下载文档原格式
金属磷化处理技术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1-3g/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+3HOx2.磷化反应:在磷化液中所发生的第二个反应是磷化。
铝及铝合金铬磷化技术标准[2007-10-27]关键字：在铝及铝合金表面上形成绿色非晶型的铬酸?磷酸盐转化膜的过程叫铬磷化，是在含有磷酸、六价铬和碱性氟化物等组成的酸性溶液中进行的。
国际标准化组织已制定了铝及铝合金铬酸?磷酸盐转化膜的标准。
1试验部分1.1试验条件材料工业纯铝L6；温度20℃；时间10min。
工艺流程除油除锈→水洗→浸酸→水洗→铬磷化→水洗→自然干燥(或＜70℃干燥)。
检验标准反应(气泡)的强弱、膜层的颜色深浅、附着力、膜的质量。
1.2成膜影响因素1.2.1配方组成(1)复合加速剂A9g/L、Cr(Ⅵ) 2g/L时，H3PO4在5～40ml/L?范围内可形成附着力优良的膜,H3PO4≥40ml/L则形成疏松的粉状膜。
(2)固定H3PO4 25ml/L、Cr(Ⅵ) 2g/L时，复合加速剂A在1～9g/L能正常成膜；A 9?15g/L形成粉状膜；A＞15g/L时，无能膜且腐蚀基体。
(3)固定H3PO4 25ml/L：加速剂A9g/L时，Cr(Ⅵ)含量在1～5g/L，绿色膜颜色逐渐变浅，膜层附着力优良，说明Cr(Ⅵ)参与成膜过程，以Cr(Ⅲ)的形式进入膜层。
为保护环境减少污染，Cr(Ⅵ)的含量选择低含量为宜。
根据反复试验确定铬磷化的最佳工艺配方为：H3PO4 15～25ml/L；Cr(Ⅵ) 1.5～2 g/L；复合加速剂6～9g/L。
.2.2温度的影响温度升高，反应加快，8～45℃下均能形成优良的绿色膜，＞45℃后，温度升高反应剧烈，膜色反而变浅且疏松，继续提高以致无膜而腐蚀基体。
试验证明铬磷化完全可以室温加工。
1.2.3时间的影响膜重与处理时间的关系。
t≤5min形成彩虹色膜，t＞5min形成浅绿色膜并随时间延长绿色加深，25～35min形成深绿色膜。
当时间延长至数小时，膜层粗糙疏松。
1.2.4基材的适应性铬磷化对铝及铝合金材料的加工适应性很广泛，对工业纯铝、防锈铝、硬铝以及铸造铝合金(硅铝合金)等，都具有基体相同的成膜规律，零件表面的光泽颜色及粗糙度等仅对膜的光泽和颜色略有影响。
故障处理方法常温轻质锌:铁系浸渍磷化无膜①促进剂浓度低。
补加促进剂或磷化浓缩剂。
②FA过低。
补加磷酸或磷化浓缩剂(凡工件未经除锈，FA偏高些为好)。
③杂质积累过多。
更换槽液。
成膜速度慢①FA低。
补加磷酸或磷化浓缩剂，控制FA= 2一3点。
②温度低(<50C)。
稍加温。
若无加热条件，适当提高溶液浓度。
部分泛黄生锈①促进剂浓度低。
补加磷化浓缩剂。
②温度低。
稍升温。
③时间短。
延长时间。
挂白灰①磷化前工件生锈。
尽量缩短工件空停时间，提高工序间进度。
②Fe2+积累过多。
更换槽液。
③沉渣黏附。
减少沉渣，加强清渣。
挂黑灰①FA朴。
加人适量碳酸钠降低FA 。
②温度过高。
降温。
③时间过长。
缩短时间，控制5---15min。
④Cu2+浓度过高。
用废钢铁放人槽中，消耗Cu2+。
常(低)温锌系浸渍磷化磷化膜均匀疏松，耐蚀性差或返锈(红锈或黄锈)①工件锈蚀严重，除锈后表面有残酸。
