磷化培训资料讲解
磷化培训资料
针对不同原因采取相应的措施，如延长磷化时间、调整磷化 温度、调整游离酸度、调整金属离子含量、更换合适的磷化 剂等。
磷化后表面出现锈蚀
原因
磷化后表面出现锈蚀可能是由于磷化膜质量差、磷化后清洗不干净、磷化液 中杂质的腐蚀、磷化后未进行钝化处理等因素造成的。
解决方案
针对不同原因采取相应的措施，如提高磷化膜质量、加强磷化后清洗、降低 磷化液中杂质含量、加强磷化后钝化处理等。
磷化质量的影响因素与控制措施
磷化质量的影响因素
温度、时间、浓度、酸碱度、表面活性剂等。
控制措施
严格控制磷化处理的温度、时间、浓度、酸碱度等参数，同时加入适量的表面活 性剂，以保证磷化处理的效果和稳定性。
05
磷化常见问题与解决方案
磷化膜质量差
原因
磷化膜质量差可能是由于磷化处理时间过短、温度过低、游 离酸度过低、金属离子含量过高或过低、磷化剂选择不当等 因素造成的。
处理剂的配方和性能。
结合新型磷化处理剂的应用特 点，开发与之相适应的设备和
工艺流程。
节能减排和环保的磷化技术发展趋势
开发和推广节能减排的磷化技术，如低温磷化、常温磷化及无渣磷化等。 加强环保型磷化技术的研发和应用，减少对环境的污染和危害。
针对磷化废液的处理和回收利用，研究和开发出更为环保和高效的处理技术。
解决方案
针对不同原因采取相应的措施，如提高磷化温度和延长磷化 时间以增加磷化膜厚度、选用适当的磷化剂和金属离子含量 以提高磷化膜质量、加强基体金属表面处理等。
06
磷化技术的未来发展
新型磷化处理剂的研究与应用
针对不同金属材质和不同环境 条件，研究开发出新型、高效
、环保的磷化处理剂。
针对新型磷化处理剂的应用效 果，开展深入研究，不断优化
磷化实用技术讲座
磷化实用技术讲座磷化（I）——基本原理及分类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，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。
1 基本原理磷化过程包括化学与电化学反应。
不同磷化体系、不同其材的磷化反应机理比较复杂。
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(H2PO4)2+8H2O+H3PO4 Me2Fe(PO4)2·4H2O(膜)+Me3(PO4)·4H2O(膜)+7FeHPO4(沉渣)+8H↑Me为Mn、Zn 等，Machu等认为，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如下4个步聚组成：① 酸的浸蚀使基体金属表面H+浓度降低Fe – 2e→ Fe2+2H2－+2e→2[H] (1)H2② 促进剂（氧化剂）加速[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+。
③ 磷酸根的多级离解H3PO4 H2PO4－+H+ HPO42－+2H+ PO43－+3H－ （3）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，最终为PO43-。
④ 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。
磷化系统培训资料
1.总酸度总酸度过低,磷化必将受影响,因为总酸度是反映磷化液浓度的一项指标.控制总酸的浓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.使用中,总酸度只有一种变化趋势,那就是因消耗而下降.此时用补充浓缩液的方式来提高.2 游离酸度游离酸度过高,过低均会产生不良的影响.过高不能成膜,易出现黄锈.过低磷化液的稳定性受威胁,生成额外的沉渣.游离酸度反映磷化液中有利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,把成膜离子浓度预先确定在一个必须的范围内.3. 