中温快速钢磷化液的研制
中温钢铁件发黑磷化液
7、生产一阶段后，槽液各项指标都在范围内仍磷化效果不好，说明槽液已老化，这时候槽液应更换。
九、黑化剂的使用：
1．黑化剂以5～10%配槽，常温处理，3～5分钟。
2．黑化层不要太厚，否则磷化后易掉黑。
药品： 指示剂：酚酞、甲基橙、溴酚蓝， 滴定液：0.1mol∕lNaOH溶液，蒸馏水。
仪器：50ml碱式滴定管，10ml移液管及吸耳球，200ml三角烧杯。
5 磷化处理工序：
除油→水洗（溢流）→除锈→水洗（溢流）→水洗（溢流）→发黑→水洗（溢流）→表调（钛盐）→磷化（60～70℃）→水洗（溢流）→脱水型防锈油处理
外 观 比 重
磷化剂HG–6062 浅绿色透明液体 1.40±0.02g∕ml
黑化剂HG–6062C 淡蓝色液体 1.07±0.02g∕ml
3 磷化处理槽体材质：
磷化槽应为不锈钢、或碳钢（内衬玻璃钢防腐）
4 检验用药品及仪器：
6 磷化工作液的配制（按1000升计）：
x. 将清水加到处理槽内八成，xi.
xii. 加入HG-6061Ⅱ型磷化液80～100公斤，xiii. 并搅拌均匀，xiv.
xv. 加清水至1000升，xvi. 并搅拌均匀，xvii.
xviii. 升温至工艺规定温度即可使用。
磷化剂HG–6062
中温ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ铁件发黑磷化液
本产品系引进日本技术。本品为浅绿色浓缩磷化液，磷化膜结晶均匀细密，呈深黑色，浸油后工件外观呈亮黑色，膜厚4～7μm。磷化膜抗蚀性好。专用于铸铁工件、钢件的长期发黑防锈用。使用简单方便。
磷化液配制方法
磷化液配制方法(20公斤)文件编号OEC910.088 1、用耐酸容器放入氧化锌550克，再放入碳酸铜100克，分之混合加温水或开水搅拌成糊状。
2、加入磷酸640毫升，搅拌至不起泡为止。
3、再加入硝酸520毫升，搅拌至呈透明蓝色为止。
4、另用耐酸容器放入硝酸锌1500克，再放入氟化钠120克、六次甲基四胺(乌洛托品)80克、水2kg，再加入磷酸40ml，混合搅拌至无块状物为止。
将上述两容器配成的药物混合，把第一容器的药品放入第二容器中，搅拌后放入20升的耐酸槽中，再加水到20kg，；磷化液就配成了。
存放24小时后用。
磷化膏由磷化液加入中性滑石粉适量，呈糊状后涂到防爆面上2小时再刮去磷化膏，用棉纱将剩余磷化膏擦净。
磷化膏不能久存，隔日则失效。
附：磷化液配比放入20升的耐酸容器中加水到20公斤。
磷化操作工艺说明1、用醇酸稀料或酒精清洗隔爆面上的油脂、污物。
2、用细纱布把隔爆面去锈，再用干净的棉纱擦干净，不得用化学的方法使隔爆面漏出金属光泽。
3、按冷磷化处理工艺守则文件编号OEC910.088配置的磷化液与滑石粉搅拌均匀，成为磷化涂膏。
4、涂膏前，隔爆面必须干燥，光泽干净。
5、将磷化膏均匀的涂在隔爆面上，厚度为2-4毫米，不得漏出金属表面，室温在30℃左右时，磷化时间为半小时，室温在20℃左右时，时间为5-10小时，室温在0度左右时，时间为20小时，涂膏时速度要快。
6、磷化膏不能长时间存放，超过24小时后，则失效。
7、金属表面涂膏后，用非金属刮刀除去涂膏，再用水冲洗干净，使金属表面出现一层棕色而均匀的磷化膜。
8、为了提高抗腐能力，可再涂上一层微薄的防锈油，如：石油碳酸钡，凡士林等油脂，若采用机油与石油碳酸钡各50%的混合液防锈效果更好。
磷化液配方组成,磷化液成分分析技术及生产工艺
磷化液配方成分分析，磷化机理及技术工艺导读：本文详细介绍了磷化液的研究背景，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。
