磷化工艺参数的影响
铝合金磷化工艺的研究
铝合金磷化工艺的研究随着现代工业的快速发展，铝合金作为一种轻质、高强度、耐腐蚀性能优异的材料，被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑工程等领域。
然而，铝合金在实际应用过程中，常常会受到腐蚀的侵蚀，降低了其使用寿命和性能。
为了改善铝合金的抗腐蚀性能，提高其耐用性，研究人员开始探索铝合金磷化工艺。
铝合金磷化工艺是一种通过在铝表面形成磷化物层来提高其抗腐蚀性能的方法。
磷化物层具有较高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，可以有效地保护铝合金表面免受腐蚀的侵蚀。
磷化工艺可以分为化学磷化和电化学磷化两种方式。
化学磷化是将铝合金表面浸泡在含有磷酸盐和其他助剂的溶液中，通过表面化学反应，在铝表面形成一层磷化物覆盖层。
化学磷化工艺简单、成本低廉，可以在常温下进行。
然而，磷化层的厚度和质量受到多种因素的影响，如酸性溶液浓度、温度、浸泡时间等，需要进行严格的工艺控制。
电化学磷化是利用电化学方法，在铝合金表面形成磷化物覆盖层。
通过在溶液中施加电流，使铝表面发生氧化还原反应，生成磷化物层。
电化学磷化可以控制磷化层的厚度和质量，具有较高的工艺可控性。
然而，电化学磷化工艺相对复杂，需要专门的设备和技术支持。
铝合金磷化工艺的研究主要集中在以下几个方面：1. 工艺参数的优化。
磷化工艺的效果受到多种因素的影响，如溶液成分、温度、pH值等。
研究人员通过对不同工艺参数的调整和优化，寻找最佳的磷化工艺条件，以获得最佳的磷化效果。
2. 研究磷化机理。
理解磷化过程中的化学反应机理对于优化磷化工艺具有重要意义。
研究人员通过表面分析技术和材料科学方法，深入探究磷化过程中的物理化学现象，揭示磷化机理，为磷化工艺的改进和控制提供理论依据。
3. 磷化层的性能评价。
磷化层的性能评价是研究铝合金磷化工艺的重要一环。
研究人员通过对磷化层的显微结构、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能进行测试和分析，评价磷化层的质量和性能，为磷化工艺的应用提供依据。
铝合金磷化工艺的研究对于提高铝合金的耐腐蚀性能，延长其使用寿命具有重要意义。
钢铁零件磷化缺陷原因分析及解决方案
钢铁零件磷化缺陷原因分析及解决方案钢铁零件磷化缺陷是指在钢铁零件表面磷化处理过程中出现的不良现象，主要表现为磷化层厚度不均匀、破碎、脱落、结晶不良等问题。
这些缺陷会降低钢铁零件的使用寿命和耐腐蚀性能，对产品质量带来不良影响。
针对钢铁零件磷化缺陷的原因，可以从工艺参数、磷化液配方、零件准备等方面进行分析，并提出相应的解决方案。
一、工艺参数方面：1. 温度控制不当：磷化过程中，温度过高或过低都会导致磷化层的厚度不均匀或者结晶不良。
解决办法是对磷化槽进行良好的隔热措施，保持磷化槽内温度的稳定。
2. 磷化时间不足：磷化时间过短会导致磷化层厚度不够，易产生薄弱处。
解决办法是根据不同钢铁零件的尺寸和形状，合理调整磷化时间，保证磷化层达到要求的厚度。
3. 搅拌不均匀：搅拌不均匀会使磷化槽内磷化剂和零件接触不均匀，导致磷化层不均匀。
解决办法是改进搅拌装置，提高磷化槽内的搅拌效果，使磷化剂均匀分布。
二、磷化液配方方面：1. 磷化剂浓度过高或过低：磷化剂浓度过高容易导致磷化层结晶不良，过低则会导致磷化层过薄。
解决办法是根据钢铁零件的要求和工艺参数，精确控制磷化剂的浓度。
2. pH值控制不当：pH值过高或过低都会对磷化层的质量产生不良影响。
解决办法是使用pH调节剂控制磷化液的pH值，确保pH值在适宜范围内。
三、零件准备方面：1. 表面污染：钢铁零件表面存在油脂、氧化物等污染物会影响磷化层的质量。
解决办法是在磷化前对零件进行清洗和除污处理，确保零件表面干净。
2. 零件的形状和材质：不同形状和材质的零件可能对磷化过程有不同的要求，需要进行不同的处理和控制。
解决办法是根据不同的零件特点，采取适当的工艺和操作方法，保证磷化层质量。
