影响磷化膜质量的工艺因素
磷化质量影响因素及其提高途径
磷化质量影响因素及其提高途径引言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。
早在1869年W. A. Ross 就申请了磷化专利技术 [ 2 ] ,随着科技的不断进步，金属磷化处理作为传统的表面处理技术在金属防护、减磨耐磨及涂层打底等方面得到广泛的发展和应用。
磷化处理有多种分类方法：按成膜体系可分为锌系、锌锰系、锰系、铁系、锌钙系及非晶相铁系等六大类；按磷化处理温度可分为常温（不加温）、低温（30～45℃）、中温（60～70℃）、高温（大于80℃）四类；按材质可分为钢铁件、铝件、锌件以及混合件磷化；其它的还有按磷化膜厚度或促进剂类型等分类。
用于防锈磷化的主要有铁系磷化、锌系磷化、锰系磷化三种；用于耐磨减磨磷化的种类有锌系磷化和锰系磷化；而锌锰系和锌钙系主要用于漆前磷化。
一磷化基本原理磷化成膜是一个化学动态平衡，目前，大多数学者认同的磷化原理由以下四个步骤组成：首先是金属的溶解过程。
当金属浸入磷化液中时，先与磷化液中的磷酸作用，生成一代磷酸铁，并有大量的氢气析出。
其化学反应为；Fe –2e→Fe2+2H+ + 2e→H2上式表明，磷化开始时，仅有金属的溶解，而无膜生成。
第二是促进剂加速形成磷化膜。
其化学反应式为：[O]+[H] → [R]+H2OFe2++[O] → Fe3++[R]式中[O]为促进剂（氧化剂），[R]为还原产物，由于促进剂氧化掉第一步反应所产生的氢原子，加快了反应（1）的速度，进一步导致金属表面H+浓度急剧下降。
同时也将溶液中的Fe2+氧化成为Fe3+。
第三是磷酸根的多级离解。
H3PO4→H2PO4－+H+→HPO42－+2H+→PO43－+3H+由于金属表面的H+浓度急剧下降，导致磷酸根各级离解平衡向右移动，最终离解为PO43－。
最后磷酸盐沉淀结晶成为磷化膜当金属表面离解出的PO43－与溶液中（金属界面）的金属离子（如Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+）达到溶度积常数Ksp时，就会形成磷酸盐沉淀Zn2++ Fe2++ PO43－+H2O→Zn2Fe(PO4)2·4H2O↓ （4）3Zn2++2PO43－+4H2O=Zn3(PO4)2·4H2O↓ （5）磷酸盐沉淀与水分子一起形成磷化晶核，晶核继续长大成为磷化晶粒，无数个晶粒紧密堆集形而上学成磷化膜。
磷化膜的缺陷原因及改进措施
磷化膜的缺陷原因及改进措施磷化膜是一种通常在钢铁表面生成的防腐膜。
它是一种由磷酸盐和金属离子组成的化学转化层，能够显著提高钢铁材料的耐腐蚀性能。
然而，磷化膜在一些情况下可能会出现缺陷，这可能导致降低其保护性能。
下面将讨论磷化膜的缺陷原因以及可能的改进措施。
1.厚度不均匀：磷化膜在生成过程中，难以做到完全均匀地覆盖整个金属表面。
这可能是由于化学反应速率不一致或金属表面的不规则性引起的。
由于膜的厚度不均匀，会导致表面腐蚀和膜的覆盖不足区域的暴露，从而进一步减弱保护性能。
2.孔洞：磷化膜生成过程中，可能会出现孔洞，这些孔洞可能是由于金属表面的缺陷或气泡引起的。
孔洞会形成微小的通道，让腐蚀介质能够直接接触到金属表面，导致腐蚀的开始。
孔洞的大小和数量会直接影响磷化膜的保护性能。
3.结晶状况：磷化膜的结晶是其保护性能的重要因素之一、结晶的均匀性和密度决定了磷化膜的致密性。
如果磷化膜的结晶不均匀或不致密，腐蚀介质就能更容易地渗透到金属表面，进一步引起腐蚀的发生。
为了改善磷化膜的缺陷，可以采取以下措施：1.优化处理工艺：通过优化磷化处理工艺的参数，如温度、浸泡时间、酸度和添加剂浓度，可以改善磷化膜的性能。
在不同的金属和应用环境下，需要进行调整，以使磷化膜的生成过程更加均匀和可控。
2.表面预处理：在进行磷化处理之前，对金属表面进行适当的清洁和预处理可以减少缺陷的产生。
通过去除表面的杂质和氧化物，可以提高磷化液对金属的均匀覆盖和反应性。
3.添加剂改进：磷化液中添加特定的表面活性剂或缓冲剂，可以改善磷化膜的生成过程，使其更加均匀和致密。
这些添加剂能够调节磷酸盐和金属之间的反应速率，从而减少缺陷的形成。
4.后处理：磷化膜形成后，可以通过进行后处理来改善其性能。
例如，通过进行热处理或沉积一层保护性涂层，可以增强磷化膜的密度和耐腐蚀性能。
