磷化处理及工艺
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钛合金的磷化处理工艺钛合金的磷化处理工艺是一种常用的表面处理方法,旨在改善钛合金的耐蚀性、耐磨性和附着力等性能。
在磷化处理中,钛合金表面与磷酸盐溶液发生化学反应,生成磷化层。
本文将从磷化处理的原理、工艺流程和优缺点等方面对钛合金的磷化处理工艺进行详细介绍。
一、磷化处理的原理磷化处理是利用磷酸盐与金属表面反应生成磷化物的化学反应。
在钛合金表面磷化处理时,钛合金表面会与磷酸盐发生反应,生成一层致密的磷化层。
这层磷化层在钛合金表面起到保护层的作用,能够提高钛合金的耐蚀性和耐磨性,增强其表面的附着力。
二、磷化处理的工艺流程1. 表面清洁:首先,需要将钛合金表面的油污、氧化物等杂质清除干净,通常使用酸洗等方法进行清洗。
2. 磷化处理剂配制:根据具体的磷化处理要求,将磷酸盐和其他添加剂按一定的比例和溶液配制成磷化处理剂。
3. 磷化处理:将清洗干净的钛合金样品放入磷化处理液中,控制温度和处理时间,使钛合金表面与磷酸盐发生反应生成一层磷化层。
4. 清洗:磷化处理后,需要将磷化剂残留物清洗掉,通常采用水洗和酸洗的方式进行清洗。
5. 中和处理:通过使用稀释剂和缓冲剂对钛合金进行中和处理,将磷化处理剩余的酸性溶液中的酸解除,以免继续腐蚀。
三、磷化处理的优缺点1. 优点:(1) 提高耐蚀性:经过磷化处理后的钛合金表面形成一层致密的磷化层,可以起到一定的耐蚀作用,延长钛合金的使用寿命。
(2) 增强耐磨性:磷化处理能够改善钛合金表面的硬度和耐磨性,使其在摩擦、磨损等环境中具有更好的性能。
(3) 改善附着力:磷化层与钛合金表面有着较好的粘结力,可以提高涂层的附着力,增强防腐涂层的耐久性。
(4) 工艺简单:磷化处理过程相对简单,操作方便,成本较低。
2. 缺点:(1) 耗能较大:磷化处理需要使用磷酸盐等化学药剂,废弃液处理和回收成本较高。
(2) 环境污染:磷化处理在废水处理和废酸危害方面存在一定的环境污染问题,对周围环境造成一定的影响。
铁的磷化处理工艺流程一、引言铁的磷化处理是一种常见的表面处理方法,通过在铁材料表面形成一层磷化物膜,可以提高铁材料的耐腐蚀性能和机械性能。
本文将介绍铁的磷化处理的工艺流程。
二、前处理1. 清洗:首先,将待处理的铁材料进行清洗,去除表面的油污、灰尘等杂质。
可以使用溶剂或碱性清洗剂进行清洗,确保表面干净。
2. 酸洗:清洗后,将铁材料进行酸洗处理。
酸洗可以去除铁材料表面的氧化层和锈蚀物,提供一个干净的表面供磷化处理。
三、磷化处理1. 磷化液配制:根据具体的磷化要求,配制磷化液。
磷化液的主要成分包括磷酸盐、酸类、缓蚀剂等。
不同的磷化液配方可以得到不同性能的磷化膜。
2. 磷化处理:将清洗后的铁材料浸入磷化液中,进行磷化处理。
磷化液中的磷酸盐会与铁材料表面的铁离子反应,形成磷化膜。
磷化时间和温度可以根据具体要求进行控制。
3. 中和处理:磷化处理后,将铁材料从磷化液中取出,进行中和处理。
中和处理可以使用碱性溶液,将磷化液中的酸性物质中和掉,以防止对环境造成污染。
四、后处理1. 清洗:磷化处理后,将铁材料进行清洗,去除残留的磷化液和中和剂。
清洗可以使用水或溶剂进行。
2. 干燥:清洗后,将铁材料进行干燥处理。
可以使用热风或其他干燥设备,确保铁材料表面干燥。
3. 表面处理:根据具体要求,可以对磷化后的铁材料进行表面处理。
