关于磷化处理原理[1] 文章
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。
钢板磷化处理
![钢板磷化处理](https://img.taocdn.com/s3/m/d5d849fc5ebfc77da26925c52cc58bd631869323.png)
钢板磷化处理钢板磷化处理是一种常见的表面处理方法,用于提高钢板的耐腐蚀性能和涂层附着力。
本文将介绍钢板磷化处理的原理、工艺和应用。
一、磷化处理的原理钢板磷化处理是通过在钢板表面形成一层磷化物膜来改善钢板的性能。
磷化物膜主要由磷酸盐和金属磷化物组成,具有良好的耐腐蚀性和涂层附着力。
磷化处理的原理是在酸性磷酸盐溶液中,通过与钢板表面的金属离子反应,形成磷化物膜。
二、磷化处理的工艺1. 表面准备:在进行磷化处理之前,需要对钢板表面进行清洗和除油处理,以确保磷化液能够充分接触到钢板表面。
2. 磷化液配制:根据不同的磷化要求,可以选择不同的磷化液配方。
常用的磷化液包括酸性磷酸盐溶液和含有磷酸盐的有机溶液。
3. 磷化处理:将钢板浸泡在磷化液中,通过控制温度、浸泡时间和搅拌等条件,使磷酸盐与钢板表面的金属离子发生反应,形成磷化物膜。
4. 清洗和中和:磷化处理后,需要对钢板进行清洗和中和处理,以去除残留的磷酸盐和酸性物质,防止对后续工艺和涂层质量产生影响。
三、磷化处理的应用1. 防腐蚀:磷化处理后的钢板表面形成的磷化物膜具有良好的耐腐蚀性能,可以有效地防止钢板被氧化、腐蚀和锈蚀。
2. 涂层附着力:磷化处理可以增加钢板表面的粗糙度,提高涂层与钢板的附着力,使涂层更加牢固耐用。
3. 摩擦减少:磷化处理后的钢板表面形成的磷化物膜具有一定的润滑性,可以减少钢板之间的摩擦,提高机械设备的工作效率。
4. 装饰效果:磷化处理可以改变钢板表面的颜色和光泽,使其具有更好的装饰效果,广泛应用于家具、建筑和汽车等领域。
钢板磷化处理是一种重要的表面处理方法,通过形成磷化物膜来提高钢板的耐腐蚀性能和涂层附着力。
磷化处理的工艺需要严格控制各项参数,以确保处理效果的稳定性和一致性。
在实际应用中,磷化处理可以有效地提高钢板的性能,延长其使用寿命,并广泛应用于各个领域。
磷化的基本原理
![磷化的基本原理](https://img.taocdn.com/s3/m/e86e65fe9e31433239689322.png)
磷化的基本原理——磷化前的预处理一般情况下,磷化处理要求工件表面应是洁净的金属表面(二合一、三合一、四合一例外)。
工件在磷化前必须进行除油脂、锈蚀物、氧化皮以及表面调整等预处理。
特别是涂漆前打底用磷化还要求作表面调整,使金属表面具备一定的“活性”,才能获得均匀、细致、密实的磷化膜,达到提高漆膜附着力和耐腐蚀性的要求。
因此,磷化前处理是获得高质量磷化膜的基础。
1 除油脂除油脂的目的在于清除掉工件表面的油脂、油污。
包括机械法、化学法两类。
机械法主要是:手工擦刷、喷砂抛丸、火焰灼烧等。
化学法主要:溶剂清洗、酸性清洗剂清洗、强碱液清洗,低碱性清洗剂清洗。
以下介绍化学法除油脂工艺。
1.1 溶剂清洗溶剂法除油脂,一般是用非易燃的卤代烃蒸气法或乳化法。
最常见的是采用三氯乙烷、三氯乙烯、全氯乙烯蒸汽除油脂。
蒸汽脱脂速度快,效率高,脱脂干净彻底,对各类油及脂的去除效果都非常好。
在氯代烃中加入一定的乳化液,不管是浸泡还是喷淋效果都很好。
由于氯代卤都有一定的毒性,汽化温度也较高,再者由于新型水基低碱性清洗剂的出现,溶剂蒸汽和乳液除油脂方法现在已经很少使用了。
1.2 酸性清洗剂清洗酸性清洗剂除油脂是一种应用非常广泛的方法。
它利用表面活性剂的乳化、润湿、渗透原理,并借助于酸腐蚀金属产生氢气的机械剥离作用,达到除油脂的目的。
酸性清洗剂可在低温和中温下使用。
低温一般只能除掉液态油,中温就可除掉油和脂,一般只适合于浸泡处理方式。
酸性清洗剂主要由表面活性剂、普通无机酸、缓蚀剂三大部分组成。
由于它兼备有除锈与除油脂双重功能,人们习惯称之为“二合一”处理液。
盐酸、硫酸酸基的清洗剂应用最为广泛,成本低,效率较高。
但如果酸洗后水洗不彻底残留的Cl-、SO42-对工件的后腐蚀危害很大。
而磷酸酸基没有腐蚀物残留的隐患,但磷酸成本较高,清洗效率低些。
对于锌件,铝件一般不采用酸性清洗剂清洗,特别锌件在酸中的腐蚀极快。
1.3强碱液清洗强碱液除油脂是一种传统的有效方法。
磷化工艺原理
![磷化工艺原理](https://img.taocdn.com/s3/m/ec8a4e43c381e53a580216fc700abb68a882ad6b.png)
磷化工艺原理嘿,朋友们!今天咱来聊聊磷化工艺原理,这可真是个有意思的事儿啊!你看啊,磷化就好像是给金属穿上一层特别的“衣服”。
想象一下,金属就像是一个光溜溜的小孩子,而磷化呢,就是给这个小孩子穿上一件既结实又有用的外套。
那这磷化到底是咋回事呢?其实啊,就是通过一系列的化学反应,在金属表面形成一层磷化膜。
这层膜可不简单,它就像是金属的小卫士,能保护金属不被腐蚀,还能增加金属的附着力呢!比如说,咱家里的那些金属制品,时间长了是不是会生锈啊?要是给它们都磷化一下,那可就不一样啦!这磷化膜就像一道坚固的防线,把那些会让金属生锈的坏东西都挡在外面。
