锌系钢材磷化工艺研究
镀锌钢板表面磷化技术综述

2019年第15期广东化工第46卷总第401期·115·镀锌钢板表面磷化技术综述谢运(上海汽车集团股份有限公司乘用车分公司,上海201804)Crystalline Phosphating Process on the Surface of Galvanized SteelXie Yun(Passenger Car Division Shanghai Automotive Group Co.,Ltd.,Shanghai201804,China)Abstract:At present,galvanized steel sheet is more and more widely used in automobile plate,but the traditional surface phosphating process is not suitable for the pretreatment of galvanized steel sheet.Therefore,this paper introduces the surface phosphating treatment technology of galvanized steel sheet,the influencing factors of phosphating film performance,existing problems and development trend.Keywords:galvanized steel sheet;crystalline phosphating process;surface近年来,汽车行业对车辆用材的耐蚀性和耐久性的要求越来越高,因此,寻找高性能的镀锌钢板越来越被汽车行业重视[1]。
镀锌钢板对汽车的耐蚀性能有所提高,同时也带来了一定的问题,比方说,镀锌之后钢板的涂装涂层结合力下降,使得后期涂装较难,影响涂层质量[2]。
涂装前锌铁合金镀层的磷化处理工艺

涂装前锌铁合金镀层的磷化处理工艺磷化可分为锌系、铁系、锰系、锌钙系与锌锰系等工艺。
由于磷化是酸性溶液,pH 值低于3.0,对镀层溶解较大,从而将降低镀层的防护性能,只有将pH值提高到3.5以上,减少镀层在磷化过程中的溶解,减轻其对防护性能的影响,才能满足涂装的高防护要求。
本文对锌铁合金电镀后的直接磷化工艺进行了介绍。
1 工艺磷化1.1 表调处理表调是常温磷化不可缺少的重要工序。
在酸碱两类表调剂中,碱性(pH=8.0 9.5)胶钦磷酸态表调剂基本不溶解电镀层,最适用于锌铁合金的镀后磷化。
表调后不清洗,直接磷化,能加快磷化成膜速度。
表调剂 : 胶钦磷酸态1一3%,pH =8.0-9.5,温度为室温,时间30一60 s。
配制好的表调液呈乳白浑浊状。
1.2 磷化液组成及工艺条件1.3 溶液配制(1)磷化槽洗净后,加入2/3体积30一40℃的温水。
(2)依次将计量磷酸二氢锌、硝酸锌、硝酸镍、亚硝酸钠、磷酸二氢锰加人槽内,充分搅拌,使其溶解完全。
(3)将计量氟化钠在另一容器内用热水溶解后在搅拌下加人。
(4)将计量的十二烷基硫酸钠用少量温水调成糊状加适量水加温至沸腾5 min后,以2一3倍水稀释加人槽内,搅拌均匀。
(5)将计量ZP添加剂稀释后加人槽内,将水补加至所需体积,充分搅拌均匀。
(6)取样分析,调整酸度后试生产。
1.4 酸度的测定、调整与标准液的配制磷化液酸度以点计算:即用0.1 mol标准液,滴定10 mL磷化液所消耗的NaOH体积(mL)。
磷酸是三元酸,其滴定曲线在pH=4.5和9.5处有两个有突跃。
pH=4.5 处用于游离酸度的测定,pH=9.5处用于总酸度的测定。
根据磷化工艺确定游离酸与总酸度的点数,新配磷化液要按此测定调整。
1.4.1 游离酸度(点)的调整游离酸度如果高于上限(1.5点),可加入0.53g/L NaCO,,能降低游离酸度1.0点,低于下限(0.5点)可加人5一6g/L磷酸二氢锌,游离酸度升高1.0点,而总酸度则升高5.0点左右。
金属表面漆前磷化处理工艺研究

第9 期
董 薇, : 等 金属表面漆前磷化处理工艺研究
机硝基物的测定比较复杂, 在实 际应用 中当出现
2 结果及讨论
2 1 主要成 分的作 用 与影 响 .
促进剂过量或不足时槽液会变成深棕色, 总酸 使 度、 游离酸度的化验带来不便. 本实验促进剂主要 成分为 N ; N 2体系. O/O - 这种促进剂体 系效果较
挂灰现象 , 且磷化膜层粗大耐蚀性差 , 同时槽液的 稳定 性 也差 ; 度 低 , 温 磷化 速 度减 慢 , 层 不连 续 膜
表 3 磷化液 总酸和游离酸的影响
2 2 3 磷化 时 间的影 响 ..
224 本工艺 形成 的磷化 膜 电镜 照 片 .. 使 用 日本 电 子公 司 JM-40 V 型扫 描 电 子 S 69L 显微镜 对磷 化 膜 进行 扫 描 检 测 , 电镜 照 片如 图 5
匣
7 0
硫 酸铜点滴时间/ 1 2 3 4 8 8 7 s 8 3 0 3 4 3 5
疆 整
磷酸二氢锌是主要的成膜物质 , 由氧化锌 可 与磷酸反应制取. 随着磷酸二氢锌用量的增加 , 磷 化膜的耐腐蚀性提高; 达到一定量时, 磷化膜的耐 腐蚀性随磷酸二氢钠用量的增加反而下降. 这是 因为磷酸二氢锌主要起调节总酸度 量 的最简 单而有 效 的手段 , 一般 检验项 目有 : 晶体 粒 度 、 匀性 、 均 色调 、 泽 、 点 、 化情 况等 , 光 斑 粉 可进行 大 体上 的判 断. 13 2 微观结 构显微 镜法 .. 一
化. 但因其能耗大 , 处理工艺时间长, 沉渣多而不利 于现 代化生产 . 了提 高磷化 液 的质 量 , 为 降低 能耗 成本, 磷化工艺已向低温 、 少渣、 优质的方向发展 ,
钢铁的锌系磷化
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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。
锌系磷化处理
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锌系磷化处理
1. 什么是锌系磷化处理?
