磷化相关知识
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金属磷化处理方面的知识金属(主要是钢铁)磷化处理后,表面质量和耐蚀性均优于表面氧化处理.但其颜色因处理工艺和处理液的成分变化会产生差异,且污染较大.由于表面是不溶性的磷酸盐,不宜焊接.焊接不仅破坏磷化膜,且在焊缝中磷的增加,易产生裂纹和增加焊缝的脆性.磷化是指磷酸盐转化膜,金属表面磷化后具有一定的防锈等耐蚀性,也有的磷化处理是用于漆前打底,为了增加漆膜的结合力.“四合一”金属磷化处理液金属表面因大气的污染和腐蚀会沉积各种污物并生锈。
这种锈大都是金属的氧化物及氢氧化物,它们疏松而具有吸湿性,使金属更易被继续腐蚀。
此外,金属在制造加工过程中,其表面也会留下各种液体或固体的残留物。
因此,金属制品及零件在防锈处理之前,必须进行表面处理,使其外表洁净,从而才能获得完整的覆层和理想的保护效果。
采用常规的处理方法不但工序繁杂,劳动强度大,而且易污染环境。
现广泛采用工序简单、能源消耗小的“四合一”工艺,即除油、除锈、磷化、钝化一次完成。
下面介绍这种金属处理液的制备方法。
一、原料(1)磷酸(H3PO4)又名正磷酸。
纯品是无色斜方晶体,相对密度1.834(18℃),熔点42.35℃。
一般商品是含有83~93%H3PO4的稠厚液体。
溶于水和乙醇,213℃失去一部分水而转变成焦磷酸,进一步转变为偏磷酸。
对皮肤有腐蚀性,能吸收空气中的水分,酸性介于强酸和弱酸之间。
注意不要直接接触皮肤。
这里作除油剂和除锈剂,并能形成磷化膜。
选用工业品。
生产厂:成都化工研究所、贵阳黄磷厂、云南昆阳磷肥厂、银川农药厂、武汉无机盐化工厂、广西柳城磷肥厂、上海红卫农药厂、连云港锦屏化工厂、浙江建德县化肥厂、蚌埠上游化工厂、江西樟树磷肥厂、青岛自力化工厂、北京红星化工厂、石家庄黄磷厂、大连金光化工厂、哈尔滨化工总厂等。
(2)氧化锌(ZnO)又称锌氧粉或锌白。
金色粉末或六角晶体,无臭无味、无砂性。
受热时变成黄色,冷却后又恢复白色。
相对密度为 5.606,熔点1975℃,溶于酸、碱、氯化铵和氨水,不溶于水和醇,吸收空气中的二氧化碳时性质发生变化。
磷化基础知识磷化(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+H3PO4Me2Fe(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)H2②促进剂(氧化剂)加速[O]+[H] → [R]+H2OFe2++[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K sp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。
云清提供技术支持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18 69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,只是稳步的发展和完善。
磷化广泛应用于防蚀技术,金属冷变形加工工业。
这个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。
(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[编辑本段]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。