除锈要彻底，充分中和和水洗。
②工件除锈后空停时间过长。
尽量缩短空停时间。
③表调液失效。
更换表调液。
④TA低，FA高。
补加磷化浓缩剂，升高TA；用中和剂降低FA。
控制酸比(25-40)：1 ⑤温度低，时间短。
提高温度，延长时间。
⑥硝酸根浓度低。
多发生在新配槽时，补加适量硝酸。
可以调整磷化浓缩剂中硝酸浓度。
⑦促进剂浓度低。
补加促进剂。
⑧Cl-污染磷化液。
除锈后充分水洗。
⑨磷化膜水洗不干净或烘干前受到酸的污染。
水洗干净，避免磷化膜受到酸污染。
膜层局部呈彩色(用指甲划无划痕)①除油不彻底。
调整或更换脱脂液，提高除油后的水洗质量。
②表调不良。
补加表调剂或更换表调液。
③TA太低和FA偏高。
补加磷化浓缩剂，升高TA；用中和剂降低FA. ④促进剂过量，且分布不均匀。
减少促进剂用量或改每日添加为隔日添加。
⑤温度低。
适当升高温度。
膜层呈均匀蓝紫色①前处理不良。
保证除油除锈干净。
②TA太低或FA偏高。
处理同前。
③促进剂浓度过量。
处理同前。
④槽液杂质太多，老化严重。
铝合金磷化工艺的研究随着现代工业的快速发展，铝合金作为一种轻质、高强度、耐腐蚀性能优异的材料，被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑工程等领域。
然而，铝合金在实际应用过程中，常常会受到腐蚀的侵蚀，降低了其使用寿命和性能。
为了改善铝合金的抗腐蚀性能，提高其耐用性，研究人员开始探索铝合金磷化工艺。
铝合金磷化工艺是一种通过在铝表面形成磷化物层来提高其抗腐蚀性能的方法。
磷化物层具有较高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，可以有效地保护铝合金表面免受腐蚀的侵蚀。
磷化工艺可以分为化学磷化和电化学磷化两种方式。
化学磷化是将铝合金表面浸泡在含有磷酸盐和其他助剂的溶液中，通过表面化学反应，在铝表面形成一层磷化物覆盖层。
化学磷化工艺简单、成本低廉，可以在常温下进行。
然而，磷化层的厚度和质量受到多种因素的影响，如酸性溶液浓度、温度、浸泡时间等，需要进行严格的工艺控制。
电化学磷化是利用电化学方法，在铝合金表面形成磷化物覆盖层。
通过在溶液中施加电流，使铝表面发生氧化还原反应，生成磷化物层。
电化学磷化可以控制磷化层的厚度和质量，具有较高的工艺可控性。
然而，电化学磷化工艺相对复杂，需要专门的设备和技术支持。
铝合金磷化工艺的研究主要集中在以下几个方面：1. 工艺参数的优化。
磷化工艺的效果受到多种因素的影响，如溶液成分、温度、pH值等。
研究人员通过对不同工艺参数的调整和优化，寻找最佳的磷化工艺条件，以获得最佳的磷化效果。
2. 研究磷化机理。
理解磷化过程中的化学反应机理对于优化磷化工艺具有重要意义。
研究人员通过表面分析技术和材料科学方法，深入探究磷化过程中的物理化学现象，揭示磷化机理，为磷化工艺的改进和控制提供理论依据。
3. 磷化层的性能评价。
磷化层的性能评价是研究铝合金磷化工艺的重要一环。
研究人员通过对磷化层的显微结构、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能进行测试和分析，评价磷化层的质量和性能，为磷化工艺的应用提供依据。