锌系磷化处理是一种防腐蚀工艺,通常用于金属表面的保护。
它的原理是在金属表面形成一层硬度高、耐腐蚀、附着力强的化学膜。
这种化学膜的主要成分是磷酸盐和锌盐,可以提高金属的耐腐蚀性和机械性能。
2. 锌系磷化处理的作用
锌系磷化处理可以防止金属表面的腐蚀,延长金属的使用寿命。
同时,它还可以提高金属表面的附着力,增加涂层的附着力,提高涂层的耐久性。
锌系磷化处理还可以增加金属表面的硬度,提高金属的机械性能。
3. 锌系磷化处理的工艺流程
锌系磷化处理的工艺流程主要包括以下几个步骤:
1. 表面处理:金属表面必须清洗干净,去除油污和其他污物,以便后续处理。
2. 预处理:将金属表面浸泡在一种含有酸、碱等成分的溶液中,以去除表面的氧化物和其他杂质。
3. 磷化处理:将金属表面浸泡在一种含有磷酸盐和锌盐的溶液中,形成一层锌系磷化膜。
4. 水洗:将金属表面用水冲洗干净,去除剩余的化学药品。
5. 干燥:将金属表面晾干或用热风吹干。
4. 锌系磷化处理的应用
锌系磷化处理广泛应用于汽车、机械、电子等行业,可以用于铁、铜、铝等金属表面的保护。
锌系磷化处理可以用作涂层的底漆,也可以直接作为金属表面的保护层,提高金属的耐腐蚀性和机械性能。
5. 结论
锌系磷化处理是一种有效的金属表面防腐蚀工艺,可以提高金属的耐腐蚀性和机械性能,延长金属的使用寿命。
它的工艺流程简单,应用广泛,是一种值得推广的金属表面处理方法。
磷化处理技术+配方
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磷化处理技术+配方用于钢材的表面处理磷化处理技术(1)所谓磷化处理是指金属表面与含磷酸二氢盐的酸性溶液接触,发生化学反应而在金属表面生成稳定的不溶性的无机化合物膜层的一种表面的化学处理方法。
所形成的膜称为磷化膜。
它的成膜机理为:(以锌系为例)a)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+2H3PO4=Fe (H2PO4)2+H2 ↑ (1)上式表明,磷化开始时,仅有金属的溶解,而无膜生成。
b)促进剂的加速上步反应释放出的氢气被吸附在金属工件表面上,进而阻止磷化膜的形成。
因此加入氧化型促进剂以去除氢气。
其化学反应式为:3Zn(H2PO4)2+Fe+2NaNO2=Zn3(PO4)2+2FePO4+N2↑+2NaH 2PO4+4H2O (2)上式是以亚硝酸钠为促进剂的作用机理。
c)水解反应与磷酸的三级离解磷化槽液中基本成分是一种或多种重金属的酸式磷酸盐,其分子式Me(H2PO4)2,这些酸式磷酸盐溶于水,在一定浓度及PH值下发生水解泛音法,产生游离磷酸:Me(H2PO4)2=MeHPO4+H3PO4 ( 3 ) 3MeHPO4=Me3(PO4)2+H3PO4 ( 4 ) H3PO3=H2PO4-+H+=HPO42-+2H+=PO43-+3H+ ( 5 )由于金属工件表面的氢离子浓度急剧下降,导致磷酸根各级离解平衡向右移动,最终成为磷酸根。
d)磷化膜的形成当金属表面离解出的三价磷酸根与磷化槽液中的(工件表面)的金属离子(如用于钢材的表面处理锌离子、钙离子、锰离子、二价铁离子)达到饱和时,即结晶沉积在金属工件表面上,晶粒持续增长,直至在金属工件表面上生成连续的不溶于水的黏结牢固的磷化膜。
2Zn2++Fe2++2PO43-+4H2O→Zn2Fe (PO4)2 4H2O↓ ( 6 ) 3Zn2++2PO42-+4H2O=Zn3 (PO4)2 4H2O ↓ ( 7 )金属工件溶解出的二价铁离子一部分作为磷化膜的组成部分被消耗掉,而残留在磷化槽液中的二价铁离子,则氧化成三价铁离子,发生(2)式的化学反应,形成的磷化沉渣其主要成分是磷酸亚铁,也有少量的Me3(PO4)2。
锌系磷化液制作原理与应用.