酸比----酸比即指总酸度与游离酸度的比值.通常的配方,都在5~30的酸比范围内.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.4.温度----磷化处理温度与酸比一样,也是能否成膜的一个关键因素.温度高,磷酸二氢盐的离解度大,成膜离子浓度相应高些.但温度过高要产生大量沉渣,磷化液失去原有平衡.温度过低,成膜离子浓度达不到溶度积,不能生成完整磷化膜.5. 时间根据不同目的,在不同的配方中都有规定的工艺时间.时间过短,成膜量不足,不能形成致密的磷化膜层.时间过长,由于结晶在已形成的膜上继续生长,可能产生有疏松表面的粗厚膜.3.2.2 促进剂的影响磷化液中的促进剂,主要指某些氧化剂.氧化剂作为阴极去极化剂而在磷化配方中采用的一种化学反应型的加速剂,它的主要作用是加速H+ 在金属表面的放电速度,促使磷化第一阶段的算蚀速度加快,因此可以称为金属腐蚀的催化剂.当金属表面接触到酸性磷化液时,首先发生以下反应:Fe + 2H+ → Fe2+ + H2 ↑这个反应能大量的消耗H+ , 促使固液界面的PH上升,进而促进磷化液中的Me(H2PO4)2的三级平衡右移,以至使锌离子浓度和磷酸根浓度在界面处达到浓度积而成膜. 但是,在以上反应中,如果不添加一些有效物质,阴极析出的H2的滞留会造成阴极极化,是反应不能继续进行,那么磷酸盐的沉积也不可能继续下去.因此,凡能加速这个反应的物质,必然能加速磷化.氧化剂正是起着阴极去极化的作用而加速了上述反应.常用的氧化剂有硝酸盐,亚硝酸盐,有机硝基化合物,有机过氧化物等.最常用的主要是硝酸盐,亚硝酸盐.3.3.3磷化前表面调整处理的影响所谓磷化的表面调整处理就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、均匀、致密的磷化膜。
线材磷化线作业培训
2，工艺介质准备及使用要求、控制
• 1，酸洗槽： 本公司酸洗使用的是工业盐酸，新建酸槽为工业浓盐酸原液。 酸洗槽的建槽：本公司盐酸槽在建槽时按照2~3Kg/槽的量添加酸洗抑雾剂 可以在充入盐酸前或充入盐酸后添加酸洗抑雾剂。 酸洗槽的使用：1)，使用过程中，对于浓盐酸槽，如酸液表面覆盖的气泡 覆盖面积接近或不足一半面积时，需按照1Kg/次的量添加酸洗抑雾剂。2)，对 于作为稀盐酸使用的盐酸槽，可以由操作工视酸雾挥发量决定是否添加酸洗抑 雾剂；3)，本公司酸洗过程使用两槽法酸洗，一般在稀盐酸槽内酸洗15~25分钟 再转入浓盐酸槽内酸洗2~5分钟；4)，污染、氧化程度差异大的材料或产品，应 分别处理，防止酸洗速度不一致导致的过酸或清洗不干净；5)，酸洗槽的加热： 在气温低于25°C的情况下，稀盐酸槽允许加热到45°C以下；在气温低于5°C 的情况下，浓盐酸槽允许加热到30°C以下；6)，酸洗过程中，操作工应根据酸 洗时间、反应产生气泡的翻滚程度，合理安排酸洗进度检查。 酸洗槽的翻槽：当盐酸槽浓度过低时，必须须重新配置酸洗槽。配槽前， 应清理槽内残液和残渣。
2，工艺介质准备及使用要求、控制
• 3，磷化槽（续）： 磷化槽液酸度/酸比的测算： 使用量杯取槽液约50ml。 总酸度的测定：使用小号移液管（5ml），移取5ml槽液到另一量杯， 滴入3~4滴酚酞指示剂，摇匀；使用大号移液管（10ml），移取0.1N的 NaOH（氢氧化钠）10ml槽液，边摇晃边滴入添加了槽液和酚酞指示剂的 量杯，直至颜色稳定变红，读取滴入NaOH的毫升数，乘以2，即为槽液的 总酸度；（总酸度要求在35~65范围内，添加补给剂可以提高总酸度） 游离酸度的测定：使用小号移液管（5ml），移取5ml槽液到另一量杯， 滴入3~4滴溴酚蓝指示剂，摇匀；使用大号移液管（10ml），移取0.1N的 NaOH（氢氧化钠）10ml槽液，边摇晃边滴入添加了槽液和溴酚蓝指示剂 的量杯，直至颜色稳定蓝，读取滴入NaOH的毫升数，乘以2，即为槽液的 游离酸度；（游离酸度要求在5~8范围内，添加补给剂可以提高游离酸度） 酸比的计算：酸比=总酸度/游离酸度。（酸比要求在5~8范围内）
