对比不同合金磷化膜性能特点

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磷化分类与用途

磷化分类与用途1、按磷化处理温度分类（1）高温型80—98℃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，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，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。

5、按施工方法分类（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。

镁-锂合金的锌系及锰系磷化膜的比较

黄晓梅，刘亮，王艳Байду номын сангаас艳
（．尔滨工程大学材料科学与化学工程学院超轻材料与表面技术教育部１哈
重点实验室，龙江哈尔滨１００）黑５０１
ＨＵＡＮＧａｅ，ＸｉｏｍｉＬＩＬｉｎｇ，ＷＡＮＧｎｙｎＵａＹａ — ａ
膜对镁一合金基体具有较大的防护作用，其是锌系磷化膜膜厚，电阻大，锂尤膜自腐蚀电流密度小，蚀性更优。耐
关键词：镁一合金；锌系磷化膜；系磷化膜；流阻抗；化曲线锂锰交极
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＴｈｅｍａｒｃｏｍｏｒｈｏｏｎｄｍｉｒｍｏｒｏｌｙｏｈｈｏｐｈｔｎｉｍｓｏｆＭｇＩｉａｌｙｉｉｎａｐｌｇｙａｃｏｐｈｏｇｆｔｅｐｓａｉｇｆｌ — ｌｏｎｚｎｃａｄｍｎｇａｅｅｓｒｅｎｓｅｉｓｗｅｒｂｓｒｅｅｏｅｖｄ，ａｈｈｅｉａｏｐｏｉｉｎｓｏｈｅｔｉｓｗｅｅａｌｅｎｄｔｅｃｍｃｌｃｍｓｔｏｆｔｗｏｆｌｒｎａｙｚｄ；ｔｌｃｒｈｍｉａｒｏｍａｃｆｔｉｎｄｍｈｅｅｅｔｏｃｅｃｌｐｅｆｒｎｅｏｈｅｚｎｃａｍａｇａｓｎｎｅｅｐｈｏｐｈｔｎｉｍｓｗｅｅｃｒｃｅｉｅｙｐｌｒｚｔｏｕｒｎｄＥＩｓｅｔｕ，ａｄｔｅｒｉｅｒｔｖｅｃｐａｉｉｉｓｗｅｅｓａｉｇｆｌｒｈａａｔｒｚｄｂｏａｉａｉｎｃｖｅａＳｐｃｒｍｎｈｉｎｔｇａｉａｂｌｔｅｒ

磷化温度对铝合金磷化膜性能的影响

Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＰｈｏｓｐｈａｔｉｎｇｗａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏＬＹ１２ｄｕｒａｌｕｍｉｎａｌｌｏｙｗｉｔｈｚｉｎｃｐｈｏｓｐｈａｔｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅｉｎｌｕｆｅｎｃｅｏｆｐｈｏｓｐｈａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｔｈｅｐｅｆｏｒｒｍａｎｃｅｏｆｐｈｏｓｐｈａｔｉｎｇｆｉｌｍｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｃｏａｔｉｎｇｗｅｉｇｈｔ，ＣｕＳＯ４ｓｏｌｕｔｉｏｎｄｒｏｐｐｉｎｇａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃｌａｔｅｓｔｓ．Ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，ｃｈｅｍｉｃｌａｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ
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铝合金及其它金属的磷化