钢铁零件磷化缺陷的原因主要包括工艺参数、磷化液配方和零件准备等方面。
解决这些问题的关键在于精确控制工艺参数，合理调整磷化液配方，以及对零件进行彻底清洗和除污处理。
只有通过科学的工艺和严格的操作，才能有效地解决钢铁零件磷化缺陷问题，提高产品质量。
影响磷化的工艺因素
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)。
况且由于酸洗造成工件表面黑白不均匀，同样影响磷化效果(白色部位较难磷化)。
因此，尽量不要选用锈蚀的钢板加工工件。
特别要防止采用不同厂家、不同批次的钢板来加工同一工件(如汽车车身等)。
否则。
因钢板的差异而造成磷化质量不一样。
同时要注意加工过程中尽量不要破坏钢板防锈膜和加工后长时间存放(采取防锈措施)。
磷化膜与工艺参数的关系
磷化膜质量与工艺参数的关系磷化膜的质量与磷化剂的质量有直接关系，也与磷化过程中的工艺参数变化有密切的关系。
磷化膜厚度与磷化时间和温度的关系一般情况下，磷化时间越长，温度越高，所生成的磷化膜越厚。
这一规律只适用于一定范围内，当磷化膜达到一定厚度时，孔隙减少，磷化工作液已不能与基体金属接触而发生磷化反应，再延长磷化时间也不能增加磷化膜的厚度。
磷化温度更不能大高，如温度过高，会导致磷化膜粗糙、多孔，耐蚀性能下降，更严重的是使工作液中的大量有效成分变为沉渣，打破磷化工作液的平衡，并可能使磷化膜表面产生大量的挂灰。
游离酸度和总酸度对磷化膜质量的影响磷化工作液在磷化过程中，游离酸度和总酸度的控制十分重要，它是确保磷化工作液中各组分化学平衡，磷化反应正常进行的主要条件。
不同类型的磷化剂控制范围有很大的差别，如高温锰系磷化一般不控制游离酸和总酸度的具体数量而是控制酸比，其他类型的磷化控制游离酸和总酸的具体数值。
一般规律是：磷化温度越高，游离酸度越高，生成的磷化膜越厚但容易产生不细密和粗糙的磷化膜，如果游离酸偏低，磷化生成速度缓慢，但生成的磷化膜细密。
总酸度高，对磷化膜质量无明显影响，但如果总酸度过低，磷化膜生成速度变慢，往往在规定的时间内不能获得满意的磷化膜:促进剂对磷化质量的影响促进剂在磷化液中起到缩短磷化时间，加快磷化生成速度，降低磷化温度的作用。
促进剂的量应适当。
促进剂量过少，磷化速度变慢，不能在规定时间内生成完整的磷化膜;促进剂量过多，磷化速度加快，但是造成金属表面钝化，反而影响磷化膜的生成，易产生蓝色或彩虹色的氧化膜。
促进磷化膜形成的方法可分为化学方法和物理方法两大类: (1)化学方法。
在磷化液中加人氧化剂，如氯酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、过氧化氢、过氧化物、嗅酸盐、碘酸盐、有机硝基化合物等。
在磷化液中加人还原剂，如亚硫酸盐、连二亚硫酸盐、羟胺等。
在磷化液中加入重金属盐，如铜、镍、钼、钴、钨等。
(2)物理方法( ①机械方法:如搅拌磷化液或把磷化液喷射到工件上的方法。
金属磷化工艺技术标准
金属磷化工艺技术标准金属磷化工艺技术标准在金属表面处理技术中，磷化工艺是一种常用的方法。
磷化能够形成一层磷化物膜，提高金属表面的耐腐蚀性能和附着力，从而延长金属产品的使用寿命。
为了确保磷化工艺的质量和稳定性，制定金属磷化工艺技术标准具有重要意义。
金属磷化工艺技术标准需要包含以下内容：1. 磷化液配方：磷化液的配方是决定磷化效果的关键。
不同金属需要使用不同的磷化液配方。
标准需要规定磷化液的主要成分，如含磷酸盐、缓蚀剂、表面活性剂等，以及适用于各类金属的磷化液的配比。
2. 磷化液处理参数：磷化液处理的过程参数也是保证磷化效果的重要因素。
标准需要明确磷化液的温度、浸泡时间、液体搅拌强度等处理条件，并提供合理的范围和标准操作方法。
3. 表面预处理：在磷化前的金属表面预处理对磷化效果有重要影响。
标准需要规定金属表面的处理方法，如去油、除锈、酸洗等，以及预处理的质量要求。
4. 检验和评价指标：为了评估磷化工艺的效果，标准需要规定一系列检验和评价指标。