酸洗磷化皂化培训资料
酸洗磷化皂化工序培训资料前言：根据市场的需求，要求我们提供各种不同规格、性能、精度的钢管。
我们可以通过不同的工艺手段来达到，其中：冷拔钢管的方法是常采用的手段之一。
冷拔主要流程是：1.冷拔是：钢管通过拔制的方法，经过模具使它改变尺寸，同时管子伸长，这样在控制一定的延伸量的情况下，使钢管逐步达到成品要求，同时由于是冷变形，钢管要产生钢管“加工硬化”，使材质塑性下降，温度升高，阻止了钢管的；连续变形，这时一定要通过热处理来消除内应，达到继续加工的目的。
2.退火（热处理）：由于冷拔后的加工硬化，一般是通过热处理的方法，消除内应力。
热处理的温度一般控制在去应力Ac以上10-20℃的范围里但也可以根据热处理的方法，炉型，做适当调整。
但一般是在有氧条件下加工的，这样表面会产生氧化铁皮：FeO、Fe2O3,在有氧化皮的条件下，冷拔是不能正常的。
因此必须通过酸洗把表面氧化皮去除。
酸洗、磷化、皂化：1.酸洗：是用HCl（盐酸）把钢管表面的氧化皮去除。
2.磷化：酸洗后，通过特殊磷化处理，使钢管的表面生成一层磷酸盐的膜，它的特点是表面多孔像海绵状，并且能吸附在钢管表面，在在冷拔时，使钢管基本表面和模具基本表面中间有一层及少的磷化膜隔开。
而这层膜也可以随着冷拔时钢管的延伸也延伸。
它始终把钢管和模具表面分开，它保证了产品的质量；保证冷拔过程的完整。
而且磷化膜是像海绵状，在皂化过程中，可以大量地吸附润滑剂。
在冷拔时大大的降低表面的摩擦力。
3.皂化：它实际上是润滑作用，在80年代前，润滑剂是用工业肥皂，经溶化成皂化液。
磷化后的钢管在皂化缸里吸收皂液，再进行冷拔，用肥皂液做润滑剂有一个问题，皂液在车间里流淌很脏，而且地上很滑，很不安全。
当然在皂化液以前也有用机油，有用沥青等等。
但肥皂做润滑剂成为皂化，所以皂化名称一直用到现在。
在80年代后，从国外引进新的润滑剂FM-08，但实际上它是硬硝酸加上软化剂等配置而成，现在有专门的供应商供应。
磷化基础知识.
磷化基础知识1.总括磷化（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耐腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑的作用。
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。
磷化膜用作钢铁的防腐蚀保护膜，最早的可靠记载是英国Charles Ross于1869年获得的专利（B.P.No.3119）。
从此，磷化工艺应用于工业生产。
在近一个世纪的漫长岁月中，磷化处理技术累积了丰富的经验，有了重大的发现和突破。
一战期间，磷化技术的发展中心由英国移至美国。
1909年美国T.W.Coslet将锌、氧化锌或磷酸锌盐溶于磷酸中制成了第一个锌系磷化液。
这一研究成果大大促进了磷化工艺的发展，拓宽了磷化工艺的发展前途。
Parker防锈公司研究开发的Parco Power配制磷化液，克服了许多的缺点，将磷化处理时间提高到了1hr。
1929年Bonderizing磷化工艺将磷化时间缩短到了10min，1934年磷化处理技术在工业上取得了革命性的发展，即采用了将磷化液喷射到工件上的方法。
二战结束后，磷化技术很少有突破性的进展，只是稳步的发展和完善。
磷化广泛应用于防蚀技术，金属冷变形加工工业。
这个时期磷化处理技术重要改进有：低温磷化、各种控制磷化膜膜重的方法、连续钢带高速磷化。
当前，磷化技术领域的研究方向主要是围绕提高质量、减少环境污染、节省能源进行。
2.分类2.1.按照磷化处理温度分类（1）高温型80℃以上处理。