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。

磷化膜质量的评定

磷化膜质量的评定磷化膜质量的评定1外观目视法好的磷化膜外观均匀完整细密、无金属亮点、无白灰。

锌系磷化膜为灰色膜，铁系磷化为彩虹色膜。

而铝及铝合金则为无色或彩色铝皮膜。

2微观结构显微镜法以金相显微镜或电子显微镜将磷化膜放大到100〜1000倍，观察结晶形状、尺寸大小及排部情况。

结晶形状以柱状晶为好。

结晶尺寸小些为好，一般控制在儿十微米以下，排部越均匀, 孔隙率越小越好。

3厚度（或重量法）测定法对于钢板的磷化膜方法是将磷化板浸在75度，质量分数喂％的铭酸溶液中（10~15） min以去除磷化膜，然后除去膜层前后的重量差求的膜重。

3腐蚀性能测定法最常用的是硫酸铜点滴实验法。

现在常与下道工序进行后根据用户要求进行盐雾试验、耐温热试验或循环周期试验等。

4抗冲击试验常常是进行涂装后一起测定，当用49Ncm对涂装后的磷化板进行冲击试验时，当冲击后的样板的反面冲击点不产生放射性裂纹时，即可确定该磷化膜的质量较好。

5二次附着力测定磷化膜涂装后测定的附着力为一次附着力。

在一定条件下进行耐温水实验后测定的附着力称为二次附着力。

一般是在耐水试验后的样板上用划格法作附着力的测定，以胶带剥离后观察涂膜脱落等级，一般均为平行比较实验。

6磷化膜孔隙率的测定取14%的NaCL和3%的铁氧化钾溶液，表面活性剂的质量分数为0.1%的蒸储水溶液，保存在褐色瓶中24小时，用滤纸过滤。

使用时将滤纸切成长、宽均为2.5厘米的纸片，用塑料镇子将纸片浸入上述溶液中，提出滴净多余试液，将他覆盖在戴测的磷化膜表面，经过一段时间（1分钟）后将试纸拿掉，观察膜层表面，有兰色斑点处表示有孔隙部分。

7磷化膜的耐碱性比较磷化膜在浸碱液0.1 mol/L的氢氧化钠，25度，5分钟前后的质量差，可以得到磷化膜在碱液中的溶解量。

8磷化膜的耐酸性比较磷化膜在PH值位为2的酸液中的溶解量来评价磷化膜的耐酸性。

9磷化膜P比P比最初定义为P/（P+H）,其中P为磷酸二锌铁，H为磷酸锌，因此P比的高低表示磷化膜中磷酸二锌铁所占比率的高低。

磷化膜质量评定项目与方法

磷化前处理技术在实际生产中的应用一、磷化膜质量评定项目与方法1、外观目视法好的磷化膜外观均匀完整细密、无金属亮点、无白灰。

锌系磷化膜为灰色膜，铁系磷化为彩虹色膜。

而铝及铝合金则为无色或彩色铝皮膜。

2、微观结构显微镜法以金相显微镜或电子显微镜将磷化膜放大到100~1000倍，观察结晶形状、尺寸大小及排部情况。

结晶形状以柱状晶为好。

结晶尺寸小些为好，一般控制在几十微米以下，排部越均匀，孔隙率越小越好。

3、厚度（或重量法）测定法对于钢板的磷化膜方法是将磷化板浸在75度，质量分数喂%的铬酸溶液中（10~15）min以去除磷化膜，然后除去膜层前后的重量差求的膜重。

3、腐蚀性能测定法最常用的是硫酸铜点滴实验法。

现在常与下道工序进行后根据用户要求进行盐雾试验、耐温热试验或循环周期试验等。

4、抗冲击试验常常是进行涂装后一起测定，当用49N•cm对涂装后的磷化板进行冲击试验时，当冲击后的样板的反面冲击点不产生放射性裂纹时，即可确定该磷化膜的质量较好。

5、二次附着力测定磷化膜涂装后测定的附着力为一次附着力。

在一定条件下进行耐温水实验后测定的附着力称为二次附着力。

一般是在耐水试验后的样板上用划格法作附着力的测定，以胶带剥离后观察涂膜脱落等级，一般均为平行比较实验。

6、磷化膜孔隙率的测定取14%的NaCL和3%的铁氰化钾溶液，表面活性剂的质量分数为0.1%的蒸馏水溶液，保存在褐色瓶中24小时，用滤纸过滤。

使用时将滤纸切成长、宽均为 2.5厘米的纸片，用塑料镊子将纸片浸入上述溶液中，提出滴净多余试液，将他覆盖在戴测的磷化膜表面，经过一段时间（1分钟）后将试纸拿掉，观察膜层表面，有兰色斑点处表示有孔隙部分。