磷化是金属材料防腐蚀的重要方法之一，禾川化学引进尖端配方破译技术，专业从事磷化液成分分析、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。
有任何配方技术难题，可即刻联系禾川化学技术团队，我们将为企业提供一站式配方技术解决方案！二、磷化机理2.1磷化概念磷化液的主要成分是磷酸二氢盐，如Zn(H2PO4)2以及适量的游离磷酸和加速剂等。
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。
中温高耐蚀磷化液的研制
３ 实验 结 果 与讨 论
３ １ 实验 结果 ．
影 响磷 化 液 性能 因 素很 多 ， 考 已报 道 的研 究 参 成果 ， 在相 同 的磷化 温度 （０Ｃ） ７ ￣ 条件下 ， 采用 正 交实 验设计 ， 考察 了硝酸 锌 、 间 、 时 成膜 剂 、 加 剂 Ｃ 等 添 Ｊ ４个 因素 ， 以磷 化 膜 的耐 蚀 性 为考 察 指 标 ， 用 选
维普资讯
ｌ ６
涂
装
与
电
镀 研 制
陈 明 军 赵 军 丽
（ 武 汉 龙安 集 团工 艺 部 ， 北 武汉 ，３０ ４ ２ 武 汉 科技 大 学城 市 学院 ， １ 湖 ４０７ ； 湖北 武 汉 ，３０ ３ ４０ ８ ）
Ｔ ８ ７ ９ ６进行 。 ６０ —１８
重金 属 的伯磷 酸盐 溶 液 ， 一 定 的 温 度 和 ｐ 在 Ｈ
值条 件下 ， 会离解 成 仲盐 、 盐及游 离磷酸 。 叔
３ Ｈ Ｐ ４２ ３ 唧 ｏ ＋ Ｈ Ｐ ４ Ｍ（ ２０ ） — Ｍ ４ ３ ３０ ３ Ｈ ０－ Ｍ３Ｐ ４２ ３０ Ｍ Ｐ ４￣ （ ０ ） ＋Ｈ Ｐ ４ － － －
１５ （）
１５ ） ２３ ） ２ １） ２ ４ ） （５ （０ （０ （０ １５ ） ３３ ） ３１ ） ３ ４ ） （５ （５ （５ （５ ２６ ） ２３ ） （ｏ （０ １５ ３ ４ ） （） （５ ２ ６ ） ３３ ） ２ １ ） （０ （５ （０ ２６） （０ ３ ６） （５
材料 ： 某汽 车改装公 司所用 的冷轧 钢板 。
２ ２ 磷化 液 的配制 ．
各组 份按 实验规定 的 比例搅 拌混合 均匀 即得浓 缩 液 ， 际使用 时 ， 实 将浓 缩液稀 释 ｌ倍 使用 。 ０
磷化液配方
磷化液配方1. 简介磷化液是一种用于金属表面磷化处理的化学溶液。
磷化处理可以形成一层致密的磷化物保护膜，提高金属材料的耐腐蚀性和附着力。
磷化液的配方是确定磷化工艺和性能的重要因素。
本文将介绍一种常用的磷化液配方，供参考和实验使用。
2. 配方成分磷化液的配方主要包括以下成分：•磷酸铁：100g•硝酸：50ml•磷酸：150ml•氢氧化钠：50g•氯化铵：20g•硫酸：15ml•磷酸氢二钾：10g•硝酸亚铁：5g•硫酸亚铁：2g3. 操作步骤1.在一个清洁的容器中，加入适量的去离子水。
2.依次向容器中加入磷酸铁、磷酸、硝酸、氢氧化钠、氯化铵、硫酸、磷酸氢二钾、硝酸亚铁和硫酸亚铁。
注意，每次加入一个成分后要充分搅拌混合，确保溶液均匀。
3.将溶液调至适当的pH值。
一般来说，磷化液的pH值应控制在4.0-4.5之间。
4.将溶液过滤，去除其中的悬浮物和杂质。
5.将磷化液倒入磷化槽中，待温度稳定后，即可使用。
4. 注意事项•在制备磷化液过程中，应注意安全操作，佩戴防护手套、眼镜等个人防护装备，避免接触皮肤和眼睛。
•磷化液过程中产生的废液应分类收集和处理，避免对环境造成污染。
•使用磷化液进行磷化处理时，应先进行试验以确定最佳工艺参数，然后再进行大规模生产或应用。
5. 结论以上是一种常用的磷化液配方，它包含了磷酸铁、硝酸、磷酸、氢氧化钠、氯化铵、硫酸、磷酸氢二钾、硝酸亚铁和硫酸亚铁等成分。