磷化处理工艺磷化处理是一种金属表面处理技术,广泛应用于钢铁、铝、镁等金属的防腐和装饰。
本文将详细介绍磷化处理工艺的原理、流程和影响因素。
一、磷化处理原理磷化处理是指在金属表面形成一层磷酸盐薄膜的过程。
该薄膜主要由金属磷酸盐组成,具有较高的耐腐蚀性和装饰性。
磷化处理过程中,金属表面与磷化液中的磷酸、氧化剂等发生化学反应,生成一层致密的磷酸盐薄膜。
二、磷化处理流程1.预处理:去除金属表面的油污、锈蚀等杂质,以提高磷化的效果。
2.酸洗:用酸洗液清洗金属表面,去除氧化层和锈蚀,为磷化处理做准备。
3.磷化:将金属表面浸泡在磷化液中,形成一层磷酸盐薄膜。
4.清洗:用清水冲洗金属表面,去除残留的磷化液和杂质。
5.干燥:将金属表面烘干,以防止生锈和影响后续加工。
三、磷化处理影响因素1.金属材质:不同材质的金属对磷化的反应不同,如钢铁、铝、镁等金属的磷化处理效果存在差异。
2.磷化液成分:磷化液的成分对磷化效果有重要影响,包括磷酸、氧化剂、促进剂等成分的选择和配比。
3.处理温度和时间:处理温度和时间对磷化效果也有重要影响,温度过高或过低、时间过长或过短都可能影响磷化效果。
4.表面预处理:金属表面的预处理对磷化效果也有很大影响,如油污、锈蚀等杂质的去除程度直接影响磷化效果。
5.环境湿度:环境湿度对磷化效果也有一定影响,湿度过高可能导致磷化膜质量下降。
四、磷化处理的应用1.防腐:磷化膜具有较高的耐腐蚀性,可用于钢铁、铝、镁等金属的防腐处理。
例如,在建筑、船舶、汽车等领域,磷化处理被广泛应用于金属结构的防腐保护。
2.装饰:磷化膜具有较好的装饰性,可用于金属表面的美化处理。
例如,在电子产品、家具等领域,磷化处理被广泛应用于产品的外观装饰。
3.耐磨:磷化膜还具有较好的耐磨性,可用于提高金属表面的耐磨性能。
例如,在机械零件、工具等领域,磷化处理被广泛应用于提高产品的耐磨性能。
4.粘合:磷化膜还可以作为粘合剂使用,将不同金属材料粘合在一起。
发黑-磷化知识发黑发黑bluing发黑又叫发蓝,工件在空气! 水蒸气或化学药物的溶液中在室温或加热到适当温度,在工件表面形成一层蓝色或黑色氧化膜,以改善其耐蚀性和外观的表面处理工艺。
机械制造上常用NaOH溶液加热来对工件进行发黑处理,相对于镀锌镀铬成本较低,效果不错。
发黑形成的黑色氧化膜,其厚度为0.5-1.5μm,抗腐蚀能力比其它化学膜低。
钢铁氧化发黑简介钢铁表面发黑被广泛应用于各种钢铁制品的防腐及装饰处理。
目前,钢铁发黑主要有高温碱性发黑、常温发黑。
一、高温碱性氧化发黑:高温碱性发黑(又称发蓝)是钢铁最典型的发黑方法,已有几十年的历史,且工艺相对成熟,发黑质量稳定,膜的外观、附着力和耐蚀性为目前各方法中最为理想的。
因此,它仍是目前钢铁发黑的最主要的方法。
这种方法采用NaNO2 和NaOH 的浓溶液, 将欲发黑的工件置于此液中, 在140℃左右(视共建材质不同,发黑液温度略有不同,一般高碳钢在138℃,中碳钢在140℃,低碳钢在142℃)煮40min 左右。
X射线衍射分析结果表明,在钢铁件表面形成致密的晶态结构的Fe3O4 膜。
该氧化膜与钢铁基体表面接触良好,具有很好的附着力和防腐性能。
高温碱性发黑的机理:高温碱性发黑过程中涉及到的化学反应有多个,首先在高温下发生下列反应2NaNO2= Na2O + N2O3 (1)生成的N2O3再和溶液中析出的氢发生反应2N2O3 + 6H2 = 4NH3 + 3O2 (2)生成的氧会与铁发生下列一系列反应2Fe + O2 = 2FeO (3)4Fe + 3O2 = 2Fe2O3 (4)3Fe + 2O2 = Fe3O4 (5)一般认为,上述反应按哪种方式进行主要取决于溶液中氧的浓度。
