铝件磷化处理

⾦属表⾯氧化发⿊和磷化发⿊处理的区别

发⿊：通常将⾦属⼯件浸⼊强氧化性的化学溶液中（氢氧化钠及亚硝酸钠⽔溶液），经⼀定

时间使表⾯⽣成⼀层美观、较致密且具有防锈作⽤的⿊⾊氧化铁薄膜。 磷化：⾦属⼯件（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。

发⿊的⽤途是为了防锈。发⿊处理⽬的：发⿊⽣成的致密氧化膜对⾦属表⾯起防锈作⽤；增

加⾦属表⾯的美观及光泽；消除淬⽕过程中的内应⼒。 磷化⽤途主要⽤于耐蚀防护和油漆⽤底

膜。磷化的⽬的主要是：给基体⾦属表⾯提供保护，在⼀定程度上防⽌⾦属表⾯被腐蚀；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作⽤。

发⿊和磷化的区别在⼯艺和药剂选择差异很⼤，发⿊主要⽤氢氧化钠和亚硝酸钠在147～

152℃煮制成。其碱性较强。 磷化主要成分就是磷酸及主盐，如：锌，钙，锰等。温度5-95度

不等。磷化耐蚀性要⽐发⿊好许多。

发⿊ 磷化

２００７年２月　涂料涂装与电镀　２１　

摘要　维护。　关键词　铝材磷化的工艺特点及槽液维护　

张彦洪　柯元和　方启华　

（１　南京理工大学，江苏南京，２１００９４；　２浙江黄岩利民电镀材料有限公司，浙江黄岩，３１８０２０）　

实验研究了铝合金的多种磷化工艺，筛选了合理的工艺参数，分析讨论了铝合金磷化的工艺特点及槽液　

铝合金；磷化处理；工艺实践　

ｌ前言　

铝及铝合金的化学转化膜有氧化膜、铬酸盐膜、　

磷酸盐膜以及磷酸盐一铬酸盐膜等多种类型。其中　

大部分都含有六价铬（ｏ６　）的化学成分。由于六价　

铬毒性高且易致癌，它的工业应用已受到严格的限　

制。近年来，由于锌磷化膜工艺污染小，且适当厚度　

的膜有良好的涂装性能，成了铝合金化学转化膜的　

一个重要发展方向。　

但是，铝及其合金的磷化要比铁、锌工件的磷化　

困难得多。目前，国内已经形成规模生产的，大多是　

铝件与钢铁件的混合磷化…１，而单独用于铝材的磷　

化工艺，只见到少量的研究报导。　

为了加深对铝材磷化的认识，笔者先后做了铝　

合金的锌磷化、锌锰磷化、锌钙磷化和碱金属磷化等　

多种实验，从中筛选了较好的配方和工艺参数，并对　

实验中观察到的一些现象，进行了初步分析和推断。　

本文着重介绍铝材磷化的工艺特点及槽液维　

护，其中部分内容是综合了目前所见的有关资料，以　

供同行参考。　

２磷化实验　

２．１　工艺流程　脱脂一碱蚀一活化一表调一磷化。　

脱脂：采用弱碱性配方，溶液ｐＨ　８—１０，５５￣Ｃ左　右，浸泡５ｍｉｎ。　

碱蚀：配方为工业片碱（ＮａＯＨ）４０ｇ／Ｌ，柠檬酸铵　

ｌ０　Ｌ。５５　ｏ【＝左右，浸泡２ｍｉｎ。　活化：硝酸（ＨＮ０３）２００ｇ／Ｌ。常温，浸泡１０ｓ。　以上各工序之后都要将工件清洗一遍。　

表调：对于锌磷化是必不可少的，其它种类磷化　

则可以省去这一工序。　

２．２锌盐磷化　基础配方：Ｚｎ２　８ｇ／Ｌ；１９０４　一１２ｇ／Ｌ；ＮＯ３—１２ｇ／Ｌ；　

Ｆ—ｌｇ／Ｌ；Ｆｅ２　适量；ＮＡＮ０２１．５ｇ／Ｌ。　

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。

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。同时，铝合金材料硬度低、耐磨性差，也使其常发生磨蚀破损。因此铝合金在使用前往往需经过相应的表面处理以满足其对环 境的适应性和安全性，减少腐蚀，延长使用寿命。