钢铁的磷化处理
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
磷化处理
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作用。
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。
磷化处理工艺
磷化处理一、问题处理：铁件磷化后，表面发白，原因：磷化液中的沉渣，在铁件表面。
处理办法：磷化液中加入双氧水，沉淀，清除磷化液下边的沉渣。
加大在磷化后的水洗。
局部发黄，的原因是铁件表面开始反锈。
原因，1.工件的在做完磷化后，水洗不够彻底。
2.工件复杂，没有把水完全空出。
处理办法，1.加大水洗，2.用热水烫干，加大通风。
二、磷化工艺：磷化是常用的前处理技术，原理上应属于化学转化膜处理。
工程上应用主要是钢铁件表面磷化，但有色金属如铝、锌件也可应用磷化。
磷化原理：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），在表面沉积形成不溶于水的结晶型磷酸盐转化膜的过程，称之为磷化。
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，叫做金属的磷酸盐处理。
磷化膜层为微孔结构，与基体结合牢固，具有良好的吸附性、润滑性、耐蚀性、不粘附熔融金属（Sn、Al、Zn）性及较高的电绝缘性等。
磷化分类：按处理温度分：高温型（75-100℃，能耗大，磷化物沉积多，形成的磷化膜厚度达10-30g/㎡）、中温型（50-75℃，处理时间5-15min，磷化膜厚度达1 -8g/㎡）、低温型（30-50℃）和常温型（10-30℃，节省能源，使用方便，除加氧化剂外还加促进剂，能耗小，但溶液配制较复杂，膜厚度达0.2-7g/㎡）。
按磷化液成分分：锌系磷化、锌钙系磷化、锌锰系磷化、铁系磷化、锰系磷化和复合磷化等。
按磷化处理方法分：化学磷化、电化学磷化。
按磷化膜质量分：重量级（膜重7.5g/㎡以上）、次重量级（膜重4.6-7.5g/㎡）、轻量级（膜重1.1-4.5g/㎡）和次轻量级（膜重0.2-1g/㎡）。
按施工方法分：浸渍磷化、喷淋磷化和刷涂磷化。
磷化作用及用途：涂装前磷化的作用：增强涂装膜层（如涂料涂层）与工件间结合力；提高涂装后工件表面涂层的耐蚀性；提高装饰性。
非涂装磷化的作用：提高工件的耐磨性，令工件在机加工过程中具有润滑性；经适当的后处理，可提高工件的耐磨性。
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。
钢铁的磷化处理
钢铁的磷化处理摘要：金属磷化处理工艺可以改变金属表面原有的性质，从而提供新的物理特性或物理化学特性，因而广泛应用于金属的表面处理领域中。
本文主要介绍钢铁的中温与高温磷化，通过实验来研究两种磷化膜的性质，对它们的原理、配方和生产工艺进行了简要的介绍。
关键词：机理，中温，高温，工艺1.引言磷化处理是指钢铁零件在含有锌、锰、钙、铁或碱金属的磷酸盐的溶液中进行化学处理,在其表面上形成一层不溶于水的磷酸盐膜的过程。
磷化是钢铁表面处理的常用手段,磷化膜厚度一般为 5 μm-20 μm，为微孔结构,与基体结合牢固，具有良好的吸附性、润滑性、耐蚀性、不粘附熔融金属性及较高的电绝缘性等。