铝合金磷化工艺的研究对于提高铝合金的耐腐蚀性能，延长其使用寿命具有重要意义。
磷化处理工艺程序及操作方法磷化处理是一种常用的金属表面处理工艺，可以提高金属材料的耐腐蚀性和耐磨性。
以下是磷化处理的工艺程序及操作方法：1.准备工作：(1)清洗金属材料：首先将金属材料进行清洗，去除表面的油污、灰尘等杂质，可以使用有机溶剂或碱性清洗剂进行清洗。
(2)酸洗：将金属材料放入酸洗槽中，使用酸性溶液去除金属表面的氧化层，常用的酸洗液有硫酸、盐酸等。
2.磷化处理工艺程序：(1)涂磷处理：将经过清洗和酸洗的金属材料放入磷化槽中，磷化槽中的磷化溶液由磷酸、氢氟酸和缓冲剂等组成。
磷化溶液中的磷酸能与金属表面发生反应，生成一层薄而均匀的磷化膜。
磷化膜可以提高金属材料的耐腐蚀性和耐磨性。
(2)温度控制：磷化处理中，磷化槽中的温度对磷化效果有较大影响。
通常情况下，控制磷化槽中的温度在40-60℃之间，可以获得较好的磷化效果。
(3)时间控制：磷化时间是影响磷化膜厚度的重要因素。
通常情况下，磷化时间为5-15分钟，可以根据具体要求进行调整。
3.磷化处理操作方法：(1)涂磷：将金属材料均匀地涂覆磷化溶液，涂覆完毕后放入磷化槽中进行磷化处理。
(2)温度控制：调节磷化槽中的加热设备控制温度在40-60℃之间。
(3)时间控制：根据具体要求，控制磷化时间在5-15分钟之间。
(4)清洗：磷化处理完毕后，将金属材料从磷化槽中取出，使用清水进行冲洗，去除残留的磷化溶液和杂质。
(5)干燥：将清洗干净的金属材料放置在通风干燥的地方，等待其自然晾干。
4.注意事项：(1)操作安全：在进行磷化处理时，应佩戴个人防护装备，如手套、护目镜等，以保护自己的安全。
(2)剂量控制：在磷化溶液的配置中，应根据具体要求精确计量，以确保磷化效果的一致性。
(3)注意通风：磷化处理过程中会产生一定数量的有害气体，应选择通风条件良好的场所进行操作，以确保作业人员的健康安全。
(4)储存注意：磷化溶液应储存在阴凉、干燥的地方，并防止日晒和雨淋，避免阳光直射引起溶液质量变化。
铝合⾦铬化处理基础知识铝合⾦铬化处理基础知识⼀．概述：铝合⾦铬化处理是铝制品⼀种常⽤的前处理⽅法，通过化学反应在产品表⾯形成⼀层钝化膜，增强产品的耐腐蚀性能和涂层的附着⼒。
⽬前常⽤的铬化种类有三价铬铬化和六价铬铬化。
因铬化膜对环境污染严重，残留的铬化物对⼈体有害。
所以三价铬和六价铬处理将逐步被⽆铬转化取待。
⼆．⼯艺过程⼀般铬化⼯艺如下：1．脱脂：脱脂是通过碱性脱脂液去除⾦属表⾯的油污。
铝合⾦耐碱性差，不宜⽤强碱性清洗，所以应控制好槽液的浓度，⼀般脱脂液浓度可按⼚家提供的说明书配制。
另外适当升温和不停的搅拌将加速化学反应，增强脱脂效果。
典型参数如下：槽液温度： 60-65℃浓度（V/V）：按说明书浸渍时间： 5-7min循环状态：超声波振荡2．⽔洗：脱脂后需⽤⾃来⽔把附在产品表⾯的脱脂液清洗⼲净。
通常把⽔洗槽设计成⾃动溢流形式，以保证槽内的⽔不被严重污染。
⽔洗⼯艺参数如下：槽液温度：常温总碱度： ≤1.0浸渍时间： 30-40S补给状态：连续补⽔3．出光：脱脂后，产品表⾯会残留有盐类腐蚀产物，出光的⽬的是把这些残留物去除。
出光液属酸性液，应控制好槽液的浓度，通常应根据⼚家提供的说明书配制。
