汉高技术讲座

HDG的白锈：
碱比：～2
CL-: 340 ppm
时间与脱脂效果 槽液的老化 －油污 －氯/硫酸根离子 －金属离子
脱脂液的碱比
碱比 OHC O 3-2 H C O 3- 槽液条件
1 1-2 2 >2
X X － －
－ X X X
－ － － X
－
新配槽液 正常使用 槽液老化
碱比：总碱/游离碱
泡沫问题 引起泡沫的因素：
膜重为 0,8 g/m2 的“厚”铁磷化膜 放大倍率： 16.700 x
钝化的机理
由钝化封闭磷化膜孔隙
孔隙的底部被钝化 磷化膜表面铬化反应
磷化膜 基材 基材
最后水洗的类型
类型 特征 情形
在欧洲，美国得到广泛 使用
C r-V I C r-I I D eoxyl e 41 / I yt 逐步在减少 C r-I I I D eoxyl e 7030 yt 无C r6+ Z rF 62D eoxyl e 54 N C yt 无铬体系，无机物 PV PA Parcol ene 90 无铬体系，有机聚合物 D I w at er 无添加剂
脱脂剂的组成
无机盐和碱 分散作用，对已脱去的油污部分乳化
碱 硅酸盐 磷酸盐 硼酸盐 碳酸盐 • 有机成分 高的pH值 皂化作用 改善负荷能力，在表面能形成 硅酸盐膜，有缓蚀作用 除去色料，形成磷酸盐膜 铝材的清洗 稳定pH值，弱碱性产品中的主要 碱性成分
脱脂剂的组成
• 无机盐和碱 有机成分 消泡剂 缓蚀剂 络合剂 表面活性剂

促进剂: – Nitrate (NO3-) – Nitrite (NO2-) – Chlorate (ClO3-) – Hydrogen peroxide (H2O2) – Nitro benzene sulfonate – Hydroxylammoniumsulfate (NH3OH)2SO4 – Hydroxylamine (NH2OH)
辉煌前处理工艺（1）
热轧板-酸洗工艺 （浸渍） 工位 1。酸洗 2。水洗 3。水洗 4。中和 5。水洗 6。水洗 7。吹水 后续工艺-磷化处理 时间 1分钟 1分钟 1分钟 1分钟 1分钟 温度 30-40℃ 常温 常温 常温 常温 常温
辉煌前处理工艺（2）
冷轧板-磷化工艺 （喷淋） 工位 1。预脱脂 2。脱脂 3。热水洗 4。水洗 5。表调 6。磷化 7。水洗 8。流动水水洗 9。吹水 后续工艺-喷粉处理 时间 3分钟 3分钟 1分钟 1分钟 1分钟 3分钟 1分钟 1分钟 温度 50-60℃ 50-60℃ 35-50℃ 常温 常温 50-60℃ 常温 常温
不同磷化处理的腐蚀试验
磷化工艺 膜重(g/m2) 油漆扩蚀*
薄膜铁磷化 厚膜铁磷化 厚膜铁磷化+ 钝化 锌磷化+钝化
0.2-0.4 0.4-1.0
10-20 3-7
0.4-1.0 2-5
1-4 <1
*504小时盐雾(DIN 50021)后的结果。 在磷化+粉末涂料的基板上划ห้องสมุดไป่ตู้。
不同的铁系磷化
膜重为 0,3 g/m2 的“簿”铁磷化膜 放大倍率： 32.000 x
不同磷化膜的晶貌
冷轧板上磷化晶貌
CRS
1500 X
铝合金板材的磷化晶貌
磷化反应机理 (一)
磷化液
Zn(H2PO4)2
扩散层
Fe2+ Fe→Fe2++2e
2H++2e→ H2
微阴极
钢板
微阳极
锌磷化的反应机理 (二)
阴极区域：Fe → Fe2+ +2e 阳极区域：2H + 2e → H2 or O + H2O + 2e → 2(OH) 成膜反应：H3PO4 + Zn(H2PO4)2 + Fe(H2PO4)2 +Fe → Zn3(PO4)2 + Zn2Fe(PO4)2 + ZnHPO4 + FePO4
Fe 3O 4 (MAGNETITE) CONTAINS 28% OXYGEN AND IS INSOLUBLE IN SULFURIC ACID AND SOLUBLE IN HYDROCHLORIC ACID FeO (WUSTITE) CONTAINS 22% OXYGEN AND IS SOLUBLE IN ACID
放大倍率：400 X
无表调的磷化膜
经过表调的磷化膜
影响表调效果的因素
－水质的影响； －浓度的控制； pH, 总钛，滤过性钛； －槽液的老化； －温度的影响； －槽液的循环；
磷化工艺
磷化剂－Bonderite 6001
三元离子(锌，镍，锰)磷化体系， 与阴极电泳配套， 能同时处理不同材质的板材， 借助氟添加剂，能处理铝材，
总酸 游离酸 酸比 促进剂 磷酸根/硝酸根的比 温度 处理时间 表调作用
油漆对磷化膜的要求
均匀，细小的磷化膜
封闭，致密的磷化层
无挂灰和二次磷化层 柔软性 耐腐蚀性
磷化槽液的分析
分析项目：
Free
acid Total acid Accelerator (e.g. Nitrite) Zinc Manganese Nickel Iron Fluoride (Aluminium)
磷化液的组成 (二)