磷化膜主要用作涂料的底层、金属冷加工时的润滑层、金属表面保护层以及用作电机硅钢片的绝缘处理、压铸模具的防粘处理等。
磷化处理所需设备简单,操作方便,成本低,生产效率高,被广泛应用于汽车、船舶、航空航天、机械制造及家电等工业生产中[1]。
2.磷化膜的形成机理[2]磷化处理是在含有锌、锰、铁的磷酸二氢盐与磷酸组成的溶液中进行的。
金属的磷酸二氢盐可用通式M(H2PO4)2表示,M为金属。
下面主要介绍磷化膜形成的电化学机理。
从电化学的观点来看，磷化膜的形成可认为是微电池作用的结果。
在微电池的阴极上发生氢离子的还原反应，有氢气析出：2H+ + 2e = H2在微电池的阳极上，铁被氧化为离子进入溶液，并与H2PO4-发生反应。
由于M2+的数量不断增加，pH值逐渐升高，促使反应向右进行，最终生成不溶性的正磷酸盐晶核，并逐渐长大。
下面是阳极反应：M - 2e = M2+M2++2H2PO4-= M(H2PO4)2M(H2PO4)2= MHPO4+H3PO43MHPO 4=M 3(PO 4)2↓+ H 3PO 43.实验工艺与配方工艺流程：化学脱脂（碱性除油）→热水洗→冷水洗→酸洗→热水洗→磷化→冷水洗→磷化后处理。
3.1配方与溶液配制一、碱性除油液：碱性化学除油溶液配方二、酸洗除锈液：3%的稀盐酸三、测定总酸度和游离酸： 0.1 mol/L 的NaOH 溶液，酚酞，甲基橙高温磷化酸比值控制在7-8，中温磷化控制在10-15。
冷轧钢板磷化工艺流程
冷轧钢板磷化工艺流程冷轧钢板磷化工艺流程冷轧钢板磷化是将金属表面与磷化液反应，产生一层磷化物保护层的化学处理方法。
它广泛应用于钢铁制品、汽车、电器、建筑等行业，在对钢材表面进行防腐蚀、电气绝缘、增强涂层附着力等领域有广泛应用。
整体工艺流程：1. 预处理：钢板表面去油、浸蚀，使得其在后续的磷化液处理中更易于形成磷化保护层。
2. 缸槽清洗：将钢板放置于洗涤槽内，进行浸泡清洗，去除不纯物质。
3. 磷酸浸泡：将钢板放入磷酸液中浸泡，使其表面与磷酸进行反应。
4. 洗涤处理：将钢板取出，用热水或冷水进行冲洗。
5. 中和处理：将钢板放入中和液中，对其进行中和处理。
6. 工艺完成：将钢板取出，进行烘干处理。
详细描述：1. 预处理在钢板进行磷化处理之前，首先需要进行预处理。
预处理是为了去除钢板表面的不纯物质，使得钢板表面更加纯净，更有利于其与磷化液之间产生化学反应。
预处理主要分为去油和浸蚀两个步骤。
去油处理是指用特殊的化学药品去掉钢板表面的油脂。
在去油处理之前，需要先进行清洗，用水冲洗钢板表面，去除表面的灰尘和杂物。
然后加入去油剂，将钢板放入去油槽内进行浸泡处理，时间一般为1-2分钟。
去油后，需要再次用水进行冲洗，保证钢板表面绝对干净。
浸蚀处理是指将钢板放入浸蚀液中进行处理，使其表面形成钝化层，从而提高其抗腐化能力。
浸蚀液的成分通常为硝酸和氢氟酸，浸蚀液的温度一般在30℃左右，浸泡时间为5分钟左右。
浸蚀后，再次用水清洗表面，确保表面干净无油。
2. 缸槽清洗将经过预处理的钢板放入清洗槽内进行清洗，清除表面残留物。
缸槽清洗采用封闭式清洗槽，将钢板放入清洗槽内，槽内注满清洗液体，使用搅拌器，利用清洗液体的冲刷作用对钢板表面进行清洗。
清洗液的成分通常为过氧化氢和有机溶剂，清洗液的温度一般在40-50℃之间，工作时间约为2-5分钟。
清洗完毕后，使用清水对钢板进行冲洗，去除表面清洗液的残留物，确保钢板表面干净无杂质。
