磷化影响因素 - 360文档中心

影响金属磷化膜效果的因素

影响磷化的因素很多，当磷化膜出现质量问题时，可以从磷化工艺参数、促进剂、磷化工艺（含设备）管理以及被处理钢材表面几大方面考虑。

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℃

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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℃

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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)。

磷化过程中发生反应的三个阶段

磷化过程中发生反应的三个阶段磷化是一种在工业生产中常见的化学反应过程，用于制备磷化合物或在材料表面形成磷化层。磷化过程包括三个主要的阶段：前期准备阶段、反应阶段和后期整理阶段。下面将详细介绍这三个阶段。

第一阶段是前期准备阶段。在进行磷化反应之前，需要进行一系列的准备工作。首先，需要选择合适的磷化试剂。常见的磷化试剂有磷化氢（PH3）、三乙基磷（(C2H5)3P）和三甲基磷（(CH3)3P）等。选择适合的磷化试剂取决于反应要求、材料特性以及实际操作的便利性等因素。其次，需要进行试剂的配制和储备，通常是将磷化试剂与溶剂混合，或者采用气体形式直接使用。此外，还需准备好反应容器及相关的设备和试剂，以确保磷化过程的安全性和实验操作的顺利进行。

第二阶段是反应阶段。在这个阶段，磷化试剂与待磷化的物质发生反应，生成磷化物。这个阶段可以进一步分为磷化试剂与待磷化材料的接触与反应、磷化反应的进行和磷化产物的生成。

磷化试剂与待磷化材料的接触与反应是磷化反应的关键步骤。对

于固体材料，常用的方法是将磷化试剂与待磷化材料放在一个密封的

容器中，通过加热或其他方式引起二者的接触与反应。对于液体材料，可以直接将磷化试剂加入待磷化材料中，经过一定的温度和时间进行

反应。磷化试剂与待磷化材料的接触与反应实际上是磷化试剂中的磷

元素与待磷化材料中的金属元素或其他元素发生化学反应的过程。

磷化反应的进行主要受到反应温度、反应时间和反应条件等因素

的影响。在实际操作中，通常控制反应温度在一定的范围内，并根据

化学反应的速度和产物生成情况来确定反应时间。此外，还需要保持

磷化处理影响因素及常见问题

磷化处理是一种常用的表面处理工艺，用于改善金属材料的耐腐蚀性能和机械性能。在进行磷化处理时，有许多因素会影响磷化层的质量和性能。本文将详细介绍磷化处理的影响因素以及常见问题，并提供解决方案。

一、影响磷化处理的因素

1.材料的选择

不同的金属材料对磷化处理的影响是不同的。一般来说，碳钢、不锈钢、铝合金等金属材料都可以进行磷化处理。但是，不同材料的表面状态和成分会对磷化层的形成和质量产生影响。

2.表面处理

在进行磷化处理之前，需要对金属材料的表面进行预处理，以去除表面的氧化物、油脂和其他杂质。常用的表面处理方法包括酸洗、碱洗、喷砂等。表面处理的质量和方法选择对磷化层的形成和质量有重要影响。

3.磷化液的配方

磷化液的配方对磷化层的形成和质量起着至关重要的作用。磷化液的主要成分包括磷酸盐、氟化物、氯化物等。不同的金属材料和要求的磷化层性能需要选择不同的磷化液配方。

4.磷化工艺参数

磷化工艺参数包括温度、时间、搅拌速度等。这些参数的选择会直接影响磷化层的形成和质量。一般来说，温度越高、时间越长，磷化层的厚度越大，但过高的温度和时间会导致磷化层的结晶粗糙和脆性增加。

5.磷化层的后处理

磷化层形成后，需要进行后处理，以提高磷化层的耐腐蚀性能和机械性能。常

用的后处理方法包括中和、封闭、涂覆等。后处理的质量和方法选择对磷化层的性能有重要影响。

二、常见问题及解决方案

1.磷化层不均匀

磷化层不均匀可能是由于磷化液的搅拌不均匀、材料表面存在油脂或氧化物等

杂质、磷化液配方不合理等原因造成的。解决方法包括加强搅拌、提高表面处理质量、优化磷化液配方等。

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。------------------------------------176

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。

金属表面发黑磷化的原因

金属表面发黑磷化是一种常见的表面处理方法，它可以提高金属的耐腐蚀性和耐磨性，同时还能增加金属表面的美观度。那么，金属表面发黑磷化的原因是什么呢？

我们需要了解一下什么是磷化。磷化是一种化学反应，它是将金属表面与含有磷酸盐的溶液接触，使得金属表面上形成一层磷化膜的过程。这种磷化膜可以提高金属的耐腐蚀性和耐磨性，同时还能增加金属表面的美观度。

金属表面发黑磷化的原因主要有以下几点：

1. 磷化液的配方。磷化液的配方是影响磷化效果的关键因素之一。不同的金属需要使用不同的磷化液配方，否则会影响磷化效果。一般来说，磷化液中含有的磷酸盐浓度越高，磷化膜的厚度就越大，金属表面就越容易发黑。

2. 磷化液的温度。磷化液的温度也是影响磷化效果的重要因素之一。一般来说，磷化液的温度越高，磷化膜的厚度就越大，金属表面就越容易发黑。

3. 磷化时间。磷化时间也是影响磷化效果的重要因素之一。一般来说，磷化时间越长，磷化膜的厚度就越大，金属表面就越容易发黑。

4. 金属表面的处理。金属表面的处理也是影响磷化效果的重要因素

之一。如果金属表面存在油污、氧化物等杂质，会影响磷化液与金属表面的接触，从而影响磷化效果。

金属表面发黑磷化的原因主要是磷化液的配方、磷化液的温度、磷化时间以及金属表面的处理。只有在这些因素得到合理的控制和处理，才能得到良好的磷化效果。

磷化效果的关键因素

磷化效果的关键因素小议

磷化液磷化膜磷化结果出了问题终究原因有好多种但是有几点主要原因可能是影响其的主要因素有以下几点：

磷化工艺参数的影响

1、总酸度————总酸度过低、磷化必受影响，因为总酸度是发黑处理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：

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磷化处理工艺流程,磷化的影响因素及用途

磷化处理工艺流程| 磷化的影响因素及用途

磷化是什么意思？

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使用。磷化处理工艺应用于工业已有90多年的历史，大致可以分为三个时期：奠定磷化技术基础时期、磷化技术迅速发展时期和广泛应用时期。

磷化处理工艺流程：

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）。

磷化的影响因素：

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，工件表面易生成粉末。当PH‹1.5时难以成膜。铁系一般控制在3-5.5之间。

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。当磷化液恢复到原有的温度时，原有的平衡并不能恢复。因此实际中，当磷化液超过一定温度后，再降低到原来的温度时，如果不进行调整，就有可能磷化不上。从减少沉渣，稳定槽液，保证质量来看，磷化液的温度变化越小越好。

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。

影响磷化的因素

影响磷化的因素很多，当磷化膜出现质量问题时，可以从磷化工艺参数、促进剂、磷化工艺（含设备）管理以及被处理钢材表面几大方面考虑。

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℃

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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，同样可到达成膜，其关系如下：

70℃ 60℃ 50℃ 40℃ 30℃ 20℃

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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。当磷化液恢复到原有的温度时，原有的平衡并不能恢复。因此实际中，当磷化液超过一定温度后，再降低到原来的温度时，如果不进行调整，就有可能磷化不上。从减少沉渣，稳定槽液，保证质量来看，磷化液的温度变化越小越好。

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]+H2O

Fe2++[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。

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。------------------------------------176