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锌系磷化液制作原理与应用.锌系磷化液制作原理与应用一、磷化液的制造原料:1.一般家庭式作坊所用原料:A.85%磷酸(液体+磷酸二氢锌(粉体+硝酸锌(粉体B.85%磷酸(液体+40%~98%硝酸(液体+95%氧化锌(粉体或者锌渣或锌灰(固体注:无效成分约30%。
2.国际标准使用原料:A.85%磷酸(液体+68%硝酸(液体+99.7%氧化锌(粉体B.85%磷酸(液体+68%硝酸(液体+99.99锌锭(金属注:无效成分约10%。
二、磷化液的国际标准化学组成(总酸度为液体状态:A.磷酸(约20%+磷酸二氢锌(约35%+硝酸锌(约35%+磷酸锌(无效成分约10%B.磷酸(约20%+磷酸二氢锌(约45%+硝酸锌(约35%注:按《化工产品物性辞典》解释1.磷酸二氢锌为白色结晶或黏稠状液体,溶于水和酸,水溶液呈酸性。
为磷化皮膜剂的主要成分,用于钢铁的防腐蚀。
2.磷酸锌为无色斜方结晶或白色微晶粉末,溶于无机酸(盐酸、硫酸、硝酸、磷酸;不溶于乙醇;水中几乎不溶,其溶解度随温度上升而减少。
三、磷化液的制作方法:1.一般家庭式作坊:使用瓷缸或塑料桶为反应容器,以人工木棒的搅拌操作。
原料用水以井水或自来水。
2.国际标准:使用不锈钢为反应容器,以机械不锈钢棒的搅拌操作。
原料用水为纯水。
四、一般处理物为钢铁时,其反应机构如下:1.化学反应(化铁+磷酸(游离酸→磷酸二氢铁(铁分+氢气(气泡 (1↓↓↓〔促进剂〕↓〔促进剂〕↓└→水 (2└→磷酸铁(淡黄色沉渣 (32.皮膜生成反应(成磷酸二氢锌→磷酸锌(H皮膜+磷酸 (4铁(离子+磷酸二氢锌→磷酸锌铁(P皮膜+磷酸 (5〔说明〕钢铁表面与磷化处理液接触,钢铁表面发生溶解,表面附近的磷化处理液中的氢离子减少,PH值由3上升至4.6。
其结果引起(4、(5式的化学反应,不溶性的磷酸锌(Hopeite、磷酸锌铁(Phosphophyllite结晶在钢铁表面析出,形成皮膜。
溶解出的铁离子一部分作为皮膜的构成成分被消耗掉,而一部分反应成为铁分留在磷化处理液中,使皮膜的化学生成反应很难顺利进行。
锌系磷化液配方成分分析、技术研发、磷化机理及工艺流程
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锌系磷化液成分分析、配方研发、磷化机理及工艺流程导读:本文详细介绍了锌系磷化液的研究背景,理论基础,参考配方等,本文中的配方数据经过修改,如需更详细资料,可咨询我们的技术工程师。
锌系磷化液广泛应用于金属表面处理,禾川化学引进国外配方破译技术,专业从事金属表面脱漆剂成分分析、配方还原、研发外包服务,为金属表面处理相关企业提供一整套配方技术解决方案。
一、背景磷化是金属材料防腐蚀的重要方法之一,其目的在于给基体金属提供防腐蚀保护、用于喷漆前打底、提高覆膜层的附着力与防腐蚀能力及在金属加工中起减摩润滑作用等。
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。
钢铁表面涂装前处理工艺指脱脂(除油)、除锈、表调、磷化。
然而由于工件表面的状况不同,则生产工艺也有所不同,有的工艺中没有脱脂或没有除锈工序,有的工艺则没有表面调整工序,但磷化工序是绝对不可缺少的。
在涂装处理过程中,如果不清除油脂、氧化皮和锈层,不进行磷化处理,直接进行涂漆和静电喷涂,就会使钢铁表面的涂层产生脱落,失去了涂装的意义。
目前,国内外的金属加工业、薄板加工业、石油行业及汽车、自行车、高低压开关柜、防盗门、铁路等制造业普遍采用的是中、高温磷化,存在着操作不方便、能源和材料消耗大、调整频繁、成膜不均、成本高等问题。
为解决以上问题,常温磷化已成为国际磷化行业的必然和研究课题。
常温磷化不仅可以有效地降低能源消耗,还可以解决操作不方便、材料消耗大、调整频繁、成膜不均、成本高等问题。
禾川化学技术团队具有丰富的分析研发经验,经过多年的技术积累,可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库,彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题,利用其八大服务优势,最终实现企业产品性能改进及新产品研发。
样品分析检测流程:样品确认—物理表征前处理—大型仪器分析—工程师解谱—分析结果验证—后续技术服务。
锌钙系钢铁磷化液的制备与应用研究
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12g柠檬 酸 , 至 足量 , . 加水 搅匀 成绿色 透 明磷 化液 。 调 酸度 为 F . 25点 ;A2 3 A 15— . 5— 5点 。 r
12 2 酸 度 测 定 法 ..
磷化膜较锌 系磷化膜有更高 的耐热性等 多项优异 性能。国内外研究和应用中、 高温磷化 , 工艺成熟 ,
膜 层质 量稳定 , 由 于其 能 耗 大 、 理工 艺 时 间 长 、 但 处 沉 渣 多 , 利 于 生 产 应 用 。所 以 提 高 磷 化 液 的质 不
.
总酸度 ( A) 于 1 L磷 化液 中滴 加 l一 T : 0m 2滴
溴酚蓝 指示 剂后用 0 1m lLN O . o a H标 准液滴定 , / 直 到溶 液 由黄色 变 为紫 色 时 , 消耗 N O 的毫 升数 为 aH 总酸 度 。单 位 为点 。
1 实验部分
1 1 实验 材 料 .