6、磷化膜的耐碱性比较磷化膜在浸碱液0.1mol/L的氢氧化钠，25度，5分钟前后的质量差，可以得到磷化膜在碱液中的溶解量。

7、磷化膜的耐酸性比较磷化膜在PH值位为2的酸液中的溶解量来评价磷化膜的耐酸性。

金属制品磷化防锈技术

防锈作用磷化技术主要工业用途金属制品磷化防锈技术一．前言金属在含有磷酸盐的溶液中进行处理，形成金属磷酸盐化学转化膜，这一工艺过程称之为磷化，所形成的金属磷酸盐转化膜称之为磷化膜。

磷化技术的发展己有一百多年历史，广泛应用于汽车、军工、电器、机械等各个工业领域。

其主要工业用途：防锈作用。

钢铁磷化后其表面覆盖一层磷化膜，起到保护钢铁防止生锈的目的，主要是工序间和库存等室内防锈，一般不用于户外防锈。

耐磨、减摩、润滑作用。

磷化膜的特殊晶粒结构和硬度用于齿轮、压缩机、活塞环等运动承载件，起到耐磨、减少摩擦力作用。

磷化膜具有的润滑功能，在拉丝、拉管等冷加工行业广泛应用，用以提高拉丝拉管速度、减少模具损伤。

用于涂漆底层。

作为涂漆底层是磷化的最大工业应用，约占磷化总的工业应用的60-70%。

磷化膜作为涂漆前的底层，提高漆膜附着力和涂漆层的耐腐蚀能力。

选用适当的磷化甚至可使漆膜附着力提高2-3倍，耐腐蚀性提高1-2倍。

在世界范围内金属的表面装饰与保护手段约有三分之二是通过涂装实现的，只要生产条件许可，涂装前都要进行磷化处理。

其它应用。

磷化还可作为其它用途如电绝缘、表面装饰等。

二．磷化基本原理磷化过程包含了化学与电化学反应。

不同磷化体系、不同基材的磷化反应机理较复杂。

虽然科学家在这方面已做过大量的研究，但至今未完全弄清楚。

在很早以前，曾以一个化学反应方程式简单表述磷化成膜机理：8Fe+5Me(H 2PO 4)2+8H 2O+H 3PO 4→Me 2Fe(PO 4)2·4H 2O(膜)+Me 3(PO 4)·4H 2O(膜)+7FeHPO 4(沉渣)+8H 2↑ Me 为Mn 、Zn 、Fe 等。

钢铁在含有磷酸及磷酸二氢盐的高温溶液中浸泡，将形成以磷酸盐沉淀物组成的晶粒状磷化膜，并产生磷酸一氢铁沉渣和氢气。

这个机理解释比较粗糙，不能完整地解释成膜过程。

随着对磷化研究逐步深入，当今，各学者比较赞同的观点是磷化成膜过程主要是由四个步聚组成：a.酸的浸蚀使基体金属表面H +浓度降低Fe – 2e → Fe 2+2H ++2e →2[H] → H 2↑ (1)b.促进剂（氧化剂）加速界面的H +浓度进一步快速降低 [氧化剂]+[H] → [还原产物]+H 2OFe2++[氧化剂] → Fe3++[还原产物] (2)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。