通过按照一定的操作步骤和注意事项进行配制，可以得到适合磷化处理的磷化液。
然而，值得注意的是，不同金属材料可能具有不同的磷化液配方和工艺参数，因此在实际应用中，应根据具体情况进行调整和优化。
在短时间内完成金属表面磷化处理的温度控制研究
２１ ００年 第 １ ２期
广
东
化
工 １ ７Biblioteka 第 ３ 卷 总第 ２ ２ ７ １ 期
磷化成分及用途
磷化成分及用途深圳雷邦磷化液工程部编辑摘要：磷化是常用的前处理技术，原理上应属于化学转换膜处理。
工程上应用主要是钢铁件的表面磷化。
一、磷化液成分及工艺条件1. 高温型磷化处理磷化液成分及工艺条件见表1。
表1 高温型磷化液成分及工艺条件处理温度为80～90℃，时间为10～20rnin,溶液游离酸度与总酸度的比值为1 : (7～8)。
高温磷化处理优点是: 膜抗蚀力强，结合力好。
缺点是:加温时间长，溶液挥发量大，游离酸度不稳定，结晶粗细不均匀。
2. 中温型磷化液处理磷化液成分及工艺条件见表2。
表2中温型磷化液成分及工艺条件磷化处理优点是:游离酸度稳定，易掌握，磷化时间短，生产效率高。
磷化膜耐蚀性与高温磷化膜基本相同。
3. 中温型磷化液处理磷化液成分及工艺条件见表3。
表3 常温型磷化液成分及工艺条件处理温度10～40℃，时间10～40min,溶液的游离酸度与总酸为1 : (20～30) o 常温磷化处理优点是: 不需加热，药品消耗少，溶液稳定。
缺点是:有些配方处理时间太长。
二、磷化作用1. 涂装前磷化的作用①增强涂装膜层(如涂料涂层)与工件间结合力; ②提高涂装后工件表面涂层的耐蚀性; ③提高装饰性; 2. 非徐装磷化的作用 ①提高工件的耐磨性;②令工件在机加工过程中具有润滑性; ③经适当的后处理，可提高工件的耐蚀性，经过磷化处理与经磷化处理的钢铁表面的耐蚀性比较见表4。
表4 经磷化处理与未经磷化处理的钢铁表面的耐蚀性比较三、磷化用途钢铁磷化主要用于耐蚀防护及油漆用底膜。
1. 耐蚀防护用磷化膜①防护用磷化膜 用于钢铁件耐蚀防护处理。
磷化膜类型可系或锰系。
磷化膜单位面积质量为10～40g/m2。
磷化后涂防、防锈脂、防锈蜡等。
耐蚀防护效果见表5。
②油漆底层用磷化膜 用于增加漆膜与钢铁工件附着力及防护性。
磷化膜类型可选锌系或锌钙系。
磷化膜单位面积质量为0.2～1.0g/m 2(用于较大形变钢铁件油漆底层)；1～5g/m 2(用于一般钢钞件油漆底层)；5～10g/m 2(用于不发生形变钢铁件油漆底层)。
磷化液配方
磷化液配方说明书页数: 3权项数: 002文摘: 一种除锈磷化液，能实现酸洗磷化一步法工艺．它是由磷酸、酒石酸、油酸酰胺丙烯二甲胺、磷酸三钠、聚氧乙烯辛烷基酚醚、邻二甲苯硫脲和水配制而成．另外还配有添加剂－－咪唑啉衍生物，从而达到消除＂三废＂污染、提高金属表面的涂装质量和降低成本的目的．权利要求: 一种除锈磷化液，其中含有磷酸、酒石酸、油酸酰胺丙烯二甲胺、磷酸三钠、聚氧乙烯辛烷基酚醚、邻二甲苯硫脲。
本发明的特征在于该除锈磷化液还配有一种添加剂，该添加剂为咪唑啉衍生物。
文摘: 本发明属于金属表面化学防腐用的锌钙系磷化液，由下述重量比的物质组成，磷酸二氢锌∶硝酸钙∶磷酸∶硝酸镍∶柠檬酸或葡萄糖酸∶柠檬酸或葡萄糖酸的钠盐或钙盐∶氟化钠∶水＝２．５∶３．５∶４．９∶－８．４∶０．５－１∶０．０２－０．１６∶０．０１５－０．０６∶０．００２－０．０４∶０．００２－０．８∶４－６０。
本发明的磷化液不仅低成本、低能耗、省漆、磷化速度快，而且磷化膜质量好。
