钢铁磷化技术及其发展
第3章 钢铁的磷化
Metal grains
Amorphous precipitation
B段：电势变正，形成磷化膜非晶底层 3Me(H2PO4)2 → Me3(PO4)2 ↓+ 4H3PO4
a' 段：基体金属还在继续溶解 Fe + 2H3PO4→Fe(H2PO4)2 + H2↑
Iron phosphate
C段：电势缓慢变正，对应磷化膜的形成过程
1~60
锰系 铁系 锌钙系
1~60 5~10 1~15
[Zn2Ca(PO4)2•2H2O 浅灰→深灰 ] 结晶状 [Zn2Fe(PO4)2•4H2O] [ZnFe Mn (PO4)2•4H2O] Fe2O3 [Fe3 (PO4)2•8H2O] 灰→深灰结 晶状
锌锰系
1~60
碱金属轻铁系
暗灰彩红色 0.5~1.0 无定型
• 磷化膜由一系列大小不同的晶体所组 成 • 在晶体的连结点上形成具有细小裂缝 的多孔结构 • 多孔的晶体结构使钢铁件表面的耐蚀 性、吸附性、减摩性等得以改善
(a)锌系钼酸盐复合磷化膜
(b) 锌系钒酸盐复合磷化膜
• 磷化膜的厚度一般在1～50mm
• 具有良好的高温耐蚀性，在200～300 ℃仍具有一定的耐蚀性 • 温度过高（达450℃），膜层防蚀能力 显著下降 • 大气及矿物油、动植物油、苯、甲苯 等有机气氛中均具有很好的抗蚀能力 • 在酸、碱、雨水及水蒸气中耐蚀性能 差
铁系
P P比 100 % PH
P+H——磷化膜总量 H——Zn3(PO4)2· 4H2O P——除Zn3(PO4)2· 4H2O以外的物质
P—Zn2Fe(PO4)2· 4H2O （磷叶石，Phosphophyllite，[fsfu'filait]） H—Zn3(PO4)2· 4H2O （磷锌矿，Hopeite，[həu'pait] ） P比越高的磷化膜，其耐酸碱、防腐蚀性能越好
钢铁的磷化处理
钢铁的磷化处理-概述1、钢铁磷化概念在含有锌、铁、锰的磷酸盐溶液中，由于金属和溶液的界面上发生化学反应，生成难溶于水的磷酸盐，使钢铁表面形成一层附着良好的保护膜，这种方法称为钢铁磷化。
磷化膜具有微孔结构，在通常大气条件下比较稳定，具有一定的防锈能力，作用漆膜的底层，可以显著地提高涂层的附着力和耐蚀性能。
磷化膜还具有良好的润滑性能，对熔融金属无附着力，并有较高的电绝缘性能，磷化处理对钢制品的抗拉强度、伸长率、弹性、磁化等均无影响，仅疲劳强度略有下降。
磷化膜形成过程中相应地伴随铁的溶解，因而磷化后钢制品的尺寸变化甚微，由于磷化具有这些良好的特性，在工业生产中被广泛地采用。
2、磷化膜的分类①假转化膜是靠磷化液中本身含有的阳离子来成膜的，其膜是结晶型的，如RYY-8838#、RYY-6602#等。
②转化膜是靠铁基体有限的腐蚀产生的铁离子来成膜的，加入碱金属离子不参与成膜，其膜为无定型的，如RYY-5501#。
3、磷化膜的组成和性质①组成分类：②性质A、提高钢铁表面和耐蚀性，吸附性，耐磨性；B、磷化膜的化学稳定性差单独使用必须经后处理；C、磷化后其基体金属的硬度，磁性等均保持不变，但对于高强度钢（强度≥1000N/mm2）磷化后必须进行除氢处理（130-200℃下处理1-4小时）。
D、不粘附熔融金属（Sn、Al、Zn）E、电绝缘性厚10微米，电阻约为5×109ΩF、脆性③磷酸铁与磷酸锌系比较系列优点缺点反应类型磷酸铁系单液使用，用量小，沉淀少,操作简单膜薄，防锈期短，使用寿命短沉积型磷酸锌系防锈期长，皮膜均匀细腻，使用寿命长需加B剂，表调过程，有沉淀置换型④、磷化膜的用途；A、作防护装饰涂底层；B、作防腐蚀涂油底层；C、作冷加工润滑用磷化膜；D、减磨润滑用磷化膜；E、电绝缘用。
⑤、磷化处理分类：磷化处理有许多分类方法，工业生产上较通用的有如下几种：1）按磷化液组成，以阳离子为主可分为：锌系、铁系和锰系三大类：2）按处理温度可分为①高温磷化(90-98℃)；②中温磷化(50-70℃)；③低温磷化(20-35℃)。
钢铁件磷化处理技术的应用及发展趋势