合金成分对成膜质量有重要的影响

合金成分对成膜质量有重要的影响向该磷化液里添加钼酸钠可以使磷化膜更细致，当钼酸钠加入量为每升1.5克的时候，磷化膜结晶组织最致密，耐蚀性也最好。

多种镁合金进行了磷化处理，试验证明合金成分对成膜质量有着非常重要的影响。

对磷化膜的颜色、附着性和结晶组织都有重要的影响。

改变磷化液成分可以改变磷化膜的化学组成及其性能。

采用每升0.3克的氟化钠的磷酸氢二锰溶液处理ZM5合金，当溶液超过每升24克的时候不能形成优质膜。

从每升24克提升到每升50克之间，在每升36克之前。

在磷酸氢而锰保持每升32克不变条件下，氟化钠浓度从0提升到每升0.3克，膜成长速度增大。

再提高氟化钠的浓度膜的成长速度变缓。

添加氟化钠不仅对膜成长速度有影响，还有利于形成均匀细晶。

因此，组分浓度指标对膜成长速度是最好的。

选择最佳的磷化处理制度膜厚可以达到30~40毫米。

试验证明，溶液PH值大于3的时候，磷化膜耐蚀性变坏。

不同配方制的磷化膜和氧化膜在百分之0.5的氯化钠溶液中耐蚀性对比得出镁锰钕镍合金和ZM5合金在氟硼酸锌溶液中制的磷化膜耐蚀性是最好的。

在相同溶液中镁铝铬银锰合金制的膜与之相比没有本质区别。

把经过氟硼酸锌溶液处理的不同镁合金磷化膜进行对比可以看出镁锰钕镍合金的磷化膜耐蚀性是最好的，镁铝铬银锰合金的磷化膜耐蚀性能最差。

把磷化膜和铬酸盐处理放入氧化膜作对比表明，镁锰钕镍合金和ZM5合金的磷化膜比氧化膜耐蚀性能好很多；而镁铝各银锰合金则不及。

冷磷化处理也是合金品种不同磷化膜的性能也不一样。

甚至合金相组成的变化在磷化膜形成过程中都会有反应。

例如，铸态ZM5合金可以形成优质膜，经过热处理的ZM59-T4却不能形成完整的膜，而生成黑灰色易脱落的沉积物。

因此，至今还没有一种方法能适合所有镁合金的磷化处理。

试验证明Mn(H2PO4)2的最佳加入量为每升100克，处理时间为四分钟。

延长磷化处理时间磷化膜会破裂，与金属的结合力也变差。

添加不同的促进剂对磷化膜成长的影响是不一样。

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。

镁合金磷化处理与磷化膜的耐蚀性

8． 500%～ 9 500% Al； 0． 450% ～ 0． 900% Zn； 0． 170% ～ 0． 400% Mn； 0． 080% Si； 0． 025% Cu； 0． 001% Ni； 0． 004% Fe 及 Mg（余量）。试样尺寸为 10mm × 22mm × 3mm。 1． 2 磷化处理
ZHANG Dan，XIONG Jin-ping，ZUO Yu
（ College of Materials Science and Engineering，Beijing University of Chemical Technology，Beijing 100029，China）
Abstract： An optimized zinc series phosphating formula for chrome-free phosphating of magnesium alloy was gained through orthogonal test． The phosphating film showed a needle-like microstructure under scanning electron microscope． The result of EDS showed that the main composition of the film was zinc phosphate． The results of corrosion test and electrochemical measurement showed that the corrosion resistance of magnesium alloy was significantly improved by this optimal phosphating treatment． Key words： magnesium alloy； phosphating film； corrosion resistance

镁合金磷化处理与磷化膜的耐蚀性

ｐａｅＴｈｅｒｓｌｆｃｒｏｉｎｔｓｎｌｃｒｃｅｃｌｍｅｓｒｍｅｔｓｏｄｔａｈｅｃｒｏｉｎｒｓｓａｅｈｔ．ｅｕｔｏｏｒｓｏｅｔａｄｅｅｔｏｈｍｉａａｕｅｎｈｗｅｈｔｔｏｒｓｏｅｉｔｎｃｓ
（京化工大学材料科学与工程学院，京北北１０２）００９
摘要：通过正交试验得到了镁合金无铬最优锌系磷化配方，所得到的磷化膜在扫描电镜下观察呈
针尖状结构，能谱仪分析表明磷化膜的主要成分为锌的磷酸盐，腐蚀试验和电化学测量结果表明最
境Ｊ。磷酸盐转化法是无铬化学转化的一种，艺工
操作简单，本低廉，于批量生产。本文采用锌成适
系磷化配方，Ａ９Ｄ镁合金表面上成功制备了耐在Ｚ１腐蚀性能优异的磷化膜。
收稿日期：００Ｏ一９２１一８ｌ修回日期：００１ —３２１—０１基金项目：京市新型高分子材料制备与成型加工重点实验室项目（００４２北２１０１）
电位负、氧化膜疏松多孔，其因而镁合金的耐腐蚀性能很差，是镁合金应用的最主要限制。目前这国内外常用的镁合金表面防护处理方法有：学转化化、电镀或化学镀、阳极氧化、弧氧化、散涂层、微扩