权利要求: 一种金属表面化学防腐用的锌钙系磷化液，其特征在于由下列重量比的物质所组成：（１）磷酸二氢锌：硝酸钙：磷酸：硝酸镍：有机酸：有机酸盐：氟化钠：水＝２．５－３．５∶４．９－８．４∶０．５－１∶０．０２－０．１６∶０．０１５－０．０６∶０．０００２－０．０８∶４－６０；（２）氧化锌：磷酸：硝酸：碳酸钙：碳酸氢铵：硝酸镍：有机酸：有机酸盐：氟化钠：水＝０．８－１．１∶３－４∶４．５－６∶３．５－５．５∶０．１－０．３∶０．０２－０．１６∶０．０１５－０．０６∶０．００２－０．０４∶０．００６－０．０８∶４－６０；所述的有机酸是柠檬酸或葡萄糖酸，所述的有机酸盐是这二种酸的钠盐或钙盐。
文摘: 本发明采用革新方案，提供一种含丹宁酸的钢铁表面涂漆前处理液—一步磷化液，适用于普碳钢、低合金钢、铸铁构件的涂装前处理，采用本发明一步磷化液处理的钢铁构件，在７～３０分钟可一步完成除油、除锈、磷化、钝化全过程，并在钢铁件表面形成４～９μ的防腐膜，硫酸铜检验指标为３～１４分钟，用３％氯化钠溶液浸泡８小时无锈迹，室内存放一年半无锈蚀，与油漆附着力达一级，处理方法采用槽浸、喷射和刷涂皆可。
中高温拉拔型磷化液及磷化工艺
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表 1 磷化液的组成
组分
磷酸 Ca2 + Zn2 + NO3-
含量 ,g/ L
140～280 20～70 20～60 150～200
组分
Mn2 + Ni2 + 有机酸
含量 ,g/ L
0. 5～4. 0 0. 5～5. 0
2～4
件 :时间 5～15 min ;温度 :70～85 ℃。 1. 3 总酸度( TA) 、游离酸度( FA) 的测定
张李伟等 :中高温拉拔型磷化液及磷化工艺
剂 ,用 0. 1 mol/ L 的标准 NaO H 溶液滴定 ,直到溶
液变为蓝色时所消耗的标准 NaO H 溶液的毫升数
为游离酸度的点数 。
பைடு நூலகம்
1. 4 膜层性能与检测
(1) 外观 按 GB 6807 - 1986 标准 ,浅灰色到
灰黑色膜 ,结晶致密 、均匀 ,无挂灰 ,孔隙率低 。
表 2 Ca2 + 浓度对磷化膜的影响
样品号 Ca2 + 浓度 ,g/ L 膜重 ,g/ m2 磷化膜外观 白灰
1
21
2. 6
较粗糙
无
2
50
5. 4
较致密
无
3
60
5. 4
致密
无
4
70
2. 4
致密
有
2. 3 磷化时间对膜重的影响 由图 4 知 ,磷化时间越长 ,磷化膜就越厚 ,但并
新型常温快速磷化液的研制
１ 引 言
磷化 操作 可分 为 高 温 、 中温 和 常温磷 化 ， 而 然
化学 与 电化 学 反 应 ， 表 面 形 成 许 多 微 腐 蚀 的 电 在 池， 最后 在 表 面形 成 一 层 难 溶 的 磷 酸 盐 膜 。３ 宋 －
大量实践 证 明前两 者 具 有 高 能耗 、 污染 大 、 膜 晶 成 粒偏大 、 膜颜 色 发 白等 缺 点 ， 重 阻碍 了该 系列 成 严
Ｊｎ ２Ｏ ｕ ．Ｏ ７
新 型 常温快 速 磷化液 的研制
邓 岚， 程 康， 李艳华
４０２ ） １１４
（ 长沙航 空职业技 术学院 ， 湖南 长沙
摘要 ：介绍一种新型常温快速磷化液的配制和使用 方法。经 大量的试验研究 表明 ： 磷化液 克服 了一般 常 该
温磷化泛黄 、 挂灰和耐蚀性差的缺点 ， 在常温下 ， 磷化 ｌ ５分钟 ， 生成 的磷化膜更加细致 、 抗蚀性能好且和漆膜有较
磷 化液 的工业 应用 与发 展 。通 过 对 上述 原 因的思
锦福等通过电镜的扫描得出磷化成膜的过程 ： 当工
件浸入 磷化 液的一刹 那 ， 件表 面形成 一层光 彩夺 工
目的膜 ， 接着就 产生 晶核 ， 随着时 间 的推 移 ， 长 晶核 大并 连 成 一 片 。５最 后 ， 针 状 结 晶 覆 盖 整 个 表 － 松