钢铁件磷化处理技术的应用及发展趋势摘要：本文就钢铁的磷化处理做了较为详细的叙述，包括磷化处理的分类、工艺、磷化液的选取原则，以及钢铁磷化处理发展过程，最后主要从磷化药剂和磷化设备两方面来简述了磷化处理未来的发展趋势。
关键词：钢铁磷化处理；工艺；原理；磷化剂；发展趋势Abstract: In this paper, phosphate processing steel do a more detailed description, including the classification of phosphate processing, process, selection principle phosphate solution, as well as iron and steel phosphate processing development process, the last major pharmaceutical and phosphate from phosphate both devices to briefly phosphating future trends.Key words: Iron phosphate treatment; Principle; Bonderite; Development trends.1、引言目前随着国民经济的快速发展，钢铁已变成现代生产生活中必不可少的金属材料。
由于铁的物理化学性质决定了它极易受环境的影响，与周围的介质发生化学反应生成锈蚀，使后处理的质量无法保证，从而减少使用寿命。
为解决这个问题，研究金属的防护措施，采用磷化处理技术。
钢铁表面磷化处理，是用化学的方法对要涂装的金属制品进行的必要的预处理。
将金属表面与含磷酸二氢盐的酸性溶液接触，通过化学与电化学反应形成一种稳定的、不溶性的无机化合物膜层[]1。
其主要作用是：通过对金属表面的磷化预处理。
钢的磷化
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。
钢的磷化原理
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： 3Zn(H2PO4）2 =Zn3(PO4）2↓+4H3PO4 或 3Mn(H2PO4）2= Mn3(PO4）2↓+4H3PO4 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↓+ H3PO4 Fe+ Fe(H2PO4）2= 2FeHPO4↓+ H2↑ 3FeHPO4= Fe 3(PO4）2↓+ H3PO4 Fe+ 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： 3Zn(H2PO4）2= Zn3(PO4）2↓+4H3PO4 Fe+3Zn(H2PO4）2= Zn3(PO4）2↓+FeHPO4↓+3 H3PO4+ H2↑
钢铁的锌系磷化
钢铁的锌系磷化介绍钢铁的锌系磷化是一种常用的防腐涂层技术。
通过在钢铁表面形成一层锌系磷化膜，可以有效地提高钢铁的耐腐蚀性能。
本文将介绍钢铁的锌系磷化的原理、应用场景以及制备方法。
原理钢铁的锌系磷化是一种化学转化涂层技术，通过在钢铁表面形成一层磷酸盐的膜，可以降低钢铁表面的电极电位，形成一种阴极保护的效果。
同时，在磷化膜的表面还可形成一层锌层，进一步提高防腐性能。
钢铁的锌系磷化的防腐机理主要有以下几个方面：1.阴极保护：磷酸盐膜具有一定的电阻性，可以降低钢铁表面的电极电位，从而形成一种阴极保护的效果，延缓钢铁表面的腐蚀速度。
2.锌层保护：在磷化膜的表面形成一层锌层，可以进一步提高防腐性能。
锌具有较高的阳极溶解电位，可以起到防腐的作用。
3.磷酸盐膜的吸附能力：磷酸盐膜具有良好的吸附能力，可以与钢铁表面的氧化铁发生反应，形成一个致密的磷酸盐膜。
这种膜具有很好的附着力和耐腐蚀性能。
应用场景钢铁的锌系磷化技术广泛应用于钢结构、汽车零部件、船舶、建筑材料等领域。
主要用于提高钢铁材料的耐腐蚀性能，延长使用寿命。