形成的磷化膜较厚，可以达到10~30g/m2，处理液的游离酸度（FA）和总酸度（TA）的比值（以下称作酸比）为1：（4~8）优点：膜耐蚀性强缺点：加温时间长，溶液挥发量大，能耗大，磷化沉积物多，游离酸度不稳定。
磷化氢安全培训
磷化氢安全培训一、磷化氢基础知识磷化铝片剂为带有白色斑点的灰黑色固体，吸收空气中的水分后，分解放出高效剧毒磷化氢气体。
磷化铝片由磷化铝和缓释剂氨基甲酸酯制成，磷化铝吸水后反应生成磷化氢气体，磷化氢气体无色无味，氨基甲酸胺吸水后释放出具有大蒜味的氨气气体，且氨基甲酸胺吸水反应速率要远大于磷化铝吸水反应速率，这样使得磷化铝释放出磷化氢是缓慢释放的，而不是剧烈反应，故而熏蒸时具有大蒜气味的氨气气体具有警示作用。
二、磷化氢安全防护注意事项1、磷化氢接触限值的法律法规我国规定仓（车）间磷化氢最高容许接触限值为0.3 mg/m3，即0.22 ppm；美国政府工业卫生学家会议（ACGIH）规定正常8工作日一小时内磷化氢的最大允许接触限值为0.42 mg/m3，即0.31ppm，同时该机构还规定当仓（车）间空气中磷化氢含量达1.4 mg/m3，即1 ppm 时，工人最长允许接触时间为10 min。
根据以上法律法规，工人在仓间工作时，只要仓间磷化氢浓度没有超过我国规定的0.22 ppm时，工人是相对安全的，没有必要过分的担心磷化氢中毒问题。
但是在熏蒸期间，如果没有进出烟或者在休息时，不要随意进出仓间，当你在室内和室外吸烟之间休息时，不要在熏蒸仓库休息，遵守工作时在安全范围内接触，不工作时不接触的原则。
2、熏蒸期间的注意事项进出烟工作或工人打扫卫生时，小心不要用汽车或清洁工具打碎或弄坏熏蒸膜，避免磷化氢气体泄漏。
工人禁止在熏蒸仓间里休息，进出烟或打扫卫生完毕即刻撤离熏蒸仓间，不要在熏蒸仓间里聊天，确保自身安全。
磷化氢气体不会通过人体皮肤吸收，只会少量附着在皮肤表面，因此下班后，工人尽量勤洗澡，因磷化氢易溶于酒精，注意饮食，下班后不要喝酒和食肉、蛋等。
磷化培训
磷
化
5、铁系磷化液（如GBKH/1磷化液 实样） 铁系磷化只能生成磷酸铁和三氧化二铁， 且随着氧化剂种类和使用量的不同，磷 化膜中的磷酸铁和三氧化二铁的比例亦 不同,磷化膜呈不同颜色； ——典型产品参数示例（GB KH/1 磷化液） FA（60g/L，10ml）：5.3+0.4； TA（ 60g/L，10ml ）：17.4+2.0
磷
化
三、常用磷化液分类及各类磷化液简介 1、锌系薄膜磷化液（GB101 磷化液实样） —— 锌系薄膜磷化液参数示例（GB101 磷化 液）及参数简介： FA（60g/L，10ml）：7.5+0.2； TA（ 60g/L，10ml ）：39.3+1.2； GSF（ 60g/L，10ml ）：22.7+0.7； 密度：1.655+0.010； S：0.34+0.02；
磷
化
• 简述： 磷化是涂装前处理的中心环节。
磷
化
一、磷化的定义 ——磷化是指金属工件（如钢铁、锌、铝） 浸入（或喷淋或涂刷）含有磷酸、磷 酸盐和其他化学物质的微酸性溶液中， 发生化学反应而在金属工件表面生成 一层主要为不溶或难溶的磷酸盐膜层 的一种化学处理方法； ——该磷酸盐膜称为磷化膜；
磷
化
二、磷化的目的与作用 ——提供清洁表面 磷化膜只有在无油污和锈层的金属工 件上生成，因此经过磷化处理的金属 工件可以提供清洁、均匀、无油脂、 无锈层的表面；
磷
化
——铁系磷化液的主要成份 磷酸、氢氟酸、氧化剂、硝酸钠、 磷酸二氢钠 ——典型产品操作指导书简单介绍 （GB KH/1 磷化液） 用于冷轧钢、铝材、镀锌钢表面的磷化 处理； 用于喷淋；
磷
化
磷化膜重0.5g/m2左右； 磷化温度在40~50 °C； 磷化时间约为3分钟； 配槽浓度约为2%左右； 有极少量的磷化渣生成； 6、简单介绍GB24 磷化液
钢铁材料的磷化生产教材