例如，磷化膜的厚度、颜色、结晶度、耐腐蚀性能、附着力等。
标准还需要提供相应的测试方法和检测仪器。
5. 操作规范：金属磷化工艺需要操作人员按照标准进行操作，以确保工艺的一致性和稳定性。
标准需要明确操作人员的技术要求和操作规范，包括操作流程、安全要求、仪器设备的使用等。
6. 质量控制：金属磷化工艺需要进行质量控制，以确保产品的质量。
标准需要规定质量控制的方法和标准，如定期检查设备的运行情况、检测磷化膜的质量、记录操作参数等。
7. 产品标识：为了区分不同批次的磷化产品，标准需要规定产品标识的要求。
例如，标注磷化液配方、批次号、生产日期等信息。
金属磷化工艺技术标准的制定需要综合考虑金属材料的特性和应用环境的要求。
标准的制定应该科学、合理，并且能够适应不同金属材料的磷化需求。
同时，标准的制定也需要结合实际生产情况，综合考虑成本、效率、环境等因素，以提高金属磷化工艺的技术水平和经济效益。
传统磷化工艺的危害
传统磷化工艺的危害
传统磷化工艺指的是使用酸性磷酸溶液进行金属表面的磷化处理，常用于防腐蚀、增加摩擦系数和提高着色性能等方面。
然而，传统磷化工艺存在一些潜在的危害：
1. 酸性磷酸溶液中的酸性气体：传统磷化过程中产生的酸性气体，例如磷化钢时产生的磷化氢气体，对操作人员和环境造成潜在的危害。
这些酸性气体可能会引起呼吸道刺激、眼睛刺激，并对大气环境造成污染。
2. 废水和废气的处理：传统磷化过程中产生大量废水和废气，其中包含重金属离子、有机物和酸性物质等。
这些废水和废气如果没有经过有效的处理，可能对环境造成污染，对生态系统和人类健康造成潜在危害。
3. 高能耗：传统磷化需要高温和长时间的处理，因此会消耗较多的能源。
高能耗不仅对环境不利，还会增加生产成本。
4. 重金属污染：传统磷化液中常含有重金属离子，例如镉、铅等，这些重金属离子会渗透到磷化层中，并可能对人体和环境产生慢性危害。
5. 工艺复杂性：传统磷化工艺需要严格控制溶液浓度、温度和处理时间等参数，操作相对复杂。
此外，如果未能严格控制工艺条件，还可能导致磷化膜的质量不稳定，从而影响表面性能。
综上所述，传统磷化工艺存在一些潜在的危害，包括酸性气体的危害、废水和废气处理问题、高能耗、重金属污染和工艺复杂性等。
磷化膜质量评定项目与方法
磷化前处理技术在实际生产中的应用一、磷化膜质量评定项目与方法1、外观目视法好的磷化膜外观均匀完整细密、无金属亮点、无白灰。
锌系磷化膜为灰色膜，铁系磷化为彩虹色膜。
而铝及铝合金则为无色或彩色铝皮膜。
2、微观结构显微镜法以金相显微镜或电子显微镜将磷化膜放大到100~1000倍，观察结晶形状、尺寸大小及排部情况。
结晶形状以柱状晶为好。
结晶尺寸小些为好，一般控制在几十微米以下，排部越均匀，孔隙率越小越好。
3、厚度（或重量法）测定法对于钢板的磷化膜方法是将磷化板浸在75度，质量分数喂%的铬酸溶液中（10~15）min以去除磷化膜，然后除去膜层前后的重量差求的膜重。
3、腐蚀性能测定法最常用的是硫酸铜点滴实验法。
现在常与下道工序进行后根据用户要求进行盐雾试验、耐温热试验或循环周期试验等。
4、抗冲击试验常常是进行涂装后一起测定，当用49N•cm对涂装后的磷化板进行冲击试验时，当冲击后的样板的反面冲击点不产生放射性裂纹时，即可确定该磷化膜的质量较好。
5、二次附着力测定磷化膜涂装后测定的附着力为一次附着力。
在一定条件下进行耐温水实验后测定的附着力称为二次附着力。
一般是在耐水试验后的样板上用划格法作附着力的测定，以胶带剥离后观察涂膜脱落等级，一般均为平行比较实验。
6、磷化膜孔隙率的测定取14%的NaCL和3%的铁氰化钾溶液，表面活性剂的质量分数为0.1%的蒸馏水溶液，保存在褐色瓶中24小时，用滤纸过滤。
使用时将滤纸切成长、宽均为 2.5厘米的纸片，用塑料镊子将纸片浸入上述溶液中，提出滴净多余试液，将他覆盖在戴测的磷化膜表面，经过一段时间（1分钟）后将试纸拿掉，观察膜层表面，有兰色斑点处表示有孔隙部分。
6、磷化膜的耐碱性比较磷化膜在浸碱液0.1mol/L的氢氧化钠，25度，5分钟前后的质量差，可以得到磷化膜在碱液中的溶解量。