能 检测 。
() 1 打磨 : 用砂纸打磨试样 , 除去试样基体表面 的氧化皮、 锈蚀产物和污垢等 , 表面粗糙度增大 , 使
退 火 钢 丝 、 纸 、 C (O% ) Z O( 析 纯 ) 砂 H 12 、n 分 、
收 稿 日期 :0 1-)- 2 2 1. 5 5 - - 4
积, 有利于化学反应的进行。增加了膜层咬合性能。
本 实验采 用 盐酸 酸洗 。
由于盐 酸 较硫 酸 溶 液 能更 快 溶解 氧化 物 且
FC eI溶解度较大 , 酸洗后 残渣少 , 所以盐 酸酸洗后
金 属表 面质 量好 。
() 3 水洗 : 以除去酸洗后 金属表面残存 的多 用
余 的酸 及沉 渣 。
2 2
涂
装
与
钢铁锌系无渣磷化液配方技术及生产工艺流程

钢铁锌系无渣磷化液配方技术及生产工艺流程
一、特点
1、锌系无渣磷化液可以在钢铁表面形成一层均匀的灰色磷化膜层,该磷化膜可满足工序间较长时间防锈使用,同时膜层与各种涂层的结合能力优良,适用涂装前处理。
2、磷化过程无沉渣产生,减少有效成分的浪费。
3、工件表面无挂灰,避免涂装涂层性能质量问题。
4、溶液稳定,操作范围宽。
操作方便,适用于自动和手动操作。
二、操作条件
三、开缸步骤
1、往钝化槽中注入70%体积的纯水;
2、加入所需量的钝化液,再加纯水至操作液位,搅拌均匀;
3、测量磷化液的pH值,用磷酸或10%的氢氧化钠溶液调整pH值至2-3;
4、加热至规定温度。
四、工艺流程
除油→多道水洗→酸洗→水洗→表调→磷化→水洗→热水洗→热风干燥→
60-80℃烘干→涂装或浸油
处理前处理后禾川化学专注精细化学品配方技术服务,成立五年来,一直以技术储备,人才储备为发展基础,不断摸索分析检测的方法如何最大化应用至企业产品研发中。
首次提出运用大型光谱仪器分析技术,辅助企业自主创新、产业升级转型的理念;先后为全球500企业在内近3500家企业、科研所,提供了整套配方技术服务方案。
经历近五年积淀,在精细化学品领域(工业清洗、表面处理、水处理、纺织印染、加工制造、日化洗涤、胶黏剂、功能性助剂)形成自身专长;在精细化学品领域已形成具有一定影响力的配方服务机构。
禾川化学自主研发成功超过100个项目,拥有陶化液、黑孔液在内28篇专利技术。
钢铁锌系磷化常见问题及处理方法
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・ 6 9・
钢铁锌系磷化常见问题及处理方法
刘 敏
( 苏州千代田精机 有限公 司, 江 苏 苏州 2 1 5 1 2 6 )
摘 要: 磷 化处理在钢铁 工业上的应 用已经有 了 g百 多年 的历 史了。在钢铁 生产行业 中起 着举足轻重的作用 , 尤其是锌 系磷, I t  ̄ g j 采 用 占有较 大的比例 , 但在磷化 生产 中经 常会遇到一些质量 问题 , 现将一些常见的 问题 和产 生的原 因及解决方法整理 归纳。 关键词 : z a化 ; 常见 问题 ; 磷化膜
1简介锌系磷化 处理 低。 锌 系磷化液 主要 成分是磷 酸二氢盐 , 如 Z n ( H2 P 0 4 ) 以及适量 的 处理方法 : ( 1 ) 调整游离酸度与总酸度的 比例 。( 2 ) 降低游 离酸 游离磷酸和加速剂等 。 加 速剂 主要起 降低磷化温度和加快磷化速度 含量 , 可加氧化锌或氢氧化锌 。 ( 3 ) 控制 酸洗过程 。 ( 4 ) 补充磷酸二氢 的作 用 。作 为化学 加速剂 用得 最多 的氧化 剂如 N O  ̄ 、 N O  ̄ 、 C 1 0  ̄ 、 盐。 ( 5 ) 加强中和水洗 。 ( 6 ) 检查喷嘴并进行清理 , 检查磷化槽沉淀量 H 0 等 。磷 化是金属与稀磷 酸或酸性磷酸盐反应 而形成磷酸盐保 ( 7 ) 提高处理温度。 护膜 的过程 。形成 的磷化 膜主体 组成 ( 钢铁 件 ) : z n ( P 0 4 ) : ・ 4 H : 0 、 2 . 7问题 : 磷化膜不完整 、 发花 、 色泽不匀 Z n 2 F e ( P 0 4 ) 2 " 4 H 0。 磷化晶粒呈树枝状 、 针状 、 孔 隙较多 。 广泛应 用于 产生原 因: ( 1 ) 除油不干净。( 2 ) 表调剂效果不佳或 已失效 。( 3 ) 涂漆前打底 、 防腐蚀 和冷加工减摩润滑 。按磷化处理温度可分 为常 磷化槽液喷淋不均匀。( 4 ) 工件表面钝 化。( 5 ) 磷化 温度低 。 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 方法 : ( 1 ) 强 脱脂或更 换脱脂剂 。( 2 ) 更换 或补充表调 剂 。 处理温度 3 5 ~5 5 ℃。中温磷化一般 6 0 —7 5 %。高温磷化一般大 于 ( 3 ) 检查并 调整 喷嘴 。( 4 ) 加强 酸洗或喷砂 。( 5 ) 提高磷化温度 。 8 0  ̄ C 。温度划分法本身并不严格 , 有时还有亚 中温 、 亚高温之法 , 随 2 . 8问题 : 磷化膜结晶粗 各人 的意愿 而定 ,但 一般还是遵循上述 划分法 。本文所 述均是在 产生原 因: ( 1 ) 促进剂不 足。( 2 ) 总酸度偏 高。( 3 ) 钢表面过度腐 3 5~5 5  ̄ C 条件下 , 浸渍法锌系磷化的总结。 蚀 。( 4 ) 表 面调整效果降低。 