氧的浓度高会生成Fe2O3使表面发红。
因此,应适当控制氧化剂的含量,从而得到黑色的晶态Fe3O4膜。
工艺为:脱脂——水洗——酸洗——水洗——氧化发黑——水洗——浸油二、钢铁常温发黑技术钢铁常温发黑技术是80 年代中期出现的一种全新的钢铁发黑技术。
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+H3PO4Me2Fe(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)H2②促进剂(氧化剂)加速[O]+[H] →[R]+H2OFe2++[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。
磷化材料特性与使用方法磷化材料是指由磷元素构成的化合物,具有许多特殊的物理、化学和电学特性,因此在许多领域中有广泛的应用。
本文将详细介绍磷化材料的特性和使用方法。
一、磷化材料的特性1.热稳定性:磷化材料具有较高的熔点和热稳定性,能够在高温下保持结构稳定,适用于高温环境。
2.电子性能:磷化材料具有较高的电导率和载流子迁移率,是一种优良的电子材料,用于制造功率电子器件和高频电子器件。
3.光电性能:部分磷化材料对光的吸收和发射具有特殊的性能,可以应用于光电器件,例如光电二极管和太阳能电池。
4.力学性能:磷化材料具有良好的力学性能,具有高硬度和高抗磨损性,适用于制造耐磨材料。
5.化学性能:磷化材料对氧和水具有较强的稳定性,能够耐受腐蚀介质,是一种优良的腐蚀材料。
二、磷化材料的使用方法1.功率电子器件制造:磷化材料具有较高的电导率和热导率,被广泛应用于制造功率电子器件,例如功率晶体管、功率集成电路和高压二极管。
磷化材料的电子特性可以提高这些器件的效率和可靠性。
2.高频电子器件制造:磷化材料的载流子迁移率较高,在高频信号传输中能够提供较低的功耗和较高的信号传输速度。
因此,磷化材料被广泛应用于制造高频放大器、微波器件和射频功率放大器。
3.光电器件制造:磷化材料对光的吸收和发射具有特殊的性能,被用于制造各种光电器件,例如光电二极管、激光二极管和太阳能电池。
磷化材料的高效率和稳定性可以提高这些器件的性能和寿命。
4.耐磨材料制造:磷化材料具有高硬度和高抗磨损性,可以用于制造耐磨材料,例如刀具、摩擦材料和磨料。
磷化材料的耐磨性能可以大大改善这些材料的使用寿命和工作效率。
5.腐蚀材料制造:由于磷化材料对氧和水具有较强的稳定性,因此可以用作腐蚀材料,用于耐腐蚀环境中。
例如,磷化材料可以用于制造化工容器、管道和储罐,保证其在腐蚀介质中的长期使用性能。
综上所述,磷化材料具有许多特殊的物理、化学和电学特性,可以广泛应用于功率电子器件制造、高频电子器件制造、光电器件制造、耐磨材料制造和腐蚀材料制造等领域。
什么是磷化?磷化的应用什么是磷化磷化是将钢表面转化为磷酸铁的过程。
这通常与其他腐蚀保护方法一起用作预处理方法。
磷酸盐涂层通常包括铁,锌或锰晶体。
磷酸盐涂料通常应用于碳钢,低合金钢和铸铁。
该涂层由铁,锌或锰的磷酸盐在磷酸中的溶液形成,并通过将溶液喷涂到基材上或将基材浸入溶液中来施加。
将钢或铁部件放置在磷酸中时,这会导致金属反应,该反应会局部耗尽氢氧根(H3O +)离子,提高pH值,并使溶解的盐从溶液中掉出来并沉淀在表面上。
酸和金属反应还会生成磷酸铁,可能会沉积该磷酸铁。
对于油漆和粉末涂料,磷酸盐涂料具有两个主要功能。
首先,由于磷酸盐晶体充当有机涂层的锚固位点,因此涂层可改善油漆和粉末涂层的附着力。