总体而言，改善磷化膜的缺陷是一个多方面的问题，需要在磷化处理和后处理的各个环节上进行优化。
磷化处理影响因素及常见问题审批稿
磷化处理影响因素及常见问题YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】一、磷化工艺参数的影响1、总酸度————总酸度过低、磷化必受影响，因为总酸度是反映磷化液浓度的一项指标。
控制总酸度的意义在于使磷化液中成膜离子浓度保持在必要的范围内。
2、游离酸度————游离酸度过高、过低均会产生不良影响。
过高不能成膜，易出现黄锈；过低磷化液的稳定性受威胁，生成额外的残渣。
游离酸度反映磷化液中游离H+的含量。
控制游离酸度的意义在于控制磷化液中磷酸二氢盐的离解度，把成膜离子浓度控制在一个必须的范围。
磷化液在使用过程中，游离酸度会有缓慢的升高，这时要用碱来中和调整，注意缓慢加入，充分搅拌，否则碱液局部过浓会产生不必要的残渣，出现越加碱，游离酸度越高的现象。
单看游离酸度和总酸度是没有实际意义的，必须一起考虑。
3、酸比————酸比即指总酸度与游离酸度的比值。
一般的说酸比都在5~30的范围内。
酸比较小的配方，游离酸度高，成膜速度慢，磷化时间长，所需温度高。
酸比较大的配方，成膜速度快，磷化时间短，所需温度低。
因此必须控制好酸比。
4、温度————磷化处理温度与酸比一样，也是成膜的关键因素。
不同的配方都有不同的温度范围，实际上，他在控制着磷化液中的成膜离子的浓度。
温度高，磷酸二氢盐的离解度大，成膜离子浓度相应高些，因此可以利用此种关系在降低温度的同时提高酸比，同样可达到成膜，其关系如下：70℃ 60℃ 50℃ 40℃ 30℃ 20℃1/5 1/7 1/10 1/15 1/20 1/25生产单位确定了某一配方后，就应该严格控制好温度，温度过高要产生大量沉渣，磷化液失去原有平衡。
温度过低，成膜离子浓度总达不到浓度积，不能生成完整磷化膜。
温度过高，磷化液中可溶性磷酸盐的离解度加大，成膜离子浓度大幅度提高，产生不必要的沉渣，白白浪费了磷化液中的有效成分，原有的平衡被迫坏，形成一个新的温度下的平衡，如，低温磷化液在温度失控而升高时，H2PO4→H++PO43- 的离解反应向右进行，从而使磷酸根浓度升高，产生磷酸锌沉淀，使磷化液的酸比自动升高。
常见的磷化质量问题及解决方法
质量 外观 问题 现象 产生原因
1、工件表面有硬化层 无磷 化膜 或磷 化膜 不易 形成 工件整 体或局 部无磷 化膜， 有时发 蓝或有 空白片 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 磷化膜 太薄、 结晶过 磷化 细或无 膜过 明显结 薄 晶，抗 蚀性能 差 磷化膜 磷化 结晶粗 大、疏 膜结 松、多 晶粗 孔、表 大 面有水 锈 1、总酸度过高 2、磷化时间不够 3、处理温度过低 4、促进剂浓度高 5、工件表面有硬化层 6、亚铁离子含量低 7、表调效果差或表调失效 1、工件未清洗干净 2、工件在磷化前生锈 3、亚铁离子含量偏高 4、游离酸度偏低 5、磷化温度低 6、工件表面产生过腐蚀现象 1、槽液含渣量过大 磷化膜 2、酸比太高 磷化 干燥后 3、处理温度过高 膜挂 表面有 灰 白色粉 4、槽底沉渣浮起，黏附在工件上 5、工件表面氧化物未除净 末 6、溶液氧化剂含量过高，总酸度过高 1、除油不干净 磷化膜 磷化 不均 2、表调剂效果不佳或已失效 膜发 匀，有 3、磷化槽液喷淋不均匀 花 明显流 4、工件表面钝化 挂痕迹 5、磷化温度低 2、游离酸含量过高 磷化后 工件表 磷化 面产生 表面 黄色锈 生锈 斑或锈 点 3、工件表面过腐蚀 4、溶液中磷酸盐含量不足 5、工件表面有残酸 6、磷化槽沉淀多，已堵塞喷嘴 7、处理温度低 8、设备原因，如喷淋的压力过大、喷嘴 方向等
1、补加表调剂，或重新配槽 2、补加AC-131 3、检查喷嘴 4、调整链速 5、换板材
质 量外 观 问 题现 象
产生原因
解决方法
1、注意不用铜挂具，用铁屑置换除去或用硫化处理， 调整酸度 2、加强酸洗过程的质量控制 1、停加促进剂 2、充分搅拌，使之均匀 3、补加脱脂剂
影响磷化的工艺因素
影响磷化的工艺因素基材1基材化学成分碳原子的影响由于钢材含碳量不同，或受热处理温度影响而造成碳的表面富集，表面含碳量高，对磷化膜的耐蚀性和附着力有极坏的影响，晶粒粗大。