3. 磷酸浸泡将经过缸槽清洗的钢板放入磷酸浸泡槽中，进行磷酸浸泡处理，使其表面形成一层磷化物。
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。
钢铁磷化作业指导书
钢铁磷化作业指导书一、作业目的钢铁磷化是一种常见的表面处理工艺，通过在钢铁表面形成一层磷化膜，可以提高钢铁材料的耐腐蚀性能和润滑性能。
本作业指导书旨在提供详细的作业指导，确保钢铁磷化作业的质量和安全。
二、作业准备1. 磷化液准备：根据所需的磷化液配方，准确称取所需的化学品，并按照配方比例将其溶解于适量的水中。
2. 设备准备：确保作业所需的设备（如磷化槽、搅拌器、加热器等）完好无损，并进行必要的清洁和消毒。
3. 个人防护用品准备：确保所有作业人员配备了必要的个人防护用品，包括防护服、手套、护目镜、防毒面具等。
三、作业步骤1. 清洗：将待磷化的钢铁材料进行彻底清洗，去除表面的油污、灰尘等杂质。
可以使用溶剂、碱性清洗剂或超声波清洗等方法进行清洗，确保表面干净无污染。
2. 预处理：根据磷化液配方的要求，对清洗后的钢铁材料进行必要的预处理，如酸洗、酸蚀等。
预处理的目的是去除表面的氧化物和锈蚀物，为后续的磷化作业做好准备。
3. 磷化：将预处理后的钢铁材料浸入事先准备好的磷化液中，保持一定的温度和时间。
磷化液中的磷化剂会与钢铁表面的金属离子发生反应，形成一层磷化膜。
根据需要可以进行多次浸泡，以增加磷化膜的厚度。
4. 水洗：磷化完成后，将钢铁材料取出，进行充分的清洗和水洗，以去除残留的磷化液和杂质。
可以使用自来水或去离子水进行水洗，确保洗净彻底。
5. 中和：将磷化液中的废液进行中和处理，以减少对环境的污染。
可以使用中和剂将废液中的酸性或碱性物质中和至中性。
6. 除油：对磷化后的钢铁材料进行除油处理，去除表面的油污和残留的磷化液。
可以使用溶剂、碱性清洗剂或蒸汽清洗等方法进行除油处理。
7. 干燥：将除油后的钢铁材料进行充分的干燥，以去除表面的水分。
可以使用热风烘干、自然晾干或真空干燥等方法进行干燥。
四、作业注意事项1. 个人防护：在进行钢铁磷化作业时，必须佩戴好个人防护用品，包括防护服、手套、护目镜、防毒面具等。
避免磷化液接触皮肤、眼睛和呼吸道，以免引起刺激或伤害。
钢铁的磷化处理
钢铁的磷化处理第一节概述钢铁零件在含有锌、锰、钙、铁或金属磷酸一代盐溶液中进行化学处理，在其表面上形成一层不溶于水的磷酸盐膜的过程叫做磷化处理法，其膜叫磷化膜。
磷化膜分为假转化膜和转化膜两类。
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；转化膜型则是靠铁基体有限的腐蚀产生的铁离子来成膜的，加入的碱金属离子不参与成膜，其膜为无定型的。
一、磷化膜的组成和性质根据基体材质、零件表面状态、磷化液组成及工艺条件，可得到不同组成，不同结构、不同厚度、不同颜色、不同用途的磷化膜。
磷化膜的分类及性质，列于表9—2—1。
表9—2—1 磷化膜的分类及性质磷化膜是由一系列大小不同的晶体所组成，在晶体的连结点上形成细小裂纹的多孔结构。
这种多孔的晶体结构使钢铁表面的耐蚀性、吸附性、耐磨性得以改善和提高。
磷化膜化学稳定性差，既可溶于酸，也可溶于碱，孔隙率高易吸附污物和受腐蚀介质的浸蚀，所以不经后处理的磷化膜耐蚀性差。
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1h～4h)。