具体应用场景包括：1.钢结构：钢结构在室内外环境下易受到腐蚀，通过施加锌系磷化涂层可以有效延缓腐蚀速度，提高钢结构的耐久性。
2.汽车零部件：汽车零部件常暴露在潮湿、多灰尘的环境中，易受到腐蚀影响。
通过施加锌系磷化涂层可以提高零部件的耐腐蚀性能，延长使用寿命。
3.船舶：船舶在海洋环境中容易受到海水腐蚀。
通过施加锌系磷化涂层可以提高船舶的耐腐蚀性能，延长使用寿命。
4.建筑材料：建筑材料在室外环境下易受到大气环境和酸雨的腐蚀。
通过施加锌系磷化涂层可以提高建筑材料的耐腐蚀性能，延长使用寿命。
制备方法钢铁的锌系磷化有多种制备方法，常用的方法包括酸洗法、电化学法和浸泡法等。
1.酸洗法：将钢铁表面经过酸洗处理，去除表面的氧化铁和杂质，然后放入磷酸盐溶液中进行磷化反应。
这种方法制备的锌系磷化膜结构致密，耐腐蚀性能较好。
钢铁件磷化处理技术的应用及发展趋势
钢铁件磷化处理技术的应用及发展趋势摘要：本文就钢铁的磷化处理做了较为详细的叙述，包括磷化处理的分类、工艺、磷化液的选取原则，以及钢铁磷化处理发展过程，最后主要从磷化药剂和磷化设备两方面来简述了磷化处理未来的发展趋势。
关键词：钢铁磷化处理；工艺；原理；磷化剂；发展趋势Abstract: In this paper, phosphate processing steel do a more detailed description, including the classification of phosphate processing, process, selection principle phosphate solution, as well as iron and steel phosphate processing development process, the last major pharmaceutical and phosphate from phosphate both devices to briefly phosphating future trends.Key words: Iron phosphate treatment; Principle; Bonderite; Development trends.1、引言目前随着国民经济的快速发展，钢铁已变成现代生产生活中必不可少的金属材料。
由于铁的物理化学性质决定了它极易受环境的影响，与周围的介质发生化学反应生成锈蚀，使后处理的质量无法保证，从而减少使用寿命。
为解决这个问题，研究金属的防护措施，采用磷化处理技术。
钢铁表面磷化处理，是用化学的方法对要涂装的金属制品进行的必要的预处理。
将金属表面与含磷酸二氢盐的酸性溶液接触，通过化学与电化学反应形成一种稳定的、不溶性的无机化合物膜层[]1。
其主要作用是：通过对金属表面的磷化预处理。
磷化处理工艺
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。
磷化工艺流程,金属磷化作用
磷化工艺流程，金属磷化作用
金属磷化作用的作用:
金属磷化的早期应用主要是为了防锈，钢铁件经磷化处理形成一层磷化膜，起到防锈作用。
经过磷化防锈处理的工件防锈期可达几个月甚至几年（对涂油工件而言），现在金属磷化广泛用于工序间、运输、包装贮存及使用过程中的防锈，防锈磷化主要有铁系磷化、锌系磷化、锰系磷化三大品种。
磷化">磷化液促进剂的主要成分:
铁系磷化的主体槽液成分是磷酸亚铁溶液，不含氧化类促进剂，并且有高游离酸度。
这种铁系磷化处理温度高于95℃，处理时间长达30min以上，磷化膜重大于10g/m2,并且有除锈和磷化双重功能。
这种高温铁系磷化由于磷化速度太慢，现在应用很少。
锰系磷化用作防锈磷化具有最佳性能，磷化膜微观结构呈颗粒密堆集状，是应用最为广泛的防锈磷化。
加与不加促进剂均可，如果加入硝酸盐或硝基胍促进剂可加快磷化成膜速度。
通常处理温度80～100℃，处理时间10～20min，膜重在7.5克/m2以上。