2锌 系磷化 的常见 问题及处理方法 处理方法 : ( 1 ) 添加促进 剂到适 当的范 围。( 2 ) 添加 中和剂 , 降低 2 . 1问题 : 涂装后表面粗糙 , 不光滑 总酸度 。( 3 ) 对 钢表 面进行喷砂或打磨除掉腐蚀层 。( 4 ) 添加表表 面 产生原 因 : ( 1 ) 皮膜太粗 、 太厚 。( 2 ) 磷化膜结 晶粗大 、 疏松 、 多 调整剂到适合的范围境内。 孔 。( 3 ) 前处理不彻底 。 2 . 9问题 : 磷化膜干燥后表 面有 白色粉末 处理方 法 : ( 1 ) 提 高亚铁离 子的含量 , 如补 充磷酸二 氢铁, 加入 产生原因 : ( 1 ) 槽液含渣量过大 。( 2 ) 酸 比太高 。( 3 ) 处理温 度过 磷酸等 。( 2 ) 提 高游离酸度, 提高槽液温度 。( 3 ) 加强前处理 。 高。 ( 4 ) 工件 表面氧化物未除净 。 ( 5 ) 溶液氧化剂含量过 高, 总酸度过 2 . 2问题 : 工件部分有紫蓝 色点或斑 高。 处理方法 : ( 1 ) 清除槽底残渣 , 并定期翻渣 , 过滤。( 2 ) 补加磷化 产生原 因 : ( 1 ) 表调剂 的 P H值不 在工 艺范 围。( 2 ) 磷化槽液 的 锌离子含量不足。( 3 ) 磷化槽液 的促进剂含量不够 。( 4 ) 皮膜槽游离 剂 。 ( 3 ) 降低磷化处理 温度 。 ( 4 ) 加强酸洗并充分水洗 。 ( 5 ) 停加 氧化 酸过低 。 剂, 调整酸 的比值 。 3 结 论 处理方法 : ( 1 ) 调节表 调剂 的 P H值 到规定 的工艺范 围内。( 2 ) 锌 系磷化处理 因磷化液 的组 成不 同会 略有 差别 , 但根本原 因却 添加磷化液 。( 3 ) 调整促进剂在要求范 围内。( 4 ) 加皮膜剂 或游离酸 是大相 径庭 的 , 合 适的酸度 , 合适 的温度 , 合适 的促进剂 , 值得 注意 升值剂 ( 磷 酸) 。 的是 , 促进剂 因为是氧化物 , 消耗较快 , 在加液 时, 一定要采取充分 2 _ 3问题 : 工件整体或局部无磷化膜 , 有时发 蓝或有空 白片 产生原 因 : ( 1 ) 工件表 面有硬化层 。( 2 ) 总酸度 不够 , 游离酸太 稀 释后 均匀洒人槽液 的方法 , 千 万不可直接倒人槽液 中 , 这样会使 迅速形成结晶沉淀 , 不仅无法起到效果 , 还会适得其 低。 ( 3 ) 处理温度低。( 4 ) 脱脂不净或磷化时 间偏短。( 5 ) 工件表 面聚 槽液局部反应 , 反。 在生产过程中 , 经常是多种原因同时存在 的, 遇到 问题应该深入 齐氢气 。( 6 ) 磷 化槽 液比例失调 , 如P 2 0 含量过低 。 尽可能的找出所有 的原 因, 逐一解决 。 才能尽快彻底 的消除不 处理方 法 : ( 1 ) 改进加 工方法或用酸洗 、 喷砂去 除硬化层 , 达 到 分析 , 表面处理要求 。 ( 2 ) 补加磷化剂 。 ( 3 ) 升高磷化槽液温度 。 ( 4 ) 加强脱 良现象 , 得 到优 良的 产 品 。 参 考 文 献 脂或延长磷化时 间。( 5 ) 翻动工件或改变工件位置 。( 6 ) 调整或更换
钢铁材料锌系磷化前处理工艺

电泳磷化前处理工艺一、工艺流程:除油除锈→水洗→表调→磷化→水洗二、工艺参数:1. 除油除锈配槽:BW-500P磷酸快速酸洗净洗剂浓度:2.5%,磷酸浓度:10%处理时间:15-30分钟(视油锈,酸浓度和温度而定,时间长短以油锈除净为准)处理温度:0-35℃3.水洗控制PH值:7.5-8.5,用纯碱调整,时间1-2分钟4.表调表调剂浓度: 3‰,PH值:7.5-8.5时间:2-3分钟5.磷化BW-205电泳专用磷化液配槽浓度:6.7%;促进剂配槽浓度:3‰磷化时间:20分钟左右(温度低时可适当延长处理时间)磷化温度:10-35℃9. 水洗控制PH值>6.0, 时间1-2分钟三、操作及注意事项1. 上述工艺中考虑到场地受限,省掉一个中和水洗槽,所以酸洗后的水洗应经常补加纯碱保持PH值为8.0-8.5,如果水洗为酸性,表调剂很快会失效。
2. 除油剂内浸泡7-8分钟后,应提起工件,排出反应产生的气体和积聚的空气,尽量保证工件每个地方都能处理干净。
3. 除锈要彻底,如果除锈时间过长应考虑补加磷酸和BW-500P或者加热。
4. 如果发现零件表面除油不干净,而且除油除锈槽表面有油花,应考虑补加少量BW-500C酸性除油剂。
5. 表调液PH值低于7.0时补加,如发现表调液很脏或较粘稠时更换。
6. 磷化液的维护及操作①每天磷化前应将磷化液搅均匀,测定促进剂含量和PH值,冬天促进剂引发点(10ml玻璃发酵管测定)2.5-3.0cm,夏天2.0-2.5cm,PH值为2.5-3.0,如果超出上述范围,必须调整,并搅拌均匀。
②一般情况下磷化液和促进剂的用量比为,7-9:1。
③补加磷化液时,应采取“多次补加,每次少量”的原则,一次补加量不应超过30kg,工作量大时可上午和下午各补一次,同时测定促进剂含量。
④促进剂加入过多,磷化液易产生沉淀,磷化膜层表面有白灰,严重时,磷化后表面发彩,无灰色膜层,附着力降低;促进剂加入量过少,磷化反应速度慢,磷化后易生锈。
钢铁的中温磷化工艺_龚敏