8）游离酸。溶液中铁离子的产生必须依靠游离酸。 在游离酸溶解的过程中，必然消耗一定量的游离 酸，如果不加补游离酸，铁的溶解速度减慢，以 致不能生成更多的晶核。游离酸在溶液中的地位 是重要的，但它的含量不能过高。过高则铁的溶 解速度加快，并伴随着大量的氢气析出。大量的 氢气析出相当于对溶液搅拌，打乱了生成晶核的 条件。有时酸度过高，会使形成的晶核溶解，无 形中加长了磷化时间，生成的磷化膜粗糙。控制 游离酸浓度是非常重要的。
锰系
Mn(H2PO4)2 和 磷酸锰铁 Fe(H2PO4)2
灰→深灰
锰锌系 Mn(H2PO4)2 和 磷酸锌、磷酸锰、灰→深灰
Zn(H2PO4)2磷酸铁混合物ຫໍສະໝຸດ 铁系 Fe(H2PO4)2
深灰色 5-10
单位面积膜重 / g/m2 1-60
1-15
1-60
1-60
五、磷化工艺流程
除油除锈→水洗→磷化→水洗→磷 化后处理
六：作业指导书
工艺路线分类：
1、自检→化学除油→水洗→酸洗→水洗→黑化→ 水洗→磷化→水洗→封闭→水洗→老化→吹干→ 浸油→甩干→自检
2、自检→抛丸→黑化→水洗→磷化→水洗→封 闭→水洗→老化→吹干→浸油→甩干→自检
注：工艺路线1、是生产本公司常规产品而制定； 工艺路线1、是生产本公司12.9级和65Mn材料
二、化学成膜的原理：
磷酸二氢盐在磷化溶液中可以发生水解， 使溶液中的铁、锌、锰离子增多。当钢铁 零件放入溶液中，发生一系列的化学反应。 这时硝酸盐起催化作用，加剧磷酸盐与零 件间的作用，使磷酸二氢盐和正磷酸的浓 度不断增加，达到饱和状时，铁、锌、锰 离子便结晶析出而沉定在零件表面上。反 应继续进行，结晶晶粒在零件表面上不断 地长大，磷化膜生成。
涂装前处理基础知识(磷化)
沈阳帕卡濑精有限总公司
序论
1934年，德国人Frits Singer提出磷化处理用于金属冷变形加工的专利（BP455077）， 年 德国人 提出磷化处理用于金属冷变形加工的专利（ 提出磷化处理用于金属冷变形加工的专利 ）， 极大地提高了冷变形加工的劳动生产率， 极大地提高了冷变形加工的劳动生产率，从而结束了磷化膜只作为金属防蚀膜和油漆 底层的历史，打开了磷化膜在拔丝、拉管、冷挤压加工领域里应用的大门。 底层的历史，打开了磷化膜在拔丝、拉管、冷挤压加工领域里应用的大门。 (3)磷化处理技术进一步发展和完善时期（1937年以后） 磷化处理技术进一步发展和完善时期（ 年以后） 磷化处理技术进一步发展和完善时期 年以后 技术上很少有突破，在金属冷变形加工工业应用广泛，磷化技术传播到其他国家。 技术上很少有突破，在金属冷变形加工工业应用广泛，磷化技术传播到其他国家。 主要改进有：低温磷化液，各种控制磷化膜膜重的方法，连续钢带高速磷化处理工艺。 主要改进有：低温磷化液，各种控制磷化膜膜重的方法，连续钢带高速磷化处理工艺。 胶体钛盐和磷酸锰悬浮液的应用，对细化磷化膜起特别重要的作用。 胶体钛盐和磷酸锰悬浮液的应用，对细化磷化膜起特别重要的作用。 美国还发明出专门处理铝的磷化液，以传统的磷酸锌系统为基础，添加氟化物。 美国还发明出专门处理铝的磷化液，以传统的磷酸锌系统为基础，添加氟化物。
(磷化渣)
Zn3(PO4)2.4 H2O + 4 H3PO4------------------------ (4)
(磷化膜.Hopeite)
Fe + 2Zn(H2PO4)2
H2O [O]
Zn2Fe(PO4)2.4H2O + 2 H3PO4 (磷化膜.Phosphophyllite)
磷化处理原理、分类及作用相关知识
1.磷化的概述：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。
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。
2.磷化的原理：磷化是指把金属放入含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行化学处理，使金属表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法。