阴离子: –Phosphat (PO43-) –Nitrate (NO3-) –Sulfate (SO42+) –Chloride (Cl-) –Citrate –Tartrate –Fluoride (F-) –Complex Fluoride (SiF62-)
磷化液的组成 (三)
阴离子表面活性剂 CH3(CH2)n-CH2-SO3- Na+ 非离子表面活性剂 CH3(CH2)n-CH2-(OCH2CH2)10-OH 阳离子表面活性剂 CH3 + CH3-(CH2)10-CH2-N-CH3 CLCH3

表面活性剂的“ 卷裹 ”机理
亲水基
表面活性剂分子
活性剂 分子束 含油污垢

温度 阴离子乳化剂的带入 喷淋压力 非离子乳化剂的带入 非离子型消泡剂的分解 (例如：油水分离器，离心分离器)
表面调整
表调剂－Fixodine
固体表调剂-纯水配置
ZN
•控制磷化膜膜重； •使磷化膜结晶细致，致密； •缩短磷化膜的成膜时间； •使磷化膜均匀，完整；
表调剂对磷化的影响
污物的种类及来源
金属加工
•电镀和酸洗(金属盐，铁粉末) •轧制和预润滑油(脂肪酸，蜡) •金属氧化物 •表面碳粉(退火处理) •CRS的碳化物
冲压和装配
•平板清洗 •冲压润滑油/ 拉伸液 •操作 •焊接，焊接剂，铜焊 •研磨，擦洗，金属污物 •粘合剂和密封胶 •金属记号笔印
环境和运输
冷凝和金属氧化 运输油和热处理 防锈油
典型的喷淋前处理线
喷淋前处理典型工艺
工位 1。预脱脂 2。脱脂 3。水洗 4。水洗 5。表调 6。磷化 7。水洗 8。水洗 9。纯水洗(钝化) 10。新鲜纯水喷淋 时间 1-3分钟 1-3分钟 0.5-1分钟 0.5-1分钟 0.5-1分钟 1.5-2分钟 0.5分钟 1分钟 1分钟 0.5分钟 温度 50-65℃ 50-65℃ 常温 常温 常温 40-55℃ 常温 常温 常温 常温 压力 1.5-3 bar 1.5-3 bar 1.5-2.5 bar 1-2 bar 1-2 bar (0.8-1.2 bar) 1-2 bar 1-2 bar 1-2 bar 0.5-1.5 bar
磷化膜： Zn3(PO4)2; 磷化渣： ZnHPO4; Zn2+ + 2ZnPO4Fe2+ + 2ZnPO4Zn2Fe(PO4)2 (4份水) FePO4
→ Zn3(PO4)2 (Hopeite) → Zn2Fe(PO4)2 (Phosphophylite) 喷淋：反应1>反应2；浸渍：反应2>反应1
游离酸 总酸 促进剂 锌离子 锰离子 镍离子 铁离子 氟离子 (铝离子)
磷化槽液中的渣
控制 渣的测量方法 渣含量<10ml/L imhoff 锥形量筒法 干渣/固体份重量法 2－3 g/m2 Zn3(PO4)2; FePO4
理论产渣量 磷化渣主要成分 注意事项 1。注意游离酸的变化，特别是超出 0.2pt/day/shift。 2。当磷化添加剂与促进剂的消耗比例低于3/1 。 3。磷化添加剂与促进剂的添加位置有足够的距离。 4。定期进行除渣比例和含渣量的测定。 5。热交换的热水温度<70℃。 6。中和剂的添加方法。
特性：

水洗水
脱脂 水洗
水洗水计算方程式 (简化式)
n L =m Co Cx
1
2
3
L m n Co Cx
= = = = =
水洗水的消耗 (l/m2表面) 带出量 (l/m2表面) 水洗区的水洗槽数量 最后脱脂槽的浓度 (g/l) 最后水洗槽的浓度 (g/l)
举例:
m = 10 ml/m2表面 Co = 25 g/l Cx = 0.01 g/l 稀释比例=1:2500
消耗量: 1 个水洗槽 2 个水洗槽 3 个水洗槽
25.00 l/m2 表面 0.50 l/m2 表面 0.14 l/m2 表面
CRACKS IN SCALE
氧化皮的组成
Fe 2O 3 (HEMATITE) Fe
3O 4
(MAGNETITE)
FeO (WUSTITE)
MIXED OXIDE AND METAL
METAL
Fe 2O 3(HEMATITE) CONTAINS 30% OXYGEN AND IS SLIGHTLY SOLUBLE IN HYDROCHLORIC ACID AND INSOLUBLE IN SULFURIC ACID