磷化促进剂
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磷化配方中的主要成分12310.280.80.80.8412 310.05231236试样号镍含量成膜时间试样号镍含量成膜时间1 0 60 4 0.42 202 0.1 40 5 0.80 153 0.2 30 6 0.92 5上表为镍含量对磷化膜成膜速度的影响试样号镍含量磷化膜碱容量1 0.15 0.006 16s.12.38.76s.38.152 0.42 0.01 16s.5.75.76s.19.543 0.93 0.015 16s ,2.44 .76s .7.32上表为镍行量对磷化膜耐碱能力的影响G:钼酸盐促进剂;这也是新型磷化粉(液)中较多使用的促进剂。
其作用和优点为;1钼酸盐在酸性磷化槽液中具有很强的氧化性,并与磷化液主要成分之间有很好的缓蚀协同作用。
钼酸盐是常温磷化较理想的金属氧化性促进剂。
它既有加速作用,也可以起到缓蚀作用活化作用和降低膜重的作用,形成的磷化膜薄而致密。
2钼酸盐不仅提高磷化膜的防护性,涂装性,并可以降低磷化槽液中有效成分的消耗,减少沉渣的生成。
溶液稳定性好,使用寿命长,操作简便,调整容易。
3钼酸盐促进剂不需要与其它氧化剂联合使用即可迅速成膜。
而且不需要表调。
减少工序,提高生产效率。
配方成分简单。
4含钼酸盐促进剂的磷化槽液在有溶解氧存在的溶液中比没有的溶液更为有利,适宜采用喷淋方式处理。
5;在使用过程中对环境污染小,对人健康危害少。
H:氟化物;包括氟化钠,氟硅酸钠等。
其作用表现在以下三个方面。
1氟离子在低温和常温条件下对磷化的促进作用有效,它可以促进金属的腐蚀,使其表面呈现有利于磷化膜晶核形成的活性区,从而加速磷化膜的形成,细化磷化膜的景粒,使膜更加致密。
2它是低温和常温磷化液的有效的PH值调节剂。
当3 5163123 712 332 1234 5 6 7 8制不好。
金属表面构造不好9表面调整表面调整的作用是使磷化膜晶粒细化致密。
金属在酸洗后表面难以磷化成膜。
常采用钛盐或草酸进行表面调整。
铬是一种具有银白色光泽的金属,无毒,化学性质很稳定,不锈钢中便含有12%以上的铬。
常见的铬化合物有六价的铬酐、重铬酸钾、重铬酸钠、铬酸钾、铬酸钠等;三价的三氧化二铬(铬绿、Cr2O3);二价的氧化亚铬。
铬的化合物中以六价铬毒性最强,三价铬次之。
据研究表明,铬是哺乳动物生命与健康所需的微量元素。
缺乏铬可引起动脉粥样硬化。
成人每天需500-700微克铬,而在一般伙食中每天仅能提供50-100微克。
红糖全谷类糙米、未精制的油、小米、胡萝卜、豌豆含铬较高。
铬对植物生长有刺激作用,微量铬可提高植物收获量;但浓度稍高,又可抑制土壤内有机物质的硝化作用。
铬酸、重铬酸及其盐类对人的粘模及皮肤有刺激和灼烧作用、并导致伤、接触性皮炎。
这些化合物以蒸气或粉尘方式进入人体,均会引中鼻中隔穿孔、肠胃疾患、白血球下降、类似哮喘的肺部病变。
皮肤接触铬化物,可引起愈合极慢的“铬疮”,当空气中铬酸酐的浓度达0.15~0.31毫克/立方米时就可使鼻中隔穿孔。
三价铬还是一种蛋白凝聚剂。
有人认为,六价铬可诱发肺癌。
此外,六价铬,特别是铬酸对下水系统金属管道有强文化馆作用,浓度2为0.31mg/l的重铬酸钠即可腐蚀管道。
含3.4-17.3mg/l 的三价铬废水灌田,就能使所有植物中毒。
铬的污染主要由工业引起。
铬的开采、冶炼、铬盐的制造、电镀、金属加工、制革、油漆、颜料、印染工业,都会有铬化合物排出。
如制革工业通常处理一吨原皮,要排邮含铬410mg/l的废水50-60吨;若每天处理原皮十吨,则年排铬72-86吨。
防治铬的污染要从改革工艺和综合利用多考虑,如电镀的铬雾回收、低铬镀铬;铬渣制铸石、青砖和铬木质素;镀铬废水回收氢氧化铬再经锦绿等等。
电解金属锰制造四氧化三锰的主体材料,另外由于纯度高、杂质少,是生产不锈钢、高强度低合金钢、铝锰合金、铜锰合金等的重要合金元素,也是电焊条、铁氧体、永磁合金元素,及许多医药化工用锰盐生产中不可缺少的原料;新开发的减振合金也需用电解金属锰。
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。
磷化液中促进剂主要配方成分磷化液中的促进剂是一种特殊的添加剂,用于增强磷化涂层的质量和性能。