磷化所形成的的磷酸盐保护膜称之为磷化膜，磷化膜层为微孔机构，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（Sn、Al、Zn）性及较高的电绝缘性等。
磷化的主要过程：⑴金属的溶解过程，即金属与磷化液中的游离酸发生反应:M+H3PO4 = M(H2PO4)2+H2↑⑵促进剂的加速过程为:M(H2PO4)2+Fe+[O]→M3(PO4)2+FePO由于氧化剂的氧化作用,加速了不溶性盐的逐步沉积,使金属基体与槽液隔离,会限制甚至停止酸蚀的进行。
⑶磷酸及盐的水解： 磷化液的基本成分是一种或多种重金属的酸式磷酸盐, 其分子式为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,产生游离磷酸:Me(H2PO4)2=MeHPO4+H3PO43MeHPO4=Me3(PO4)2+ H3PO4H3PO4=H2PO4-+H+= HPO42- + 2H+ = PO43- + 3H+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。
第3章 磷化
干燥后应尽快地涂装。涂装前工件表面不得被污染或返锈。
3.2.2 磷化膜外观（GB/T 6807—2001） （1）磷化后工件的颜色应为浅灰到灰黑色或彩色；膜 层为多孔且附着力强、致密、连续和均匀的结晶。磷化膜颜 色、密度、厚度取决于基体材质、工件表面状态、磷化液组 成及磷化处理工艺条件。 （2）磷化后的工件具有下列情况或其中之一时，均为允 许缺陷： a）轻微的水迹、钝化痕迹、擦白及挂灰现象； b）由于局部热处理、焊接以及表面加工状态的不同而造 成颜色和结晶不均匀； c）在焊缝处无磷化膜。
造成除油不彻底，磷化膜不稳定，导致涂层早期脱落和生锈。
国内有些厂家生产的汽车在第2年漆膜就出现锈斑，而国外厂 家如雪铁龙公司涂层标准 4M级面漆耐候性要求5年外观无锈蚀， 10年无穿孔锈蚀。这当然单纯靠涂料是不行的，还与前处理、喷 涂内腔保护蜡等密切相关。
3.1.3 清洁生产现状
（1）清洁生产，《中华人民共和国清洁生产促进法》指出： “是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的 工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染， 提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中 污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危 害”。包含清洁工艺、清洁产品、清洁能源等内容。 （2）涂装前磷化处理的清洁生产 国家环保总局的HJ/T 293—2008《清洁生产标准 汽车制造业 （涂装）》，将涂装前磷化处理的清洁生产分为三级：一级为 “不含亚硝酸盐、不含第一类Hg、Cr、Cd、As、Pb、Ni金属污染 质，低温（≤45℃）、低锌、低渣”；二、三级为“低温 （≤45℃）、低锌、低渣”。
磷化膜作涂层底层的作用有
（1）工序间防锈。 （2）提高涂层的附着力。
磷化（氧化）液与基材之间发生化学反应生成构成转化 膜的化合物，这些化合物与基材以化学键结合。化学键结合 的优点是结合强度较高，但界面的韧性较差，在冲击载荷或 热冲击作用下容易发生脆性断裂或剥落。涂（镀）层与基材 以范德华力的分子键结合，结合强度较弱。 转化膜与基材结合强度高，提供可大大增加接触面积的 粗糙表面，因此，转化膜利用加大接触面积而增加分子键结 合强度和镶嵌效果，提高了涂层的附着力。 （3）提高涂层的防腐能力，并在涂层损坏时减缓涂层 下的锈蚀扩散速度。
金属表面技术(磷化)
金属表面技术一、.实验目的(1)掌握钢铁磷化的基本原理。
(2)了解磷化处理溶液的配制方法及磷化处理的实验操作。