Rapid Brush Nickel Electroplating and Its Deposit Quality Sun Wei, Wang Guifu , Go ng Xiumin … … … … … … … … … (1 ) T he effects of technological parameters on deposit quality w ere investig ated .I t was shown that the deposit quality , such as surface structure, adhesion , microhardness and distribution of interior stress, w as closely related to the plating voltage applied.The effects of bath temperautre and the deeratio n of plating w ere discussed . XPS and AES Studies on Conversion Films of Mo(W)-S-Zn Cluster
14 .0 15 .0 16 .0
由表 7 可知 , 磷化时间的 增加 , 磷化膜 的重量 和耐蚀 性均增
加 。磷化 5 min 以上 , 所 形 成的 磷 化膜 均有 一 定的 耐蚀 性 。 可
见 , 适宜的磷化时间为 57 min。
3.2.3 磷化温度对膜重及耐蚀性的影响
温度是 磷化过程 中的 重要 因素 , 温 度变 化对 膜重 及耐 蚀性
表 6 磷化膜性能随总酸度的变化(60 ℃, 5 min)
总酸度(点)
CuSO 4 点滴(s) 游离酸度(点)
锌系磷化液的研制

p h o s p h a t i n g s o l u t i o n c o mp o s i t i o n .T h e z i n c p h o s p h a t i n g s o l u i t o n h a s m a n y a d v a n t a g e s : e a s y t o o p e r a t e , n o n e e d t o a d j u s t
中图分类号 : T G1 7 4 文献标识码 : A 文章编号: 1 0 0 8- 0 2 1 X( 2 0 1 4 ) 0 9— 0 0 2 0—0 2
De v e l o pm e nt o f Zi n c Se r i e s Pho s ph a t i n g S o l ut i o n
・
2 0・
山 东 化 工 S H A N D O N G C H E MI C A L I N D U Y
2 0 1 4年第 4 3 卷
锌 系磷 化 液 的研 制
薛守庆
( 菏泽学 院 化学 化工系 , 山东 菏泽 2 7 4 0 1 5 )
摘要 : 研制出一种 以亚硝 酸钠为促进剂 的磷化液 , 确定了磷化液 的配方组成 。分析讨 论了游 离酸度 、 组分等 因素对磷化 膜质量 的 影响 , 解决了磷化膜粗糙 , 表 面挂灰 的现象。磷化膜 结晶均 匀、 致密 、 呈 浅灰色 、 耐蚀性较 为理想 。磷化液 为单组 分 , 具 有易于操 作、 无需进行表面调整、 节省工作时间等优点 , 适用 于大批量钢管工件的磷化生产。 关键词 : 磷化液 ; 配方 ; 酸度
Ab s t r a c t : A z i n c S e l V e S p h o s p h a t i n g s o l u t i o n Wi l t 8 d e v e l o p e d b y u s i n g s o d i u m it n r i t e a s a c c e l e mn t ,a nd d e t e r mi n a t i o n o f t h e
第四组钢铁锌系磷化
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(现象:表面光滑平整,颜色偏黑)
改进磷化前
(现象:比较澄清,但是底部有固体不溶物。)
改进磷化后
(现象:溶液整体变得浑浊且有白色不溶物。)
改进磷化液镀件
(现象:表面光滑平整,颜色偏灰。)
第一步
现象
数据
耐磨性
基础磷化液
颜色较深
耐腐蚀48秒
较好
改进磷化液
颜色较浅
耐腐蚀3分30秒
较好
3、实验现象、实验数据的分析:
(3)通过这次实验,让我明白做实验要有耐心,通过查阅大量文献,在别人的做的基础之上,通过改进配方中某种成分,来达到自己所需的镀件性能。
指导教师评语和成绩评定:
实验报告成绩:
指导教师签字:
年 月 日
2.材料表面前处理::
钢铁等金属→打磨→水洗→除油→水洗→除锈→水洗
3.改进的实验方案:
(1)Zn0,加少量H20搅成糊状
(2) H3P04加少量H20稀释,边搅拌,边缓缓加入到(1)中,搅拌溶解;
(3)依次边搅拌边缓缓加入,硝酸,碳酸锰,促进剂,磷酸二氢钠,用量如上表所示。
(4)加入余量的H20到规定的体积250ml
实验配方:
组分用量
方案一
方案二
改进方案
氧化锌/g
碳酸锰/g
磷酸/mL
硝酸/mL
亚硝酸钠/g
温度/℃
65
65
65
电镀时间/min
8
6
8
磷酸二氢钠/g
无
无
1
游离酸度0. 4-2. 0点。总酸度18-32点。
4、实验方法和步骤:
1.磷化液的配置:
方案一:
在磷化液的配制过程按含量称取各组分,并按配制工艺要求配制.