磷化膜除按体系分以外还可按膜质量分为次轻量级、轻量级、次重量级、重量级四种。
次轻量级(仅0．4g／m2～1g／m2)，一般为无定型轻铁系膜，适作油漆、喷粉底层，尤其作变形大的零件涂装打底好；轻量级(1．1g／m2—4．5g／m2)，广泛用作涂装底层；次重量级(4．6g／m2—7．5g／m2)可作为防腐及冷加工减磨润滑；重量级(大于7．5g／m2)作防腐、绝缘和冷加工减磨。
按磷化处理温度分为常温(15℃～35℃)；低温(35℃～45℃)；中温(50℃～70℃)；高温(>80℃)。
按操作方法可分为刷涂法、浸渍法、喷淋法、半浸半喷法及流动法等。
二、磷化膜的用途(一)作防护——装饰涂装底层磷化膜主要用作油漆、电泳、静电喷涂、喷粉的底层，以增强铁基体与磷化膜的结合力和提高其耐蚀性，膜重一般为0．4g／m2～3g／m2，膜厚0．5μm～3μm，微晶谷粒状、球状结晶最好。
钢铁磷化作业指导书
钢铁磷化作业指导书标题：钢铁磷化作业指导书引言概述：钢铁磷化作业是一项重要的表面处理工艺，它能够为钢铁制品提供良好的防腐蚀性能和装饰效果。
为了保证磷化作业的质量和效率，制定一份详细的作业指导书是必要的。
本文将从五个大点出发，详细阐述钢铁磷化作业的指导要点。
正文内容：1. 磷化作业前的准备1.1 确定磷化液配方：根据不同的钢铁材料和磷化要求，选择合适的磷化液配方，包括磷酸盐、酸性添加剂和腐蚀抑制剂等。
1.2 准备工件表面：对工件进行表面清洁处理，包括去除油污、锈蚀和氧化物等，以保证磷化液能够充分接触到工件表面。
2. 磷化作业的操作步骤2.1 清洗工件：将工件浸入去污剂中清洗，去除表面的油污和杂质。
2.2 酸洗处理：将工件浸入稀硫酸溶液中进行酸洗，去除表面的锈蚀和氧化物。
2.3 磷化处理：将工件浸入磷化液中进行磷化反应，形成磷化层。
2.4 中和处理：将磷化后的工件浸入碱性溶液中进行中和处理，以去除残留的酸性物质。
2.5 清洗和干燥：用清水冲洗工件，并进行干燥处理，以去除表面的残留物和水分。
3. 磷化作业中的注意事项3.1 安全操作：操作人员应佩戴防护手套、护目镜等个人防护装备，注意防止磷化液的溅洒和吸入。
3.2 控制磷化液浓度：根据工件的磷化要求，控制磷化液的浓度，避免浓度过高或过低对工件造成不良影响。
3.3 控制磷化时间：根据工件的材料和磷化要求，控制磷化时间，避免过长或过短导致磷化层质量不理想。
3.4 定期检测磷化液：定期检测磷化液的浓度和PH值，及时调整和更换磷化液，以保证作业质量。
3.5 废液处理：对废液进行合理处理，遵守环保要求，防止废液对环境造成污染。
4. 磷化作业的质量控制4.1 磷化层厚度检测：使用合适的测量仪器对磷化层的厚度进行检测，确保符合要求。
4.2 磷化层均匀性检测：通过目测或显微镜观察磷化层的均匀性，避免出现不均匀的情况。
4.3 磷化层附着力检测：使用合适的试验方法对磷化层的附着力进行检测，确保符合要求。
实验19 钢铁的磷化处理
实验17 钢铁的磷化处理一. 实验目的；1.掌握钢铁磷化的基本原理。
2.了解磷化处理溶液的配制方法及磷化处理的实验操作。
2.了解磷化处理的应用意义。
二.实验原理：钢铁零件在含有锰，铁，锌的磷酸溶液中，进行化学处理，其表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法叫磷化处理，亦称磷酸盐处理。
磷化膜的外观，由于试件材料不同及磷化处理的条件不同可由暗灰到黑灰色。