利用电子能谱分析可以看出，钢板表面含碳量低时容易磷化，结晶致密，耐蚀性好，颜色浅；反之、表面含碳量高，不易磷化，膜薄，颜色深，易产生色斑，缺陷较多。
合金元素的影响Cr原子。
合金钢中含Cr<2%时，可形成均匀磷化膜；含Cr> 8%时，形成磷化膜困难。
可采用快速磷化(催化磷化)或强腐蚀、抛丸等，部分解决合金钢难以形成磷化膜的问题。
Si原子。
含Si量高则不易磷化，膜层粗化。
Mn原子。
Mn偏析在磷化过程中可均匀分布到结晶组织，从而使磷化膜致密，膜层颜色深(酸洗时易形成黑膜，便于黑色磷化，附着力强)。
Ni原子。
含Ni材质经热处理后，合金组织发生变化，磷化困难，且易出现缺陷。
活性冷轧钢板的活性大小对磷化效果产生不同的影响。
即活性小的冷轧钢板磷化效果好；而活性大的磷化效果差。
生产表明，几种冷轧钢板的活性大小顺序：宝钢板2030＞日本板>宝钢1550。
需要钢板生产厂家，降低钢板活性。
表面状态粗糙度在相同磷化条件下，磷化工件表面光洁度越高，磷化过程进行越缓慢，获得的膜层薄而致密，且颜色浅。
反之，表面粗糙，磷化反应快，膜层厚而疏松，均匀性差，颜色深。
可以解释为：光洁度高的表面比粗糙的表面电位正，基体表面在磷化液中不易被酸蚀所致。
所以，光洁度高的工件，磷化前必须进行充分预处理(抛丸或酸蚀)。
锈蚀度。
锈蚀钢板会影响磷化质量(无论采用何种涂锈方法，其磷化膜耐蚀性差)。
况且由于酸洗造成工件表面黑白不均匀，同样影响磷化效果(白色部位较难磷化)。
因此，尽量不要选用锈蚀的钢板加工工件。
特别要防止采用不同厂家、不同批次的钢板来加工同一工件(如汽车车身等)。
否则。
因钢板的差异而造成磷化质量不一样。
同时要注意加工过程中尽量不要破坏钢板防锈膜和加工后长时间存放(采取防锈措施)。
磷化膜与工艺参数的关系
磷化膜质量与工艺参数的关系磷化膜的质量与磷化剂的质量有直接关系，也与磷化过程中的工艺参数变化有密切的关系。
磷化膜厚度与磷化时间和温度的关系一般情况下，磷化时间越长，温度越高，所生成的磷化膜越厚。
这一规律只适用于一定范围内，当磷化膜达到一定厚度时，孔隙减少，磷化工作液已不能与基体金属接触而发生磷化反应，再延长磷化时间也不能增加磷化膜的厚度。
磷化温度更不能大高，如温度过高，会导致磷化膜粗糙、多孔，耐蚀性能下降，更严重的是使工作液中的大量有效成分变为沉渣，打破磷化工作液的平衡，并可能使磷化膜表面产生大量的挂灰。
游离酸度和总酸度对磷化膜质量的影响磷化工作液在磷化过程中，游离酸度和总酸度的控制十分重要，它是确保磷化工作液中各组分化学平衡，磷化反应正常进行的主要条件。
不同类型的磷化剂控制范围有很大的差别，如高温锰系磷化一般不控制游离酸和总酸度的具体数量而是控制酸比，其他类型的磷化控制游离酸和总酸的具体数值。
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:促进剂对磷化质量的影响促进剂在磷化液中起到缩短磷化时间，加快磷化生成速度，降低磷化温度的作用。
促进剂的量应适当。
促进剂量过少，磷化速度变慢，不能在规定时间内生成完整的磷化膜;促进剂量过多，磷化速度加快，但是造成金属表面钝化，反而影响磷化膜的生成，易产生蓝色或彩虹色的氧化膜。
促进磷化膜形成的方法可分为化学方法和物理方法两大类: (1)化学方法。
在磷化液中加人氧化剂，如氯酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、过氧化氢、过氧化物、嗅酸盐、碘酸盐、有机硝基化合物等。
在磷化液中加人还原剂，如亚硫酸盐、连二亚硫酸盐、羟胺等。
在磷化液中加入重金属盐，如铜、镍、钼、钴、钨等。
(2)物理方法( ①机械方法:如搅拌磷化液或把磷化液喷射到工件上的方法。
磷化处理影响因素及常见问题
磷化处理影响因素及常见问题一、磷化工艺参数的影响1、总酸度————总酸度过低、磷化必受影响，因为总酸度是反映磷化液浓度的一项指标。
控制总酸度的意义在于使磷化液中成膜离子浓度保持在必要的范围内。
2、游离酸度————游离酸度过高、过低均会产生不良影响。
过高不能成膜，易出现黄锈；过低磷化液的稳定性受威胁，生成额外的残渣。
游离酸度反映磷化液中游离H+的含量。
控制游离酸度的意义在于控制磷化液中磷酸二氢盐的离解度，把成膜离子浓度控制在一个必须的范围。