其次,如果有机涂层被刮擦,则磷酸盐层可作为腐蚀屏障。
在防锈蠕变测试中,与有机涂层下无转化层相比,当涂料层或粉末涂层下存在磷酸盐时,防锈蠕变降低。
磷酸盐可用作其他用途的独立涂料,例如零件成型中的润滑性,但其他功能不在本报告范围内。
最常见的磷化工艺是磷酸铁,磷酸锌和磷酸锰。
还有其他磷化化学方法,例如Plaforizing,由于它们是一步法,通常是与有机污染物和金属表面反应的有机磷酸酯,因此在化学和应用方面都不是传统的。
近年来,改进磷酸盐工艺的主要目的是降低磷酸盐浴的温度要求。
已经开发出一些在室温下能很好工作的化学物质。
通常,存在从90 F至200 F的高温到较低的70 F至140 F的趋势,从而节省了能源。
磷化以下是典型的磷化过程:1. 清洁表面2. 漂洗3. 表面活化4. 磷化5. 漂洗6. 中和冲洗(可选)7. 烘干•与有机涂料(如油漆和聚合物薄膜)一起使用时的腐蚀防护•便于冷成型工艺,例如拉丝和管材拉深或深拉•腐蚀保护与油和蜡保护相结合,无需后续处理•改善抗磨性能,例如磨合,耐磨性,抗擦伤性和摩擦系数•提供强力的粘合力,可用于后续喷涂或其他有机涂层。
磷化学知识点高中总结一、磷的性质1. 物理性质磷是一种黄白色固体,常温下呈现为透明或半透明的晶体。
磷具有两种常见的同素异形体,即白磷和红磷。
白磷是常见的形态,它在空气中容易氧化,发出绿色荧光,因此需要存放在水中或惰性气体中。
红磷则比较稳定,是不溶于水的黑色粉末状固体。
2. 化学性质磷是一种活泼的非金属元素,它能和许多元素发生化学反应。
磷能够和氧气反应生成氧化磷,也能和氢气反应生成氢化磷。
此外,磷还能和金属形成金属磷化物,如和铝反应生成磷化铝。
3. 同位素磷拥有多种同位素,其中最常见的是磷-31,它是自然界中最丰富的磷同位素,占据了地壳中的85%。
二、磷的化合物1. 磷的氧化物磷的氧化物包括五氧化二磷(P4O10)、三氧化二磷(P2O3)、一氧化二磷(P2O)等。
其中,五氧化二磷是最常见的一种氧化物,它是一种白色晶体,可溶于水生成磷酸。
2. 磷酸盐磷酸盐是磷的重要化合物,它们在生物体内起到多种重要的作用。
磷酸盐通过水解生成磷酸根离子,可与钙、钠、镁等金属形成不同的盐类。
常见的磷酸盐包括磷酸三钙(Ca3(PO4)2)、磷酸二氢钾(KH2PO4)等。
3. 有机磷化合物有机磷化合物是一类重要的磷化合物,它们常用于农药、医药和合成材料等领域。
有机磷化合物可分为磷酸酯类、磷腈类、磷酰胺类等多种类别,它们在生产和应用中需要特别注意安全性和环境友好性。
三、磷的应用1. 农业磷是植物生长的必需元素之一,在农业生产中,磷肥的施用能够促进作物的生长和发育,提高产量和品质。
磷肥通常以磷酸盐的形式添加到土壤中,为作物提供充足的磷营养。
2. 农药农药中常含有有机磷化合物,它们具有杀虫、除草、杀菌等作用,能够起到保护作物和提高产量的作用。
3. 医药有机磷化合物在医药领域中具有重要的应用,如磷酸肌酸盐是一种重要的肌肉营养物质,具有增强肌肉功能和提高运动能力的作用。
4. 材料磷化合物在合成材料中具有广泛的应用,如磷酸酯类化合物可用于阻燃材料的生产,磷化铝可作为防腐蚀材料使用。
磷化工艺及技巧范文磷化是一种通过在金属表面形成磷化物层来提高金属材料性能的表面处理方法。
磷化可以增强金属材料的耐腐蚀性能、润滑性能和磨损性能,同时还能提高金属材料的表面硬度和抗疲劳性能。
下面将介绍一些磷化工艺及技巧。
1.表面处理:在进行磷化之前,必须对金属表面进行适当的处理,以保证磷化层与金属基材之间的结合力。
表面处理的方法包括去油、除锈和机械处理。