锌系磷化也是广泛应用的一种防锈磷化，通常采用硝酸盐作为促进剂，处理温度80～90℃，处理时间10～15min，磷化膜重大于7.5g/m2,磷化膜微观结构一般是针片紧密堆集型。
磷化一般工艺流程：
除油除锈--水清洗--表面调整活化--磷化--水清洗--铬酸盐处理--烘干--涂油脂或染色处理
通过强碱强酸处理过的工件会导致磷化膜粗化现象，采用表面调整活化可细化晶粒。
锌系磷化可采用草酸、胶体钛表调。
锰系磷化可采用不溶性磷酸锰悬浮液活化。
铁系磷化一般不需要调整活化处理。
磷化后的工件经铬酸盐封闭可大幅度提高防锈性，如再经过涂油或染色处理可将防锈性提高几位甚至几十倍。
钢铁磷化处理技术的发展和应用
4、家电行业：在家电行业中，钢铁是用于制造各种电器产品的主要材料。 通过磷化处理技术，可以提高其耐腐蚀性和装饰性，从而提高电器产品的质量和 可靠性。
5、其他领域：除了上述领域外，钢铁磷化处理技术还被广泛应用于石油、 化工、轻工、电子等领域中，为各行业的生产和发展提供了重要的技术支持。
5、其他领域：除了上述领域外
2、汽车工业：在汽车工业中，钢铁是制造各种零部件的主要材料。通过磷 化处理技术，可以提高零部件的耐腐蚀性和耐磨性，从而提高其使用寿命和安全 性。
3、建筑领域：在建筑领域中，钢铁是用于制造各种结构件和连接件的主要 材料。通过磷化处理技术，可以提高其耐腐蚀性和装饰性，从而提高建筑物的使 用寿命和外观质量。
1、磷化过程中会产生废液和废 气，对环境造成一定的影响。
2、磷化膜的耐高温性能较差， 限制了其应用范围。
应用领域
钢铁磷化处理技术的主要应用领域包括：
1、国防工业：在国防工业中，钢铁是制造各种武器和装备的主要材料。通 过磷化处理技术，可以提高武器的耐腐蚀性和耐磨性，从而提高其使用寿命和可 靠性。
三、案例分析
以汽车制造领域的磷化处理技术为例，目前汽车零部件的制造过程中，磷化 处理技术广泛应用于发动机、底盘、车身等部件的表面处理。传统的磷化处理技 术存在环境污染和生产成本较高的问题。因此，开发环保型和智能化的磷化处理 技术具有重要意义。采用无磷添加剂的封闭式磷化处理工艺，可以降低废液排放 和环境污染。
3、拓展磷化处理技术的应用领域。随着科技的不断发展，未来可以探索钢 铁磷化处理技术在新能源、生物医学等领域的应用。例如，将磷化处理技术应用 于太阳能电池板的制造、生物材料的表面改性等。
4、实现磷化处理技术的智能化和自动化。随着工业4.0时代的到来，未来可 以探索将人工智能、物联网等技术应用于钢铁磷化处理领域，实现磷化处理的智 能化和自动化，提高生产效率和产品质量。
电镀工艺学钢铁的氧化和磷化
钢铁氧化和磷化技术的发展前景和展望
广泛应用
钢铁氧化和磷化技术在汽车、建筑、机械等领域具有广泛应用前 景，未来市场需求将持续增长。
技术创新
随着科技的不断进步，钢铁氧化和磷化技术将不断创新，推动行 业的发展和进步。
绿色发展
随着环保意识的提高，钢铁氧化和磷化技术将更加注重环保，推 动行业的绿色发展。
THANKS.
磷化处理过程
除油、除锈、磷化、钝化等步骤。
影响因素
温度、酸度、金属离子浓度、促进剂浓度等。
磷化的应用和防护措施
磷化的应用
提高金属表面的耐腐蚀性、增强涂层 的附着力等。
防护措施
定期检查磷化液的成分和浓度，控制 处理时间和温度，定期更换磷化液等 。
电镀工艺在钢铁氧
04
化和磷化中的应用
电镀在钢铁氧化中的应用
电镀工艺学钢铁的氧化 和磷化
contents
目录
• 电镀工艺学概述 • 钢铁的氧化 • 钢铁的磷化 • 电镀工艺在钢铁氧化和磷化中的应用 • 钢铁氧化和磷化的未来发展
电镀工艺学概述
01
电镀的基本原理
电解定律
电镀反应过程
在电镀过程中，阳极发生氧化反应， 阴极发生还原反应，遵循法拉第定律 。
电镀反应过程中，金属离子从溶液中 还原并在阴极上沉积形成金属镀层。
钢铁氧化原理
钢铁在潮湿环境中与氧气和水反应，导致表面形成氧化膜。
电镀在钢铁氧化中的作用
通过电镀工艺在钢铁表面形成一层保护性氧化膜，提高耐腐蚀性。
不同电镀方法的应用
包括化学氧化、阳极氧化和电镀氧化等，适用于不同场景和需求。
电镀在钢铁磷化中的应用