磷化液在使用过程中，游离酸度会有缓慢的升高，这时要用碱来中和调整，注意缓慢加入，充分搅拌，否则碱液局部过浓会产生不必要的残渣，出现越加碱，游离酸度越高的现象。
单看游离酸度和总酸度是没有实际意义的，必须一起考虑。
3、酸比————酸比即指总酸度与游离酸度的比值。
一般的说酸比都在5~30的范围内。
酸比较小的配方，游离酸度高，成膜速度慢，磷化时间长，所需温度高。
酸比较大的配方，成膜速度快，磷化时间短，所需温度低。
因此必须控制好酸比。
4、温度————磷化处理温度与酸比一样，也是成膜的关键因素。
不同的配方都有不同的温度范围，实际上，他在控制着磷化液中的成膜离子的浓度。
温度高，磷酸二氢盐的离解度大，成膜离子浓度相应高些，因此可以利用此种关系在降低温度的同时提高酸比，同样可达到成膜，其关系如下：70℃ 60℃ 50℃ 40℃ 30℃ 20℃Fe+2H+→Fe2++H2↑这个反应能够消耗大量的氢离子，促使固液界面的PH上升，进而促使磷化液中的磷酸二氢盐的三级离解平衡右移，以致使锌离子浓度和磷酸根浓度在界面处达到溶度积而成膜。
如果不添加一些有效物质，阴极析出的氢气的滞留会造成阴极极化，使反应不能继续进行，因而磷酸盐膜的沉积也不能连续下去。
因此凡能加速这个反应的物质，必能加速磷化。
氧化剂正是起着阴极去极化的作用而加速反应。
常用的氧化剂有硝酸盐、亚硝酸盐、双氧水、溴酸盐、碘酸盐、钼酸盐、有机硝基化合物、有机过氧化物等。
磷化工艺参数的影响
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。
磷化处理影响因素及常见问题
磷化处理影响因素及常见问题一、磷化工艺参数的影响1、总酸度————总酸度过低、磷化必受影响，因为总酸度是反映磷化液浓度的一项指标。
控制总酸度的意义在于使磷化液中成膜离子浓度保持在必要的范围内。
2、游离酸度————游离酸度过高、过低均会产生不良影响。
过高不能成膜，易出现黄锈；过低磷化液的稳定性受威胁，生成额外的残渣。
游离酸度反映磷化液中游离H+的含量。
控制游离酸度的意义在于控制磷化液中磷酸二氢盐的离解度，把成膜离子浓度控制在一个必须的范围。
磷化液在使用过程中，游离酸度会有缓慢的升高，这时要用碱来中和调整，注意缓慢加入，充分搅拌，否则碱液局部过浓会产生不必要的残渣，出现越加碱，游离酸度越高的现象。
单看游离酸度和总酸度是没有实际意义的，必须一起考虑。
3、酸比————酸比即指总酸度与游离酸度的比值。
一般的说酸比都在5~30的范围内。
酸比较小的配方，游离酸度高，成膜速度慢，磷化时间长，所需温度高。
酸比较大的配方，成膜速度快，磷化时间短，所需温度低。
因此必须控制好酸比。
4、温度————磷化处理温度与酸比一样，也是成膜的关键因素。
不同的配方都有不同的温度范围，实际上，他在控制着磷化液中的成膜离子的浓度。
温度高，磷酸二氢盐的离解度大，成膜离子浓度相应高些，因此可以利用此种关系在降低温度的同时提高酸比，同样可达到成膜，其关系如下：70℃ 60℃ 50℃ 40℃ 30℃ 20℃1/5 1/7 1/10 1/15 1/20 1/25生产单位确定了某一配方后，就应该严格控制好温度，温度过高要产生大量沉渣，磷化液失去原有平衡。
温度过低，成膜离子浓度总达不到浓度积，不能生成完整磷化膜。
温度过高，磷化液中可溶性磷酸盐的离解度加大，成膜离子浓度大幅度提高，产生不必要的沉渣，白白浪费了磷化液中的有效成分，原有的平衡被迫坏，形成一个新的温度下的平衡，如，低温磷化液在温度失控而升高时，H2PO4→H++PO43- 的离解反应向右进行，从而使磷酸根浓度升高，产生磷酸锌沉淀，使磷化液的酸比自动升高。
磷化膜的缺陷原因及改进措施
磷化膜失光，发暗、疤痕、缩孔
某些金属盐类污染磷化膜
磷化后避免用NaNo2进行防锈，保持磷化膜的清洁。
磷化膜的缺陷原因及改进措施
磷化后及时彻底清洗，降低槽液温度，严格热水清洗工艺、烘干工艺。
表面浮灰多
游离酸度低，酸度比例失调，Fe2+偏了，细化剂偏低，难溶性盐类沉积物太多。
调整游离酸度及游离酸和总酸之比，控制Fe2+或更换槽液，补充Ca2+等细化剂，过滤槽液。
磷化膜发粘
Mn、Fe等硝酸盐在预烘炉内受溶剂蒸汔烘熏，生成锰铁为主的膜。
缺陷
原因
措施
膜层发花
除油不净，酸洗不良，金属表面不均匀