磷化膜的主要成分由磷酸盐Me3（PO4）2或磷酸氢盐（MeHPO4）的晶体组成。
氧化膜在通常大气条件下较稳定，与钢的氧化处理相比，其耐蚀性较高，约高2 ～10倍。
磷化处理之后，进行重铬酸盐填充，浸油涂漆处理，能进一步提高耐蚀性。
磷化处理有高温（90～98℃），中温（50～70℃）和常温（15～30℃）三种处理方法。
常用的磷化方法有浸渍法和喷淋法。
不管采用哪种方法进行磷化处理，其溶液都含有三种主要成分：1.H3PO4（游离态），以维持溶液pH值。
2.Me（H2PO4）2，Me= Mn、Zn，等3.催化剂（即氧化剂）NO3—，ClO3—，H2O2等。
钢铁进行磷化处理时，大致有如下反应历程：锰、锌系磷酸盐膜化学反应机理在97～99℃下加热1h，在Mn(H2PO4)2溶液中发生如下的电离反应：Mn(H2PO4)2→MnHPO4↓＋H3PO4在反应平衡后，溶液中存在一定数量的磷酸分子、不溶性的MnHPO4及未电离的Mn(H2PO4)2分子。
当把Fe浸入此溶液之中，则发生以下化学反应：H3PO4 + Fe = Fe(H2PO4)2+ H2Fe(H2PO4)2 = FeHPO4 + H3PO4由于H2的析出，溶液的pH值升高，因此，Mn(H2PO4)2的电离反应会继续进行，反应向生成难溶磷酸盐的方向移动。
这些不溶性的仲磷酸锰MnHPO4大部分沉淀在工件的表面上，少部分可能从溶液中沉淀成泥浆，大部分还是在金属表面沉积成为磷化膜层。
因为它们就是在反应部位生成的，所以与基体表面结合得很牢固。
钢铁的磷化实验报告
一、实验目的1. 了解钢铁磷化处理的基本原理和工艺流程。
2. 掌握磷化处理对钢铁表面性能的影响。
3. 通过实验验证磷化处理对钢铁的防腐、耐磨、涂装性能的提升效果。
二、实验材料与设备1. 实验材料：A3钢片、磷酸二氢锌、磷酸、硝酸、盐酸、硫酸、脱脂剂、纯碱、表调剂等。
2. 实验设备：磷化槽、磁力搅拌器、加热器、电子天平、干燥箱、计时器等。
三、实验方法与步骤1. 预处理：- 将A3钢片放入脱脂剂中，浸泡10分钟，去除表面的油污。
- 清水冲洗，去除脱脂剂。
- 将钢片放入盐酸溶液中，浸泡5分钟，去除表面的锈迹。
- 清水冲洗，去除盐酸。
- 将钢片放入纯碱溶液中，调节pH值为11-12，进行中和处理。
- 清水冲洗，去除中和液。
2. 磷化处理：- 配制磷化液，按比例混合磷酸二氢锌、磷酸、硝酸等。
- 将处理好的钢片放入磷化槽中，调整磷化液温度至室温。
- 开启磁力搅拌器，使磷化液均匀搅拌。
- 将钢片浸泡在磷化液中，根据实验要求设定浸泡时间。
- 浸泡过程中，观察钢片表面变化，记录磷化过程。
3. 后处理：- 将磷化后的钢片取出，清水冲洗，去除磷化液。
- 将钢片放入干燥箱中，烘干至室温。
四、实验结果与分析1. 磷化膜外观：- 钢铁表面磷化处理后，形成一层灰黑色磷化膜，膜层均匀，无裂纹、气泡等缺陷。
2. 磷化膜厚度：- 使用电子天平称量磷化前后钢片的质量，根据质量差计算磷化膜厚度。
- 实验结果显示，磷化膜厚度约为10-20μm。
3. 磷化膜耐腐蚀性能：- 将磷化后的钢片浸泡在3.5%的NaCl溶液中，观察腐蚀情况。
- 实验结果显示，磷化膜具有良好的耐腐蚀性能，浸泡24小时后，钢片表面无明显腐蚀。
4. 磷化膜耐磨性能：- 使用磨耗试验机对磷化膜进行磨耗试验，记录磨耗量。
- 实验结果显示，磷化膜具有良好的耐磨性能，磨耗量较低。