那磷化是怎么做到的呢?这就像是一场奇妙的魔法表演。
首先呢,有一些化学药剂就像小精灵一样,跑到金属表面开始跳舞。
它们跳着跳着,就和金属发生了反应,然后就慢慢形成了那层神奇的磷化膜。
而且哦,磷化工艺可不仅仅是为了防锈这么简单。
它还能让金属表面变得更粗糙,这样后续要是想给金属上漆啊什么的,就会粘得更牢。
这就好比是在墙上贴东西,要是墙面很光滑,那可能贴不牢,但是如果墙面有点粗糙,那就能贴得稳稳的啦!你说这磷化工艺是不是很神奇?它就像是一个默默工作的小工匠,在金属的世界里发挥着大作用。
咱再想想,要是没有磷化工艺,那得有多少金属制品用不了多久就坏掉啦?那多可惜呀!所以说呀,磷化工艺真的是太重要啦!它就像是一个隐藏在幕后的英雄,不声不响地为我们的生活提供着保障。
我们每天用到的很多东西,可能都离不开磷化工艺的功劳呢!磷化工艺虽然听起来有点复杂,但其实理解起来也不难呀!只要我们用心去感受,去了解,就会发现它真的很有趣。
所以啊,朋友们,可别小看了磷化工艺哦!它可是在我们的生活中扮演着重要的角色呢!让我们一起为磷化工艺点个赞吧!。
金属磷化原理及目的
![金属磷化原理及目的](https://img.taocdn.com/s3/m/deb6ebd52cc58bd63186bdf5.png)
金属磷化原理及目的
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。
磷化工艺操作简便,成本低廉,经过磷化工艺处理的工件,其优良的物理机械性能——强度,硬度,弹性,磁性,延展性等保持不变。
而被处理的金属表面,由于形成均匀致密的磷化膜,其金属表面的性能大大提高。
磷化膜外观均匀致密,颜色按膜层成分不同,呈现浅灰,深灰,灰黑,或彩虹等色彩。
结构则呈针状斜方晶体、圆柱形晶体、四方面心晶体或混合晶体及无定型结晶等多种形态。
磷化膜无论何种外观颜色和晶体形态,都具有不耐热、不耐酸碱、不耐水、不导电、不导热等性能,同时膜层呈多孔性表面。
由于磷化膜具多孔性,极大的提高了表面积,从而大大的提高了金属表面与涂层之间的附着力;由于磷化膜为电的不良导体,致密均匀的磷化膜大大降低了金属表面的电位差,使金属表面形成一层近乎等电位体的膜层,从而抑制了金属表面微电池的形成,大大降低了金属表面电化学腐蚀,从而极大的提高了金属表面的耐腐蚀性。
磷化膜成膜过程主要有以下四个步骤组成:
①酸的浸蚀使基体金属表面H+浓度降低
②促经济(氧化剂)加速
③磷酸根的多级离解
④磷酸盐沉淀结晶成为磷化膜。
磷化处理工艺
![磷化处理工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/d4516d46e97101f69e3143323968011ca300f707.png)
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。
2.装饰:磷化膜具有较好的装饰性,可用于金属表面的美化处理。
例如,在电子产品、家具等领域,磷化处理被广泛应用于产品的外观装饰。
3.耐磨:磷化膜还具有较好的耐磨性,可用于提高金属表面的耐磨性能。
例如,在机械零件、工具等领域,磷化处理被广泛应用于提高产品的耐磨性能。
4.粘合:磷化膜还可以作为粘合剂使用,将不同金属材料粘合在一起。
磷化处理的作用和原理
![磷化处理的作用和原理](https://img.taocdn.com/s3/m/2751105e793e0912a21614791711cc7931b778e3.png)
磷化处理的作用和原理
磷化处理的作用和原理
磷化处理是一种热处理工艺,它可以改善金属材料的性能,提高它们的耐腐蚀性、耐磨损性和耐热性。
磷化处理的主要作用是在金属表面形成一层磷化膜,从而改变金属的物理性质。
磷化处理的原理是通过将磷元素渗透到金属表面形成膜,从而提高金属的耐腐蚀性、耐磨损性和耐热性。
磷化膜是一种致密的、结构稳定的金属氧化物,其形成的原因是磷渗入金属中,形成了一层氧化膜,从而保护金属不受腐蚀、磨损和热损伤。
磷化处理的过程主要有四步:首先,将金属材料置于磷溶液中进行温度升高,使金属表面的温度升至一定的温度,使金属表面形成少量气泡;其次,将磷元素渗透到金属表面形成一层磷化膜;然后,将金属材料浸入另一种特殊溶液中,使金属表面形成膜层;最后,将金属冷却,使磷化膜达到最终状态。
磷化处理不仅可以改善金属材料的性能,而且可以提高金属材料的耐腐蚀性、耐磨损性和耐热性,从而使金属材料的使用寿命得到极大的提高。
磷化处理的原理是在金属表面形成一层磷化膜,从而改变金属的物理性质,使金属更加耐腐蚀、耐磨损和耐热。
磷化(I)——基本原理及分类
![磷化(I)——基本原理及分类](https://img.taocdn.com/s3/m/53f11f5de45c3b3567ec8bb3.png)