磷化膜的性能检测

磷化膜性能检测外观外观检测主要指颜色与结晶状态。

磷化膜干燥后按Q/XG 217-89标准检测。

对涂装磷化膜而言，颜色允许变化范围大，无严格规定。

其中灰色磷化膜在浅灰-深灰一灰黑范围内变化，取决槽液成分及钢铁种类；彩色磷化膜在纯蓝一金黄一彩虹范围内变化，取决槽液成分、磷化时间、水洗条件(热水与冷水)、干燥条件(水洗干燥与不水洗干燥)等，通常认为金黄色磷化膜的耐蚀性最佳;铬磷化膜在浅绿色一深湖绿色范围内变化。

功能磷化膜除黑色外，均无颜色要求，其中黑色磷化膜在浅黑色一深黑色一纯黑色范围内变化，取决于钢材品种(含碳量与合金元素)、预处理方法、槽液成分(发黑剂为主)、工作条件、油封处理等。

只能通过试验，确定黑度范围。

目前国内能真正达到纯黑色的磷化剂不多见(借助磷化前预黑化的除外)。

磷化膜结晶视磷化工艺不同而异。

涂装磷化膜结晶细致均匀;功能磷化膜结晶较粗糙。

允许磷化缺陷:轻微的水迹、钝化痕迹、擦白及挂灰(只允许涂装磷化膜轻微挂灰，涂装前需擦净);由于热处理、焊接以及表面机加工状态的不同而造成颜色和结晶不均匀;在焊缝处无磷化膜。

不允许缺陷:疏松的磷化膜层;有锈蚀和绿斑;局部无磷化膜;表面严重挂灰。

膜重涂装磷化膜膜重1-5g/m2(其中静电喷涂和电泳漆的磷化膜重1.2-2. 5g/rn2最佳)；功能磷化膜膜重≥6. 5g/m2 膜重按Q/XG 217-89标准检测。

测试方法是将25一 400cm2干燥的磷化膜样板在天平上称量(精度士0. lmg)，然后在化学退膜溶液中退除膜、水洗、干燥后称重，从第二次差值中即可算出磷化膜单位质量，允许误差士3%。

