤： A：试剂和设备
0.1NNaOH标准溶液，酚酞(PP)指示剂，吸管（10ml、20ml），烧杯（200ml） B：测量步骤 1．用吸管取2ml盐酸待测液置于烧杯内。 2．加入3滴酚酞指示剂。 3．用20ml吸管量取0.1NNaOH溶液滴定至红色即为滴定终点。 4．所耗0.1NNaOH毫升数即为其全酸度之度数。 注意事项和安全措施： a.每个工作日测量全酸度1-2次,以确保其浓度在标准范围内。 b.定时清除沉淀及漂浮物，槽液太脏影响除锈效果时需更换。 c.作业人员需有防护措施，若药液沾到皮肤或眼睛，立即用清水冲洗，必要时送医就诊。 水洗 此两项水洗用于清洗酸洗过后工件表面的残留酸，清除表面污物，得到洁净的金属晶体表面，便于后序处理。需保持溢流。 中和 使用药剂：中和剂。 理化性质：白色粉末，碱性，易溶于水。 特点：中和工件表面残留的酸液,特别是夹缝的酸液. 操作标准： 测量方法： 取PH试纸浸入槽中1-2秒，得到颜色与比色卡对照，与之相似的颜色所示数值即为其PH值。表调 使用药剂：#200胶钛。 理化性质：白色粉末，弱碱性，易溶于水。
喷粉工艺流程说明 一、工艺流程说明: 1、剪板:将外购的钢材卷料按一定的规格经过裁剪机裁剪。（N1）（裁剪机） 2、冲压成型：将剪板后的钢材卷经冲压机冲压，形成需要的形状。（N2）（冲压机） 3、水洗:将冲压后的钢卷用自来水进行人工清洗。（W1） 4、除油：通过添加碱的溶液清洗附着在钢材上的油污。（W2） 5、水洗:用自来水进行清洗，除去多余的碱液。（W3） 6、酸化：在酸性溶液中去掉钢材的表面硬化层，提高磷化质量。（W4） 7、水洗：除去钢材上多余的酸。（W5） 8、表调：通过含有胶态的磷酸钛的水溶液使钢材在磷化前形成次中膜，加快磷化速度，细化磷化结晶增加磷化的结晶点。 9、磷化：将前处理过的钢材放入磷化液中，形成磷化膜。（W6） 10、水洗：用自来水冲洗，清除钢材上多余的磷化液，防止残留的磷酸盐在日后防腐过程中参与电化学腐蚀。（W7） 11、烘干：在电烤炉中将磷化水洗后的钢材烘干。
12、喷粉：将钢材送入喷粉室进行静电粉末喷涂作业。（G1、N3） 工作原理：在喷枪与工件之间形成一个高压电晕放电电场，当粉末粒子由喷枪口喷出经过放电区时，便补集了大量的电子，成为带负电的微粒，在静电吸引的作用下，被吸附到带正电荷的工件上去。当粉末附着到一定厚度时，则会发生“同性相斥”的作用，不能再吸附粉末，从而使各部分的粉层厚度均匀，然后经加温烘烤固化后粉层流平成为均匀的膜层。 13、固化：在高温烘烤箱中（约200℃左右）下将涂层熔融、流平、交流固化。 14、下线：将产品下线准备出售。 G 1是喷粉时产生的粉尘;N 1 是剪板机剪板时产生的机械噪声;N 2 是冲压机冲 压时产生的机械噪声;N 3是喷粉是产生的机械噪声;W 1 含金属残渣及油类废 水;W 2含油的碱性废水;W 3 含碱废水;W 4 含金属离子的酸性废水;W 5 含酸废 水;W 6含胶体钛的磷酸盐溶液;W 7 含磷化液的水溶液。 二、防护措施： 1、废水（W） 1、生活污水略 2、工业废水 项目在除油、酸化、表调、磷化的处理液使用一段时间后需更换，属于危险废物（《国家危险废物名录》HW17表面处理废物），交由有资质的公司处理；水洗过程中的流动清洗废水含废渣、油类和磷元素，将清洗废水混合后，经隔油沉淀、和A/O法处理（A/O法前调节PH至6-9）达到（DB44/26-2001）第二时段二级标准后排放。 2、废气（G） 项目在喷粉过程中产生粉尘。 喷出的粉末一部分吸附到零件表面(一般为50%到70%)外，其余部分自然沉降，沉降到喷粉室底部的粉末收集后通过粉泵进入旋转筛重新利用。排放出去的气体中含少量粉尘，气体通过水池经楼顶水池吸收后高空 5米排放，带有液体的粉末经干燥后重复利用。 3、噪声略
磷化工艺开放分类：化学工程、化学工艺、化工术语 (I)基本原理及分类 磷化工艺过程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。 1 基本原理 磷化过程包括化学与电化学反应。不同磷化体系、不同其材的磷化反应机理比较复杂。虽然科学家在这方面已做过大量的研究，但至今未完全弄清楚。在很早以前，曾以一个化学反应方程式简单表述磷化成膜机理： 8Fe+5Me(H2PO4)2+8H2O+H3PO4Me2Fe(PO4)2?4H2O( 膜)+Me3(PO4)? 4H2O(膜)+7FeHPO4(沉渣)+8H2 T Me 为Mn 、Zn 等，Machu 等认为，钢铁在含有磷酸及磷酸二氢盐的高温溶液中浸泡，将形成以磷酸盐沉淀物组成的晶粒状磷化膜，并产生磷酸一氢铁沉渣和氢气。这个机理解释比较粗糙，不能完整地解释成膜过程。随着对磷化研究逐步深入，当今，各学者比较赞同的观点是磷化成膜过程主要是由如下4 个步聚组成： ①酸的浸蚀使基体金属表面H+ 浓度降低 Fe - 2e —Fe2+ 2H2 —+2e —2[H]⑴
H2 ②促进剂（氧化剂）加速 [O]+[H] —[R]+H2O Fe2++[O] —Fe3++[R] 式中[O]为促进剂（氧化剂），[R]为还原产物，由于促进剂氧化掉第一步反应所产生的氢原子，加快了反应（1 ）的速度，进一步导致金属表面H+ 浓度急剧下降。同时也将溶液中的Fe2+ 氧化成为Fe3+ 。 ③磷酸根的多级离解 H3PO4H2PO4 —+H+HPO42 —+2H+PO43 —+3H —（3） 由于金属表面的H+ 浓度急剧下降，导致磷酸根各级离解平衡向右移动，最终为PO43- 。 ④磷酸盐沉淀结晶成为磷化膜 当金属表面离解出的PO43 —与溶液中（金属界面）的金属离子（如Zn2+ 、 Mn2+ 、Ca2+ 、Fe2+ ）达到溶度积常数Ksp 时，就会形成磷酸盐沉淀 Zn 2++Fe2++PO43 —+H2O —Zn 2Fe(PO4)2?4H2O MX 3Zn2++2PO43 —+4H2O=Zn3(PO4)2?4H2O J 5) 磷酸盐沉淀与水分子一起形成磷化晶核，晶核继续长大成为磷化晶粒，无数个晶粒紧密堆集形而上学成磷化膜。