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+H3PO4Me2Fe(PO4)2•4H2O(膜)+Me3(PO4)•4H2O(膜)+7FeHPO4(沉渣)+8H2↑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。
磷化原理
![磷化原理](https://img.taocdn.com/s3/m/e2ef866425c52cc58bd6be9a.png)
金属表面磷化过程磷化工艺包括脱脂、除锈、表面调整、磷化、钝化及各工序间的水洗,有的还包括水洗后的烘干。
1、脱脂钢材及其零件在储运过程中要用防锈油脂保护,零件上的油脂不仅阻碍了磷化膜的形成,而且在磷化后进行涂装时会影响涂层的结合力、干燥性能、装饰性能和耐蚀性。
首先要脱去金属表面的油脂。
2、涂装前除锈、除氧化皮钢铁热加工时受氧化产生硬而脆的氧化皮,如热轧钢板、热处理零件、锻件、焊接件都会有氧化皮。
而这氧化皮和黄锈在涂层下时会加快钢铁的腐蚀速度。
可见充分的除去钢铁表面的氧化皮和黄锈,对涂装物得到有效保护是非常重要的。
3、表调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。
4、磷化处理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。
(一)磷化反应原理阴极区域:Fe →Fe2+ +2e阳极区域:2H + 2e → H2或者O + H2O + 2e → 2(OH)成膜反应:H3PO4 + Zn(H2PO4)2 + Fe(H2PO4)2+Fe →Zn3(PO4)2 + Zn2Fe(PO4)2 + ZnHPO4 + FePO4磷化膜:Zn3(PO4)2; Zn2Fe(PO4)2 (4份水)磷化渣:ZnHPO4; FePO45、钝化处理原理:在磷化膜表面形成一层聚合物覆盖膜,这层覆盖膜能与磷化膜螯合。
作用:1、封闭磷化膜孔隙,提高耐腐蚀性能。
2、为后续油漆提供一个微酸性的表面,加强油漆与底材的结合力。
6、水洗以及烘干洗净工件表面的化学残留物,避免对下道工位的不良影响;。
磷化的原理
![磷化的原理](https://img.taocdn.com/s3/m/de9a0071a26925c52cc5bf37.png)
磷化的原理
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。
磷化原理:工件(钢铁或铝、锌件)浸入磷化液(某些酸式磷酸盐为主的溶液),在表面沉积形成不溶于水的结晶型磷酸盐转化膜的过程,称之为磷化。
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,叫做金属的磷酸盐处理。
磷化膜层为微孔结构,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(Sn、Al、Zn)性及较高的电绝缘性等。
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磷化处理报告
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磷化处理报告1. 引言本报告旨在介绍磷化处理的步骤和方法。
磷化处理是一种常见的金属表面处理方式,通过在金属表面形成磷化层,可以提高金属的耐腐蚀性、耐磨损性和附着力。
在本报告中,我们将介绍磷化处理的基本原理、实施步骤以及处理后的效果。
2. 磷化处理的原理磷化处理是通过在金属表面形成磷化物层,改变金属表面的化学性质和物理性质。
磷化物层可以提供一层保护膜,有效防止金属的腐蚀和氧化。
磷化处理的原理主要包括以下几个方面:2.1 清洗表面在进行磷化处理之前,首先需要对金属表面进行清洗,去除表面的油脂、污垢和氧化物等杂质。
清洗可以采用化学溶剂、酸洗或电解等方式。
2.2 预处理在清洗完金属表面后,需要进行预处理,以提高磷化层的附着力和均匀性。
预处理一般包括活化、去垢和中和等步骤。
2.3 磷化反应在预处理完成后,金属表面进入磷化反应阶段。
磷化反应可以采用浸泡、喷涂或浸镀等方式进行。
在磷化反应中,金属表面与磷酸盐溶液发生反应,生成磷化物层。
3. 磷化处理步骤下面是磷化处理的具体步骤:3.1 清洗金属表面使用化学溶剂或酸洗剂对金属表面进行清洗,去除表面的油脂和污垢。
可以使用刷子、布或喷枪等工具进行清洗。
3.2 预处理在清洗完成后,进行预处理。
首先进行活化处理,使金属表面变得更容易与磷酸盐反应。
然后进行去垢和中和处理,以确保金属表面没有任何杂质。
3.3 磷化反应将金属表面浸泡在磷酸盐溶液中,保持一定的时间,使金属表面与磷酸盐发生反应。
反应时间的长短可以根据需要进行调整,一般为几分钟至几十分钟。
3.4 清洗和干燥磷化反应完成后,将金属表面从磷酸盐溶液中取出,并用清水进行冲洗,以去除残留的磷酸盐。
然后用风扇或烘干器将金属表面完全干燥。
3.5 表面处理(可选)在磷化处理完成后,如果需要进一步改善金属表面的性能,可以进行表面处理。
表面处理可以包括油漆、镀铬或喷涂等方式。
4. 磷化处理的效果磷化处理可以显著改善金属表面的性能。