磷化液是一种化学处理液,用于在金属表面形成磷化膜,以提供金属表面的耐腐蚀性和增强涂层的附着力。
促进剂通过改变磷化液的化学成分,促进磷化反应的进行,以获得更好的磷化效果。
下面将介绍磷化液中促进剂的主要配方成分。
磷化液中常见的促进剂成分有碱性物质、络合剂、表面活性剂和添加剂等。
这些成分的作用是在磷化液中提供酸性环境、增加磷化反应的效率、降低表面张力和控制磷化液的性能。
一、碱性物质碱性物质是磷化液中的主要促进剂成分之一、常见的碱性物质有氢氧化钠、氢氧化钾等。
碱性物质的作用是提供酸性环境,促进磷化反应的进行。
它能够中和金属表面的氧化膜,使得金属表面裸露出来,从而便于磷化反应的进行。
二、络合剂络合剂是磷化液中的另一个重要促进剂成分。
常见的络合剂有亚硝酸盐、草酸等。
络合剂的作用是与金属表面的阳离子形成络合物,使得金属表面的阳离子更容易与磷酸根离子发生反应,从而促进磷化反应的进行。
络合剂还可以降低金属离子的活性,从而减少金属离子的析出,增强磷化涂层的均匀性和致密性。
三、表面活性剂表面活性剂是磷化液中的另一种重要促进剂成分。
常见的表面活性剂有十二烷基硫酸钠、十二醇聚氧乙烯醚等。
表面活性剂的作用是降低磷化液的表面张力,使得磷化液更容易覆盖到金属表面,提高磷化涂层的均匀性和附着力。
同时,表面活性剂还可以改善磷化液的分散性,防止磷化涂层出现结块和水斑。
四、添加剂除了以上主要的促进剂成分外,磷化液中还可以添加一些其他的辅助剂。
常见的添加剂有缓冲剂、酸性物质、抗腐蚀剂等。
缓冲剂的作用是调节磷化液的pH值,维持磷化过程的稳定性。
酸性物质的作用是调整磷化液的酸度,以满足不同金属表面的要求。
抗腐蚀剂的作用是保护金属表面不受腐蚀,同时提高磷化涂层的抗腐蚀性能。
总之,磷化液中的促进剂主要包括碱性物质、络合剂、表面活性剂和添加剂等。
这些促进剂通过改变磷化液的化学成分,促进磷化反应的进行,以获得更好的磷化效果。
磷化常见问题参考常规参数:温度:常温配槽参数:磷化液:2.4%-4.8% 促进剂:0.06%总酸度:28-35点游离酸:0.6-1.4点促进剂:0.8-4点P H 值:2.5-3.5磷化时间:20-35分钟检测方法:总酸度:取工作液10ml至250ml的锥形瓶内,加入蒸馏水至50ml,滴入3-5滴的酚酞试剂,用0.1N的氢氧化钠滴定,滴至粉红为止,读取0.1N氢氧化钠的耗用量即总酸度数。
游离酸:取工作液10ml至250ml的锥形瓶内,加入蒸馏水至50ml,滴入3-5滴的溴酚兰试剂, 用0.1N的氢氧化钠滴定,滴至浅蓝色为止,读取0.1N氢氧化钠的耗用量即游离酸度数。
促进剂:用发酵管装满工作液,往发酵内加入3-4克的氨基磺酸,至到不在反应为止,准确的读取参数。
PH值: 建议用精密试纸测定。
配槽:(以1000L例)先向磷化槽内注入1/4的水,再加入计算好的促进剂0.06kg,再继续注入水,当水加至3/4时,再向里面加入计算好的磷化液48kg,最后补水至1000L。
检测总酸度与游离酸度,并用氢氧化钠或碳酸钠调整总酸度与游离酸至标准参数内。
注意:用氢氧化钠或碳酸钠调整时,先用水与计算好的氢氧化钠或碳酸钠溶解完全后,一边搅拌,一边慢慢的把氢氧化钠或碳酸钠溶液加入磷化槽内。
添加方法与日常维护:每m3槽液中添加2kg磷化液,总酸度上升一个点,游离酸度上升0.2点,添加促进剂0.3kg,促进浓度上升0.1点。
为了更好保证产品品质,建议每两个小时对磷化槽的参数进行化验一次,具体由客户自行安排。
每天开班时对槽液的浓度检测一下,并进行相应的添加。
市场优势:1. 我们的磷化液的配比只按4.8%,比同行产品使用量低。
在用量方面降低了您的成本。
2. 我们的磷化液是经过对常规的锌系磷化的配方进行了一系列的改进,沉渣少,提高了磷化的充分利用,同样降低您的成本。
3. 我们的磷化液一般可以处理70m2以上,处理面积高,在效率上的降低了您的成本。
一般规律是:磷化温度越高,游离酸度越高,生成的磷化膜越厚,但容易产生不细密和粗糙的磷化膜;如果游离酸偏低,磷化生成速度缓慢,但生成的磷化膜细密。
总酸度高,对磷化膜质量无明显影响,但如果总酸度过低,磷化膜生成速度变慢,往往在规定的时间内不能获得满意的磷化膜。
1、促进剂促进剂加速剂的含量对磷化过程影响较大,含量太低,反应速度慢,但太高又会导致金属表面钝化,阻止磷化膜的形成,因此NO2-,ClO3-等的含量必须严格控制。