系磷 化为 例 ：
磷 化是 将工件 浸渍 于磷 化液 中 ， 形成 一种 耐蚀 性好 的膜 ， 从而对 增强油 漆 等的 附着力 有 了很 大的 提 高 。因此 ， 磷化 技 术 在 汽车 工 业 、 机械 乃 至 国防 工业 等领域 有着 广 泛 的应 用 。磷 化 反 应是 一 种 典 型 的局 部多 相反应 ， 经过 在局 部 阴极 和 阳极 进行 的
中温黑色磷化液配云及工艺流程
中温黑色磷化液配云及工艺流程1.磷化液是一种用于对金属件进行表面磷化处理的化学溶液。
Phosphating solution is a chemical solution used for surface phosphating treatment of metal parts.2.中温黑色磷化液适用于钢铁零件的表面处理，形成均匀致密的磷化膜。
Mid-temperature black phosphating solution is suitablefor surface treatment of steel parts, forming a uniform and dense phosphating film.3.磷化液配方主要包括磷酸盐、腐蚀抑制剂、表面活性剂等成分。
The formulation of phosphating solution mainly includes phosphate, corrosion inhibitors, surfactants and other components.4.磷化液的工艺流程包括准备工件表面、浸泡磷化、清洗中和、油封等步骤。
The process of phosphating solution includes preparing the surface of the workpiece, immersion phosphating, cleaning and neutralizing, oil sealing, etc.5.中温黑色磷化液不仅可以提高金属件的耐蚀性和润滑性能，还能为后续涂装提供良好的附着力。
Mid-temperature black phosphating solution can not only improve the corrosion resistance and lubrication performance of metal parts, but also provide good adhesion for subsequent coatings.6.磷化液的配制需要严格按照配方比例进行，以确保磷化膜的质量和稳定性。
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)
中温高耐蚀磷化液的研制
收稿日期:2008 03 05作者简介:陈明军(1970 ),男,湖北天门人,大学本科学历,工程师,从事表面处理工艺工作。
中温高耐蚀磷化液的研制陈明军1赵军丽2(1 武汉龙安集团工艺部,湖北武汉,430074; 2 武汉科技大学城市学院,湖北武汉,430083)摘 要 采用正交试验法研制了一种新型中温高耐蚀磷化液,对磷化过程中各种影响因素和磷化液中各成分的作用进行了讨论,并总结了该配方的最佳工艺条件 得到一种高效、高耐蚀性、稳定、实用、无污染、低成本的中温磷化液。
关键词 中温;磷化液;高耐蚀性1 前言磷化处理是指金属在酸性磷化液中,经过化学与电化学反应在金属表面形成一层难溶的磷酸盐膜的过程。
用以提高金属表面涂膜的附着力和耐蚀性[1]。
它作为重要的金属防腐技术,已广泛应用于金属涂装的前处理、金属件的储存防锈以及金属拉拔的预处理等领域。