去油可以使用溶剂或碱性清洗剂进行,除锈可以使用酸性溶液进行,机械处理可以通过打磨或喷砂等方法进行。
2.磷化溶液的制备:磷化溶液的制备是磷化工艺的关键环节。
一般情况下,磷化溶液是由磷酸盐、氧化剂、络合剂和助剂等组成的。
其中,磷酸盐是磷化溶液的主要成分,可以使用磷酸、亚磷酸或磷酸二氢钠等作为磷酸盐;氧化剂的主要作用是提供氧气,常用的氧化剂有过氧化氢、亚硝酸盐和氯酸盐等;络合剂的作用是增强磷化反应的速度和均匀性,可以使用氯化铵或柠檬酸等络合剂;助剂的作用是改善磷化层的性能,可以使用聚合物或胶体等助剂。
3.磷化操作条件的控制:在进行磷化操作时,需要严格控制磷化溶液的温度、浸泡时间和搅拌速度等操作条件,以确保磷化层的质量。
通常情况下,磷化温度在60-90摄氏度之间,浸泡时间在5-20分钟之间,搅拌速度一般为100-200转/分钟。
4.磷化层的改性:通过添加一些化学添加剂,可以改善磷化层的性能。
例如,添加硝酸盐可以增加磷化层的硬度;添加聚合物可以增强磷化层的附着力和抗磨损性能;添加颜料可以改变磷化层的颜色等。
5.磷化后的处理:在磷化之后,需要对金属材料进行进一步处理,以增加磷化层的抗氧化性能和耐蚀性能。
常见的处理方法包括沉积一层金属膜、电沉积或热处理等。
总之,磷化是一种重要的金属材料表面处理方法,可以显著改善金属材料的性能。
在进行磷化工艺时,需要注意表面处理、磷化溶液的制备、操作条件的控制、磷化层的改性以及磷化后的处理等方面的技巧。
通过合理选择和控制这些因素,可以得到质量良好的磷化层,提高金属材料的使用寿命和性能。
磷化工艺及注意事项磷化工艺是一种将磷元素与金属基底反应形成金属磷化合物的表面处理方法。
磷化工艺常用于提高金属材料的抗腐蚀性、硬度和润滑性,同时还可以改善金属的粘接性和涂装性能。
磷化工艺主要有化学磷化和热磷化两种方式。
化学磷化是通过在含磷酸盐溶液中浸泡金属材料,在化学反应的作用下产生金属磷化合物的一种表面处理方法。
其具体步骤如下:1. 除油脂:首先要将金属材料进行去油处理,以保证金属表面清洁。
2. 酸洗:将金属材料在酸性溶液中进行酸洗,去除表面氧化层和其他杂质。
3. 磷化:将酸洗后的金属材料浸泡在含磷酸盐溶液中,在一定的温度和时间条件下进行磷化反应。
磷化反应中,磷酸盐溶液中的磷酸根离子与金属表面发生化学反应生成金属磷化合物。
4. 中和:磷化后的金属材料需要经过中和处理,以去除残留的酸性物质。
5. 水洗:将中和后的金属材料进行水洗,去除中和剂残留。
6. 去漂白:一些情况下需要进行漂白处理,以提高金属表面的亮度。
热磷化是通过将金属材料加热至一定温度,与磷源反应生成金属磷化物的一种表面处理方法。
具体步骤如下:1. 除油脂:同样需要将金属材料进行去油处理。
2. 酸洗:将金属材料在酸性溶液中进行酸洗,去除表面氧化层和其他杂质。
3. 热磷化:将酸洗后的金属材料放入磷化炉中,在一定温度和时间条件下进行磷化反应。
磷化反应中,金属表面与流动的磷源气体反应生成金属磷化物。
4. 水洗:将热磷化后的金属材料进行水洗,去除残留的磷酸盐。
5. 去漂白:一些情况下需要进行漂白处理。
磷化工艺虽然可以提高金属材料的性能,但使用时也需注意以下事项:1. 温度和时间控制:磷化反应中的温度和时间会影响磷化层的质量和厚度,需要根据具体材料和要求进行合理的控制。
2. 酸洗控制:酸洗过程中的酸性溶液浓度、温度和时间等参数需要控制良好,以保证金属表面的干净和光洁。
3. 中和和水洗:磷化后的金属材料需要进行中和和水洗过程,以去除残留的酸性物质和盐类。
脱脂、除锈、磷化工艺中出现的问题、原因及解决办法脱脂部分除锈部分磷化部分磷化材料特性与使用方法金属氧化物氧化锌白色粉末,相对分子量81.38。