彻底除油，严格酸洗时间，改善磷化前的表面状态。
膜层发黑
游离酸度过高，Fe2+过多。磷化前表面状态不好。
降低游离酸度，调整磷化液，降低Fe2+量。改善表面状态。
膜层不均匀，有花脸现象
槽液温度太低，Zn2+、H2Po4—含量偏低游离酸度高，金属表面状态不好。
补加细化剂如Ca2+，严格酸洗工艺，补充N03—调整游离酸度和总酸比例。
白色沉淀
酸度高，磷化槽液温度高，磷化后清洗不好。
降低游离酸度，降低槽液温度，磷化后彻底清洗。
局部有光亮疤迹或锈蚀
氢气排除不好
调整工件在磷化液中的位置，使氢气便于排除。
水流痕状腐蚀
磷化后不及时清洗，磷化槽液温度高热水清洗工艺不当，烘干工艺不当。
提高槽液温度，补充Zn2+、H2Po4—降低游离酸度，改善表面状态。
膜层粗糙，膜薄或无磷化膜
游离酸度高，总酸度低，磷化温度低。
磷化工艺中的各种影响因素
磷化工艺的影响因素磷化膜的质量直接影响与有机膜、涂层的附着力和防护性,影响磷化工件的耐磨、耐微动力磨损和抗擦伤性,以及磷化膜能否成为润滑剂的载体。
磷化膜质量的高低,取决于磷化所采用的工艺是否恰当,磷化过程是否符合工艺要求,因此要十分注意影响磷化工艺的因素。
影响磷化工艺的主要因素有：材质及表面状态、磷化前处理、磷化后处理、磷化液的化学成分等。
下面试就影响磷化工艺的主要因素作一分析。
（一）材质及表面状态。
同是钢铁工件,受含有的其它元素不同,表面晶格是否遭受腐蚀等因素的影响,形成的磷化膜颜色、均匀性、抗腐蚀能力不一样。
低碳钢容易磷化,膜的结晶致密,颜色较浅；中、高碳钢和低合金钢比较容易磷化,结晶有变粗的倾向,磷化膜颜色深;含有较多铬、钼、钨、钒、硅等元素的钢材不容易磷化。
磷化膜随钢材中碳化物含量和分布的不同存在差异,因此,不同钢材应选用不同的磷化工艺和相应的磷化产品。
（二）前处理。
磷化前的表面处理程度是影响磷化质量的重要因素。
因此,要求除净所有的锈迹、油污。
具体要求是,脱脂后的工件,不应有油脂、乳浊液等污物,其表面应能被水完全湿润;酸洗后的工件,不应有目视可见的氧化物、锈及过腐蚀现象.为防止过腐蚀,减轻氢脆,应在酸洗液中加入缓蚀剂.为防止酸雾,酸洗液中可加入酸雾抑制剂;喷抛丸清理后的工件,不应有漏喷、磨料粘附、锈蚀及油污,其表面应露出金属本色.从除油后到磷化前这一过程,工件不允许直接接触手或有油的污物。
经强酸、强碱处理后的钢铁件,一般会增大结晶粒度,增加膜的重量。
水洗是将工件表面从前道处理工序中带出来的残留化学成分除去,防止对下道处理工序的影响。
除油后的不良水洗会使油污再沉积,更多地消耗酸,造成不均匀的酸洗,形成不均匀的磷化膜;酸洗后的不良水洗,导致磷化槽液游离酸度升高,形成稀疏、不均匀的磷化膜,甚至磷化后的工件生锈。
要保证水洗质量,应保持清水的特定pH值或更有效的导电率,延长清洗时间和次数。
（三）后处理。
影响磷化膜质量的因素分析
由表 ２可知 ： 随着溶 液 温度 的升 高 ， 磷化 膜 的防 腐能 力相 应提 高 ； 但 当溶 液 温度 超 过 ５ Ｏ℃ 后 ， 磷 化
处理 （ 溶 液温 度 ５ ０℃ ， 磷化时间 １ ０ ａｉ ｒ ｎ ） ， 然 后按 标 准规 定 的浸 泡法 对 磷 化膜 进 行 防腐 性 能对 比试 验 ，
刘 崇 军
（ 大连地 区军代 室 ， 辽 宁 大连 １ １ ６ ０ ３ ３ ）
ＬＩ Ｕ Ｃｈ ｏ ｎ ｇ － ｊ ｕ ｎ
（ Ｍｉ ｌ ｉ ｔ ａ ｒ ｙ Ｒｅ Ｄ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ０ｆ ｆ ｉ ｃ ｅ ｉ ｎ Ｄａ ｌ ｉ ａ ｎ Ａｒ ｅ ａ，Ｄａ ｌ ｉ ａ ｎ １ １ ６ ０ ３３，Ｃｈｉ ｎ ａ）
结果 见 表 １ 。
表 １ 马 日夫 盐 对 磷 化 膜 质 量 的 影 响
膜 的防腐 能力 提高 不显 著 。
１ ． ３ 磷 化 时 间 的 影 响
采用 不 同的磷 化 时 间对 试 件 进 行磷 化处 理 （ 马 日夫 盐 ３ ０ ｇ ／ Ｌ， 溶液温度 ５ Ｏ℃ ） ， 然 后 按 标 准 规 定
１ ． ２ 溶 液 温 度 的 影 响
０ 前 言
武器 的表 面 防腐处 理大 多采 用磷 化工 艺 。对磷
化膜 的要 求 主要 是 致 密 牢 固 、 耐 蚀 性 高 。为 满 足 此