例如,可以进行涂层、喷漆等工艺,以增加铁材料的美观性和耐久性。
五、质量检验经过磷化处理的铁材料需要进行质量检验,以确保磷化膜的质量符合要求。
常用的检验方法包括厚度测量、耐蚀性测试等。
六、结论铁的磷化处理工艺流程包括前处理、磷化处理、后处理和质量检验等步骤。
通过这些步骤,可以在铁材料表面形成一层磷化膜,提高铁材料的性能和耐久性。
在实际应用中,可以根据具体要求进行工艺参数的调整,以获得理想的磷化效果。
磷化前的预处理和两种常用磷化工艺磷化是一种通过在金属表面形成一层磷化层来改善其表面性能的电解化学过程,通常使用盐酸或硝酸作为溶液。
在金属表面磷化之前,预处理是十分关键的步骤,因为它可以去除金属表面的污垢、氧化物和油脂等杂质,从而确保磷化质量的稳定和附着力的可靠性。
本文将介绍两种常用的磷化工艺和磷化前的预处理过程。
一、磷化前的预处理磷化前的预处理可以分为化学预处理和机械预处理两种类型。
化学预处理通常使用腐蚀剂和脱脂剂来清洁金属表面,而机械预处理则包括切割、砂光和打磨等步骤。
以下是一些常用的预处理工艺:1. 碱性清洗:使用氢氧化钠和氢氧化钾等碱性清洗剂可以去除金属表面的油脂、污垢和其他污染物。
2. 酸性清洗:使用酸性清洗剂,如盐酸或硝酸,可以去除金属表面的锈蚀和其他氧化产物。
3. 砂光:通过机械磨擦,使用砂纸和切割片等打磨工具,可以去除金属表面的较深层次的氧化物和污染。
4. 清水冲洗:使用清水彻底冲洗金属表面,以去除清洗和砂光后留下的污染物和化学残留物。
二、两种常用的磷化工艺1. 锌磷化锌磷化是一种常见的磷化工艺,通常用于不锈钢和钢铁等金属表面。
锌磷化的优点是其能够在金属表面形成一层较为均匀的磷化层,并且其耐腐蚀性能和附着力都很高。
在锌磷化之前,可以先使用碱性和酸性清洗剂进行表面处理,以确保金属表面干净无杂质。
磷化前的清洗处理可以使用高压冲洗机进行清洗处理,彻底去除表面密封处和蚀刻剂等残余物,确保磷化结果的均匀稳定。
2. 镍磷化镍磷化是另一种常见的磷化工艺,同样也适用于不锈钢和钢铁等金属表面。
镍磷化的优点是它能够为金属表面提供良好的耐腐蚀性能和良好的润滑性,从而可以延长金属件的使用寿命。
在进行镍磷化之前,同样需要进行先进行表面清洗以去除金属表面的杂质和污染物。
接着,使用含有镍离子和磷酸盐的电解液进行磷化处理,镍磷磷化能够在金属表面形成一层厚度大约为1-20微米的镍合金层。
在磷化过程中,磷酸盐和镍离子是两个关键的组成部分,可以在镍磷磷化防腐体系的制备中,添加提高镍磷磷化涂层的附着力、防腐性能和电学性能。
磷化前的预处理和两种常用磷化工艺随着制造工艺的不断发展,磷化成为了一种重要的金属表面处理工艺。
磷化可以为金属表面提供保护,增加金属表面的硬度和耐腐蚀性,同时还能提高金属表面的色泽和外观。
然而,在进行磷化前需要进行预处理,以确保磷化效果的稳定性和良好性。
本文将讨论磷化前的预处理以及两种常用的磷化工艺。
一、磷化前的预处理1.清洗:清洗是一种最基本的预处理工艺,其作用是将金属表面的污垢、油脂、氧化物等杂质清除干净,以便于后续的加工。
通常情况下,清洗方法包括机械清洗、化学清洗和超声波清洗等。
2.脱脂:脱脂是一种去除金属表面脂肪酸和有机物质的工艺,通常使用的溶剂包括酒精、石油醚、氯化甲烷等,还可以使用碱性清洗剂和热水清洗。
3.酸洗:酸洗是一种采用酸性介质刻蚀,去除金属表面氧化物和其他杂质的工艺。