关于磷化处理原理[1] 文章
![关于磷化处理原理[1] 文章](https://img.taocdn.com/s3/m/4bceb5dcad51f01dc281f1ab.png)
金属磷化处理在各类制造业中对钢、镀锌钢、锌和铝等金属作磷化处理是表面处理中的重要步骤。
在油漆前的金属表面预处理中作磷化处理的目的是为了增强材料的抗腐蚀能力、帮助冷成形、改善部件在滑动接触时的摩擦性能。
本文将用实例来加以说明。
磷酸锌是一种在金属基材上生成的晶型转化膜,这种膜是利用了那些先让溶于酸的金属离子起反应然後经水稀释而成的磷化液来处理生成的。
传统的电镀法是利用电流在金属上生成镀膜,磷化则是让金属与磷化液接触发生酸蚀反应而生成磷化膜的。
硝酸和磷酸是常用的用于溶解金属的无机矿物酸。
依照工艺要求可以在磷化液中添加锌、镍和锰等金属离子。
为了得到特殊的效果,也可加一些其它金属离子,磷化液中加镍能提高材料的抗腐力 加快磷化反应。
近年来所发展的无镍工艺的效果已经也可在各方面与含镍工艺相竞争。
在磷化液中加入促进剂可以提高磷化反应速度、消除氢气的影响和控制磷化渣的生成。
促进剂可以是单一的物质、也可以为取得最佳效果而将几种物质混合一起使用。
可以选用的促进剂有亚硝酸盐/硝酸盐、氯酸盐、溴酸盐、过氧化物和一些有机物(如:硝基苯磺酸钠)。
在对热浸镀锌板或铝板作磷化处理时还常添加游离或络合的氟化物。
图1是使用不同的磷化工艺所生成的各种磷酸盐晶体。
一,磷化反应机理:1. 酸蚀反应金属表面与磷化液发生的第一个反应是将某些金属从表面溶解下来的酸蚀反应。
不同的磷化液对钢的酸蚀速度约1-3 g/m2;作厚膜磷化时,酸蚀反应速度还要求高许多。
酸蚀反应对形成涂膜是非常重要的,因为它既可净化金属表面、又能提高漆膜的附著力。
在酸蚀反应发生时,由于金属表面的溶解,所以紧靠表面的磷化液中的游离酸被消耗,金属离子进入磷化液,所溶入的金属离子类型与所处理的基材有关。
在磷化液中添加氧化促进剂可减少酸蚀反应时所生成的氢气:钢表面: Fe + 2H+1 + 2Ox →Fe+2 + 2HOx镀锌钢表面: Zn + 2H+1 + 2Ox →Zn+2 + 2HOx铝表面: Al + 3H+1 + 3Ox →Al+3 + 3HOx2. 磷化反应:在磷化液中所发生的第二个反应是磷化。
锌系磷化液配方及各组分详细说明
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(一)转化膜概述_______________________________________________________________________________ 1906年,Coslett以专利的形式率先阐明了磷化过程,或许也正是他让人们更多地熟知了磷酸盐转化膜的形成机理「简单讲,当时的实验过程是他将铁屑放在热的磷酸溶液中直到出现饱和状态。
这种饱和溶液在钢鉄的表面生成一种似结晶状的磷酸鉄转化膜,过程如下:1=Fe + 2H3PO4 = Fe(H2PO4)2 +H22. Fe + Fe(H2PO4)2 二2FeHPO4(不溶)+ H23. Fe + 2FeHPO4 = Fe3(PO4)2(不溶)+ H2反应速度很慢,通常需要几个小时才能生成适合油漆底层的转化膜,况且耐蚀性也不好,但膜层不容易轻易擦掉。
之所以能形成这层膜,是因为鉄的表面与酸接触发生反应消耗了酸,导致PH 值升高,促使2、3两个反应的进行,直至整个膜的形成、酸蚀的停止。
这些反应伴随氢气的产生' 在钢鉄的表面形成薄薄的气体阻挡膜,或许正是这一点,成膜需要很长的时间。
二十世纪三十年代,促进剂被使用在处理槽中,磷化时间大为缩短。
这些促进剂通常都是氧化剂,如硝酸盐,它们消除或减少了氢气簿膜的形成,使反应以更快的速度进行。
添加促进剂的另外一个好处是磷化膜由氧化铁和磷酸鉄的混合物组成,这种膜同没有促进剂的磷酸亚铁膜相比具有更好的防腐蚀性能。
4Fe + 4H2PO4 ・ + 6[0] = 2FePO4 + Fe2O3 + 2HPO42 ・ + 3H2O当然,这种磷化膜的形成过程也必然伴随着沉渣的生成,这是因为阳极区溶解的铁扩散穿过反应界面进入溶液,被氧化生成不参与成膜的不溶性磷酸铁。
铁系磷化被发现'应用不久,人们乂制备了磷酸锌转化膜。
除了锌元素进入膜层,这种膜的结构和性能类似于上面讲述的膜层。
它由两部分结晶构成:H相Zn3(PO4)2・4H2O和P相Zn2Fe(PO4)2・4H2O膜层中的亚簣离子来自钢铁件阳极区酸的侵蚀。
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华南理工大学
硕士学位论文
锌系钢材磷化工艺研究
姓名:郑健斌
申请学位级别:硕士
专业:化学工程
指导教师:方玉堂;邱志强
20061208
第二章钢铁前处理参数优化样品微观结构分析
1—4#(X1000)
21
华南理工大学硕士学位论文
5~8#(X1000)
第二章钢铁前处理参数优化
9#(x1000)
图2-3磷化膜结晶扫描电镜照片
Fig2-3SEMphotographsofthephosphatingfilmcrystal