⼯艺参数如下：槽液温度：常温浓度（g/L ）：按说明书浸渍时间： 2-3min循环状态：压缩空⽓4．⽔洗：铬化前应经两道⽔洗⼯序，⽬的是保证产品表⾯的残留物被彻底去除，第⼀次⽔洗可⽤⾃来⽔，第⼆次⽔洗需⽤纯⽔，防⽌⾃来⽔的污染。
两道⽔洗⼯艺参数如下：1）⾃来⽔洗：槽液温度：常温总酸度： ≤1.0浸渍时间： 30S补给状态：连续补⽔循环状态：压缩空⽓2）纯⽔洗：槽液温度：常温电导率： ≤100us/cm浸渍时间： 30S补给状态：连续补⽔循环状态：压缩空⽓5．铬化：铬化质量直接影响产品的耐腐蚀能⼒和与涂层的结合⼒。
铬化的⼯艺参数将根据铝合⾦牌号不同⽽略有差异，⼀般情况下⼚家说明书上仅指出参数的范围，应视产品的材质和要求作适当的调整。
铝合金及其他金属的磷化铝合金化学转化膜工艺铝是银白色的轻金属，熔点为660.37℃，沸点为2467℃。
纯铝较软，密度较小，为2 . 7g/crn3。
铝为面心立方结构，有较好的导电性和导热性，仅次于Au,Ag,Cu；延展性好，塑性高，可进行各种机械加工。
铝的化学性质活泼，在于燥空气中，铝的表面立即形成厚为0.005μm- 0.015μm的致密氧化膜，使铝不会进一步氧化，并能耐水。
但铝的粉末与空气混合则极易嫩烧。
熔融的铝能与水猛烈反应。
高温下，铝能将许多金属氧化物还原为相应的金属。
铝是两性金属，既易溶于强碱，也能溶于稀酸。
铝在大气中具有良好的耐蚀性。
纯铝的强度低，只有通过合金化，才能得到可做结构材料使用的各种铝合金。
铝合金的突出特点是密度小、强度高。
铝中加人Mn, Mg，形成的Al-Mn, Al- Mg合金具有很好的耐蚀性、良好的塑性和较高的强度，称为防锈铝合金，用于制造邮箱，容器，管道，铆钉等。
硬铝合金的强度较防锈铝合金较高，但防蚀性有所下降，这类合金有AI-Cu-Mg系和Al-Cu-Mg-Zn系。
新近开发的高强度硬铝，强度进一步提高，而密度比普通硬铝减少15%，且能挤压成型，可用作摩托车骨架和轮圈等构件。
Al-Li合金可制作飞机零件和承受载重的高级运动器材。
目前，高强度铝合金广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等，可增加它们的载重量以及提高运行速度，并具有抗水侵蚀、避磁性等优点。
铝在建筑上的用途也很多，连民用建筑中也在采用铝合金门窗，至于用铝合金作装饰的大厦、宾馆、商店，则几乎遍布城市的每个角落。
桥梁也正在考虑采用铝合金，因为它既有相当的强度，又有质轻的特点，可以增大桥梁的跨度。
由于铝不易被锈蚀，铝制桥梁更经久耐用。
铝及其合金材料由于其高的强度/重量比，易成型加工以及优异的物理、化学性能，成为目前工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料。
铝合金在大气条件下，表面有一层致密的自然氧化膜使其免遭环境的侵蚀，但这种自然氧化膜非常薄易破损，在酸碱性条件下迅速溶解。
铝及铝合金前处理工艺1.本工艺适用于铝及其合金的磷化处理,处理后的膜层与各种涂装层(油漆、塑粉等有极强的附着力,经本工艺处理后的工件所形成的膜层有较强的抗蚀性能,与涂装层组合后能大幅度提高工件的整体抗腐蚀性能。
2.铝材在喷涂前处理中必须进行化学清洗和浸蚀,清除其表面粘附的油脂、自然氧化膜和灰尘等污染物,使铝合金基体裸露出来,形成均匀的活化表面,这是保证转化膜质量和喷涂质量的关键。
3.工艺流程:工件装挂→酸脱→水洗→磷化处理→水洗→烘干。