(当促进剂浓度过高时,反应进行的速度会很快,成膜物质来不及沉淀在基材表面而生成残渣,造成磷化药剂的浪费。
由于促进剂的强氧化性,浓度过高还会使金属表面生成一种氧化膜。
)2、PH一般来说,锌系磷化液、锰系磷化液的pH值以2—3为宜,pH<1..5时,金属工件表面难以生成磷化膜,而造成工件铁的溶解大于磷酸盐的沉积,不起磷化作用而起了酸洗作用。
若pH值>3.0,则工件表面严重挂灰,生成大量粉末,造成磷化药剂的非生产性消耗,形成浪费。
以磷酸二氢铁为主的磷化液,pH值以3.0~3.5为宜。
3、游离酸游离酸度是指磷化槽液中的游离H+的浓度(含部分游离磷酸),单位为“点”。
其定义为:取10mL磷化槽液,以甲基橙3.1(红)-4.4(黄)或溴粉兰pH 3.0~4.6黄变蓝作指示剂,用0.1mol/LNaOH溶液滴定至终点,0.1mol/L NaOH消耗的毫升数,即为此磷化槽液的游离酸点数,也称游离酸度(FA)。
游离酸度是磷化控制的一个重要参数,磷化槽液中游离酸的来源是磷化剂中的游离磷酸,及磷化剂主成分磷酸二氢盐的电离。
其作用是促使金属(如铁)的溶解,以形成较多的晶核,使膜结晶致密。
控制游离酸度的目的在于控制磷化槽液中磷酸二氢盐的离解度,以便把磷化成膜离子预先控制在一个必须的范围之内,一般来说,磷化槽液的游离酸度过高、过低都会对磷化产生不良影响。
如果游离酸度过高,则磷化液与金属工件作用加快,会析出大量的氢,还将使得Fe(PO4) 2残渣大量生成。
磷化促进剂的作用与分类之一:氯酸盐氯酸根离子是一种强氧化剂,即使在中温50℃~60℃也能被迅速还原.氯酸盐可以直接氧化,在磷化过程产生的氢和亚铁。
氯酸根被还原后生成氯离子,在磷化膜形成过程中,会被磷化膜吸收,而且还能以络合物的形式参加结晶结构,不利于磷化膜的防蚀.但如果磷化后用水充分清洗就不会产生严重的影响。
该氯酸盐作加速剂通常加入氯酸钠,由于干燥的氯酸钠是一种强氧化剂,具有危险性,因此不能与易燃物放在一起,使用的时候应以水溶液的形式加入(也可以以氯酸锌的形式加入)。
氯酸盐在磷化剂中的浓度为0.75%~1%时均有效.氯酸盐可以氧化磷化液中的亚铁,在65℃~70℃的工作条件下,氧化亚铁使产生的磷酸与沉渣发生反应被中和掉,磷化液的酸度可保持稳定。
在室温条件下,氯酸盐也有促进作用,但在这种情况下,需要定期加入碱中和游离酸以保持磷化液的平衡.由于氯酸盐促进剂可以氧化亚铁,也可能会氧化锰,因此它几乎只能用于锌系磷化液磷化。
氯酸盐作促进剂的磷化液形成的磷化膜特别适合于冷拔丝工艺。
这种磷化液浸蚀性高,能够磷化对其他磷化液有较高抗蚀性的钢种。
但过多的氯酸盐会使磷化液中毒,使钢铁局部产生钝化膜,对磷化膜产生不利的影响,因此在使用上一定要掌握适当的浓度。
Darsey(U.S.P.2293716)提出用氯酸盐与亚硝酸盐联合使用作为促进剂的磷化液可以用于喷淋磷化。
近来,使用氯酸盐和有机硝基化合物作促进剂的磷化液广泛地用于低温喷淋磷化,这种磷化液具有高度的活性和稳定性,而且不会像用亚硝酸盐促进剂的磷化液那样产生有毒气体。
磷化促进剂的作用与分类之二:硝酸盐硝酸盐促进剂由于反应过程复杂,因此,应用于各种性能差别较大的磷化液。
该类型促进剂可以碱金属、锌或锰的硝酸盐形式加入。
磷化液的工作液含硝酸盐的浓度范围很宽,硝酸根的加入量通常为1%~3%.磷化液的促进速度,通常以NO-3/PO43-比值表示。
该比值越高,生成磷化膜越快,但是膜重就越轻。
磷化液中促进剂主要配方成分磷化液中促进剂主要配方成分磷化液中促进剂的种类有很多,主要是有亚硝酸盐,硝酸盐,氯酸盐等等。
一种含有锆离子和一种有机硅烷的水溶液,该有机硅烷选自3-缩水甘油丙氧基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酸氧化三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷以及它们的混合物;选择锆离子的浓度以使该促进剂的pH值约为2.0至9.0。
磷化液中促进剂成分及优缺点henkel采用的促进剂应该是亚硝酸钠(1)NO-2是最常用的促进剂,常与NO3配合使用。
但NO-2不稳定、易分解,用NO-2作促进剂的磷化液都采用双包装的,使用时定量混合,并定期补加。