要求 ， 生 产 中调 整 总酸度 、 游 离酸度 ， 以及锰 、 铁 的质 量 浓度 。即使 这样 ， 也 经 常 会 出 现磷 化 膜 达 不 到 要 求 的现 象 。 为此 ， 我们 针 对 一些 影 响磷 化膜 质 量 的 工艺 因
磷化膜影响因素
影响磷化膜的因素被处理钢材表面状态的影响近来的研究发现表明作为磷化膜基底的金属材料的表面状态对磷化质量影响很大。
现归纳如下：1 表面碳的污染钢铁表面碳的污染对磷化处理非常不利，磷化膜质量差。
碳浓度大的钢板耐式性差。
碳浓度高的部位，磷酸锌结晶不能析出，造成磷化膜缺陷，盐雾试验中会早期起泡和剥落。
因此选材时就应注意这一点。
2 钢铁表面氧化膜钢铁表面氧化膜的厚度直接影响磷化及效果。
用偏光分析氧化膜与耐蚀性之间关系后发现：当氧化膜厚度小于16*10-6mm时较好。
氧化膜过厚则耐蚀性差，当出现兰色的氧化膜时，常常磷化不上。
3 钢板表面的结晶方位有报导在改变热处理温度等钢板制造条件时，钢板表面有不同的结晶方位，而结晶方位的不同又影响着磷化性。
实验认为：（111）面反应性高，其在有氧化剂存在时比其他结晶防卫有较大的溶解度，这有利与磷化反应第一步骤——酸蚀，无疑也有利于整个磷化过程。
4 冷轧钢板组成元素在表面浓化对磷化的影响由于热力学和金属物理学方面的原因会使冷轧钢板组成元素在表面浓化，在不同的热处理条件下将出现的锰忽然磷的表面浓化。
当锰浓化高时，磷化反应良好。
另一方面，P的浓化将延迟晶核的形成和生长，劣化反应性，浓化的P的氧化物，推迟了铁的溶解，使磷化性降低。
而表面的锡、铝、钛、铬、铅等会使磷化结晶粗大，造成耐蚀性降低。
5 镀锌板钝化与采用不同镀锌方式的镀锌板镀锌板是否经过钝化对磷化效果有很大的影响。
经过钝化处理后的镀锌板磷化性差，所生成的结晶杂乱粗大。
热浸镀锌与电镀锌板相比，前者的磷化性差，后者的磷化性好。
各种合金的镀锌板磷化差别也很大。
综上所述，在进行磷化处理前，应该先对所处理的材质进行详细的了解，只有这样，才能选择好合适的工艺及配方。
四磷化前表面调整处理的影响所谓磷化表面调整句是采用磷化表面调整剂使需要磷化的金属表面改变微观状态，促使磷化过程中形成结晶细小的、均匀、致密的磷化膜。
磷化前零件的表面处理对磷化膜质量影响极大，尤其是酸洗或高温强碱清洗对薄层磷化影响最明显。
磷化膜影响因素
磷化膜影响因素磷化温度对磷化膜的成膜影响最大，其次是磷化液酸比，磷化时间对磷化膜的成膜影响最小磷化温度提高磷化温度可以加快磷化速度，提高磷化膜的附着力、硬度、耐蚀性和耐热性，而且较高的磷化温度能够促进金属溶解并加速磷酸盐的水解反应，加快成膜速度［3］。
但在高温条件下，Fe2+易被氧化成Fe3+而沉淀下来，使溶液不够稳定。
且在磷化过程中升高温度会使部分磷酸盐水解，所以磷化温度的升高有一定的限度。
磷化膜的生成反应速率可表示为酸比：总酸度和游离酸度溶液的总酸度取决于马日夫盐的含量，提高总酸度能加速磷化反应，使磷化膜薄而细致。
若总酸度过高，则溶液中易出现乳白色沉淀，且磷化后膜层过薄，易起黄锈。
若总酸度过低，则磷化速度缓慢，膜层厚而粗糙，磷化膜的附着力不强，并存在空白。
游离酸度取决于磷酸的含量。
如果游离酸度过高，则工件表面发黑，使磷酸离解受阻，铁在溶液中溶解变慢，不利于磷化膜的形成，从而导致磷化时间延长，磷化膜晶粒粗大多孔且耐蚀性降低。
如果游离酸度过低，则磷化膜变薄，甚至没有磷化膜。
磷化时间对膜层厚度及空隙率有影响图：磷化时间与孔隙率的关系曲线--------------------------------------------------------------1 Fe2+含量控制起决定性作用,过高则磷化膜晶粒粗大多孔、Fe2+含量上升快、磷化时间延长,而偏低会使磷化膜变薄或不能成膜。
严格控制Fe2+的过快增多是磷化溶液维护的关键之一。
控制酸度比及NO-3与H2PO-4的最佳比例、适量添加铬合稳定剂如酒石酸等都能有效控制Fe2+过快升高,且有利于减少磷化沉渣生成、提高磷化膜层质量。
若Fe2+含量超过允许范围,则磷化沉渣会增多,磷化膜质量劣化。
-----------------------------------------------------174 试验证明磷化液中Fe2+的最佳含量为1. 5~3. 0 g/L。
磷化膜影响因素(内容清晰)