由1.09#磷化膜SEM图象可见,2群、甜、鲥磷化结晶最致密,晶体呈细柱状,能显著增强基体与涂层间的结合力及耐腐蚀性能;7样、5样磷化结晶由柱状到片状过渡,相对较粗,致密性稍差;1私、3#、硎、8#磷化结晶最粗,晶体呈片状结构,对涂层附着力及耐腐蚀性能影响较大。
2.1.4本段小结
通过对试验结果统计分析,选出最佳磷化条件为游离酸浓度0.9点、总酸浓度18~24点、促进剂1.0点、表调浓度O.1%。
游离酸浓度是主要影响因素,其次是促进剂,两因素皆影响磷化膜的细密性,必须严加控制。
实际生产过程中控制游离酸浓度0.6-0.9点、总酸浓度18~24点、促进剂1.0~1.5点、表调O.1 ̄o.2%,均可获得连续细致的磷化膜。
2.2冷轧钢板与镀锌钢板共线前处理参数优化
据统计,每年由于用户使用不当或使用环境通风性能差等原因,导致使用室内型燃气热水器引发的安全事故时有发生,为了提高燃气热水器的安全性能,公司在2006年初开发了一款高安全系数的室外型燃气热水器,燃烧室安装在室外,燃气燃烧时产生的
华南理【大学硕士学位论文
第三章磷化杂质元素的实验研究
由于磷化工作液在使用过程中不断积累有害元素(如A1”、CI‘、过量Zn2+等)导致磷化液失效,目前国内专业的前处理剂供应厂均未突破这一技术难关,只能提高处理温度、延长磷化时间,甚至处理一定面积后稀释或报废槽液(某著名空调厂每处理l万平方米放掉半槽),造成的处理液排放对环境污染、企业制造成本等方面均带来了较大的负面影响。
课题组通过对正常磷化液定量添加有害元素,摸索出其单独存在的允许极限,并通过正交试验研究多种有害元素交互作用对磷化体系的影响情况,并提出了有害元素的检测和排除方法。
3.1杂质离子对磷化体系的影响
3.1.1A13+的影响
A13+是对磷化液危害最大的金属离子,当磷化液中A13+达到一定浓度后出现磷化液中毒,磷化上膜不均匀或完全停止上膜,宏观表现为热镀锌板、冷轧板发彩、电镀锌板不上膜,涂装环氧.聚酯涂层后测附着力下降到3级,完全失去了磷化的作用(见图3-1)。
图3.1A13+中毒时磷化膜结晶SEM[](xlOOO)
Fig3-1SEMphotographofphosphatingfilmcrystalwiththeexistenceofAl3+3.1.1.1磷化体系AP离子中毒的机理
AP+离子不受氧化剂的影响,A13+可以与溶液中的P043。
反应生成磷酸铝残渣,虽然可以去除,但反应速度非常缓慢。
华南理工大学硕士学位论文
A13+可与F’络合生成冰晶石AIF6沉淀,将Al”控制在允许值以内,添加NaF,可除去A13+:
Afl++3r=A1F3
A1F3+3NaF=Na3AIF6
F’是有效的活化剂,可加速磷化晶核的生成,使晶粒致密,耐蚀性增强。
但F‘过多,会使工件表面挂灰,而且对水有污染,必须严格控制F。
的加入量。
常温磷化液要求每天添加量不多于lg/L(槽液中F应控制在0.2"-0.5g,L)。
试验证明含200ppmA13+的磷化液(磷化不上膜)定量加入NaF后,磷化膜及涂层附着力(O级)恢复正常,完全解除铝毒(见图3.5)。
(xlooo)
图3.5排除铝毒后的磷化结晶SEM图
Fig3-5SEMphotographofphosphatingfilmcrystalaftereliminatedAP+因此,生产现场可根据喷涂镀锌板的面积而决定NaF的添加量,最好定时抽检磷化槽液中的Al”浓度,达到100ppm左右即可加入NaF去除。
要求生产车间在每天下班停线前往磷化槽加入预先溶解的NaF水溶液,开泵循环搅拌0.5h左右,再将槽液打上高位槽静置过夜,次日将上清液注入磷化槽生产。
切忌加完NaF后立即磷化工件,因反应生成大量气泡附着在磷化板表面,造成磷化膜疏松而影响涂层的附着力。
使用六氟硅酸钠或六氟硼酸钠处理效果会更佳。
3.1.2Cl‘的影晌
cl‘是对磷化液危害较大的阴离子,它能加速镀锌层溶解,延长磷化时间,使磷化膜疏松、多孔、挂灰,抗蚀性下降,严重时不能形成磷化膜。
el"主要来源于清洗水,带进
第三章磷化有害元素的实验研究
3.1.5过量Zn2+的影响
氧化锌与磷酸反应,生成二氢盐,是基本的成膜物质,形成的锌铁系磷化液主要成分为:磷酸锌铁【P相Zn2Fe(P04)2.4H201,磷酸锌【H相Zn3(PO班.4H20],适量的Zn2+能促进磷化膜的形成,Zll2+含量过少,使膜变薄、疏松,磷化速度慢、时间长,不利于膜中晶体的生长;镀锌板一般采用低锌磷化,zn2+控制在0.8~1.6g/L左右‘331,当磷化槽液zn2+浓度超过上限时,镀锌板磷化膜出现结晶粗大(见图3.3、3-4)、膜重增加,脆性大、涂层附着力严重下降,划格试验时涂层成片脱落等问题。
图3-3Zn2+浓度为1.29/IJ的磷化结晶SEM图
Fi93.3SEMphotographofphosphatingfilmcrystalunder1.29/LZn2+
图3-4Zn2+浓度)k22.89/L的磷化结晶SEM图
Fi93.3SEMphotographofphosphatingfilmcrystalunder2.Sg/LZn2+。