NO-2含量应严格控制在0.1~1.0g/L。
含量少,促进作用弱;含量过高,则渣多,且形成的膜粗厚,易泛黄。
(2)NO-3也是常用氧化剂,可直接加入到磷化液中,含量约0.8~10g/L。
NO-3/PO3-4比值越高,磷化膜形成越快,但过高会导致膜泛黄,单一使用NO-3会使磷化膜结晶粗大。
(3)ClO-3一般只用于锌系磷化。
ClO-3较稳定,无须经常补加,使用浓度为0.5%~1.0%。
但Cl-Y有腐蚀性会使磷化膜产生“白斑”等现象,故不单独使用。
(4)H2O2是工业应用中最强的促进剂,但不稳定、易分解,工艺上难以控制,渣多,不常用。
(5)MoO-4是较为理想的常温磷化促进剂〔18〕,并有钝化和净化作用,使用钼酸盐的突出优点为:沉渣少、溶液稳定、使用寿命长、易调整;单独使用能迅速形成薄而致密的膜层;可不进行磷化前金属基板的表面调整;直接参与成膜,成为膜的构成组分,从而降低了磷化液中有效成分的消耗等。
MoO-4的用量一般为1~4g/L。
(6)硝基化合物硝基弧、三硝基苯酚、硝基芳香族化合物等用作促进剂均有报道〔19〕。
使用较多、效果较好的是硝基苯磺酸钠(SNBS),具有控制范围宽、稳定性好等。
但其成本高,溶解度低不能混入浓缩液中,氧化后产生有色物质等,不能单独作用,必须与其他促进剂如ClO-3、NO-2、NO-3等配合使用。
中、低温磷化液中促进剂有什么重要意义
雷邦磷化液工程部编辑
为了加速磷化膜的形成速度,通常采用各种促进剂。
尤其在常(低)温磷化中,促进剂是不可缺少的。
迄今为止,人们已经开发出很多促进剂,但从其作用原理看,大体分为氧化型促进剂和金属盐促进剂两大类。
氧化型促进剂的作用主要是加速化学反应速度,即加速基体金属的溶解过程或反应过程中生成氢的反应,因而使成膜反应加快。
这一类促进剂有硝酸盐、亚硝酸盐、间硝基苯磺酸钠、氯酸盐以及过氧化物等。
金属盐促进剂主要使阴极区面积增大或提供有效的结晶中心,以加速结晶过程。
常用的有镍盐、铜盐及某些稀土化合物等。
其他的一些促进方法,如电促进法或磷化液喷射法及超声波促进法等其促进原理大体和上述促进剂的作用相同,或使化学反应速度加速,或使磷酸盐结晶过程顺利进行。
磷化液中的促进剂如何控制?
深圳雷邦磷化液工程部编辑
①通常磷化溶液中含有的促进剂除亚硝酸盐以外,其他如硝酸盐、氯酸盐、有机硝基化合物等均相对比较稳定,所以只需要定期分析并按分析结果补充消耗即可。
含亚硝酸盐的硝化溶液则由于在酸性溶液中会与游离磷酸作用而自然分解、在磷化膜的成膜过程中因产生去极化作用而消耗、与溶液中的亚铁盐反应形成高铁酸盐沉淀而消耗,特别是当亚硝酸盐与氯酸盐组合使用时,亚硝酸盐的分解更快,并使氯酸盐转变为氯化钠,因此在生产过程中必须勤测和勤加,否则将严重影响磷化的质量。
最好是在摸清消耗规律的基础上,采用连续补加的方法来维持其规定的浓度。
用商品磷化剂配制的溶液中是否含亚硝酸盐可用碘化物淀粉试纸检定。
②由于亚硝酸盐的化学分析是采用高锰酸钾标准溶液滴定来测定的,高锰酸钾在与亚硝酸盐反应的同时,也会与磷化溶液中所含的亚铁离子、.过氧化物或其他有机物分子发生氧化还原反应而消耗,因此只有在扣除了所有能与高锰酸钾反应的离子或物质所消耗的高锰酸钾标准溶液量之后,才是高锰酸钾标准溶液真正与亚硝酸盐反应所消耗的量。
用高锰酸钾标准溶液消耗的体积(rnL)即可求出亚硝酸盐在溶液中的浓度。
③为避免其他离子干扰亚硝酸盐的高锰酸钾滴定,亚硝酸盐的浓度分析也可以用还原法(糖量计法)测定。
用氨基磺酸或尿素还原亚硝酸盐并释放出氮气。
由于释放的气体体积(mL)与亚硝酸盐的浓度成正比,根据反应时所释放氮气体积(mL),即可对应地求出亚硝酸盐在溶液中的浓度。
科研开发2018·05168Chenmical Intermediate当代化工研究促进剂在磷化过程中的作用*杨洋 张浩 李涛涛(安徽祥源科技股份有限公司 安徽 233000)摘要:本文主要介绍了促进剂在磷化反应中的作用及反应机理,并对磷化工艺中常用几种促进剂的促进机理、特性及应用进行了具体阐述。