5. 磷化膜涂装性能：- 将磷化后的钢片进行涂装，观察涂层结合情况。
- 实验结果显示，磷化膜与涂层结合良好，无脱落、起泡等现象。
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。
钢制磷化镀铬工艺流程
钢制磷化镀铬工艺流程
钢制磷化镀铬工艺流程主要包括以下几个步骤：
1.预处理：
•除油：使用清洗剂或碱性除油剂，以去除钢材表面的油污和杂质。
•水洗：用清水冲洗，确保钢材表面无残留除油剂。
•除锈：若钢材表面有生锈，需进行除锈处理，如使用酸洗或机械除锈方法。
•再次水洗：除锈后，用清水冲洗，确保表面无残留除锈剂。
1.磷化处理：
•将钢材浸入磷化液中，磷化液中的磷酸盐与钢材表面的铁离子发生化学反应，生成磷化膜。
磷化膜能增强钢材表面的耐腐蚀性和附着力。
•磷化后，用清水冲洗，去除磷化液残留。
1.干燥：
•将磷化后的钢材进行干燥，确保表面无水分。
1.镀铬处理：
•预处理：再次对钢材表面进行清洗和活化，以提高镀铬层的附着力。
•镀铬：将钢材作为阴极，放入镀铬槽中，通过电解作用在钢材表面沉积一层铬金属。
镀铬层能提高钢材的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
•后处理：镀铬完成后，进行水洗和干燥，确保钢材表面无残留物和水分。
回答完毕。
钢铁工件涂装前磷化处理技术条件
钢铁工件涂装前磷化处理技术条件钢铁工件涂装前磷化处理技术条件一、适用范围本文件适用于磷化处理过程中，钢铁工件的前涂装处理工艺要求。
二、定义2.1磷化处理：指利用酸磷溶液对钢铁工件的表面进行处理，可以增加其耐蚀性，抗磨损性，阻止继续氧化，以提高部件的整体性能。
2.2涂装：指对检验合格的钢铁部件进行涂覆涂料的工艺，以增强钢的外观和保护性能。
三、仪器设备3.1磷化处理仪器设备（1）磷化处理罐、烘烤箱等；（2）电极杆、温度计、电阻表，导电量仪、pH计等；（3）磷酸钙粉、碳酸钠，硫酸钠等。
3.2涂装仪器设备（1）涂裱机、电涂枪、电热枪、喷涂机；（2）涂料、溶剂、活动剂等。
四、工艺技术要求4.1磷化处理工艺（1）清洗：钢件的表面应清除污物，以减少表面氧化泥的积聚，避免表面的腐蚀，表面无油、无灰尘（2）反应：钢件采用磷化处理前应进行反应处理，保证钢件外表的光洁度。
热处理温度要求控制在160℃-200℃之间。
（3）磷化处理：钢件磷化处理应采用循环式R-6000电解槽磷化处理，处理温度为45-55℃，PH值为1.6-2.0，阳极电流密度为20-30A/dm2，处理时间为30-60min，每次处理电流量为5-15A，磷化深度要求：丝刷磷化膜厚度达到0.4-0.6mm，悬浮活性磷化膜厚度达到1.0mm以上，磷化外观无锈蚀。
（4）烘烤：磷化后及时烘烤，控制温度为120-140℃，并烤稳定以保持钢件磷化层的软硬度。
4.2涂装工艺（1）准备：涂料应经过浓度检测，涂料攪拌均匀，清除表面残留的杂物及粉尘，并保证涂装表面处于光洁干燥状态；（2）涂装：涂装应采用机械涂装、自动涂装、电涂枪或普通涂枪涂装，涂料的厚度及涂料质量应符合技术要求；（3）烘烤：涂装后立即烘烤，控制温度为120-140℃，时间控制在30-60分钟；（4）检查：涂装烘烤后应抽查以核对标准要求，确保涂装和烘烤质量。
钢铁生产中的脱磷工艺
钢铁生产中的脱磷工艺概述在钢铁生产过程中，磷是一种常见的杂质元素，它会对钢材的性能和质量产生负面影响。