7、磷化膜的耐酸性比较磷化膜在PH值位为2的酸液中的溶解量来评价磷化膜的耐酸性。
磷化处理影响因素及常见问题
磷化处理影响因素及常见问题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。
磷化处理影响因素及常见问题
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。
普通来说，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份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。
磷化液的主要成份包括磷酸盐、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。
普通来说，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者氧化物等杂质、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。
2.磷化层结晶粗糙磷化层结晶粗糙可能是由于磷化液温度过高、时间过长、磷化液配方不合理等原因造成的。
解决方法包括控制磷化液的温度和时间、优化磷化液配方等。
3.磷化层附着力差磷化层附着力差可能是由于材料表面存在油脂、氧化物等杂质、磷化液配方不合理等原因造成的。
解决方法包括提高表面处理质量、优化磷化液配方等。
磷化渣产生的原因是什么
磷化渣产生的原因是什么
磷化渣是一种在金属制造和处理过程中产生的废弃物，它主要由磷化物和残余金属碎片组成。
磷化渣产生的主要原因可以归结为以下几个方面：
1.磷化处理工艺：磷化渣的产生往往与金属表面的磷化处理工艺密切相关。
在进行
金属磷化处理时，常常需要将金属零件浸入含有磷化剂的处理液中，经过一定时间的处理后形成磷化膜。
在这个过程中，部分磷化剂可能残留在金属表面或处理液中，随着金属零件的取出形成磷化渣。
2.金属表面残余：金属加工过程中会产生大量金属屑和碎片，这些残余的金属碎片
在与磷化液接触后也会被包裹在磷化膜内，形成磷化渣。
因此，金属表面的残余金属是磷化渣产生的重要因素之一。
3.磷化液成分：磷化液的成分也会影响磷化渣的生成。
一些磷化液中可能含有其他
化学物质，这些物质在与金属作用后会加速金属的氧化和磷化反应，从而产生更多的磷化渣。
4.工艺参数不当：在金属磷化处理的过程中，工艺参数的控制非常关键。
如果处理
温度、时间、浓度等参数设置不当，可能导致金属表面磷化不均匀，甚至出现过量的磷化渣。
5.设备和操作不当：金属磷化过程中使用的设备和操作也会对磷化渣的产生产生影
响。
例如，设备老化、操作不规范、清洗不彻底等因素都可能导致磷化渣的生成增加。
总的来说，磷化渣的产生是一个综合因素作用的结果。
为了减少磷化渣的产生，可以从优化磷化工艺、控制磷化液成分、提高设备和操作水平等方面入手，确保金属磷化处理过程高效、环保、经济。
1。
磷化处理
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。
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↑+2NaH2PO4+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。
磷化工艺参数对紧固件摩擦系数影响
磷化工艺参数对紧固件摩擦系数影响0前言汽车紧固件常用的表面处理有镀锌钝化、非电解锌铝涂层、氧化及磷化处理等种类，但汽车部分紧固件采用了表面处理种类是磷化处理，尤其是发动机用高强度紧固件。
钢铁零件在含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中经过化学处理，其表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜，这种化学处理过程称之为磷化。