磷化工艺按其处理温度不同,分为高温,中温,常温等。
高温磷化,溶液挥发量大,成份变化快不易控制,且能耗大;目前市面上常用的中温磷化液其成份都较复杂,不便于控制与操作;常温可以改变上述的不足,但膜的耐蚀性较差。
磷化膜(即磷酸盐膜)的生成机理复杂,所有以重金属磷酸盐溶液为基础的工艺,都是依据下述的基本平衡[2]:伯磷酸盐 叔磷酸盐(可溶) (不溶)重金属的伯磷酸盐溶液,在一定的温度和pH 值条件下,会离解成仲盐、叔盐及游离磷酸。
3M(H 2PO 4)2 3MHPO 4+3H 3PO 43MHPO 4 M 3(PO 4)2+H 3PO 43M(H 2PO 4)2 M 3(PO 4)2+4H 3PO 4生成的不溶性磷酸盐膜在金属表面起到了保护金属的作用。
中温条件下,金属被氧化的趋势不是很大,故常在磷化液中加入氧化剂,作为磷化反应的促进剂,使金属更易生成磷化膜[3,4]。
文中针对中温磷化液的常见问题,研制出一种新型的中温高耐蚀的磷化液,其成本较同种磷化液低,成份简单,易于控制。
2 实验部分2 1 实验药品及材料药品:Zn(NO 3)2(工业级),H 3PO 4(工业级),成膜剂(工业级),自制复合添加剂CJ 。
钢铁的磷化处理综合实验过程
钢铁的磷化处理综合实验过程钢铁的磷化处理【摘要】：本文主要介绍了磷化处理技术。
磷化是指金属在酸性磷酸盐溶液中生成一层难溶的磷酸盐膜,以提高金属的耐蚀性和金属与涂层间的结合力。
本文在介绍了中温、高温实验的基础上，采用对比的方法，重点研究了两种种磷化工艺和配方，针对工件在磷化处理中出现的问题，进行调查分析，寻找解决办法，从而进一步改良实验。
本文致力于研究一种性能全面的钢铁中温、高温磷化工艺,且通过对磷化膜的性能的检测，探讨了磷化液主要成分和磷化工艺条件对磷化膜质量的影响。
【关键词】磷化液高温磷化中温磷化酸度前言钢铁零件在含有锰、铁、锌、钙的磷酸盐溶液中进行化学处理，使其表面形成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法，叫做磷化处理（或磷酸盐处理）.由于反应生成的磷化膜和基体结合牢固,且有微孔结构,所以具有良好的吸附性能,大量用做涂料底层。
另外,磷化膜还有良好的润滑性,电绝缘性和耐蚀性,使其广泛应用于汽车、轮船、机械制造、航空航天和家用电器等领域。
我国磷化技术起步较晚,但经过近二十年的发展,我们在磷化技术的复配、机理研究等方面也获得了可喜的进步,从而大大提高了磷化膜的耐蚀性及漆膜的配套性。
目前,随着社会的发展与进步,人们对磷化产品的要求也愈来愈高,即不但希望它性能优良,更希望它能满足社会的环境要求、人们的健康要求及经济要求。
所以,无毒环保、低成本,高性能就成为近些年磷化领域的主要研究方向。
并且,经过研究人员多年的努力,我国在这些研究领域里取得了瞩目的成果,推出了大量的适于各种材料的磷化配方。
钢铁的磷化用途很广，如防腐、油漆底层、冷加工润滑、减摩、电绝缘等。
目前，用于生产的磷化处理方法有：高温、中温、低温的磷化处理，四合一磷化处理等.磷化的主要目的是：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。
本实验主要对中温，高温磷化做了一系列研究。
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第18卷第2期齐齐哈尔大学学报Vol.18,No.2 2002年6月Journal of Q i q ihar Universit y J une,2002
中温快速钢磷化液的研制
赵立杰汪建新孙岩
(齐齐哈尔大学,齐齐哈尔161006)