W=p1-p2/s*10式中，W为磷化膜单位质量，g/m2；p1为磷化后试样重，Mg； p2为退膜后试样重，mg； S为磷化试样的总面积， cm2。

取三块试样的平均值为膜重。

所用试样的面积可根据磷化膜单位质量选择。

膜重小于lg/m的试样，总面积不应小于300cm2；膜重1-log/m2的试样总面积不应小于200cm2 。

磷化膜金相

磷化膜金相磷化膜是一种表面处理技术，通过对金属材料表面进行磷化处理，形成一层磷化膜，从而改善金属材料的性能。

磷化膜具有以下几个作用：1.提高金属材料的抗腐蚀性能：磷化膜可以阻止腐蚀介质（如水、氧气等）接触到金属表面，降低金属的腐蚀速率。

2.增加金属表面的润滑性：磷化膜表面光滑，可降低摩擦系数，减少磨损。

3.便于金属表面的涂装：磷化膜具有良好的附着力，可以为金属表面的涂装提供良好的基础。

4.改善金属的焊接性能：磷化膜可以提高金属的焊接性能，减少焊接缺陷。

金相分析方法是研究磷化膜的重要手段，主要包括以下几个方面：1.光学显微镜观察：通过光学显微镜观察磷化膜的形态、结构和厚度等参数。

2.扫描电子显微镜（SEM）：扫描电子显微镜可以观察磷化膜的表面形貌和内部结构，进一步分析磷化膜的组成和性能。

3.X射线衍射（XRD）：X射线衍射用于分析磷化膜的晶体结构和相组成。

4.能谱分析（EDS）：能谱分析用于确定磷化膜的化学组成和元素含量。

磷化膜金相的应用领域广泛，主要包括：1.钢铁行业：磷化膜广泛应用于钢铁制品的防腐蚀、润滑和涂装等领域。

2.汽车制造：磷化膜在汽车零部件的防护、润滑和焊接方面具有重要意义。

3.电子电器：磷化膜可用于电子产品的外壳和内部零件的防腐蚀、抗氧化和涂装。

4.航空航天：磷化膜在航空航天领域的零件防护、润滑和涂装等方面具有重要应用价值。

磷化膜金相技术的未来发展方向包括：1.环保型磷化剂的开发：随着环保法规的日益严格，开发无污染、低能耗的环保型磷化剂将成为发展趋势。

2.高效能磷化膜制备技术的研究：提高磷化膜的性能，缩短磷化周期，降低成本，提高生产效率。

3.磷化膜智能化检测与控制：利用人工智能、大数据等技术实现磷化膜制备过程的智能化检测与控制，提高磷化质量。

4.跨学科研究：结合材料科学、化学、物理等多学科研究磷化膜，进一步揭示磷化膜的微观机理，为优化磷化工艺提供理论依据。

磷化膜金相

磷化膜金相磷化膜是一种表面处理技术，通过在金属表面形成一层磷化膜，起到保护金属、提高金属的耐腐蚀性、增强金属与涂层的附着力等作用。

在金属加工、制造业等领域具有广泛的应用。

本文将介绍磷化膜金相的分析方法及其应用，以期为相关领域提供参考。

一、磷化膜的定义与作用磷化膜是指在金属表面通过磷化反应形成的一层化合物膜。

其主要成分为磷酸盐和金属盐，具有以下作用：1.提高金属的耐腐蚀性：磷化膜能有效隔绝金属表面与外部环境的接触，降低金属的腐蚀速率。

2.增强金属与涂层的附着力：磷化膜具有良好的附着力，可提高金属表面涂层的耐久性和稳定性。

3.便于金属加工：磷化膜降低了金属表面的摩擦系数，使金属在加工过程中不易磨损。

二、金相分析方法金相分析是一种通过对金属组织结构进行观察和分析，以评价金属性能和质量的方法。

在磷化膜金相分析中，常用的方法有：1.光学显微镜观察：通过光学显微镜观察磷化膜的形态、厚度和均匀性，评价其质量。