关键词:促进剂;磷化;磷化膜中图分类号:O 文献标识码:AFunction of Accelerator in Phosphating ProcessYang Yang, Zhang Hao, Li Taotao(Anhui Xiangyuan Science and Technology CO., LTD., Anhui, 233000)Abstract :This article mainly introduces the function and reaction mechanism of accelerators in phosphating reaction, and elaborates thepromotion mechanism, characteristics and applications of several accelerators commonly used in phosphating process.Key words :accelerator ;phosphating ;phosphating film1.前言金属工件浸没在磷化槽液中,使其表面发生化学反应和物理作用形成一层具有特殊结构和功能的化学转化膜的过程称为磷化过程,形成的化学转化膜称之为磷化膜。
根据金属工件磷化后处理的要求不同,需要得到的磷化膜在结构和组成上将有所不同。
而控制磷化膜结构和组成的各种因素中,促进剂的选择和使用无疑是个至关重要的因素。
当今,在磷化液的配置和使用过程中,常用的促进剂可分为氧化型促进剂、金属促进剂、复合促进剂等,以下将对促进剂在磷化过程中的反应机理和几种常用促进剂的功能作用进行讨论。
冷拔钢丝磷化液配方
一、磷化剂
磷化剂是冷拔钢丝磷化液中的主要成分,用于在钢丝表面形成磷化膜,提高钢丝的耐腐蚀性和涂装性能。
常用的磷化剂包括磷酸锌、磷酸铁、磷酸钙等。
二、促进剂
促进剂可以加速磷化反应的进行,缩短磷化时间,提高磷化效率。
常用的促进剂包括氧化剂、硝酸钙、柠檬酸等。
三、氧化剂
氧化剂的作用是提供足够的氧气,使钢丝表面的铁原子充分氧化,生成磷化膜。
常用的氧化剂包括硝酸钡、硝酸镁等。
四、硝酸钙
硝酸钙是一种强氧化剂,可以加速磷化反应的进行,同时还可以提高磷化膜的硬度和耐腐蚀性。
五、柠檬酸
柠檬酸的作用是络合钢丝表面的铁离子,使铁原子更容易被氧化,同时还可以抑制过度的氧化反应,防止磷化膜过厚。
六、硝酸锌
硝酸锌的作用是提供锌离子,与磷酸根离子结合形成磷酸锌,增加磷化膜的致密性和附着力。
七、镍盐
镍盐可以提高磷化膜的硬度和耐腐蚀性,同时还可以提高涂
装性能。
常用的镍盐包括硫酸镍、氯化镍等。
八、氟化钠
氟化钠的作用是调节溶液的PH值,使磷化反应在适宜的酸度下进行。
同时,氟离子还可以与铁离子络合,促进磷化膜的形成。
九、硝酸镁
硝酸镁的作用是提供镁离子,与磷酸根离子结合形成磷酸镁,增加磷化膜的硬度和耐腐蚀性。
十、硝酸钡
硝酸钡的作用是提供钡离子,与磷酸根离子结合形成磷酸钡,提高磷化膜的致密性和附着力。
同时,钡离子还可以络合铁离子,促进磷化膜的形成。
磷化液组成简介
磷化是金属与稀磷酸或酸性磷酸盐反应而形成磷酸盐保护膜的过程。
磷化液的主要成分是磷酸二氢盐,如Zn(H2PO4)2以及适量的游离磷酸和加速剂等。
加速剂主要起降低磷化温度和加快磷化速度的作用。
作为化学加速剂用得最多的氧化剂如NO3-、NO2-、CIO3-、H2O2等。
一般由磷化开槽剂(磷化建浴剂)、磷化补充剂、磷化调整剂、磷化促进剂几部分组成,其中开槽剂和补充剂为主要组成成分:开槽剂是首次建槽使用,补充剂是建槽之后的补充使用;磷化调整剂是调节磷化液的总酸和游离酸,以达到合适的酸比;磷化促进剂是一种氧化剂,主要去极化作用,促进磷化的反应速度。
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磷化处理的促进剂和辅助剂如何控制
雷邦磷化液工程部编辑
①为了促进磷化反应的进行,磷化液中要加入氧化剂和离子倾向低的金属盐作促进剂。
氧化剂可加快反应速度,离子化倾向低的金属盐可加速被处理金属的溶解,以促进磷化膜的形成。
氧化剂一般采用硝酸盐、亚硝酸盐、卤素含氧酸盐、过氧化氢、过锰酸盐、亚硫酸盐、醌类等,氧化剂不同,磷化膜性能也不同。
②离子倾向低的金属盐主要采用溶于水的铜盐和镍盐等。
磷化要求低温快速,这些促进剂是必要且不可少的,但采用添加铜、镍盐类的配方渐渐减少。
③辅助剂与酸比有关。
为了使游离酸保持一定,需添加多种碱,这些碱称为辅助剂。
这是为了加大酸比而使用的,不能随便添加或补充,最好在磷化液初配时加入或按每个时期的状态加入。