因此，脱磷工艺在钢铁生产中扮演着重要的角色。
本文将介绍钢铁生产中常用的脱磷工艺及其原理。
传统脱磷工艺酸洗法酸洗法是一种常见的传统脱磷工艺。
该工艺通过用酸溶液浸泡钢铁材料，使其与磷化物反应生成水溶性的磷酸盐，从而实现脱磷的目的。
具体步骤如下：1.将钢铁材料浸入稀硫酸溶液中，经过一段时间的浸泡，磷酸盐会与硫酸反应生成水溶性的硫酸磷酸盐。
2.将浸泡后的钢铁材料取出，通过多次漂洗去除残留的酸溶液和磷酸盐。
3.经过以上处理，钢铁材料中的磷含量得到显著降低。
碱洗法碱洗法也是一种常用的传统脱磷工艺。
与酸洗法类似，碱洗法通过用碱性溶液处理钢铁材料，使其与磷化物反应生成水溶性的磷酸盐，实现脱磷的目的。
具体步骤如下：1.将钢铁材料浸入稀碱溶液中，经过一段时间的浸泡，磷酸盐会与碱反应生成水溶性的碱式磷酸盐。
2.将浸泡后的钢铁材料取出，通过多次漂洗去除残留的碱溶液和磷酸盐。
3.经过以上处理，钢铁材料中的磷含量得到显著降低。
传统的酸洗法和碱洗法相对简单，但存在一定的局限性，如处理时间较长、废液处理复杂等。
现代脱磷工艺湿法炼钢湿法炼钢是一种现代脱磷工艺，它结合了化学反应和物理分离的方法，能够高效地脱除钢铁中的磷元素。
该工艺主要采用以下步骤：1.将含有磷的钢铁熔炼成液态，在熔炉中添加适量的石灰石、氧化铁等脱磷剂。
2.通过控制温度和反应时间，使磷与脱磷剂发生反应，生成不溶于钢液中的磷酸盐。
3.通过过滤或离心等物理分离的方法，将含有磷酸盐的渣滓与钢液分离。
4.经过以上处理，钢液中的磷含量得到显著降低。
湿法炼钢脱磷工艺快速、高效，并能得到较高质量的钢材。
然而，它的设备和操作成本相对较高，需要进行废液处理等附加工作。
精炼炉脱磷法精炼炉脱磷法是一种在炼钢过程中进行脱磷的方法。
该工艺主要包括以下步骤：1.将含有磷的钢铁在精炼炉中进行加热和搅拌。
钢铁部件的磷化处理与电镀
磷化处理与电镀姓名：闫姣学号：5091109007学院：化学化工学院日期：10-4-27摘要：钢铁制件及设备往往在涂漆或储存前需要进行表面处理，其目的在于增强油漆在钢铁表面的附着力，提高金属的防腐能力，同时也可改善涂层的装饰效果。
采用化学反应使金属表面形成化学转化膜是常用的表面处理方法，磷化及发黑（发蓝）处理以及电镀是其中最常见的表面处理。
关键词：磷化电镀目录：1.金属的磷化处理2.电镀的简介3金属磷化处理与电镀的比较内容：（一）金属的磷化处理磷化是用磷酸及其盐的水溶液处理钢铁表面，在其表面获得一层磷酸盐覆盖层（磷化膜）的过程。
磷化膜的形成机理比较复杂，一般可分为两类。
一类是金属表面自身转化的磷酸盐膜，其组成是FePO4及Fe2O3.这类磷化液主要含碱金属的磷酸盐，多聚磷酸盐等。
其配方往往以每升磷化液中含组分的质量表示，如一种转化型磷酸液的组成及工作条件如下：组成（单位：g/L）：草酸5，磷酸10，草酸钠4，磷酸二氢钠10;浸泡温度：20℃；浸泡时间：5min。
这类磷化液的成膜机理可简要的描述如下：金属裸露部位（阳极）的电化学反应为:-4-3422eFePOPOFe+=++在形成金属氧化物FexOy 的部位（阴极），氢离子接受来自阳极的电子而形成氢气，因而处理表面常有气泡产生。
但因氢气的生成会产生较高的超电势而使磷化难以继续进行，故在配方中往往加入促进剂（氧化剂），如33NaClONaNO ， 等，以便降低超电势。