处理后的金属表面具有以下特点:•耐腐蚀性增强:磷化物层可以提供一层保护膜,有效防止金属的腐蚀和氧化。
磷化工艺及技巧范文
![磷化工艺及技巧范文](https://img.taocdn.com/s3/m/727ad04eba68a98271fe910ef12d2af90242a89a.png)
磷化工艺及技巧范文磷化是一种通过在金属表面形成磷化物层来提高金属材料性能的表面处理方法。
磷化可以增强金属材料的耐腐蚀性能、润滑性能和磨损性能,同时还能提高金属材料的表面硬度和抗疲劳性能。
下面将介绍一些磷化工艺及技巧。
1.表面处理:在进行磷化之前,必须对金属表面进行适当的处理,以保证磷化层与金属基材之间的结合力。
表面处理的方法包括去油、除锈和机械处理。
去油可以使用溶剂或碱性清洗剂进行,除锈可以使用酸性溶液进行,机械处理可以通过打磨或喷砂等方法进行。
2.磷化溶液的制备:磷化溶液的制备是磷化工艺的关键环节。
一般情况下,磷化溶液是由磷酸盐、氧化剂、络合剂和助剂等组成的。
其中,磷酸盐是磷化溶液的主要成分,可以使用磷酸、亚磷酸或磷酸二氢钠等作为磷酸盐;氧化剂的主要作用是提供氧气,常用的氧化剂有过氧化氢、亚硝酸盐和氯酸盐等;络合剂的作用是增强磷化反应的速度和均匀性,可以使用氯化铵或柠檬酸等络合剂;助剂的作用是改善磷化层的性能,可以使用聚合物或胶体等助剂。
3.磷化操作条件的控制:在进行磷化操作时,需要严格控制磷化溶液的温度、浸泡时间和搅拌速度等操作条件,以确保磷化层的质量。
通常情况下,磷化温度在60-90摄氏度之间,浸泡时间在5-20分钟之间,搅拌速度一般为100-200转/分钟。
4.磷化层的改性:通过添加一些化学添加剂,可以改善磷化层的性能。
例如,添加硝酸盐可以增加磷化层的硬度;添加聚合物可以增强磷化层的附着力和抗磨损性能;添加颜料可以改变磷化层的颜色等。
5.磷化后的处理:在磷化之后,需要对金属材料进行进一步处理,以增加磷化层的抗氧化性能和耐蚀性能。
常见的处理方法包括沉积一层金属膜、电沉积或热处理等。
总之,磷化是一种重要的金属材料表面处理方法,可以显著改善金属材料的性能。
在进行磷化工艺时,需要注意表面处理、磷化溶液的制备、操作条件的控制、磷化层的改性以及磷化后的处理等方面的技巧。
通过合理选择和控制这些因素,可以得到质量良好的磷化层,提高金属材料的使用寿命和性能。
表面磷化处理
![表面磷化处理](https://img.taocdn.com/s3/m/c31e10bb951ea76e58fafab069dc5022abea467b.png)
表面磷化处理1. 简介表面磷化处理是一种常用的表面处理方法,通过在材料表面形成一层磷化物层,改善材料的表面性能,提高其耐腐蚀性、耐磨损性、润滑性等。
本文将介绍表面磷化处理的原理、方法以及应用。
2. 原理表面磷化处理的原理是将材料浸泡在含磷化试剂的溶液中,使磷元素与材料表面发生化学反应,生成一层磷化物层。
磷化物层可以增加材料表面的硬度和附着力,形成一种保护层,起到防腐蚀、耐磨损的作用。
3. 方法表面磷化处理的方法可以分为热磷化和化学磷化两种。
3.1 热磷化热磷化是将材料加热至一定温度后,将其浸泡在磷化剂溶液中。
在高温和磷化剂的作用下,材料表面的金属元素与磷化剂发生反应,生成磷化物层。
常用的磷化剂有磷酸盐类、磷酸二氢铵等。
3.2 化学磷化化学磷化是将材料浸泡在含磷酸盐或磷酸二氢铵的溶液中。
在室温下,磷酸盐或磷酸二氢铵通过氧化还原反应与材料表面的金属元素发生反应,生成磷化物层。
4. 应用表面磷化处理广泛应用于各种金属材料的表面处理和防腐蚀领域。
4.1 钢铁材料表面磷化处理可用于提高钢铁材料的耐腐蚀性和耐磨损性。
磷化物层能够有效阻止钢铁材料与环境中的氧气和水分接触,减少钢铁材料的腐蚀速度。
此外,磷化物层还能够提高钢铁材料的润滑性,降低摩擦系数,减少磨损。
4.2 铝材料表面磷化处理可用于增强铝材料的附着力和耐腐蚀性。
磷化物层能够与铝材料形成一种化学键合,提高涂层的附着力。
同时,磷化物层也能够阻止铝材料与氧气和水分接触,延缓铝材料的腐蚀速度。
4.3 其他材料表面磷化处理还可用于不锈钢、铜合金、镁合金等其他金属材料的表面处理。
通过形成磷化物层,可以改善这些材料的耐腐蚀性和耐磨性,提高其使用寿命。
5. 总结表面磷化处理是一种有效的表面处理方法,通过形成磷化物层,能够改善材料的表面性能,提高其耐腐蚀性、耐磨损性、润滑性等。
热磷化和化学磷化是常用的表面磷化处理方法,分别适用于不同的材料和工艺需求。
表面磷化处理广泛应用于钢铁、铝材料以及其他金属材料的表面处理和防腐蚀领域,能够提高材料的使用寿命和性能。
磷化处理的作用和原理
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磷化处理的作用和原理
磷化处理是一种金属表面处理工艺,具有增强表面耐磨抗腐蚀、增加表面硬度、改善
表面光洁度以及增加表面润滑性的效果,广泛应用于冶金、机械、家用电器、汽车及航空
航天等行业。
磷化处理的原理:基于工艺腐蚀原理,通过溶解磷化剂中含磷盐或酸和其他复合磷化剂,将磷元素直接均匀地扩散到金属表面,形成化学而又坚韧的亚氧化磷层,形成抗腐蚀、耐磨、防锈的静电屏蔽层,这就是磷化处理的原理。