一般使用的酸洗液包括硝酸、硫酸、氢氧化钾等。
酸洗通常使用时需要注意控制酸洗液的浓度和温度,以免对金属表面造成损害。
4.去锈:去锈是一种去除金属表面氧化层和锈蚀的工艺。
根据金属的不同,采用的去锈方法也不同,比如对于铁基金属,可以采用机械去锈、酸洗或者电化学去锈。
二、常用的磷化工艺1.锌磷化工艺:锌磷化工艺是一种使用酸性磷酸盐溶液,在金属表面形成锌磷化层的工艺。
锌磷化层具有重量轻、均匀、致密和耐腐蚀性强等优点。
此外,锌磷化还可以增加金属的抗紫外线能力。
2.镉磷化工艺:镉磷化工艺是一种使用含镉盐和磷酸盐的溶液,在金属表面形成镉磷化层的工艺。
镉磷化层具有均匀、细致、低表面电阻和良好的防腐蚀性能的优点。
但是由于镉具有较强的毒性,目前在大型生产中不再使用镉磷化工艺。
三、磷化前的注意事项1.操作人员应该严格遵守操作规程,以保证操作过程的安全。
2.磷化过程应该在相对干燥的环境下进行,以避免溶液受潮。
3.磷化工艺前应该对金属表面进行充分预处理,确保磷化层的质量稳定和可靠。
4.磷化工艺过程中需要对磷化液的温度、浓度等参数进行严格控制,以确保磷化层的质量和稳定性。
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。
钢板磷化处理钢板磷化处理是一种常见的表面处理方法,用于提高钢板的耐腐蚀性能和涂层附着力。
本文将介绍钢板磷化处理的原理、工艺和应用。
一、磷化处理的原理钢板磷化处理是通过在钢板表面形成一层磷化物膜来改善钢板的性能。
磷化物膜主要由磷酸盐和金属磷化物组成,具有良好的耐腐蚀性和涂层附着力。
磷化处理的原理是在酸性磷酸盐溶液中,通过与钢板表面的金属离子反应,形成磷化物膜。
二、磷化处理的工艺1. 表面准备:在进行磷化处理之前,需要对钢板表面进行清洗和除油处理,以确保磷化液能够充分接触到钢板表面。
2. 磷化液配制:根据不同的磷化要求,可以选择不同的磷化液配方。
常用的磷化液包括酸性磷酸盐溶液和含有磷酸盐的有机溶液。
3. 磷化处理:将钢板浸泡在磷化液中,通过控制温度、浸泡时间和搅拌等条件,使磷酸盐与钢板表面的金属离子发生反应,形成磷化物膜。
4. 清洗和中和:磷化处理后,需要对钢板进行清洗和中和处理,以去除残留的磷酸盐和酸性物质,防止对后续工艺和涂层质量产生影响。
三、磷化处理的应用1. 防腐蚀:磷化处理后的钢板表面形成的磷化物膜具有良好的耐腐蚀性能,可以有效地防止钢板被氧化、腐蚀和锈蚀。
2. 涂层附着力:磷化处理可以增加钢板表面的粗糙度,提高涂层与钢板的附着力,使涂层更加牢固耐用。
3. 摩擦减少:磷化处理后的钢板表面形成的磷化物膜具有一定的润滑性,可以减少钢板之间的摩擦,提高机械设备的工作效率。
4. 装饰效果:磷化处理可以改变钢板表面的颜色和光泽,使其具有更好的装饰效果,广泛应用于家具、建筑和汽车等领域。
钢板磷化处理是一种重要的表面处理方法,通过形成磷化物膜来提高钢板的耐腐蚀性能和涂层附着力。
磷化处理的工艺需要严格控制各项参数,以确保处理效果的稳定性和一致性。
在实际应用中,磷化处理可以有效地提高钢板的性能,延长其使用寿命,并广泛应用于各个领域。
磷化处理工艺操作规程磷化处理是一种常温下的表面处理工艺,可以用于金属材料的防腐、增加耐磨性和润滑性等方面。
下面是一份磷化处理(常温)工艺操作规程,详细描述了该工艺的操作步骤和注意事项。
一、工艺介绍磷化处理是通过化学反应将金属表面形成一层磷化物层,从而改变金属表面的性质。