极难溶于水。
乙醇。
溶于酸和碱。
为两性金属氧化物。
氧化锌品种不同,用途各异。
质量差的氧化锌含有很多的石墨粉,滑石粉,氧化铜等杂质,会造成磷化膜表面形成一层光亮的黑膜,水洗后大面积发黄。
配制磷化液应该选用质量好的氧化锌(含量大于等于99.7%,间接法生产)磷化液中氧化锌浓度视配方不同而异。
固定其它组分不变,改变氧化锌的浓度,可以改变磷化液的酸度。
增加1克氧化锌每升可以降低磷化液的游离酸1点,反之升高。
磷化液中加入锌离子可使结晶细腻,优于锰离子。
铬酐紫红色片状结晶体,相对分子量99.99,有毒,易溶于水。
腐蚀性很强。
作用:铝材铬磷化的主要氧化剂。
无铬酐很难成膜;浓度偏低时,膜层粉化。
浓度正常(六价铬≥26),氧化力很强,膜中三氧化二铝相当高,膜层致密,油光湖绿。
可以作为磷化膜的钝化剂。
配制以铬酐为主的钝化液。
酸液氢氟酸无色透明液体,相对分子量20.01,密度0.98。
极易挥发,置于空气中发白烟,剧毒。
腐蚀性极强。
触及皮肤剧痛,可致烧伤。
与金属,盐类,氧化物作用生成氟化物。
易腐蚀玻璃及石英制品。
氢氟酸主要用于:除硅杂质。
除去铸铁表面的硅,喷砂工件表面的砂子等。
活化剂,氢氟酸加入铝铬磷化液中,使铝迅速溶解,加速反应速度。
无氟离子几乎不成膜。
氟离子浓度低,成膜性差(膜成白色);氟离子正常,成膜性好(彩虹色);氟离子浓度大,铝基体溶解加快,膜层粉化状。
2盐酸相对分子量36.46,常见浓盐酸密度为1.19。
工业盐酸因含杂质呈微黄色。
有刺激性。
是强无机酸,腐蚀性很强。
盐酸能与多种金属,金属氧化物,碱和大部分盐起化学反应。
盐酸浓度越高,除锈速度越快。
但是随着盐酸浓度升高,酸洗液的使用寿命缩短。
这是因为浓度高氯化铁在槽中浓度随之升高,达到饱和状态时(铁离子为200-250克每升)化学反应达到平衡状态,酸液基本失效。
即使延长酸洗时间,除锈效果都不明显。
相反,在一定温度下,氯化铁不饱和,酸液仍有很强的酸洗能力盐酸的优点除锈速度快,比硫酸快1.5-2倍。
对钢铁基体的溶解比较缓慢,不易发生过腐蚀和氢脆,对酸洗高强度钢有利。
被侵蚀的基体表面均匀光洁,有利磷化。
硫酸相对分子量98.08,密度1.84。
工业硫酸因含杂质呈黄棕色,有强腐蚀性和吸湿性。
与水化合猛烈,同时放出大量的热。
用水稀释时应将硫酸慢慢倒入水中并不停搅拌。
能与许多金属,金属氧化物,和碱发生反应生成盐。
硫酸除去工件表面氧化皮,溶解能力较弱。
提高硫酸浓度,也不能显著提高侵蚀能力,甚至硫酸浓度提高至40%及以上时,对氧化皮几乎不溶解。
硫酸溶液最佳浓度为15%-25%(体积比),反应时间短,加热50-70度能提高硫酸侵蚀能力。
对氧化皮有较大的剥落作用。
温度过高,容易引起钢铁基体过腐蚀和氢脆。
可加入适量缓蚀剂(硫脲,若丁)等。
但是不要加入乌洛托品缓蚀剂。
这是因为其会增加对金属的腐蚀,且与硫酸腐蚀反应生成甲醛。
硫酸还有除油作用。
因为有些油污和硫酸起磺化反应,产生磺酸盐,使油污乳化,将油污溶解除去。
硫酸除锈工件表面有流挂痕迹的缺点,可适量加入硫酸除锈添加剂,除去金属表面残留黑膜,表面光洁,同时兼有除油污,延长酸洗液使用寿命。
硫酸对磷化和涂层有以下影响磷化液中加入少量硫酸根离子,在某种程度上可以提高磷化膜的厚度和防护性,其原因可能是硫酸根离子能提高磷化速度有关。
但是硫酸根离子浓度太高时,容易引起基体的过腐蚀,并使磷化时间延长,膜层疏松多孔,降低耐蚀性,甚至不上膜。
所以磷化槽中科加入硫酸锌1.2克每升,补充剂中不加。
硫酸除锈件对电泳不利。