钢铁零件在含有锰、铁、锌的磷酸溶液中进行化学处理，其表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法叫磷化处理，亦成磷酸盐处理。
磷化膜的外观，由于试件材料不同及磷化处理的条件不同可由暗灰到黑灰色。
磷化膜的主要成分有磷酸盐M(PO 4)2或磷酸氢盐（MHPO 4）的晶体组成。
磷化膜在通常大气条件下比较稳定，与钢的氧化处理相比，其耐蚀性较高，约高2~10倍。
磷化处理之后，进行重铬酸盐填充，侵油涂漆处理，能进一步提高耐蚀性。
磷化处理有高温（90~98℃），中温（50~70℃）和常温（15~30℃）三种处理方法。
常用的磷化方法有侵渍法和喷淋法。
不管采用哪种方法进行磷化处理，其溶液都含有三种主要成分。
（1）H 3PO 4（游离态），以维持溶液pH 值。
（2）M(H 2PO 4)2,M=Mn 、Zn 等。
（3）催化剂（即氧化剂）-3NO 、-3ClO 、H 2O 2等。
钢铁类进行磷化处理时，大致有如下反应历程。
2.1锰、锌系磷酸盐膜化学反应机理 （1）Mn(H 2PO 4)2做磷化液的成膜机理在97~99℃下加热1h ，在Mn(H 2PO 4)2溶液中发生如下的电离反应 Mn(H 2PO 4)2→MnHPO 4 ↓+H 3PO 4 (6-1)在反应平衡后，溶液中存在一定数量的磷酸分子，不溶性的MnHPO 4及未电离的Mn(H 2PO 4)2分子。
当把Fe 浸入此溶液之中，则发生以下化学反应2 H 3PO 4+Fe==Fe(H 2PO 4)2+H 2 (6-2) Fe(H 2PO 4)2==FeHPO 4+H 3PO 4 (6-3)由于H 2的析出，溶液的pH 值升高，因此，Mn(H 2PO 4)2的电离反应会继续进行，反应向生成难溶磷酸盐的方向移动。
这些不溶性的仲磷酸盐MnHPO 4大部分沉淀在工件的表面上，少部分可能从溶液中沉淀成泥浆，大部分还是在金属表面沉积成为磷化膜层。
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金属基体的腐蚀
▪ 酸的浸蚀使基体金属表面H+浓度降低 : ▪ Fe – 2e→ Fe2+
2H++2e→2[H]
▪ Fe+2H+→Fe2++H2 (1)
氧化去氢
▪ 第一步产生的氢原子吸附在金属基体会对磷化反应
造成不良影响，因此需要氧化去除。
磷化培训资料
诚星化工技术部编制 2009年10月
磷化的定义
▪ 什么是磷化
磷化是指将金属工件(如钢铁、锌、铝)浸入 （或喷淋或涂刷）含有磷酸、磷酸盐和其 他化学物质的微酸性溶液中，发生化学反 应而在金属工件表面生成一层主要为不溶 或难溶的磷酸盐膜层的一种化学处理方法， 该磷酸盐膜称为磷化膜。
磷化的作用
总酸度
▪ 总酸度过高,磷化膜结晶粗糙,表面易产生浮
粉,磷化沉渣增加，可加水调整。
▪ 总酸度过低,磷化速度缓慢,磷化膜生成困难,
磷化膜结晶粗糙疏松,磷化膜变薄,耐蚀性也 差，可加磷化剂调整 。
酸比
▪ 酸比越高,磷化膜越细、越薄，过高不易成
膜、渣多。
▪ 酸比过小，磷化膜结晶粗大,疏松。 ▪ 常温磷化的酸比一般在20-30左右。
磷化的分类
▪ 按磷化膜种类分：锌系、铁系、锌钙系、锌锰系、锰系、非
晶相铁系六大类
▪ 按磷化方式分：浸渍磷化、喷淋磷化、刷涂磷化 ▪ 按磷化温度高低分 ：高温磷化、中温磷化、 常温磷化 ▪ 按磷化膜单位面积膜层质量分（附用途）：
A、次轻量级 膜重0.2-1.0g/㎡（ 用作耐蚀性要求较低的涂装
底层）
磷化的成膜机理
▪ 磷化工作液的主要组成为酸式磷酸盐，在
含有氧化剂、催化剂的情况下，酸式磷酸 盐的水溶液与洁净的金属表面相接触产生 化学、电化学反应，在金属表面生成一层 表面状况
镀锌板材 铁板
磷化成膜的四个步骤
▪ 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 如下四个步聚组成：