1、改善表面形貌:磷化处理可以改善表面的粗糙度、细腻度和硬度,使表面变得更
光滑,从而使表面变得更加美观,而且表面颜色也变得更加鲜艳。
2、增强表面耐磨性:磷化处理可以形成致密的、耐磨的磷化层,由于表面的硬度升高,可以增加金属面在磨损作用下的抗磨性。
3、抗腐蚀性:磷化处理能够形成密闭的磷化层,可以阻止外界污染物进入金属表面,从而大大增强金属表面的耐腐蚀性能。
4、改善润滑性能:磷化熔融润滑性能,可以使成形件的表面光滑,增加润滑剂的粘
附力和滑动性,减少零部件之间的相对运动阻力。
此外,磷化处理还可以抑制金属材料表面氧化,延长金属材料的使用寿命,提高表面
的着色能力等。
金属磷化_精品文档
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金属磷化金属磷化是一种重要的化学反应,可以用于改善金属的性能和延长其使用寿命。
在金属磷化过程中,磷元素与金属的表面发生化学反应,形成一层磷化物层。
这种磷化物层的形成可以极大地提高金属的抗腐蚀性能、耐磨性能和疲劳寿命。
金属磷化的原理是基于金属表面与磷元素形成化学键,在高温或特定环境下发生反应。
磷元素可以通过化学气相沉积、磷化物电沉积、化学浸渍或热浸镀等方法引入金属表面。
这些方法都可以在金属表面形成一层均匀的磷化物层。
磷化物的组成和结构取决于金属的类型和磷化过程的参数。
金属磷化的主要目的是改善金属的性能。
首先,磷化层可以提高金属的抗腐蚀性能。
磷化物层可以形成一层致密的氧化物层,防止金属与环境中的氧、水等腐蚀物质接触。
其次,磷化层可以提高金属的耐磨性能。
磷化物层的硬度较高,可以减少金属表面的磨损。
此外,磷化还可以增加金属的疲劳寿命。
磷化层可以在金属表面形成一层致密的氧化物层,防止金属表面的裂纹扩展。
金属磷化的应用十分广泛。
它可以应用于各个领域的金属制品,例如汽车零部件、机械设备、电子产品等。
在汽车零部件中,金属磷化可以提高发动机部件的耐高温和耐磨性能,延长其使用寿命。
在机械设备领域,金属磷化可以提高轴承的耐磨性能,减少机械设备的故障率。
在电子产品中,金属磷化可以提高电子元件的导电性能,提高电子产品的可靠性。
金属磷化的工艺控制是关键。
磷化过程的温度、时间、磷化剂浓度等参数都会对磷化层的质量产生影响。
因此,要获得理想的磷化层,需要精确控制磷化过程的参数。
此外,磷化前的金属表面处理也非常重要。
金属表面必须进行去油、去氧等处理,以获得干净的金属表面,有利于磷化层的形成。
金属磷化不仅可以改善金属的性能,还可以为金属制品增加一层美观的表面。
磷化层可以为金属制品提供多种颜色的选择,使其外观更加多样化。
这在一些消费品领域尤为重要,例如家居装饰品、珠宝等。
总之,金属磷化是一种重要的化学反应,可以改善金属的性能和延长其使用寿命。
磷化处理的磷酸浓度
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磷化处理的磷酸浓度磷酸浓度在磷化处理中的重要性磷化处理是一种常用的表面处理方法,通过在金属表面形成均匀的磷化层,可以提高金属的耐腐蚀性能、摩擦性能和耐磨性能等。
而磷酸作为磷化处理中的一种重要成分,其浓度对于磷化效果有着重要的影响。
本文将从磷化原理、磷酸浓度的作用机制以及磷酸浓度对磷化层性能的影响等方面进行探讨。
一、磷化原理磷化是指通过在金属表面生成一层磷化物的处理方法。
在磷化处理中,金属表面与含有磷酸的处理液发生反应,生成磷化层。
磷化层一般由磷化物和氧化物组成,其含有磷酸浓度的控制是磷化过程中关键的一步。
二、磷酸浓度的作用机制磷酸作为磷化处理中的主要成分,其浓度对磷化效果有着直接的影响。
磷酸浓度的增加可以提高磷化液的蚀刻性能和磷化速度,同时也可以增加磷化层的厚度。
磷酸浓度的降低则会导致磷化效果的下降,甚至无法形成连续的磷化层。
三、磷酸浓度对磷化层性能的影响1. 磷酸浓度对磷化层的致密性有着重要影响。
磷酸浓度增加可以提高磷化层的致密性,使其更加均匀 comp.2. 磷酸浓度对磷化层的硬度有着直接的影响。
磷酸浓度增加可以提高磷化层的硬度,从而增加金属表面的耐磨性能。
3. 磷酸浓度对磷化层的耐腐蚀性能有着重要影响。
磷酸浓度增加可以提高磷化层的耐腐蚀性能,使金属表面更加耐久。
4. 磷酸浓度对磷化层的颜色有着一定的影响。
磷酸浓度的变化可以使磷化层的颜色发生变化,从而给金属表面带来不同的外观效果。
磷酸浓度在磷化处理中起着重要的作用。
通过控制磷酸浓度,可以调节磷化液的蚀刻性能和磷化速度,从而影响磷化层的厚度和性能。
因此,在进行磷化处理时,需要根据具体要求合理控制磷酸浓度,以获得理想的磷化效果。
同时,还需要注意磷酸浓度对磷化液的腐蚀性,避免对设备和工作环境造成不必要的伤害。
总的来说,磷酸浓度是磷化处理中的一个重要参数,它不仅影响着磷化过程的效果,也直接关系到磷化层的性能。
因此,在进行磷化处理时,必须合理控制磷酸浓度,以保证磷化效果的稳定和磷化层性能的优良。
告诉你,粉末涂装前处理——磷化的原理及分类是怎样的?