磷化处理可以增加金属材料的耐腐蚀能力,增加机械强度,增加润滑性,延长使用寿命等。
二、工艺设备和材料准备1.磷酸:将适量的磷酸溶解在适量的水中,配制成10%的磷酸溶液。
2.清洗槽:用于清洗金属材料的槽体,可选用聚乙烯或聚丙烯等材料制作。
3.黑色磷化剂:将适量的草酸铵和一氧化亚铁混合制成的磷化剂。
三、工艺操作步骤1.清洗:将金属材料放入清洗槽中,用清水将金属材料表面的油污和尘土洗净。
2.酸洗:将金属材料放入装有10%磷酸溶液的清洗槽中,在搅拌的同时,将金属材料表面的氧化皮和杂质酸洗掉。
酸洗时间一般为10-15分钟。
3.冲洗:将金属材料从磷酸溶液中取出,用清水冲洗干净,确保金属材料表面没有酸液残留。
4.磷化:将清洗干净的金属材料放入装有黑色磷化剂的磷化槽中,保持常温静置,时间根据材料的具体情况决定,一般为30-60分钟。
5.冲洗:将磷化完成的金属材料从磷化槽中取出,用清水冲洗干净,除去表面的磷化剂残留。
6.干燥:将冲洗干净的金属材料放入通风良好的地方,自然晾干。
四、注意事项1.操作时需佩戴防护手套和眼镜,以免酸液对皮肤和眼睛造成伤害。
2.操作过程中需注意防止酸液溅到周围环境或其他设备上,以免造成腐蚀。
3.磷化剂需按照一定比例混合制备,不得随意更改配方。
4.操作环境应通风良好,避免吸入磷化剂气体。
5.操作完成后,应及时清洁工作台和设备,避免磷化剂的残留。
五、工艺效果评估1.观察磷化处理后的金属材料表面是否呈现均匀的黑色。
2.通过化学测试,检测金属材料表面的磷化层厚度是否符合要求。
3.对磷化处理后的金属材料进行腐蚀试验,评估其耐腐蚀性能。
4.对磷化处理后的金属材料进行涂层附着力测试,评估其润滑性和耐磨性。
磷化处理工艺流程|表面处理黑色磷化工艺磷化处理工艺流程磷化(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:1)给基体金属提供保护,在一定程度上防止金属被腐蚀;2)用于涂漆前打底,提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力;3)在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。
施工方法(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,最好用不锈钢或橡胶衬里的槽子,不锈钢加热管道应放在槽两侧。
(2)喷淋磷化适用于中、低温磷化工艺,可处理大面积工件,如汽车、冰箱、洗衣机壳体。
特点:处理时间短,成膜反应速度快,生产效率高,且这种方法获得的磷化膜结晶致密、均匀、膜薄、耐蚀性好。
(3)刷涂磷化上述两种方法无法实施时,采用本法,在常温下操作,易涂刷,可除锈蚀,磷化后工件自然干燥,防锈性能好,但磷化效果不如前两种。
磷化处理工艺流程除油→水洗→水洗→表调→磷化处理→水洗→水洗→烘干→涂装磷化处理工艺是整个前处理工艺相当为重要的一个环节,其反应机理复杂且影响因素较多,因此磷化处理工艺槽液相对于其它槽液的生产过程控制要复杂得多。
(1)酸比(总酸度与游离酸度的比值)提高酸比可加快磷化处理工艺反应速度,使磷化处理工艺膜薄而细致,但酸比过高会使膜层过薄,易引起磷化处理工艺工件挂灰;酸比过低,磷化处理工艺反应速度缓慢,磷化处理工艺晶体粗大多孔,耐蚀性低,磷化处理工艺工件易生黄锈。