硝酸相对分子量63.01,密度1.502。
纯硝酸是无色发烟液体,硝酸含量98%,带微黄色。
发烟硝酸是红褐色液体,触及会皮肤灼伤且较难愈合。
稀硝酸含量29-30%,密度1.24。
化学纯硝酸含量65-68%密度1.4。
硝酸是磷化最主要的促进剂之一,成为配制磷化液的原料之一。
磷化配方不同,则硝酸浓度各异。
可以用浓硝酸或稀硝酸配制磷化液。
硝酸对磷化的作用是加速钢铁的溶解;将2价铁离子氧化成3价铁离子,避免2价铁离子在溶液中富集,抑制生成粗糙磷化膜,提高耐蚀性;并使磷化过程中产生的氢气氧化成水,起到去极化作用,加速成膜过程。
同时硝酸根还原成亚硝酸根也是一种优良的氧化剂。
硝酸在磷化过程中较磷酸消耗较慢,其补充量不能大于消耗量。
否则磷化膜变薄返黄,沉渣增多。
但浓度过低也不利于磷化。
硝酸根与2价铁离子应该达到平衡,如果2价铁离子不足就会导致硝酸根分解,统一体受到破坏,产生大量沉渣。
硝酸还可以作为铝及合金,铸铝,和精加工小件等酸性除油剂。
磷酸相对分子量98,密度1.68-1.75,市售产品85%为无色透明粘稠液体,是中等三元酸,无氧化能力。
对皮肤有腐蚀性,受制备方法的限制会含有一定量的砷杂质,需要用0.1-0.2%硫化硫酸钠使其形成沉淀而除去。
磷酸是磷化液的主要组成部分,硫酸根为磷化液提供一定量的酸度。
此外磷酸又可作为除锈剂尤其适合管状件和铸钢,此外还是配制钛盐表调剂的主要原料。
碱类氢氧化钠相对分子量40.01,密度2.13。
工业氢氧化钠含少量氯化钠和碳酸钠。
为白色块状,粉状,片状的固体。
腐蚀性极强氢氧化钠的作用:制取表调剂的中间产物。
氢氧化钠与硫酸氧钛反应生成硫酸钛钠。
配制除油剂。
其对油脂的皂化能力强,可除去颗粒污垢(对金属基体有轻微腐蚀,是颗粒污垢与基体表面的结合力降低)。
氢氧化钠在脱脂剂中的浓度不能太高,因为氢氧化钠会中和钢板表面的许多晶格点,形成氧化膜及氢氧化物,从而影响磷化成膜性。
使晶格的生长速度小于晶格的长大速度,从而在数目不多的活性点上晶粒长得粗大,降低磷化质量和涂层的防护性能。
而且脱脂剂碱性强,清洗效果不佳,尤其在常温下。
更为严重的是造成工件脱脂后表调前返锈。
所以钢材用脱脂剂氢氧化钠以5-7克每升为宜(弱碱性脱脂剂);用于全自动线的脱脂剂不能含氢氧化钠;用于铝,锌,镁及其合金的脱脂剂可省去氢氧化钠。
作为中和剂。
配制20%的氢氧化钠溶液,加入磷化液中可以降低酸度。
碳酸钠相对分子量105.99.,密度2.532。
易溶于水,溶液呈碱性,能起皂化作用和软化水作用,对凝胶状的油脂有润湿作用,对溶液的PH有较好的缓冲作用,对铝锌铜没有明显的腐蚀,用于配制铝锌铜镁及其合金的脱脂剂。
但其水洗性也不够好。
碳酸钠作用:作为脱脂剂的弱碱性部分,具有一定的除油能力。
作为制取胶态表调剂的填料,提高表调剂的碱度。
作中和剂,配制20%碳酸钠溶液,加入磷化液中降低酸度。
因碳酸钠溶液碱性较氢氧化钠溶液弱,加入磷化液中不会产生过多的白色沉淀物。
磷酸三钠也称正磷酸钠,相对分子量380,密度1.62,溶于水呈弱碱性,在水溶液中几乎全部分解为磷酸氢二钠和氢氧化钠。
除具有碳酸钠的特性外,有一定的乳化能力,促进油污分解,它的胶束结构悬浮在脱脂剂中,进而对固体的颗粒具有悬浮和分散作用可防止污垢再沉积。
其洗净力分散力优良。
漂洗性好,帮助水玻璃易被水洗掉。
其除油效果优于氢氧化钠和焦磷酸钠,即使除油液38度仍比温度为70度以氢氧化钠为组分的除油液效果要好。
因此,磷酸三钠在低温碱性除油剂中有特殊的效果。
但磷酸三钠应用于铝合金除油效果不好硅酸钠俗称泡花碱或水玻璃。
溶于水,水溶液呈碱性。
具有良好的渗透,乳化和一定的皂化作用。