![告诉你,粉末涂装前处理——磷化的原理及分类是怎样的?](https://img.taocdn.com/s3/m/196243e4b8f3f90f76c66137ee06eff9aef849c5.png)
告诉你,粉末涂装前处理——磷化的原理及分类是怎样的?★★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。
1、磷化的原理磷化的成膜机理为:(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↑+2N aH2PO4+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。
磷化
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磷化开放分类:金属处理(一)总述: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。
磷化处理工艺应用于工业己有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(,磷化工艺应用于工业生产。
在近一个世纪的漫长岁月中,磷化处理技术积累了丰富的经验,有了许多重大的发现。
一战期间,磷化技术的发展中心由英国转移至美国。
1909年美国,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T许多缺点,将磷化处理时间提高到lho 1929年Bonderizing磷化工艺将磷化时间缩短至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。
二战结束以后,磷化技术很少有突破性进展,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主要有: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。
(二)磷化是常用的前处理技术,原理上应属于化学转换膜处理,主要应用于钢铁表面磷化,有色金属(如铝、锌)件也可应用磷化。
(三)磷化基础知识一、磷化原理1、磷化工件(钢铁或铝、锌件)浸入磷化液(某些酸式磷酸盐为主的溶液),在表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜的过程,称之为磷化。
2、磷化原理钢铁件浸入磷化液(由Fe(H2PO4)2 Mn(H2PO4)2 Zn(H2PO4)2 组成的酸性稀水溶液,PH值为1-3,溶液相对密度为1.05-1.10)中,磷化膜的生成反应如下:吸热3Zn(H2PO4)2 Zn3(PO4)2↓+4H3PO4或吸热吸热3Mn(H2PO4)2 Mn3(PO4)2↓+4H3PO4吸热钢铁工件是钢铁合金,在磷酸作用下,Fe和FeC3形成无数原电池,在阳极区,铁开始熔解为Fe2+,同时放出电子。
磷化的原理
![磷化的原理](https://img.taocdn.com/s3/m/cc609103e55c3b3567ec102de2bd960590c6d909.png)
磷化的原理磷化是一种常见的表面处理方法,通过在金属表面形成磷化层来提高金属的硬度、耐磨性和耐蚀性。
磷化的原理主要是利用金属表面与磷化剂发生化学反应,形成磷化层,从而改变金属表面的性能。
下面将详细介绍磷化的原理及其影响因素。
首先,磷化的原理是基于金属表面与磷化剂之间的化学反应。
在磷化过程中,磷化剂中的磷化物与金属表面发生反应,生成金属磷化物。
这种磷化物的生成是通过扩散作用,使得金属表面形成一层均匀、致密的磷化层,从而提高金属的表面硬度和耐磨性。
其次,磷化的原理还与磷化剂的成分和工艺条件有关。
磷化剂的成分包括磷酸盐、磷酸氢盐、亚磷酸盐等,不同的磷化剂在磷化过程中会产生不同的反应,形成不同性能的磷化层。
同时,工艺条件如温度、时间、浓度等也会影响磷化层的形成和性能。
另外,金属的种类和表面状态也会对磷化的效果产生影响。
不同种类的金属在磷化过程中会有不同的反应特性,从而形成不同性能的磷化层。
而金属表面的清洁度、粗糙度等也会对磷化的效果产生影响,表面处理不当会导致磷化层的不均匀和不致密。
最后,磷化的原理决定了磷化层的性能。
磷化层的硬度、耐磨性和耐蚀性都取决于磷化层的厚度和组织结构。
因此,在磷化过程中需要控制好磷化剂的成分和工艺条件,以及金属的种类和表面状态,从而形成均匀致密的磷化层,提高金属的性能。
总之,磷化是一种通过化学反应在金属表面形成磷化层的表面处理方法,其原理主要是利用金属表面与磷化剂发生化学反应,形成磷化层,从而改变金属表面的性能。
磷化的效果受磷化剂的成分和工艺条件、金属的种类和表面状态等因素影响,因此在实际生产中需要根据具体情况来选择合适的磷化剂和工艺条件,以达到预期的磷化效果。
磷化的基本原理之一 基本原理