一般来说磷化处理工艺yao液体系或配方不同其酸比大小要求也不同。
(2)温度槽液温度适当提高,成膜速度加快,但温度过高,会影响酸比的变化,进而影响槽液的稳定性,同时膜层晶核粗大,槽液出渣量增大。
(3)沉渣量随着磷化处理工艺反应的不断进行,槽液内的沉渣量会逐渐增多,过量的沉渣会影响工件表面的界面反应,导致磷化处理工艺膜发花、挂灰严重,甚至不成膜,因此槽液必须根据处理的工件量和使用时间适时进行倒槽,进行清渣除淤。
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磷化处理工艺流程磷化处理工艺流程是一种常用的表面处理方法,用于提高金属材料的耐蚀性和涂层附着力。
下面我将介绍一种常见的磷化处理工艺流程。
磷化处理工艺流程主要包括以下几个步骤:清洗、酸洗、磷化、中和、水洗和干燥。
首先是清洗步骤。
清洗是为了去除金属材料表面的油污、尘埃和其他杂质。
通常使用碱性清洗液进行清洗,可以使用碱性溶液或者碱性洗涤剂。
清洗时间一般为10-15分钟,温度一般控制在40-60摄氏度。
然后是酸洗步骤。
酸洗是为了去除金属材料表面的氧化层和铁皮。
通常使用酸性溶液进行酸洗,常用的酸有盐酸、硝酸和硫酸。
酸洗时间一般为5-10分钟,温度一般控制在40-60摄氏度。
接下来是磷化步骤。
磷化是将金属表面形成一层磷化膜,提高金属材料表面的耐蚀性和涂层附着力。
磷化一般使用磷酸盐类溶液进行,常用的磷酸盐有锌磷化、铁磷化和锰磷化等。
磷化时间一般为10-15分钟,温度一般控制在40-60摄氏度。
然后是中和步骤。
磷化完成后,需要将金属材料表面残留的酸性物质进行中和。
中和一般使用碱性溶液进行,常用的碱性物质有氢氧化钠和氢氧化钾。
中和时间一般为5-10分钟,温度一般控制在40-60摄氏度。
接下来是水洗步骤。
水洗是为了将金属材料表面的杂质和化学药剂彻底清除。
水洗一般使用自来水或者去离子水进行,水洗时间一般为5-10分钟。
最后是干燥步骤。
干燥是为了将金属材料表面的水分蒸发掉,防止水分残留导致金属材料再次氧化。
干燥可以通过自然干燥或者加热烘干进行,干燥时间一般为10-15分钟。
以上就是一种常见的磷化处理工艺流程。
通过这个工艺流程可以有效地提高金属材料的耐蚀性和涂层附着力,使其更加适合各种应用领域。
磷化处理工艺流程的具体参数可以根据实际情况进行调整,以获得最佳的处理效果。
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。
原理及应用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。
磷化基础知识一、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。
2、磷化原理钢铁件浸入磷化液(由Fe(H2PO4)2、Mn(H2PO4)2、Zn(H2PO4)2 组成的酸性稀水溶液,PH值为1-3,溶液相对密度为1.05-1.10)中,磷化膜的生成反应如下:吸热3Zn(H2PO4)2 =Zn3(PO4)2↓+4H3PO4 或吸热吸热3Mn(H2PO4)2 =Mn3(PO4)2↓+4H3PO4吸热钢铁工件是钢铁合金,在磷酸作用下,Fe和FeC3形成无数原电池,在阳极区,铁开始熔解为Fe2+,同时放出电子。