钢铁磷化原理
01
钢铁在酸性溶液中与磷反应，形成磷化膜。
钢铁的磷化处理
钢铁的磷化处理一、概述钢铁零件在含有锰、铁锌、钙的磷酸盐溶液中，进行化学处理，使其表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法，叫做磷化处理（或称磷酸盐处理）。
二、磷化膜的外观及组成1、外观：由于基体材料及磷化工艺的不同可由深灰到黑灰色，特殊工艺可实现纯黑色、红色及彩色。
2、组成：磷酸盐[Me3(PO4)2]或磷酸氢盐(MeHPO4)晶体组成。
三、特点1、大气条件下稳定，与钢铁氧化处理相比，其耐腐蚀性较高，约高2-10倍，再进行重铬酸盐填充，浸油或涂漆处理，能进一步提高其耐腐蚀性。
2、具有微孔隙结构，对油类、漆类有良好的吸附能力。
3、对熔融金属无附着力。
4、磷化膜有教高的电绝缘性能。
5、厚度一般为10-20μm，因为磷化膜在形成过程中相应地伴随着铁进行溶解，所以尺寸改变较小。
四、用途1、防腐。
2、涂装底层，润滑性，再冷变形加工工艺中，能氧化摩擦，减少加工裂纹和表面拉伤。
3、要用来防止粘附低熔点的熔融金属。
4、变压器、电机的转子、定子及其他电磁装置的硅钢片均用磷化处理，而原金属的机械性能、强度、磁性等基本不变。
五、小结所需用的设备简单，操作方便，成本低，生产效率高，保护膜又有不少优点，因此在汽车、船舶、机器制造及航空工业都得到广泛的应用。
六、磷化种类用于生产的磷化处理方法有：高温、中温、低温的磷化处理，四合一磷化处理及黑色磷化处理等。
1、高温磷化处理：在90-98℃的温度下进行，溶液的游离酸度于总酸度的比值为1∶6-9，处理时间为15-20分钟。
特点：耐腐蚀性、结合力、硬度和耐热性都比较高，速度快，磷化膜粗细均匀。
溶液加热时间长，挥发量大，成分变化快，磷化膜易夹杂沉淀，沉淀物难清理。
2、中温磷化处理：在60-70℃的温度下进行。
溶液游离酸度与总酸度比值为1∶（10-15），处理时间为7-15分钟。
特点：溶液稳定，磷化速度快，生产效率高，容易成分复杂，难配制。
3、常温磷化处理：在室温下进行，溶液的游离酸度与总酸度的比值为1∶（20-30），处理时间为10-15分钟。
磷化工艺技术
磷化工艺技术磷化工艺技术是一种将金属表面覆盖上一层磷化膜的工艺，常用于金属防腐、增加金属表面硬度等方面。
下面是对磷化工艺技术的一些详细介绍。
磷化膜是一种由金属磷酸盐组成的覆盖在金属表面的一层化学膜层。
磷化膜具有很高的耐磨性、耐蚀性和防腐性，可以有效地保护金属表面，延长其使用寿命。
同时，磷化膜还可以增加金属材料的硬度，改善其表面质量。
磷化工艺技术分为化学磷化和电化学磷化两种。
化学磷化是通过将金属材料浸泡在含有磷酸盐和氯化盐的溶液中，利用化学反应在金属表面形成磷化膜。
电化学磷化是在电解质溶液中，将金属材料作为阳极，在施加电流的情况下，在金属表面上形成磷化膜。
磷化工艺技术的优点主要体现在以下几个方面：首先，磷化膜具有较高的耐磨性和耐腐蚀性，可以有效地保护金属材料；其次，磷化膜的形成过程简单，不需要复杂的设备和工艺步骤，成本较低；再次，磷化膜可以增加金属材料的硬度，提高其表面质量和使用寿命；最后，磷化膜可以增加金属材料的涂装附着力，使涂层更加牢固。
然而，磷化工艺技术也存在一些问题。
首先，磷化膜的厚度很难控制，在磷化过程中容易产生不均匀的情况。
其次，磷化过程需要一定的时间，不能够实时完成，导致生产周期较长。
此外，磷化溶液中的磷酸盐和氯化盐对环境有一定的污染。
为了解决这些问题，各个行业对磷化工艺技术进行了不断的改进和研究。
研究人员通过调节磷化溶液的组成和浓度，优化磷化工艺参数，提高磷化的效果和一致性。
此外，还发展了一些新的磷化工艺技术，如有机磷化、浸泡磷化等，以满足不同行业对磷化膜的需求。
总之，磷化工艺技术是一种重要的表面处理工艺，可以为金属材料提供保护和改良。
随着科技的不断进步和需求的不断增加，磷化工艺技术将会不断发展，更好地满足社会的需求。
钢铁件的氧化和磷化