![磷化的基本原理之一 基本原理](https://img.taocdn.com/s3/m/f0da5a2b3169a4517723a383.png)
磷化的基本原理之一--基本原理磷化的基本原理及分类磷化作为金属表面的最终处理和预处理已经应用发展了多年了,为了工作方便及学习,平时收集整理了一部分这方面的资料,大体上分为“基本原理”,“磷化分类”,“磷化前的预处理”,“磷化工艺”,“磷化工艺与配方”五个部分,现将它发布在此,希望对大家的工作与学习有所帮助。
磷化的基本原理之一——基本原理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。
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)+8H2↑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个步骤组成:① 酸的浸蚀使基体金属表面H+浓度降低Fe - 2e→ Fe2+2H-+2e→2[H] (1)H2② 促进剂(氧化剂)加速[O]+[H] → [R]+H2OFe2++[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+。
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-。
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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。
由于在金属与溶液的界面上的游离酸度的降低、PH升高,金属阳离子就不再以可溶离子形式存在,它们与溶液中的磷酸盐反应后以磷酸锌的形式沉淀结晶在金属表面。
依据不同的工艺方法,这种晶体可有不同的组成和结构:3Zn+2 + 2H2PO4-1 + 4H2O →Zn3(PO4)2·4H2O2Zn+2 + Fe+2+2H2PO4-1 + 4H2O →Zn2Fe(PO4)2·4H2O2Mn+2 + Zn+2+2H2PO4-1 + 4H2O →Mn2Zn(PO4)2·4H2O2Zn+2 + Mn+2+2H2PO4-1 + 4H2O →Zn2Mn(PO4)2·4H2O3. 成渣反应在酸蚀反应中溶解下来的金属离子(Fe+2)被磷化液中的促进剂(例如亚硫酸盐/硫酸盐、氯酸盐、过氧化物)氧化而成渣沉淀,而磷化反应中的Zn2+将不成渣。
Al3+离子可使用氟化物而形成氟铝铬合物,此铬合物会以kryolith形式沉淀。
Fe+1 + H+1 + Ox →HOxFe+2 + H2PO4-1→FePO4 (渣) + 2H+Al+3+6F-→AlF6-3AlF6-3+3Na+→Na3AlF6 (渣)工艺中所生成的磷化渣可利用某些过滤装置将其清除(如沉淀池、薄板澄清器,也可直接用压滤器,hydromation工艺等过滤掉)使用何种设备可按用户或生产线技术员的愿望加以选择。
二,油漆前的锌系磷化:在要求油漆部件有最大的使用寿命时,对这些部件都广泛使用锌系磷化表面处理。
目前为满足日渐增长需要,锌系磷化法已发展到可对各类零部件的处理加工;于是涂料工业中产生了与市场要求紧密联系的锌系磷化磷化工艺。
磷酸锌在镀锌钢和铝基材上的磷化膜的越来越多的应用促使发展能通过一个相同的处理工艺来对许许多多金属混合物同时作处理的工艺方法。
下面将讨论预处理中常会遇到的金属基材。
在涂漆前作合适的磷化将得到下列效果:磷化膜与金属的牢固结合;磷酸锌中的细孔增强了漆膜的附著力;减小漆膜下的腐蚀电流;磷酸锌膜的抗化学腐蚀能力;提高抗氧气和水扩散能力。
这些能力都会延缓漆膜裂纹处发生的腐蚀。
三,金属基材:需作磷化处理的主要材料是钢和按各种零件要求使用的镀层钢和铝。
镀层钢是为了改善零件的抗腐蚀性,而使用铝和薄壁高强度钢是为了减轻部件重量。
表1 列出了当今在制造业中常用的金属材料。
裸钢这种特殊的合金,其软硬度性质 不比材料表面条件对磷化影响大。
在退火重结晶过程或冷轧後,过量的碳会残留于材料表面,这些残留的碳会使材料抗腐蚀力降低。
(见图2)这种碳残渣不能被市售的大多数清洗剂清除。
因此必须采取措施使用于生产的钢材有较低表面碳残留。
热浸镀锌钢条是用将钢条浸于溶融锌产生的。
锌槽中的金属混合物决定了钢条上将形成的合金种类,铅、锡和铝这些金属会影响材料磷化性。
特别是铝,它会在表面形成厚度小于5nm的氧化铝膜,这层膜会影响磷化时的反应性。
Galvalum这种锌铝合金也同样会而且比氧化铝膜更严重地降低反应性。
就要求使用特殊设计的锌系磷化工艺来处理有大面积铝金属的表面。
大多数的这类工艺在槽中加有一定量的氟化物。
镀锌退火钢是将热浸镀锌钢板作热处理来生产的。
这种生产过程使钢板中的铁渗入锌镀层而形成含10-15%铁的锌/铁合金层。
这种材料有较好的焊接性,它也不像纯锌表面那样时易于在磷化中生成白斑。
电镀镀锌钢板是利用电镀法将锌镀上钢板的。