Fe+2H3PO4= Fe (H2PO4)2+H2↑Fe =Fe2+ +2e-在钢铁工件表面附近的溶液中Fe2+不断增加,当Fe2+与HPO42-,PO43-浓度大于磷酸盐的溶度积时,产生沉淀,在工件表面形成磷化膜:Fe(H2PO4)2= FeHPO4↓+ H3PO4Fe+ Fe(H2PO4)2 =2FeHPO4↓+ H2↑3FeHPO4= Fe 3(PO4)2↓+ H3PO4Fe+ 2FeHPO4 =Fe 3(PO4)2↓+H2↑阴极区放出大量的氢:2H+ +2e- =H2↑O2 + 2H20 =4e- + 4OH-总反应式:吸热3Zn(H2PO4)2= Zn3(PO4)2↓+4H3PO4吸热吸热Fe+3Zn(H2PO4)2= Zn3(PO4)2↓+FeHPO4↓+3 H3PO4+2 H2↑放热二、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。
2、按磷化液成分分类(1)锌系磷化(2)锌钙系磷化(3)铁系磷化(4)锰系磷化(5)复合磷化磷化液由锌、铁、钙、镍、锰等元素组成。
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。
4、按磷化膜质量分类(1)重量级(厚膜磷化)膜重7.5 g/m2以上。
(2)次重量级(中膜磷化)膜重4.6-7.5 g/m2。
(3)轻量级(薄膜磷化)膜重1.1-4.5 g/m2。
(4)次轻量级(特薄膜磷化)膜重0.2-1.0 g/m2。
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,最好用不锈钢或橡胶衬里的槽子,不锈钢加热管道应放在槽两侧。
(2)喷淋磷化适用于中、低温磷化工艺,可处理大面积工件,如汽车、冰箱、洗衣机壳体。
特点:处理时间短,成膜反应速度快,生产效率高,且这种方法获得的磷化膜结晶致密、均匀、膜薄、耐蚀性好。
(3)刷涂磷化上述两种方法无法实施时,采用本法,在常温下操作,易涂刷,可除锈蚀,磷化后工件自然干燥,防锈性能好,但磷化效果不如前两种。
三、磷化作用及用途1、磷化作用(1)涂装前磷化的作用①增强涂装膜层(如涂料涂层)与工件间结合力。
②提高涂装后工件表面涂层的耐蚀性。
③提高装饰性。
(2)非涂装磷化的作用①提高工件的耐磨性。
②令工件在机加工过程中具有润滑性。
③提高工件的耐蚀性。
2、磷化用途钢铁磷化主要用于耐蚀防护和油漆用底膜。
(1)耐蚀防护用磷化膜①防护用磷化膜用于钢铁件耐蚀防护处理。
磷化膜类型可用锌系、锰系。
膜单位面积质量为10-40 g/m2。
磷化后涂防锈油、防锈脂、防锈蜡等。
②油漆底层用磷化膜增加漆膜与钢铁工件附着力及防护性。
磷化膜类型可用锌系或锌钙系。
磷化膜单位面积质量为0.2-1.0 g/m2(用于较大形变钢铁件油漆底层);1-5 g/m2(用于一般钢铁件油漆底层);5-10 g/m2(用于不发生形变钢铁件油漆底层)。
(2)冷加工润滑用磷化膜钢丝、焊接钢管拉拔单位面积上膜重1-10 g/m2;精密钢管拉拔单位面积上膜重4-10 g/m2;钢铁件冷挤压成型单位面积上膜重大于10 g/m2。
(3)减摩用磷化膜磷化膜可起减摩作用。
一般用锰系磷化,也可用锌系磷化。
对于有较小动配合间隙工件,磷化膜质量为1-3 g/m2;对有较大动配合间隙工件(减速箱齿轮),磷化膜质量为5-20 g/m2。
(4)电绝缘用磷化膜一般用锌系磷化。
用于电机及变电器中的硅片磷化处理。