常规参数:温度:常温比重:1.38-1.50颜色:绿色配槽参数:磷化液:2.4%-4.8% 促进剂:0.06%总酸度:14-30点游离酸:0.6-1.4点促进剂:0.8-4点 P H 值:2.5-3.5磷化时间:8-20分钟检测方法:总酸度:取工作液10ml至250ml的锥形瓶内,滴入3-5滴的酚酞试剂,用0.1N的氢氧化钠滴定,滴至粉红为止,读取0.1N氢氧化钠的耗用量即总酸度数。
游离酸:取工作液10ml至250ml的锥形瓶内,加入蒸馏水至50ml,滴入3-5滴的溴酚兰试剂, 用0.1N的氢氧化钠滴定,滴至浅蓝色为止,读取0.1N氢氧化钠的耗用量即游离酸度数。
促进剂:用发酵管装满工作液,往发酵内加入3-4克的氨基磺酸,至到不在反应为止,准确的读取参数。
PH值: 建议用精密试纸测定。
配槽:(以1000L例)先向磷化槽内注入1/4的水,再加入计算好的促进剂0.06kg,再继续注入水,当水加至3/4时,再向里面加入计算好的磷化液48kg,最后补水至1000L。
检测总酸度与游离酸度,并用氢氧化钠或碳酸钠调整总酸度与游离酸至标准参数内。
注意:用氢氧化钠或碳酸钠调整时,先用水与计算好的氢氧化钠或碳酸钠溶解完全后,一边搅拌,一边慢慢的把氢氧化钠或碳酸钠溶液加入磷化槽内。
添加方法与日常维护:每m3槽液中添加2kg磷化液,总酸度上升一个点,游离酸度上升0.2点,添加促进剂0.3kg,促进浓度上升0.1点。
为了更好保证产品品质,建议每两个小时对磷化槽的参数进行化验一次,具体由客户自行安排。
每天开班时对槽液的浓度检测一下,并进行相应的添加。
常见的磷化质量问题及解决方法质量问题:无磷化膜或磷化膜不易形成外观现象:工件整体或局部无磷化膜,有时发蓝或有空白片产生原因:(1)工件表面有硬化层;(2)总酸度不够;(3)处理温度低;(4)游离酸太低;(5)脱脂不净或磷化时间偏短;(6)工件表面聚集氢气;(7)磷化槽液比例失调,如P2O5含量过低;(8)工件重叠或工件之间发生接触。
・讲 座・现代磷化技术回答(四)唐春华 (江西萍乡市江发集团公司,337055)16 常(低)温磷化促进剂种类以及使用 促进剂即对磷化过程起决定性加速作用的物质。
它通过阴极去极化作用和降低活化能来实现。
促进剂可分为氧化性促进剂和成膜促进剂;又可分为无机促进剂和有机促进剂;还可分为单一促进剂和复合促进剂。
由于它们的特性不同,所以使用方法有所区别。
分述如下:16.1 单一促进剂16.1.1 硝酸盐(氧化性促进剂)NO-3(以硝酸或硝酸盐形式加入)可加速钢铁的阳极溶解,反应式:2NO-3+12H++5Fe N2+ 5Fe2++6H2O。
随着Fe2+浓度增加,有利于晶核的迅速生成。
同时将多余的Fe2+氧化成Fe3+,避免Fe2+在溶液中富集。
因为Fe2+过多可抑制生长期的结晶沉积,磷化膜粗大,耐腐蚀性能降低。
另外将吸附于微阴极区的氢气氧化成水,起到阴极去极化作用,扩大微阴极与微阳极的面积比。
NO-3含量过低不利于磷化,但含量过高时(补充量大于消耗量),同样会影响磷化质量。
因成膜离子浓度相对减少,膜层变薄,易泛黄,且沉渣增多。
通常控制硝酸盐含量0.8~10g L左右。
硝酸盐在磷化过程中会受到亚硝酸盐和铜盐的催化作用,生成亚硝酸盐。
硝酸盐可加入到浓缩剂中。
16.1.2 亚硝酸盐(氧化性促进剂)NO-2(以碱性物质亚硝酸盐形式加入)是锌系磷化最好的促进剂之一,它与NO-3复合使用,对膜的形成有特殊的促进作用:降低金属电位和∃%;降低磷化温度;细化磷化晶粒;减少沉渣量(增加了Fe3+的溶解度。
NO-2与C l O-3搭配使用,还可减轻磷化膜重量。
NO-2的作用机理是作为钢铁的缓蚀剂,吸附于铁素体上,减缓钢铁的腐蚀溶解(随着NO-2含量升高,基体的溶解度降低),“封锁”微阳极区,扩大微阴极与微阳极的面积比;同时起到阴极去极化作用。
亚硝酸盐优点:控制方便,槽液管理简单,不易出现问题。
缺点:必须定期补充(每班或每天或隔几天补加一次)。