磷化膜影响因素磷化温度对磷化膜的成膜影响最大，其次是磷化液酸比，磷化时间对磷化膜的成膜影响最小磷化温度提高磷化温度可以加快磷化速度，提高磷化膜的附着力、硬度、耐蚀性和耐热性，而且较高的磷化温度能够促进金属溶解并加速磷酸盐的水解反应，加快成膜速度［3］。
但在高温条件下，Fe2+易被氧化成Fe3+而沉淀下来，使溶液不够稳定。
且在磷化过程中升高温度会使部分磷酸盐水解，所以磷化温度的升高有一定的限度。
磷化膜的生成反应速率可表示为酸比：总酸度和游离酸度溶液的总酸度取决于马日夫盐的含量，提高总酸度能加速磷化反应，使磷化膜薄而细致。
若总酸度过高，则溶液中易出现乳白色沉淀，且磷化后膜层过薄，易起黄锈。
若总酸度过低，则磷化速度缓慢，膜层厚而粗糙，磷化膜的附着力不强，并存在空白。
游离酸度取决于磷酸的含量。
如果游离酸度过高，则工件表面发黑，使磷酸离解受阻，铁在溶液中溶解变慢，不利于磷化膜的形成，从而导致磷化时间延长，磷化膜晶粒粗大多孔且耐蚀性降低。
如果游离酸度过低，则磷化膜变薄，甚至没有磷化膜。
磷化时间对膜层厚度及空隙率有影响图：磷化时间与孔隙率的关系曲线--------------------------------------------------------------1 Fe2+含量控制起决定性作用,过高则磷化膜晶粒粗大多孔、Fe2+含量上升快、磷化时间延长,而偏低会使磷化膜变薄或不能成膜。
严格控制Fe2+的过快增多是磷化溶液维护的关键之一。
控制酸度比及NO-3与H2PO-4的最佳比例、适量添加铬合稳定剂如酒石酸等都能有效控制Fe2+过快升高,且有利于减少磷化沉渣生成、提高磷化膜层质量。
若Fe2+含量超过允许范围,则磷化沉渣会增多,磷化膜质量劣化。
-----------------------------------------------------174 试验证明磷化液中Fe2+的最佳含量为1. 5~3. 0 g/L。
影响磷化膜质量的因素
影响磷化膜质量的因素1、前言现代工业的迅速发展，市场对涂装要求急剧增加，涂装行业将会得到更快的发展，而涂装质量的好坏在一定程度取决于涂装前处理技术的高低，而磷化又是涂装前处理的关键，磷化膜的性能好坏直接关系到涂装质量的优劣，因此我们需要详细地了解影响磷化膜质量的因素。
2、影响磷化膜质量的因素2.1. 总酸度（TA）TA是反映磷化槽浓度的一项指标，是指槽液中配合酸（HSO42-）和FA浓度的总和。
控制TA的目的在于保持磷化槽液中成膜离子的浓度在规定的工艺范围内。
TA过高，磷化膜生成困难，磷化膜结晶粗燥，耐腐蚀性差。
2.2 游离酸度（FA）FA是指槽液中游离酸度H+浓度。
FA促使工件溶解产生晶核，使生成磷化膜容易。
控制FA的目的在于控制槽液中磷酸二氢盐的离解度，把成膜离子浓度控制在一个必须范围内。
FA过高，反映加快。
工件与槽液界面的离子浓度被破坏，届面PH值过低，造成成膜困难，成膜时间延长，结晶粗大多孔。
耐腐蚀性低。
FA过低，工件腐蚀缓慢，界面PH值升高，磷化膜薄甚至难以形成，膜成表面易产生浮粉（Zn(PO4) 2沉淀），磷化液易产生异常沉淀，导致Zn2+含量急剧降低。
2.3. 磷化温度磷化温度是形成磷化膜的一个关键因素，适当的提高温度不仅可以激活能量低的点形成“活化中心”使晶核数目增多，结晶速度提高，成膜速度加快，同时可以在枝晶上产生新的结晶，结晶密度提高，形成完整结晶的磷化膜，但温度过高，反映速度太快，膜层晶核粗大，孔隙较大，槽液稳定性差，易浑浊，形成含渣的超重灰磷化膜，耐腐蚀性低。
当温度过低，由于磷化是吸热反应，当所需的热量得不到足够补偿时，成膜速度缓慢，甚至磷化反映难以进行，在家和摩配行业磷化中，多以低温和常温磷化磷化为主。
由于温度低，反映相应减慢，因此必须通过其他途径来调节槽液的酸比，促进剂含量，浓度来补偿温度低而对磷化速度的影响，为满足批量生产，加你最好采用低温磷化为宜。
2.4. 磷化时间不同的磷化液，具有不同的磷化时间要求，随着磷化时间的不同，所获得磷化膜的外观，厚度，耐腐蚀性也不同，磷化时间与膜重不成线形关系，根据不同的板材来确定磷化时间，以获得理想的确凿磷化膜。
钢铁零件磷化缺陷原因分析及解决方案
钢铁零件磷化缺陷原因分析及解决方案
一、磷化缺陷的原因分析
钢铁零件的磷化缺陷主要有以下几个方面的原因：
1. 磷化液配方不合理：磷化液中的成分、浓度、比例等因素会直接影响磷化膜的质量。