四、磷化膜组成及性质分类磷化液主要成份膜组成膜外观单位面积膜重/ g/m2锌系Zn(H2PO4)2 磷酸锌和磷酸锌铁浅灰→深灰1-60锌钙系Zn(H2PO4)2和Ca (H2PO4)2 磷酸锌钙和磷酸锌铁浅灰→深灰1-15 锰系Mn(H2PO4)2 和Fe(H2PO4)2 磷酸锰铁灰→深灰1-60锰锌系Mn(H2PO4)2 和Zn(H2PO4)2 磷酸锌、磷酸锰、磷酸铁混合物灰→深灰1-60铁系Fe(H2PO4)2 磷酸铁深灰色5-102.磷化膜组成磷化膜为闪烁有光,均匀细致,灰色多孔且附着力强的结晶,结晶大部分为磷酸锌,小部分为磷酸氢铁。
锌铁比例取决于溶液成分、磷化时间和温度。
3、性质(1)耐蚀性在大气、矿物油、植物油、苯、甲苯中均有很好的耐蚀性,但在碱、酸、水蒸气中耐蚀性较差。
在200-300℃时仍具有一定的耐蚀性,当温度达到450℃时膜层的耐蚀性显著下降。
(2)特殊性质如增加附着力,润滑性,减摩耐磨作用。
五、磷化工艺流程除油除锈→水洗→磷化→水洗→磷化后处理六、影响因素1、温度温度愈高,磷化层愈厚,结晶愈粗大。
温度愈低,磷化层愈薄,结晶愈细。
但温度不宜过高,否则Fe2+ 易被氧化成Fe3+,加大沉淀物量,溶液不稳定。
2、游离酸度游离酸度指游离的磷酸。
其作用是促使铁的溶解,已形成较多的晶核,使膜结晶致密。
游离酸度过高,则与铁作用加快,会大量析出氢,令界面层磷酸盐不易饱和,导致晶核形成困难,膜层结构疏松,多孔,耐蚀性下降,令磷化时间延长。
游离酸度过低,磷化膜变薄,甚至无膜。
3、总酸度总酸度指磷酸盐、硝酸盐和酸的总和。
总酸度一般以控制在规定范围上限为好,有利于加速磷化反应,使膜层晶粒细,磷化过程中,总酸度不断下降,反映缓慢。
总酸度过高,膜层变薄,可加水稀释。
总酸度过低,膜层疏松粗糙。
4、PH值锰系磷化液一般控制在2-3之间,当PH﹥3时,共件表面易生成粉末。
当PH‹1. 5时难以成膜。
铁系一般控制在3-5.5之间。
5、溶液中离子浓度①溶液中Fe2+极易氧化成Fe3+,导致不易成膜。
但溶液中Fe2+浓度不能过高,否则,形成的膜晶粒粗大,膜表面有白色浮灰,耐蚀性及耐热性下降。
②Zn2+的影响,当Zn2+浓度过高,磷化膜晶粒粗大,脆性增大,表面呈白色浮灰;当Zn2+浓度过低,膜层疏松变暗。
七、磷化后处理目的:增加磷化膜的抗蚀性、防锈性。
八、磷化渣1、磷化渣的影响①磷化中生成的磷化渣,既浪费药品又加大清渣工作量,处理不好还影响磷化质量,视为不利。
②磷化中在生成磷化渣的同时还会挥发出磷酸,有助于维持磷化液的游离酸度,保持磷化液的平衡,视为有利。
2、磷化渣生成的控制①降低磷化温度。
②降低磷化液的游离酸度。
③提高磷化速度,缩短磷化时间。
④提高NO-3 与PO3-4的比值。
九、磷化膜质量检验①外观检验肉眼观察磷化膜应是均匀、连续、致密的晶体结构。
表面不应有未磷化德的残余空白或锈渍。
由于前处理的方法及效果的不同,允许出现色泽不一的磷化膜,但不允许出现褐色。
②耐蚀性检查⑴浸入法将磷化后的样板浸入3﹪的氯化钠溶液中,经两小时后取出,表面无锈渍为合格。
出现锈渍时间越长,说明磷化膜的耐蚀性越好。
②点滴法室温下,将蓝点试剂滴在磷化膜上,观察其变色时间。
磷化膜厚度不同,变色时间不同。
厚膜﹥5分钟,中等膜﹥2分钟,薄膜﹥1分钟。
十、游离酸度及总酸度的测定1、游离酸度的测定用移液管吸取10 ml试液于250ml锥形瓶中,加50ml蒸馏水,加2—3滴甲基橙指示剂(或溴酚蓝指示剂)。