使用不同的电解液可得到不同的锌合金镀层或锌镀层,这种镀层可改变材料的物理性质和抗腐蚀能力。
大多数的锌合金都易于磷化。
镀锌板的涂层会因腐蚀而生成白锈(ZnCO3/ZnO),此类白锈通常不能被温和的碱性清洗剂洗掉;这样就造成它不能正常磷化,会造成漆膜缺陷和降低了抗腐力。
为了避免锌镀层的腐蚀,常用防腐油或铬钝化处理。
对于须油浸而不作钝化处理的部件的处理必须小心;在处理卷材时,磷化工艺亦须调整以使处理获得成功。
铝、铝合金和含有高铝成份的镀锌板(Galvalume)可以非常成功地作磷化处理,从而得到一种在不同试验环境中具有与传统的铬钝化转化层处理相同抗腐力的表面。
研究表明当铝板是磨光的或铝合金中含有硅时,如果在锌系磷化中不能得到晶粒一致的均匀磷化层,则磷化层的抗腐蚀能力和漆膜的附著力将很差。
如表2所示,当处理铝基材时,推荐使用含有一定量氟化物的锌系磷化工艺。
四,漆前的锌系磷化处理多年来,为满足抗腐和提高粘著力以及处理多种混合金属材料的需要,已经发展了许多不同的锌系磷化工艺。
传统所用的所谓锌系磷化工艺已在一些方面被低锌或锰改良的工艺所取代,这些工艺所生成的磷化膜在多种腐蚀试验环境中具有优良的性能(表3)。
在油浸前金属预处理各工艺的差异是工艺化学问题的不同所带来的。
在通常的锌磷化槽中约有2000-4000ppm锌和5000-10000ppm五氧化二磷,而低锌槽中的锌约有400-1700ppm 和12000-16000ppm P2O5在低锌工艺中加入第三种金属(通常是Mn)是低锌工艺的进一步发展。
这种工艺性能优异,被叫做锰改良低锌磷化工艺。
表4是各类磷化工艺的比较。
磷化层的厚度要依今後部件的用途和油漆工艺来选择。
磷化膜重范围在100- 500mg/ft2。
五,磷化膜晶体结构由于材料和磷化工艺不同,所以磷化膜有多种不同的晶体结构。
在普通的锌磷化工艺中,在所有不同材料上得到的晶体是相同的,即Zn3(PO4)2·4H2O。
低锌工艺因下列因素而使漆膜性能较好:1) 酸性反应时间较长,使金属表面清洗效果较好;2) 磷化层沉积较慢,所以得到的磷化膜较细密;3) 磷酸锌铁的含量较高.下面是各种材料表面的晶体结构:钢:ZnFe(PO4)2·4H2OZn3(PO4)2·4H2O镀锌钢:Zn3(PO4)2·4H2O铝:Zn3(PO4)2·4H2O由于加锰改良的低锌磷化工艺的发展,使材料的抗腐蚀性能和漆膜粘著力有了进一步提高。
该工艺的优点是:1) 提高了磷化反应速度;2) 降低了槽温;3) 如果在相关工艺中保持化学平衡就能控制白斑生成;4) 降低了磷化膜厚、提高了漆膜附著力;5) 较好的磷化膜热稳定性,可使油漆前的干燥温度适当提高;6) 提高了钢/镀锌钢焊接件接缝处的抗腐蚀性能。
以下为该工艺磷化膜的结构:钢: Zn2(Fe或Mn)(PO4)2·4H2OMn2Zn(PO4)2·4H2OZn3(PO4)2·4H2O镀锌钢: Mn2Zn(PO4)2·4H2OZn3(PO4)2·4H2O铝: Mn2Zn(PO4)2·4H2OZn3(PO4)2·4H2O另一个在家电行业中广泛使用的是加钙改良的锌磷化工艺。
该工艺的优点是在磷化前不需加入晶体粒控制剂或表面调整剂等化合物,该工艺的缺点是处理温度高,成渣较多。
该工艺已被加锰改良的低锌磷化工艺所取代。
六,表面调整磷化速度、膜厚和晶体大小不仅与磷化槽中槽液组成等有关,而且与磷化前的金属表面预处理有关。
预处理使用强碱清洗和酸蚀工艺,常常得到的磷化膜的质地较粗、磷化时间较长。
使用磨光、抛光、刷洗和擦洗等机械处理也能使磷化膜致密性显著地提高,其原因是形成了可使磷化晶体生长的晶核。
在磷化前用表面调整剂作特殊的预淋洗可使晶核增加。
这种过程即所谓“表面调整”。
表面调整可增加磷化时单位面积磷化晶体的数量;减少每个晶体的大小;减少膜厚;缩短磷化时间。
按特殊方法生产的磷酸钛是一种最有效的成核剂。
在工厂中应用时,它可直接加入磷化前的淋洗槽中,或者也可加入碱性洗槽中应用。
由于这种活化剂的寿命受PH、水硬度和温度的影响,所以在生产中要不断地添加。
新研制的液体表调剂的主要优点是延长了使用寿命和稳定性。
七,无亚硝酸盐的磷化在一般磷化工艺中常用亚硝酸盐作促进剂。
然而,亚硝酸盐只会在酸性磷化中产生少量挥发性的亚硝气,而用硝基化合物作促进剂的磷化工艺不会产生此类气体。
在磷化槽因故停槽时,钢板会受车间大气影响而生锈,如有亚硝酸气存在时,生锈会更快和严重。
使用有机硝基化合物作促进剂时,钢板生锈倾向就减小。
使用这种工艺还可将磷膜厚度控制在100-200mg/ft2这样很窄的范围中。
这样厚度的磷化膜有很高的弯曲挠性。
八,涂漆前的磷化处理方法磷化工艺有多种方法可以使用。
直接浸入法和直接喷淋法都很常用;也有将二者结合起来使用的系统。
在处理结构复杂的部件时,因有许多不平处必须同样处理,此时采用浸入法结合喷淋法来处理的效果就比较好。
在这类结合使用的系统中,在表面清洗、淋洗和最後淋洗步骤中采用淋洗法;但是,如果清洗步骤使用浸入法,则淋洗、调整、磷化和钝化都要使用浸入法为好。