钢铁件的氧化和磷化( 摘自中级电镀工工艺学)一. 钢铁件的氧化 1.. 碱性发蓝工艺钢铁件碱性氧化法,生成的氧化膜质量比较稳定，且槽液较易维护。
但槽液的操作温度较高(一般是130℃以上)，需加热，在经济上和劳动强度上均较高。
于是，低温氧化法就应运而生了。
低温氧化法可获得深黑色的氧化膜层，膜层外表美观，防蚀性能较好。
但当溶液中的硝酸含量不足时，氧化过程缓慢。
过剩的磷酸，会产生灰色的磷酸盐挂灰。
另外，槽液不稳定，且难维护。
3. 无碱氧化法：它是一种不含碱组分的氧化方法，实质上是一种氧化与磷化相结合的处理方法。
可获得致密、深黑(深灰或红黑)色的无光泽或稍亮的氧化膜层。
该膜层由碳酸钡和铁的磷化物组成，它的耐蚀性优于碱性配制溶液时，硝酸钡和酸式磷酸盐要在不断搅拌下单独用热水溶解。
由于二氧化锰仅微溶于水，会使槽液变浑，因此应将二氧化锰装于棉袋内置于槽底。
在氧化过程初期，会产生大量氢气泡。
当气泡停止析出时，说明金属零件上的氧化－磷化膜的形成过程巳经结束，即可出槽。
出槽后，用冷水清洗，热水冲洗，肥皂液中浸泡几分钟，干燥浸油，最后封存待用。
无碱氧化后也可作涂漆处理。
1.3. 钢铁件的黑色磷化法：对形状复杂的铸件表面常有气孔、砂眼等疵病。
若用碱性氧化法，则气孔、砂眼内易残留碱物。
若用普通磷化法，又会影响零件精度。
另外在光学仪器中，为减少仪器内壁漫反射的影响，零件表面应呈黑色。
于是开发了黑色磷化工艺。
黑色磷化膜结晶细致，色泽均匀，外观呈黑灰色，厚度约2～4μm ，耐磨性和耐蚀性比氧化膜有显著提高。
磷化前，需在5～10 g / L 的硫化钠溶液中，于室温下处理5～20 s 。
黑色磷化膜溶液成分及工作条件如下：4. 钢铁件的“四合一”磷化法：除油、除锈、磷化、钝化四个主要的磷化工序，综合在一个槽中完成的磷化法称为“四合一”磷化法。
它可简化工序，减少设备和作业面积，缩短工时，提高劳动生产率，降低产品成本，便于实行机械化、自动化生产。
钢铁常温磷化技术
钢铁常温磷化技术冷挤压工艺中，在一定温度的条件下，磷化膜与润滑剂（皂液或乳化剂）发生化学反应，部分脂肪酸皂与磷化膜中磷酸锌Zn3(Po4)2反应，生成润滑性极强的脂肪酸锌Zn(RCOO)2，从而加强了润滑作用。
磷化膜对熔融金属无附着力，可用来防止零件粘附低熔点的熔融金属。
可用于局部渗氮零件防止沾锡，还可用来避免压铸零件与模具的粘结，减少磨擦，避免或减少表面产生拉伤或裂痕纹，从而延长模具的使用寿命。
磷化膜层还具有较高的电绝缘性能，可作为硅钢片的电绝缘层。
经磷化处理后，钢铁的力学性能和磁性等基本保持不变。
磷化膜的特色：与基体金属附着力强，结合牢固，致密多孔，对涂料吸附力强。
因此，可作为常用涂料的基底，使磷化层与涂装层产生极强的结合力与抗腐蚀性能。
在大气环境下，经后处理后，其抗腐蚀性能优于氧化发黑保护层。
一般钢材冷挤压时，由于变形而引起升温可达300℃远在磷化膜的热界以下，因此，磷化膜的抗热粘附着好。
常温磷化技术应用范围：1，常温磷化技术可广泛应用于管道、气瓶和形状复杂的钢铁零件内表面上，以及难以用电化学方法获得防护层的零件表面上得到保护膜层。
如应用于汽车工业、齿轮、散热器、制动瓦片、接头、管腔件、螺杆、螺母等。
石化工业、管道、各种阀门、泵壳、轴套、叶片等。
2，五金、模具、机械制造工业，各种模具、五金装饰件，洗衣机壳、平板、量具、电风扇叶片、自行车零部件、缝纫机零部件等。
3，兵器工业、轴承、枪炮、船上泵体、舰上金属件等。
4，航空航天工业、轴承轴颈、活塞、起落件零件、座架、支柱等。
5，涂装工业，增加有机涂层的结合力。
常温磷化技术的优势：磷化工艺按处理温度不同，有高温、中温、常温三种工艺。
高温磷化一般在90℃～98℃下进行。
溶液在高温下工作，挥发量大，成分变化快，磷化膜容易夹杂沉淀物，结晶粗细不均，而且能源耗费极大。
中温磷化一般在50～70℃温度下进行，溶液成分比较复杂，能源耗费大。
而常温在15～45℃下进行，一般不需加热，节约能源，成本低，溶液稳定。
磷化处理工艺介绍及其目前行业应用状况