2.扫描电子显微镜（SEM）观察：SEM能对磷化膜表面形貌进行高倍观察，分析其成分和结构。

3.X射线衍射（XRD）分析：XRD用于分析磷化膜的晶体结构和相组成。

三、磷化膜金相的分析步骤1.取样：从磷化处理的金属制品上切取适当大小的试样。

2.制备金相试样：采用金相切割机将试样切割成薄片，并抛光至镜面。

3.侵蚀：将抛光后的试样放入侵蚀液中，去除磷化膜表面的氧化物等杂质。

4.清洗：用去离子水冲洗侵蚀后的试样，去除残留的侵蚀液。

5.干燥：将清洗后的试样放入干燥器中，去除水分。

6.观察分析：采用光学显微镜、SEM和XRD等设备对磷化膜进行观察和分析。

四、磷化膜金相的应用领域磷化膜金相分析技术在以下领域具有广泛应用：1.金属加工行业：用于评价磷化处理效果，优化磷化工艺。

2.航空航天、汽车制造等领域：对高性能金属材料进行磷化处理，提高其耐腐蚀性和涂层附着力。

3.科研与教育：用于研究磷化膜的形成机理、性能与应用。

五、总结与展望磷化膜金相分析技术有助于评价磷化膜的质量和性能，为金属表面处理领域提供了有力支持。

镁合金磷化处理与磷化膜的耐蚀性

1． 3． 2 电化学测试
电化学测试采取三电极系统，以饱和甘汞电极
为参比电极，铂电极为辅助电极，磷化前后的试样
为工作电极，非工作面用 914 胶封装后暴露大约 1． 5 cm2 的工作面积。电解液为室温的 3% NaCl 水
溶液。其中极化曲线测量在华中科技大学生产的
优磷化配方处理可以显著提高镁合金的耐腐蚀性能。
关键词：镁合金；磷化膜；耐腐蚀性能
中图分类号： TG174． 4
文献标识码： A
Phosphating Treatment of Magnesium Alloy and Corrosion Resistance of the Phosphating Film
收稿日期： 2010-08-19
修回日期： 2010-10-13
基金项目：北京市新型高分子材料制备与成型加工重点实验室项目（ 20100412）
·6· Feb． 2011
Plating and Finishing
Vol． 33 No． 2 Serial No． 215
1 实验方法
1． 1 实验材料与试样实验所用材料为 AZ91D 镁合金，其组成为：
磷化处理工艺流程为：镁合金试样→酒精清洗 →丙酮清洗→碱洗脱脂（在 50℃ 的 5% 氢氧化钠溶液中浸泡 15min） →水洗→水洗→磷化处理（室温， 15min） →冷风吹干→备用。
磷化基础液配方如下：
磷酸（ w = 85% ）
25 ～ 35 mL / L
氧化锌
1 ～2 g/L
氟化钠
1 ～3 g/L
6 2（ 1． 5） 3（ 35） 1（ 1． 0） 2（ 3． 0） 164

磷化膜组成及性质

磷化膜组成及性质磷化膜组成及性质分类磷化液主要成份膜组成膜外观单位面积膜重/ g/m2锌系 Zn(H2PO4)2 磷酸锌和磷酸锌铁浅灰→深灰 1-60锌钙系Zn(H2PO4)2和Ca (H2PO4)2 磷酸锌钙和磷酸锌铁浅灰→深灰 1-15锰系 Mn(H2PO4)2 和Fe(H2PO4)2 磷酸锰铁灰→深灰 1-60锰锌系Mn(H2PO4)2 和Zn(H2PO4)2 磷酸锌、磷酸锰、磷酸铁混合物灰→深灰 1-60铁系 Fe(H2PO4)2 磷酸铁深灰色 5-102.磷化膜组成磷化膜为闪烁有光，均匀细致，灰色多孔且附着力强的结晶，结晶大部分为磷酸锌，小部分为磷酸氢铁。