4.主要设备设备名称:酸脱槽,水洗槽,磷化槽;内衬要求:PVC ;加热设施:0℃左右。
5.工艺条件5.1铝脱 Yj-1360酸脱剂 25~50 g/L 温度常温时间 5~20min5.2磷化 Yj-6104磷化剂 25~50g/L 氧化剂 5~15点温度 5~40℃时间5-20min 注:槽液配制方法很简单,先在槽中加入约一半体积的水,然后加入Yj-1360 50Kg 或Yj-6104 50Kg,再加足量水。
6工艺操作说明6.1 预检: 零件表面不应有胶类、漆类、铝屑、砂粒、毛刺等缺陷。
6.2 酸脱: 将工件浸入酸脱液中脱脂,为了加快脱脂速度可晃动工件。
检验标准:目视检查,经酸脱液处理后铝合金表面露出金属本色,平整光亮,油污和自然氧化膜全部除净,水洗后水膜连续、完整,表面完全润湿,不挂水珠,无黑色挂灰和过腐蚀现象。
6.3 水洗: 将工件在水中清洗干净。
6.4 磷化:将工件浸入磷化液中进行磷化,为了磷化膜的均匀可上下移动工件。
6.5 水洗: 将磷化后的零件用流水清洗干净,零件内不能有未清洗的磷化液。
7.注意事项7.1 热处理和焊接件: 工件经过热处理或焊接后表面形成油污烧结的焦化物,延长脱脂时间或加大脱脂液浓度可彻底除净。
7.2 零件的绑扎:7.2.1 绑扎用的材料宜选用铝线,禁止使用铜线和镀锌线,可用退去锌层的铁线。
7.2.2 稍大的单件绑扎好,尽可能绑在离零件边沿最近的孔眼中,以减少对工件表面的影响。
磷化（铬化·陶化）的终结者YBL-360中性硅烷剂钢铁及铝合金素材在含有磷酸锌（磷酸铬或氟锆酸盐）的溶液中浸泡5-8分钟，由于金属和溶液的界面上发生化学反应并生成一种难溶于水的磷酸盐（铬酸盐或氟锆酸盐），使钢铁及铝合金素材表面形成一层附着力良好的保护膜，这种通过化学作用生成的膜层统称为金属表面磷化（铬化或陶化）处理。
随着社会的不断进步和工业发展的需求，人们对生态环境保护的意识越来越强；各地政府对工业排放标准越来越严格；中央政府为加强生态环境保护出台了系列法律文件；世界卫生组织对人类自然生态环境保护也是越来越高度重视......迫于上述各方面对自然生态环境保护的需要，未来在金属表面处理行业单靠“三废”治理是无法完全能够管控污染源的产生和达标排放，为此要真正意义上能够完全管控污染源的产生和达标排放，必须从污染源头抓起，把有公害的重金属污染物杜绝在生产过程之中——倡导低碳节能理念，铸造卓越环保产品才是社会经济发展的硬道理；这也是"易博乐"每位同仁义不容辞的社会义务和责任。
本企业为了配合国家实体经济建设转型升级计划，倡导绿色、低碳节能、环保科技的理念；经过多年不懈努力，强化组织，深入研发，更不惜重资与国外工业先进国家技术合作，共同研发出了二十一世纪“超浓缩”“高时效”“多功能”“更环保”的无磷无锌、无铬无钼、无氟无锆、无毒无渣中性硅烷处理剂高科技环保产品——去珍惜每一片蓝天，每一泓碧水，每一坪绿地……YBL-360中性硅烷处理剂是一种室温快速、无磷无锌、无铬无钼、无氟无锆、无毒无渣的“超浓缩”“高时效”“多功能”“更环保”金属表面处理剂。
0.2‰的浓度（PH值：6.8-7.0）室温：浸渍、喷淋、游浸、涂刷、滚涂1-2秒就能够在金属表面迅速形成一种纳米级机构高分子渗透膜；成功的解决了目前常温条件下磷化（铬化或陶化）速度慢、沉淀多、挂灰重、防腐弱、附着力差，且对环境污染严重等系列科技难题。