磷化处理工艺介绍及其目前行业应用状况磷化工艺介绍：磷化是指把金属放入含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行化学处理，使金属表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法，所形成的磷酸盐保护膜称之为磷化膜。
磷化工艺应用：磷化处理要应用于钢铁表面磷化，有色金属（如铝、锌）工件也可应用磷化。
磷化的作用：涂装前磷化的作用：1、增强涂装膜层（如涂料涂层）与工件间接合力。
2、提高装饰性。
3、提高涂装后工件工作表面涂层的腐蚀性。
非涂装磷化的作用：1、提高工作的耐磨性。
2、令工件在机加工过程中具有润滑性。
3、提高工作的腐蚀性。
有无磷化涂层耐腐蚀对比：有磷化和无磷化处理的同一涂层进行盐雾试验，其结果是防腐蚀能力相差大约一倍。
可见磷化等前处理对涂层的防锈能力和金属的防护能力起着较重要的作用。
磷化的一般工艺流程：除油—>水洗—>除锈—>水洗—>表调—>磷化—>水洗—>烘干—>后处理磷化前除油的目的：磷化前除油的目的在于清除掉工件表面的油脂、油污。
优质的磷化膜只有在去油污除彻底的工件表面才能形成，因为油污残留在工件表面，不仅会严重阻碍磷化膜的生长，而且会影响涂膜的附着力、干燥性能、耐腐蚀性能等。
磷化前除锈的目的：磷化前除锈的目的在于磷化膜不能在锈层或氧化皮上生长。
在加工过程中，其表面的氧化皮和铁锈必须进行化学清洗处理，使金属制品露出基体，更有效地提高磷化处理效果。
磷化前表调的目的：表调又称表面调整，通过调整，可以改善工件表面的微观状态，从而改善磷化膜外观，结晶细小，均匀，致密，进而提高涂膜性能，以及提高磷化速度。
为什么磷化工艺现在逐步没有了磷化废水其中包含大量的有害因子，且具有较强的腐蚀性，容易对环境产生一定的危害。
如果不加治理直接排放，会腐蚀灌渠和建筑物;排入水体，会改变水体的酸碱度，废液中的含磷量会使水体出现大量藻类植物，让河流生出蓝藻，干扰并影响水生植物的生长和渔业生产；排入农田，会改变土壤的性质，使土壤酸化或盐碱化，严重危害农作物的生长；酸碱原料的流失也是一种浪费。
钢铁的磷化处理
钢铁的磷化处理一、磷化与磷化膜金属在含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行化学处理，使金属表面生成一层难溶于水的结晶型磷酸盐保护膜方法，称为磷酸盐处理，也称磷化处理。
磷化膜主要成分是Fe 3（PO 4）2、Mn 3（PO 4）2、Zn 3（PO 4）2，厚度一般为1～50μm ，具有微孔结构，膜的颜色一般由浅灰到黑灰色，有时也可呈彩虹色。
磷化膜层与基体结合牢固，经钝化或封闭后具有良好的吸附性、润滑性、耐蚀性及较高的绝缘性等，广泛应用于汽车、船舶、航空航天、机械制造及家电等工业生产中，如用作涂料涂装的底层、金属冷加工时的润滑层、金属表面保护层以及硅钢片的绝缘处理、压铸模具的防粘处理等。
图6-19所示为经过磷化处理的零部件。
图6-19 经过磷化处理后的零部件涂装底层是磷化的最大用途所在，占磷化总工业用途的60%～70%，如汽车行业的电泳涂装。
磷化膜作为涂漆前的底层，能提高漆膜附着力和整个涂层体系的耐蚀能力。
磷化处理得当，可使漆膜附着力提高2～3倍，整体耐蚀性提高1～2倍。
图6-20所示为涂装底层的汽车磷化处理。
二、钢铁的磷化工艺目前用于生产的钢铁磷化工艺按磷化温度可分为高温磷化、中温磷化和常温磷化三种，膜厚度一般为5～20μm ，且朝着中低温磷化方向发展。
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。
（1）钢铁磷化种类 钢铁磷化分为高温磷化、中温磷化和常（低）温磷化。
图6-20 涂装底层的汽车磷化处理1）高温磷化的工作温度为90～98℃，处理时间为10～20min。
其优点是磷化速度快，膜层较厚；膜层的耐蚀性、结合力、硬度和耐热性都比较好；缺点是工作温度高，能耗大，溶液蒸发量大，成分变化快，常需调整；膜层容易夹杂沉淀物且结晶粗细不均匀。