锌铁比例取决于溶液成分、磷化时间和温度。

3、性质（1）耐蚀性在大气、矿物油、植物油、苯、甲苯中均有很好的耐蚀性，但在碱、酸、水蒸气中耐蚀性较差。

在200-300℃时仍具有一定的耐蚀性，当温度达到450℃时膜层的耐蚀性显著下降。

（2）特殊性质如增加附着力，润滑性，减摩耐磨作用。

磷化工艺流程预脱脂→脱脂→除锈→水洗→(表调)→磷化→水洗→磷化后处理(如电泳或粉末涂装)影响因素1、温度温度愈高，磷化层愈厚，结晶愈粗大。

温度愈低，磷化层愈薄，结晶愈细。

但温度不宜过高，否则Fe2+ 易被氧化成Fe3+，加大沉淀物量，溶液不稳定。

2、游离酸度游离酸度指游离的磷酸。

其作用是促使铁的溶解，已形成较多的晶核，使膜结晶致密。

游离酸度过高，则与铁作用加快，会大量析出氢，令界面层磷酸盐不易饱和，导致晶核形成困难，膜层结构疏松，多孔，耐蚀性下降，令磷化时间延长。

游离酸度过低，磷化膜变薄，甚至无膜。

3、总酸度总酸度指磷酸盐、硝酸盐和酸的总和。

总酸度一般以控制在规定范围上限为好，有利于加速磷化反应，使膜层晶粒细，磷化过程中，总酸度不断下降，反映缓慢。

总酸度过高，膜层变薄，可加水稀释。

总酸度过低，膜层疏松粗糙。

4、PH值锰系磷化液一般控制在2-3之间，当PH﹥3时，共件表面易生成粉末。

金属磷化分类

金属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。

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。

非晶相铁系：磷化膜薄，微观膜结构呈非晶相的平面分布状，仅应用于涂漆前打底。

2.按磷化处理温度划分按处理温度可分为常温、低温、中温、高温四类。

常温磷化就是不加温磷化。

低温磷化一般处理温度30～45℃。

中温磷化一般60～70℃。

高温磷化一般大于80℃。

温度划分法本身并不严格，有时还有亚中温、亚高温之法，随各人的意愿而定，但一般还是遵循上述划分法。

3.按磷化膜的厚度分类按磷化膜厚度（磷化膜重）分，可分为次轻量级、轻量级、次重量级、重量级四种。

次轻量级膜重仅0.1～1.0g/m2,一般是非晶相铁系磷化膜，仅用于漆前打底，特别是变形大工件的涂漆前打底效果很好。

轻量级膜重1.1～4.5 g/m2,广泛应用于漆前打底，在防腐蚀和冷加工行业应用较少。

次重量级磷化膜厚4.6～7.5 g/m2,由于膜重较大，膜较厚（一般>3μm），较少作为漆前打底（仅作为基本不变形的钢铁件漆前打底），可用于防腐蚀及冷加工减摩滑润。

重量级膜重大于7.5 g/m2,不作为漆前打底用，广泛用于防腐蚀及冷加工。

4.按促进剂类型分类由于磷化促进剂主要只有那么几种，按促进剂的类型分有利于槽液的了解。

磷化膜的组成及成膜机理

磷化膜的组成和成膜机理深圳雷邦磷化液工程部编辑磷化膜的形成过程是一种人工诱导及控制的腐蚀过程，阳极不断有金属溶解，阴极不断有氢气析出，晶粒不断生成且继续成长，直到生成连续的不溶于水的磷化膜。

磷化膜的形成，成倍地提高了分层的耐蚀性能和耐水性能，是公认的涂层的良好基底。

目前在薄板金属件的涂漆，100%倾向于先采用磷化处理，铸件在涂漆前也采用了磷化处理。

一、磷化膜的特性（1）多孔性磷化膜具有多孔性的主要原因是磷化膜通常由许多大小相差悬殊的结晶组成，这些结晶从晶核散布开来，然后连接在一起，逐步覆盖整个工件的磷化表面。

磷化膜的空隙率由许多因素确定，一般占磷化表面积的0.5%-1.5%。

一般磷化膜越厚 ,空隙率越低;结晶的细度越细密，空隙率越小；磷化膜质量增大，空隙率减少；但空隙率还与磷化膜的化学成分等有关系。

(2)膜重磷化膜的厚度一般为1-50μm ，对于涂装前处理的磷化膜膜重一般用每单位面积的质量来表示，单位为g/㎡磷化膜的膜重与膜厚的关系见表1,膜重与磷化膜的用途有极大的关系，涂装前磷化膜的膜厚要求小于10g/㎡，一般在1-4g/㎡。

膜重/( g/㎡)膜厚/μm 备注1-2 1-2 由于涂装前的磷化属于薄型磷化，加之侧膜厚本身的误差较大，因此，实践中一般不用，而采用磷化膜的质量表示。

2.2-4.4 2-4 6.0-9.0 4-6 126蚀。

这是因为磷化膜具有不良导体性质，可以抑制金属工件表面微电池的形式，有效阻止腐蚀。

但由于磷化膜是多孔的，所以单纯磷化膜的抗蚀性是有限的。

(4)与金属工件的结合性能磷化膜与金属工件的结合性能，决定于磷化膜在晶界的生根情况，也取决于最佳定向结晶的百分数。

(5)与涂膜的结合性能磷化膜能为涂膜创造良好的底层，决定于是多孔性的膜体表面，徐料可渗人其中，增加金属工件的表面积，同时涂料形成的涂膜和磷化膜可以相互渗透，提高涂层的结合能力。

(6)绝缘性能磷化膜是非金属涂层，是电的不良导体，它能使金属工件表面由优良导体转变为不良导体。