与表面活性剂配合使用,具有最好的润湿,乳化,分散作用。
对铝锌有抑制腐蚀的作用。
硅酸钠有正硅酸钠和偏硅酸钠两种。
偏硅酸钠能提供优良的碱性缓冲,悬浮和软化污垢。
偏硅酸钠是金属脱脂剂的主要助剂之一。
水洗性差电泳前脱脂不能使用,避免对电泳漆产生影响。
盐类焦磷酸钠又名磷酸四钠,相对分子质量265.4,密度2.534g/cm’. 水溶液几乎中性,具有缓冲、活性、鳌合等作用。
焦磷酸钠用途如下。
配制脱脂剂。
利用焦磷酸钠呈强碱反应,焦磷酸根能与许多金属离子络合成环状结构的可溶性络合物后,仍可起到碱性组分作用,并能延长除油液的使用寿命。
可防止工件上生成不溶性的硬水皂膜,促使工件表面容易被水洗净。
焦磷酸钠除去溶液钙、镁等离子比磷酸三钠和氢氧化钠更优越。
因为磷酸三钠和氢氧化钠与金属离子形成沉淀性络合物,会导致沉渣形成。
作为配制胶钛表调剂的组分之一,焦磷酸根作用虽然不如钛,但仍起到细化结晶,特别对减轻磷化膜膜重有明显作用。
同时焦磷酸钠可以抑制钛的聚合而沉淀。
但要注意焦磷酸钠浓度不宜过高,否则有在钢铁表面形成钝化膜的倾向。
焦磷酸钠的缺点是溶解度低,仅为焦磷酸钾的1/26。
三聚磷酸钠对金属离子有良好的络合作用(与钙、镁、铁等金属离子)使水软化;对固体物质有较强的分散能力和悬浮能力,随着浓度增加,除固体污垢越来越好。
并能促进污垢皂化、乳化、溶解,促进污垢粒子分散,改善含NaOH除油剂的可冲洗性。
其缺点是它的分解对金属有明显的腐蚀作用。
三聚磷酸钠的用途如下。
作为除油剂的助洗剂之一,提高脱脂剂的洗涤效果,增强常温脱脂能力。
作为制取胶钛表调剂的组分之一,提高表调剂的抗硬水能力,细化磷化结晶。
络合作用。
与磷化液中Fe2+形成可溶性络合物。
如常温磷化液中加人三聚磷酸钠0. 7g/L。
六偏磷酸钠除固体污垢能力非常好(浓度>2%),加入脱脂剂中,可以提高除固体污垢能力。
但除油污能力差,且水解后对金属有腐蚀性。
另外,磷化液中加人六偏磷酸钠0. 04-0. 06g/L,作为Fe2+的络合剂。
无水硫酸钠又名元明粉,中性盐,相对分子质量322. 19,密度 1. 468g/cm’。
它能提供阴离子,增加离子强度,吸附污垢中的阴离子,起到降低表面张力和提高表面活性的作用,还能改善清洗分散能力。
无水硫酸钠作为脱脂剂的填料,降低成本;也能促进烷基苯磺酸钠对金属表面的吸附,有利于提高脱脂剂的脱脂能力。
它的缺点是促进污垢再沉积到金属表面;且易潮解,脱脂剂结块。
所以要控制它的浓度,并与抗污垢沉积剂配合作用。
硝酸钠又名钠硝石。
是一种强氧化剂。
作为磷化的氧化性促进剂之一,在磷化液中只要加入0. 8 - 5g/L硝酸钠(控制小于 l0g/L),即可缩短磷化时间、提高膜的致密性,还可降低磷化处理温度。
硝酸钠用于常、中、高温磷化均可(锌系或锰系)。
其作用机理与硝酸相同。
硝酸钠在磷化过程中会受到亚硝酸钠和铜盐的催化作用,生成亚硝酸盐。
亚硝酸钠易溶于水,水溶液呈碱性。
亚硝酸钠在溶液中既可作氧化剂,也可作还原剂。
亚硝酸钠在磷化生产中应用极广,作为常、低温双组分磷化剂的促进剂,其优点为:操作方便,槽液管理简单,不易出现问题。
缺点为:稳定性较差,消耗较快,需要定时检测与调整。
其浓度要严格控制。
浓度低,促进作用弱,磷化速度慢,膜层薄,有时返黄;浓度过高(能闻到气味),虽然磷化速度快,但影响膜层结合力,而且在金属表面形成阻碍磷化膜生长的钝化膜(亚硝酸钠是钢铁的钝化剂),膜层变薄或无膜,还会造成磷酸根和硝酸根比例失调,破坏TA和FA之间的平衡,沉渣增多、膜层有浮灰,耐蚀性差(切忌一次性加人过多的亚硝酸钠,分次添加)。