高温磷化主要用于要求防锈、耐磨和减摩的零件，如螺钉、螺母、活塞环、轴承座等。
2）中温磷化的工作温度为50～70℃，处理时间为10～15min。
其优点是磷化速度较快，膜层的耐蚀性接近高温磷化膜，溶液稳定，磷化速度快，生产效率高，目前应用较多；缺点是溶液成分较复杂，调整麻烦。
磷化的原理
磷化的原理磷化是一种常见的表面处理方法，通过在金属表面形成磷化层来提高金属的硬度、耐磨性和耐蚀性。
磷化的原理主要是利用金属表面与磷化剂发生化学反应，形成磷化层，从而改变金属表面的性能。
下面将详细介绍磷化的原理及其影响因素。
首先，磷化的原理是基于金属表面与磷化剂之间的化学反应。
在磷化过程中，磷化剂中的磷化物与金属表面发生反应，生成金属磷化物。
这种磷化物的生成是通过扩散作用，使得金属表面形成一层均匀、致密的磷化层，从而提高金属的表面硬度和耐磨性。
其次，磷化的原理还与磷化剂的成分和工艺条件有关。
磷化剂的成分包括磷酸盐、磷酸氢盐、亚磷酸盐等，不同的磷化剂在磷化过程中会产生不同的反应，形成不同性能的磷化层。
同时，工艺条件如温度、时间、浓度等也会影响磷化层的形成和性能。
另外，金属的种类和表面状态也会对磷化的效果产生影响。
不同种类的金属在磷化过程中会有不同的反应特性，从而形成不同性能的磷化层。
而金属表面的清洁度、粗糙度等也会对磷化的效果产生影响，表面处理不当会导致磷化层的不均匀和不致密。
最后，磷化的原理决定了磷化层的性能。
磷化层的硬度、耐磨性和耐蚀性都取决于磷化层的厚度和组织结构。
因此，在磷化过程中需要控制好磷化剂的成分和工艺条件，以及金属的种类和表面状态，从而形成均匀致密的磷化层，提高金属的性能。
总之，磷化是一种通过化学反应在金属表面形成磷化层的表面处理方法，其原理主要是利用金属表面与磷化剂发生化学反应，形成磷化层，从而改变金属表面的性能。
磷化的效果受磷化剂的成分和工艺条件、金属的种类和表面状态等因素影响，因此在实际生产中需要根据具体情况来选择合适的磷化剂和工艺条件，以达到预期的磷化效果。
最新整理金属磷化专利技术概述.docx
最新整理金属磷化专利技术概述金属磷化专利技术概述磷化是指金属与酸性磷酸盐溶液反应，在表面生成磷酸盐保护膜（即磷化膜）的过程。
目前磷化技术已广泛应用于汽车、早床、机械、化工、电器以及国防等各个领域，在国民经济中具有举足轻重的作用。
1 磷化技术的发展英国人Charles Ross于19世纪60年代发现磷化技术，其将烧红的钢铁放入磷酸中，从而在钢表面形成磷化膜，起到防锈效果。
1906年Coslett Thomas Watts申请了第一份磷化专利GB190608667 A，其发明了一种磷化浴，该磷化浴由1份铁屑、4份磷酸和160份水组成，是世界上最早的可实用的磷化工艺。
美国申请USxxxx3363 A于1929年最早提出，在磷化液中加入铜可使磷化反应加速，具有重要意义。
随后，美国专利US191xxxx6 A公开了在酸性磷酸盐溶液中加入硝酸盐、亚硝酸盐、亚硫酸盐、硝酸、钨酸钠、氯酸盐、溴酸盐、碘酸盐等氧化剂可加速金属的磷化。
之后的几十年间，磷化技术少有突破性进展，之前的磷化技术稳步发展。
20世纪70年代以来，随着工业生产对金属的依赖，磷化工艺发展迅速，越来越受到人们的重视。
2 磷化技术分类2.1 按磷化温度分类目前，按照磷化温度分类，主要分为高温磷化、中温磷化、低温磷化和常温磷化[1]。
1）高温磷化。
高温磷化温度一般为90-98℃，磷化速度快，因而被广泛使用。
GB398353 A公开了一种黑色金属制品磷化液，其包含重金属磷酸盐或所述磷酸盐的混合物以及锌或镉的水溶性盐，该盐不是磷酸盐，且在溶液中不会转化为磷酸盐，还可加入铁和磷酸锰以及锌的硫酸盐、氯化物、硝酸盐或氟化物。
该磷化液的使用温度为95-98℃。
该磷化液形成的磷化膜可作为涂层的优良打底层。
高温磷化具有耗能大、沉渣多的缺点，同时其生成的磷化膜较厚且比较粗糙，目前一般不用做涂装前处理，而是用于金属防腐蚀。
2）中温磷化。
中温磷化温度约为50-75℃，其磷化速度较快，占据磷化工艺的最大份额。