摘要阐述中温磷化机理,确定磷化液的配方组成,磷化工艺过程,研究了磷化时各种条件对磷化膜耐蚀性的影响。
关键词:中温;磷化;配方设计;总酸度
中图分类号:TQ150.1文献标识码:A文章编号:1007-984X(2002)02-0015-03
磷化造将钢铁件浸置于磷化液中,经过化学与电化学反应,在金属表面形成一层难溶的磷酸盐膜,给金属提供保护,在一定程度上防止金属被腐蚀。
磷化主要用于涂漆前的打底,提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力,是钢铁件涂装底漆和机械零件防锈处理的必须工序,广泛应用于汽车工业,机械,电子,国防工业等,有较为广阔的应用前景。
中温磷化工艺具有磷化膜厚,耐腐蚀性优良,膜与钢铁件的结合力强,成膜外观均匀细致,使用寿命长,能耗低,磷化时间短等特点,在国内较受重视,应用较多。
1成膜原理
钢铁表面的磷化成膜反应包括钢铁表面的电化学溶解和不溶性金属磷酸盐沉积两个过程。
1.1铁的溶解
磷化反应是分别在局部阴极和局部阳极进行的,铁基电位低成为活性阳极,并发生如下反应:
Fe+2H+—→Fe2++H2↑
2Fe+2H2PO4-—→2Fe HPO4↓+H2↑
3Fe+2HPO42-—→Fe3(PO4)2↓+H2↑
在金属与溶液接触的界面上由于游离酸的消耗引起p H值稍有上升,有利于磷酸盐的沉积。
1.2磷酸盐的沉积
当阴极表层溶液中[Zn2+]3[PO43-]2≥Ks p・Zn3(PO4)2阴极就会发生如下反应:
3Zn(H2PO4)2ΩZn3(PO4)2↓+4H3PO4
3Fe(H2PO4)2ΩFe3(PO4)2↓+4H3PO4
2Zn(H2PO4)2+Fe(H2PO4)2ΩZn2Fe(PO4)2↓+4H3PO4
在钢铁表面形成不溶性磷酸盐晶核,随着反应的进行,晶核不断长大并连成一片,即生成不溶于水的磷化膜。
中温锌系磷化膜的组成是ZnFe2(PO4)2、Zn3(PO4)2、Fe3(PO4)2。
1.3“P”比的影响
磷化膜的“P比”为P/(P+H)×100%,其中P表示Zn2M(PO4)2,H表示Zn3(PO4)2,M代表Fe、Ni、Mn、Cu等元素。
研究表明,“P比”大的磷化膜耐蚀性好,和底材结合力高,溶件失重小,因此在磷化液中加入适量的Fe2+、Ni2+、Mn2+、Cu2+可以提高磷化膜的“P比”,改善磷化膜的性能。
2试验用材料、仪器、测试标准
2.1试验用材料、仪器
定性试验所用试剂均为CP级,定量分析用试剂为AR级。
低碳钢板(国产冷轧钢板)规格为:
40mm×100mm×1mm
收稿日期:2001-12-30
作者简介:赵立杰,女,1968年生,讲师,主要从事无机精细化工产品研究。
・16・齐齐哈尔大学学报2002年
2.2测试标准
耐蚀性测定:按G B6807—86规定CuSO4点滴法和3%NaCl溶液浸渍法进行。
磷化液总酸度:用0.1mol/L的NaO H溶液滴定10ml磷化液,以酚酞为指示剂,以无色变为红色即为终点,所消耗NaO H溶液的毫升数即为总酸度点数。
磷化液游离酸度:用0.1mol/L的NaO H溶液滴定10ml磷化液,以液湃溴酚蓝为指示剂,以黄色变为紫色为终点,所消耗的NaO H毫升数即为游离酸点数。
3磷化液配方
ZnO6～12g/L
H3PO4(85%)40～70g/L
Zn(NO3)230～60g/L
ED TA1～5g/L
多聚磷酸钠1～5g/L
NaNO22～6g/L
Na F2～8g/L
Ni(NO3)22～10g/L
总酸度:50～70点
游离酸度:4～7点
磷化时间:10～20min
磷化温度:55℃～65℃
4结果与结论
在大量实验基础上,确定了以锌镍为主的磷化液组成配方,它的特点是磷化膜细密,防锈效果好,能耗低,快速。