天津市东丽区⾦桥⼯业园凯达道4号邮编300300电话:+86.22.84891261传真:+86.22.84891261-808KAIDA ROAD NO.4,JINQIAO INDUSTRIAL PARK ,DONGLI DISTRICT ,TIANJIN ,CHINATEL:+86.22.84891261FAX:+86.22.84891261-808http://www.hantech.so HANADD-131磷化磷化促进剂促进剂Phosphating A ccelerator产品介绍Hanadd-131为磷化处理外加型复合促进剂,具有加速磷化反应,将Fe2+氧化成Fe3+;在促进磷化反应同时,保持磷化槽液稳定,降低膜厚,提高膜性能。
检测方法i.将磷化槽液装入经过标定的发酵管内。
ii.加入2-5g 氨基磺酸,且上下振动后。
iii.静置2-3min,此时产生的气量(刻度数)表示促进剂的浓度,1刻度为“1点”。
注:发酵管和由氨基磺酸可向华科化学的技术人员索取。
理化指标外观:透明液体比重:1.1~1.2工作参数每添加1.0kg 上升一个点(1000L)常温磷化:4~8低温磷化:2~4具体方法请参照磷化剂产品说明书。
健康安全眼睛:立即用大量水冲洗,后用氯霉眼药膏擦拭。
皮肤:大量水冲洗。
吞入:立即送入医院急救华科化学不会假设其不可能控制的或存在使用风险的条件或应用在其产品中。
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磷化促进剂的检测方法我折腾了好久磷化促进剂的检测方法,总算找到点门道。
一开始,我真的是瞎摸索。
我就知道磷化促进剂这东西很重要,它对磷化反应的速度和质量有着很大的影响。
我最早尝试从颜色上判断。
我想啊,也许不同效果的磷化促进剂在颜色上会有明显差别呢。
我就把几种不同的磷化促进剂放在透明小瓶子里看。
结果,我发现这办法根本不靠谱。
因为有好几种从外观上看颜色都差不多,根本不能确定它们的质量或者性质如何。
然后我就开始查资料看书。
书上说可以通过检测它反应过程中的气体释放量来判断,这可把我难住了。
我怎么测量这个气体释放量呢?我就自己想办法,用那种简单的排水法试着测量。
我拿个大玻璃容器,装满水,倒过来插在水里,然后把有磷化促进剂反应的容器跟这个连通。
我满心以为这个方法能行呢。
但是实际操作起来,问题太多了。
比如说气体泄漏啊,测量不准确啊。
而且我发现我很难控制反应条件,和书上说的那些标准化的实验条件差距很大。
那次失败后,我意识到自己真的不能乱试,得找更专业的方法。
接着,我想是否能从它跟别的物质的反应上来做检测呢。
拿一些和磷化促进机会发生反应的试剂来测试。
我开始一点点地试着混合,还记录每次的用量、反应时间和反应现象。
通过这个过程,我倒是发现了一些规律。
比如说,如果反应过于剧烈或者过缓,可能这个磷化促进剂的活性就不太正常。
但是这个方法也有很大的不确定性。
因为有的时候也可能是我混合时的操作误差导致反应现象的差别。
后来我了解到可以用专业的仪器,像滴定仪之类的。
刚开始用的时候,操作起来挺难的。
我得搞清楚各种参数的设置,可那些参数都是一些很晦涩的词。
我犯了不少错,比如说滴定液的浓度选错了,导致结果完全不对。
经过很多次试验,我算是摸清楚滴定的时候,那种缓慢而稳定的滴入速度很重要,就像倒水不能一下倒太多一样。
对于磷化促进剂的检测方法,我还不敢说我已经完全掌握。
但是从我的这些经历来看,要是刚开始做这个检测,像那种纯靠看颜色或者自己瞎做实验的方法尽量别用。
磷化促进剂的作用与分类之一:氯酸盐
氯酸根离子是一种强氧化剂,即使在中温50℃~60℃也能被迅速还原。
氯酸盐可以直
接氧化,在磷化过程产生的氢和亚铁。
氯酸根被还原后生成氯离子,在磷化膜形成过程中,会被磷化膜吸收,而且还能以络合物的形式参加结晶结构,不利于磷化膜的防蚀。
但如果磷化后用水充分清洗就不会产生严重的影响。
该氯酸盐作加速剂通常加入氯酸钠,由于干燥的氯酸钠是一种强氧化剂,具有危险性,因此不能与易燃物放在一起,使用的时候应以水溶液的形式加入(也可以以氯酸锌的形式加入)。
氯酸盐在磷化剂中的浓度为0.75%~1%时均有效。
氯酸盐可以氧化磷化液中的亚铁,在65℃~70℃的工作条件下,氧化亚铁使产生的磷酸与沉渣发生反应被中和掉,磷化液的
酸度可保持稳定。
在室温条件下,氯酸盐也有促进作用,但在这种情况下,需要定期加入碱中和游离酸以保持磷化液的平衡。
由于氯酸盐促进剂可以氧化亚铁,也可能会氧化锰,因此它几乎只能用于锌系磷化液磷化。
氯酸盐作促进剂的磷化液形成的磷化膜特别适合于冷拔丝工艺。