阴极反应可表示为OH =+ H =2e + 2H 22-[O]+总的反应式可表示为：O 3H +PO +2Na ↓O Fe 2FePO=9[O]+PO 4NaH +6Fe 24232442⋅，另一类转化膜称为假转化膜，其磷化液的组成主要是-2Zn+-2Ca+，-2Mn+，-2Fe+等的磷酸二氢盐。
以磷酸二氢锌为主体的磷化液称为锌系磷化液，其转化膜称为锌系膜。
如锌系膜配以适当ca2+，则称为锌-钙系膜。
钢铁的化学氧化处理和磷化处理
7.2 钢铁的化学氧化处理和磷化处理7.2.1、钢的氧化处理钢的氧化处理(又称发蓝或发黑):钢铁在含有氧化剂的溶液中进行处理，使其表面生成一层均匀的蓝黑到黑色膜层的过程。
根据处理温度的高低，钢铁的化学氧化可分为高温化学氧化法和常温化学氧化法。
这两种方法所用处理液成分不同，膜的组成不同，成膜机理也不同。
1.钢铁高温化学氧化(碱性化学氧化)<1>化学反应机理：高温化学氧化是传统的发黑方法，一般是在强碱溶液里添加氧化剂（如硝酸钠和亚硝酸钠），在140ºc左右的温度下处理15～90分钟，生成以F e3O4为主要成分的氧化膜，膜厚一般为0.5～1.5微米，最厚可达2.5微米。
氧化膜具有较好的吸附性。
将氧化膜浸油或做其他后处理，其耐蚀性能可大大提高。
由于氧化膜很薄，对零件尺寸和精度几乎没有影响，因此在精密仪器、光学仪器、武器及机器制造业中得到广泛应用。
其化学反应机理为：3F e＋N a N O2＋5N a O H－－>3N a2F e O2＋H2O＋N H36N a2F e O2＋N a N O2＋5H2O－－>3N a2F e2O4＋7N a O H＋N H3N a2F e O2＋N a2F e2O4＋2H2O－－>F e3O4+4N a O H在钢铁表面附近生成的F e3O4，其在浓碱性溶液中的溶解度极小，很快就从溶液中结晶析出，并在钢铁表面形成晶核，而后晶核逐渐长大形成一层连续致密的黑色氧化膜。
在生成F e3O4的同时，部分铁酸钠可能发生水解而生成氧化铁的水合物N a2F e2O4＋（m＋1）H2O－－>F e2O3·m H2O+2N a O H含水氧化铁在较高温度下失去部分水而形成红色沉淀物附在氧化膜表面，成为红色挂灰，或称“红霜”，这是钢铁氧化过程中常见的故障，应尽量避免。
<2>钢铁高温氧化工艺：钢铁高温氧化工艺见表7－1。
2.钢铁常温化学氧化(酸性化学氧化)<1>钢铁常温发黑机理：钢铁常温化学氧化是80年代以来迅速发展的新技术，与碱性高温氧化工艺相比,这种新工艺具有氧化速度快,膜层抗蚀性好,节能、高效,成本低,操作简单,环境污染小等优点。
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。
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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5×109Ω
F、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℃)。
3）按处理方式分：
a、浸泡式磷化
按工艺流程，将工件顺序浸入磷化液槽中进行处理，大件可用吊挂式，小件用篮框盛装或用滚筒方式磷化。
设备简单，操作方便，处理温度可以较高。
b、喷淋法
按工艺流程，将工件传递到处理工位，在规定时间内，经受磷化液喷淋处理，设备较复杂，但与浸泡式比较，磷化液浓度可以较低，磷化时间较短。