4.1添加剂的选择与作用
4.1.1氧化促进剂的作用与选择
钢铁在磷化液中的溶解反应是铁失去电子变成Fe2+即:为微电池的阳极,而在阴极的氢放电,并在钢铁表面形成不溶性磷酸盐的晶核,进而连接成片形成磷化膜。
铁为还原剂,氢离子为氧化剂,但其氧化能力较弱,氢气析出也较慢,这样会降低磷化反应的速度,因此,在磷化液中必须加入强氧化剂,它可以起到加速钢铁表面的溶解反应和去除极化作用。
4.1.2络合剂的作用
络合剂在磷化过程中起到了减少沉淀,细化结晶,疏松垢物,加速磷化作用。
常用络合剂有ED TA,多聚磷酸钠,酒石酸,柠檬酸等。
4.1.3Na F的作用
Na F是活化剂,可以使钢铁表面晶界充分露出,使有效成核活性点增多,有利于生成晶粒细而均匀的磷化膜。
4.2磷化条件的影响
4.2.1总酸度和游离酸度的影响
总酸度和游离酸度是磷化工艺中主要技术参数,对磷化膜质量有较大影响,在实际生产过程中应将参数控制在限定的范围内,其对磷化膜耐蚀性的影响参见图1中的曲线。
由曲线可知,总酸度控制在60～70点,游离酸度控制在4～7点的范围内时,可获得耐蚀性较好的磷化膜。
在实际应用时,可以通过加入Na H2PO4、Zn(NO3)2提高总酸度,加入Zn(NO3)2提高总酸度,加入Zn(H2PO4)2提高游离酸度。
4.2.2磷化时间对磷化膜性能的影响
随着磷化时间的延长磷化膜的重量和耐蚀性都有所增加,但增加到一定程度后就不再增加了,如图2中
曲线。
因此从节时,节能角度看,磷化时间应控制在10～20分钟内。
图1磷化膜性能随游离酸度(Ⅰ)总酸度(Ⅱ)的变化图2磷化时间对耐蚀性(Ⅰ
)及膜重(Ⅱ)的影响4.2.3
磷化温度对磷化膜性能的影响
磷化温度对磷化反应的影响非常重要,以图3可以看出,在50℃以下时磷化膜较薄,耐蚀性差,从节能与耐蚀性较佳方面选择,温度应控制在55℃～65℃较为适合。
5结论
通过对磷化反应的各个影响因素的研究,分
析,确定了磷化液的组成,反应条件,工艺过程,并且实测效果良好,说明了此中温磷化液具有较佳的可实际应用性。
参考文献
[1]李新立磷化基本原理及分类《材料保护》1994年,27卷2期38[2]李安忠高速锌系磷化液及磷化工艺《材料保护》1994年27卷12期13
The research of fast and intermediate tem p erature steel p hos p hatizin g fluid
ZHAO Li -j ie
WAN G J ian -xin g
SU N Yian
(Qi q ihar U niverst y ,Qi q ihar 161006)
Abstract
It ex p ounds p arkerizin g p rocess mechanism in t he cordition of intermediate tem p erat ure ,and define p hos p hatizin g fluid formulation Parkerizin g p rocess en g ineerin g research t he inflienees t hat all kinds of conditions g ive t he st rain resistance of p hos p hatizin g mechanism in p arkerizin g p rocess.K e y words Intermediate tem p erat ure ;Parkerizin g p roeess ;Formulation ;Total acdit y
第2期中温快速钢磷化液的研制・17・
图3
磷化膜耐蚀性随温度的变化。