这种磷化液浸蚀性高,能够磷化对其他磷化液有较高抗蚀性的钢种。
但过多的氯酸盐会使磷化液中毒,使钢铁局部产生钝化膜,对磷化膜产生不利的影响,因此在使用上一定要掌握适当的浓度。
Darsey(U.S.P.2293716)提出用氯酸盐与亚硝酸盐联合使用作为促进剂的磷化液可以用于喷淋磷化。
近来,使用氯酸盐和有机硝基化合物作促进剂的磷化液广泛地用于低温喷淋磷化,这种磷化液具有高度的活性和稳定性,而且不会像用亚硝酸盐促进剂的磷化液那样产生有毒气体。
磷化促进剂的作用与分类之二:硝酸盐
硝酸盐促进剂由于反应过程复杂,因此,应用于各种性能差别较大的磷化液。
该类型促进剂可以碱金属、锌或锰的硝酸盐形式加入。
磷化液的工作液含硝酸盐的浓度范围很宽,硝酸根的加入量通常为1%~3%。
磷化液的促进速度,通常以NO-3/PO43-比值表示。
该比值越高,生成磷化膜越快,但是膜重就越轻。
由于在磷化过程中,硝酸根与磷酸根的消耗速度是不相同的,只有磷酸根进入膜中,所以补充磷化液用的浓溶液的NO-3/PO3-4明一比值应该低于配槽液用浓溶液的,这样才能保持该比值不变。
用硝酸盐做促进剂的磷化液,通常在65℃~95℃的温度范围内使用。
磷化促进剂的作用与分类之三:亚硝酸盐
亚硝酸盐是一种广泛使用的促进剂,特别适用于室温磷化液,通常是以亚硝酸钠的形式加入,使用浓度为0.1g/L~0.2g/L。
亚硝酸盐在高温是不稳定的,很容易分解,因此,该促进剂通常用于低温磷化液。
亚硝酸盐促进剂通常与硝酸盐联合使用。
用作喷淋磷化时,通常采用少量多次的方法以维持亚硝酸盐的浓度。
亚硝酸盐的缺点是在磷化过程中会产生腐蚀性气体,因此,如果生产线停止运转时,应该保证工件没有挂在磷化槽附近,否则会产生腐蚀。
目前用得很普遍的促进剂还是亚硝酸盐,特别是在喷射系统中被广泛采用。
但它具有下列缺点:
(1)稳定性差,当喷射操作时,甚至在无工件传送时,也会发生损失。
(2)由于亚硝酸盐分解的结果,腐蚀性氮氧化物积累在喷射通道中,会使工件锈蚀,特别是在生产线停产时。
(3)同样的氮氧化物,会积聚在设备的附近,构成有损健康的公害,特别是对维修工人。
鉴于上述的原因,对喷射工艺,目前寻找到了一种替换的促进剂体系。
氯酸盐当然可以单独使用,但是,它需要相当高的温度。
已经推出了一种氯酸盐和间硝基苯磺酸钠联合使用的促进剂,不论在中温还是在低温操作中,都是非常成功的。
亚硝酸盐促进剂在磷化过程中的含量检测,一般都采用发酵管的方法,该方法简单、直观、快捷,直接可以读出工作液中的促进剂的含量点数。
磷化促进剂的作用与分类之四:过氧化物
近代磷化液有采用过氧化物作促进剂的,如过氧化氢促进剂、过硼酸盐促进剂等。
过硼酸盐似乎更优越些,因为对促进剂用量和游离酸度的控制的要求都不十分严格,而且生成的沉渣量较少,磷化过程生成的硼酸盐也有利于磷化剂的稳定。
过氧化氢可能是最强的促进剂,而且还原产物是最没有害处的水。
但使用这样强的促进剂,对磷化液的工况和有效浓度都必须严格控制。
此外,在酸性磷化液中,过氧化氢很不稳定,所以必须采用连续少量加入的方法来维持有效的浓度,此浓度约为0.05g/L。
由于过氧化氢氧化磷酸亚铁时会释放出磷酸,因此,必须常常或连续加碱中和以维持磷化液的平衡。
最初采用氢氧化钠中和,但这样会导致钠离子积累过多,难以控制。
近来采用氧化锌和碳酸锌(以固体粉末或浆状形式加入)中和,这样,磷化液中除了少量不稳定的过氧化氢以外,就只含有锌和磷酸根了。
过氧化氢只能用于锌系磷化液,而且主要用于低温喷淋磷化。
采用过氧化氢作促进剂要求严格控制,而且生成的沉渣多,因此在这方面不如亚硝酸盐优越。
磷化促进剂的作用与分类之五:有机硝基化合物
使用有机硝基化合物促进剂始自1938年(B.P.NO.510684)。
有许多有机硝基化合物被推荐作为促进剂,但广泛使用的只有硝基胍。
硝基胍促进剂是很好的促进剂,最有吸引力的优点是硝基胍本身或其还原产物都没有腐蚀性,因此即使残留在工件上也不会产生腐蚀作用。
但硝基胍的使用也受到下列几个因素限制:①它的溶解度很低,所以不能配制在浓的磷化液中;②它不能氧化亚铁,所以为了控制磷化液中亚铁的积累,需要加入其他更强的氧化物;
③硝基胍是一种强烈的爆炸剂,所以未经稀释的固体不能运输。
但最近有机硝基化合物与过氯酸盐联合作用作室温磷化液的促进剂有了新的发展,对硝基酚和间硝基苯磺酸盐都是很好的促进剂。