如果磷化液配方不合理，可能会导致磷化膜质量不稳定，出现缺陷。
2. 表面清洁度不够：钢铁零件在磷化前必须保证表面的清洁度，否则会影响磷化膜的质量。
如果表面含有油脂、灰尘等杂质，会导致磷化液不能充分与钢铁表面反应，从而形成不完整的磷化膜。
3. 钢铁材质不合适：不同的钢铁材质适合的磷化工艺也不同。
如果选择了不适合的磷化工艺，可能会导致磷化膜质量不稳定，出现缺陷。
4. 磷化时间、温度不合理：磷化时间和温度是影响磷化膜质量的重要因素。
如果磷化时间过长或温度过高，可能会导致磷化膜过厚、颗粒过粗，从而形成缺陷。
5. 磷化设备或工艺的缺陷：磷化设备或工艺的缺陷，如液槽漏液、温度控制不准确等，可能会导致磷化膜质量不稳定，出现缺陷。
钢铁零件磷化缺陷的原因有很多，主要包括磷化液配方不合理、表面清洁度不够、钢铁材质不合适、磷化时间、温度不合理以及磷化设备或工艺的缺陷等。
针对这些原因，可以采取优化磷化液配方、提高表面清洁度、选择合适的钢铁材质、合理控制磷化时间、温度以及改进磷化设备和工艺等解决方案，以改善和优化钢铁零件的磷化质量。
钢铁零件磷化缺陷原因分析及解决方案
钢铁零件磷化缺陷原因分析及解决方案
钢铁零件磷化缺陷是指在磷化过程中出现的不良现象或问题，主要表现为磷化膜附着
性差、脱落、不均匀等。
这些缺陷不仅影响到零件的质量和使用寿命，还可能导致零件无
法达到预期的防腐、防锈效果。
针对钢铁零件磷化缺陷问题，进行原因分析和解决方案的
研究具有重要的实际意义。
钢铁零件磷化缺陷的原因可以归纳为以下几个方面：
1. 表面处理不当：钢铁零件在磷化之前需要进行清洗和脱脂处理，如果清洗和脱脂
过程不充分，会导致表面存在油脂、污垢等难以去除的物质，影响磷化液的附着性。
解决方法：加强表面处理工艺，确保零件表面的清洁度和光洁度。
可以采用机械清洗、溶剂清洗、碱洗等方法，确保表面没有油脂等污染物。
2. 磷化液成分不合理：磷化液的成分是影响磷化质量的重要因素之一。
如果磷化液
中的磷酸盐、氯化物等成分浓度不合理，会导致磷化膜的附着力不好、脱落等问题。
解决方法：优化磷化液的配方，选择合适的磷酸盐和氯化物浓度，确保磷化液的稳定
性和均匀性。
解决方法：加强对磷化液pH值的控制，采用合适的酸碱调节剂，确保磷化液的酸碱度稳定。
4. 磷化液温度控制不恰当：磷化液的温度是磷化过程中另一个重要的操作参数。
如
果磷化液的温度过高或过低，会导致磷化膜形成不均匀，附着力差等问题。
要解决钢铁零件磷化缺陷问题，需要从表面处理、磷化液成分、pH值控制和温度控制等方面进行综合考虑和优化。
通过加强工艺管理，控制好每个操作环节，可以有效地提高
磷化膜的质量和附着性，保证钢铁零件的使用寿命和防腐、防锈效果。
常见磷化和喷塑质量问题及解决方法
②光泽偏高；③光泽上下波动；
④光泽突然降低。
①检查烘烤温度是否偏高，或烘烤时间是否偏长，向粉厂咨询烘烤条件，另可检查粉末的含水率和喷房的温度；
②核定烘烤温度和时间，可与①对照，检查光泽、工件厚度及烘烤条件；③是否直接燃气炉，检查是否有混粉及喷涂环境温度变化。检查烘道及烘箱温度是否稳定；
④检查温度是否失控，检查空压系统、油水分离器工作是否正常，检查是否混入其他粉。
④检查并更换；
⑤联系设备供应商，检查并更换；
⑥检修悬挂链，使之匀速；
⑦检查流化情况，并检修多孔板。
问题点
主要原因
解决措施
7）砂粒
①均匀密集出现；
②呈突起的圆形，数量不多；
③少量砂粒，大小不一；
④工件表面有杂质，有时呈放射状或细长型；
⑤少量黑色颗粒。
①测定膜厚是否符合工艺要求；
②检查粉末质量，是否存在胶化粒子，另检查磷化后工件表面是否干净无杂质；
③粉末带电性差，边缘上粉少；
④粉末熔融粘度太低；
⑤粉末的胶化时间太长。
①喷涂前修理工件边角，使成圆弧形：
②适当提高固化温度（须注意粉末的耐温性是否良好）；
③增加电压，缩短喷枪与工件的距离或适当延长对边缘的喷涂时间；
④粉末厂必须修正配方；
⑤粉末厂必须修正配方。
4.静置磷化槽液，并翻槽
5.加强酸洗并充分水洗
6.停加氧化剂，调整酸的比值
5
磷化膜发花
磷化膜不均匀，有明显流挂痕迹
1.除油不干净
2.表调剂效果不佳或已失效
3.磷化槽液喷淋不均匀
4.工件表面钝化
5.磷化温度低
1.强脱脂或更换脱脂剂
2.更换或补充表调剂
3.检查并调整喷嘴