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成成磷 化膜。
磷酸盐沉淀的副反应
▪ 磷酸盐沉淀的副反应将形成磷化沉渣： ▪ Fe3++PO43-→FePO4↓ （6）
▪ 从以上机理可以看出： ▪ 适当的氧化剂可提高反应（2）的速度。 ▪ 较低的H+浓度可使磷酸根离解反应（3）的离
B、轻量级 膜重1.1-4.5 g/ ㎡ （ 用作涂装底层） C、次重量级 膜重4.6-7.5 g/ ㎡ （ 用作基本不变形 的工件涂
装底层）
D、重量级 膜重7.5 g/ ㎡以上 （ 不宜作涂装底层；常用作功
能磷化膜层，如防锈耐磨磷化膜层等）
磷化技术的发展趋势
▪ 低温低能耗 ▪ 低毒低污染 ▪ 低浓度低成本 ▪ 适用新型涂装方式 ▪ 无需经常清理（或不需清理）
▪ 时间过长，结晶可能在已经形成的磷化膜
上继续生长，进而产生疏松粗糙的厚膜。
磷化工艺参数检测
▪ 总酸度的检测：取10ml工作液于250ml锥形
瓶中，注入50ml蒸馏水，滴3～4滴酚酞指 示剂搅匀，并用0.1N NaOH标准液进行滴 定至粉红色，所消耗0.1NNaOH标准液的毫 升数即为总酸度的点数。
▪ [O]+[H] → [R]+H2O
Fe2++[O] → Fe3++[R] （2）
▪ 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+。
磷酸根的多级离解
解平衡更易向右移动离解出PO43-。
▪ 金属表面如存在活性点面结合时，可使沉淀反
应（4）、（5）不需太大的过饱和即可形成磷 酸盐沉淀晶核。
▪ 磷化沉渣的产生取决于反应（1）与反应（2），
溶液H+浓度高，促进剂强均使沉渣增多。
磷化工艺参数
▪ 游离酸度（FA）：指磷化槽液中的游离酸的浓度 。 ▪ 总酸度(TA)：指反映磷化槽液浓度的一项指标,是
磷化工艺参数检测
▪ 游离酸度的检测：取10ml工作液于250ml锥
形瓶中，注入50ml蒸馏水，滴3～4滴溴酚 蓝指示剂搅匀，并用0.1N NaOH标准液进 行滴定使之由黄色变至青紫色，所消耗 0.1NNaOH标准液的毫升数即为游离算酸度 的点数。
▪ H3PO4→ H2PO4– + H+ ▪ H2PO4-→HPO42- + H+ ▪ HPO42-→PO43- +2H+ （3） ▪ 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，最终为PO43- 。
磷化膜的形成
▪ 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）
▪ 保护作用：提高金属的耐蚀性。 ▪ 为涂膜创造良好基底：提高金属基体与涂层的结
合力。
▪ 提供清洁表面。 ▪ 磷化膜（膜重≥3g/㎡）能改善材料的冷加工性能，
如拉丝、拉管、挤压等。
▪ 磷化膜（膜重≥7.5g/㎡）能明显改进工件的表面
摩擦性能，使得工件的摩擦因数降低，以促进其 滑动。（如发动机活塞环、齿轮、制冷压缩机、 轴承支座等防锈耐磨磷化）
促进剂
▪ 促进剂浓度过高， 磷化速度快,沉渣多,易发
彩。
▪ 促进剂浓度过低,磷化反应速度慢,成膜困难，
易发黄生锈。
磷化温度
▪ 磷化温度高,有利于磷化膜的形成,磷化速度
快,磷化膜厚且结晶粗大。
▪ 磷化温度低,磷化速度慢,结晶较细，磷化时
间长。
磷化时间
▪ 时间过短，磷化膜的成膜量不足，磷化膜
不连续也不致密。
指磷化槽液中配合酸和游离酸浓度的总和 。
▪ 酸比：总酸/游离酸＝酸比。 ▪ 促进剂浓度：反应磷化工作液中促进剂的含量。 ▪ 磷化温度。 ▪ 磷化时间。
游离酸度
▪ 游离酸度过高,成膜困难,工件表面泛黄,抗蚀
性能降低,膜层表面浮粉增多，可加中和剂 调整。
▪ 游离酸度过低,工件腐蚀反应缓慢,磷化膜难
以形成,磷化槽液不稳定,易产生磷酸锌沉淀, 引起工件表面挂灰,会导致工件边角部位产 生发花现象，加磷酸调整。