磷化的种类很多，可以根据磷化液的主要成份和成膜离子的种类分为锌系、锰系、铁系、锌钙系、锌锰系等。
磷化膜的分类不同，其性质及用途也不同：锌盐磷化膜：外观为浅灰至深灰结晶，主要用于耐蚀及增加有机涂层结合力、冷加工润滑、电绝缘，也用于减摩。
锰盐磷化膜：外观为灰至深灰结晶，主要用于减摩，也用于耐蚀及增加有机涂层结合力。
铁盐磷化膜：外观为深灰结晶，主要用于耐蚀及增加有机涂层结合力。
锌盐磷化膜、锰盐磷化膜具有特殊的高弥散度微孔结构和一定的硬度、抗热性、吸震性等特点，能有效地降低摩擦副表面的摩擦系数，防止咬合或擦伤，减小机械运动阻力和噪音。
这种以改善润滑减摩，提高耐磨性为主要作用的磷化处理工艺，被广泛应用于汽车摩擦运动承载的高强度紧固件上。
本文主要以PK公司和CH公司研制的锌盐磷化液、锰盐磷化液来进行磷化处理的汽车发动机的连杆螺栓、缸盖螺栓及主轴承螺栓等高强度螺栓，通过多组实验，综合比较、分析得出影响汽车紧固件表面磷化处理摩擦系数的因素及其摩擦系数受的影响规律，为在实际生产中调控汽车高强度紧固件磷化摩擦系数，提供了有一定价值的参考。
1试验1.1工艺流程磷化工艺的工艺过程一般为：脱脂—水洗—表面调整—磷化—水洗—干燥—后处理。
1.2 磷化液配方（1）PK公司磷化配方（2）CH公司磷化配方锌盐磷化配方（以下简称为CH-1）：1.3 实验样件实验样件采用汽车发动机高强度紧固件，机械性能为12.9级，螺栓材料选为中碳合金钢：SCM435或SCM440。
1.4 实验方法试验方法，按照《ISO 16047—紧固件的扭矩/夹紧力测试标准》有关规定。
工艺参数对磁控溅射磷化镓(GaP)薄膜沉积速率的影响
学性 能 ， 即在工 作 波段 具有 足 够高 的透过 率 、 吸 收 低 系数 、 散射 等 光 学性 能 ， 低 以满 足 红外 探 测 与制 导 的
工 作 要求 。 目前 ， ｎ Ｚ Ｓ是 ８ １ ． 胛 波 段 较 为 理 想 ～ １５ 的红 外 窗 口材 料 。但 实 际上 Ｚ Ｓ作 为 红 外 窗 口材 ｎ
随 着航 空 技 术 和 红 外 制 导 技 术 的发 展 ， 外 窗 红 口的服 役环 境 日益严 峻 。这 对制 作 红外 窗 口材 料 的 物理 化 学性 能 提 出 了愈 来 愈 苛 刻 的要 求 Ｈ’。作 为 ２ ］
避介 绍 有关 膜 层 结 构及 镀膜 技 术方 面 的细节 。沉 积
以看 出 ， 表显 示 温 度 比实 际衬 底 表 面 温 度 略 高 一 仪
倍。以下若没有经特殊说明 ， 所提衬底 温度均为仪 表显 示 温 度 。
艺 参数 范 围为 ： 气 流 量 ５ ０ ～２
Ｐ ， 板 间距 ４ －６ ｒｍ。 ａ极 ０ ０ ａ
体 表 面上 镀 制一 层 或 多层 既能 红外 增 透 又能 提 高保 护 性 能 的薄 膜 ， 红 外 增 透 保 护 膜 ［ ５。 近 年 来 ， 即 ３ Ｊ － 人们 发 现 半导 体 材 料 磷 化 镓 具 有 高 的杨 氏模 量 、 低
是抵 实 验
衬底 材 料 为 Ｚ Ｓ， 工 成 尺寸 为 Ｏ２ ｍｍＸ３ ｎ 加 ０ ｍｍ 的 圆片 。镀 膜 前 ，ｎ Ｚ Ｓ基 片经 过抛 光 及 丙 酮 、 乙醇 清 洗 ； 射 靶材 为单 晶 Ｇａ ， 经 ８ ０级 砂 纸 轻 擦 ， 溅 Ｐ 先 ０ 再 用 丙 酮 清洗 。
磷化工艺及注意事项
磷化工艺及注意事项磷化工艺是一种将磷元素与金属基底反应形成金属磷化合物的表面处理方法。
磷化工艺常用于提高金属材料的抗腐蚀性、硬度和润滑性，同时还可以改善金属的粘接性和涂装性能。
磷化工艺主要有化学磷化和热磷化两种方式。
化学磷化是通过在含磷酸盐溶液中浸泡金属材料，在化学反应的作用下产生金属磷化合物的一种表面处理方法。
其具体步骤如下：1. 除油脂：首先要将金属材料进行去油处理，以保证金属表面清洁。
2. 酸洗：将金属材料在酸性溶液中进行酸洗，去除表面氧化层和其他杂质。
3. 磷化：将酸洗后的金属材料浸泡在含磷酸盐溶液中，在一定的温度和时间条件下进行磷化反应。
磷化反应中，磷酸盐溶液中的磷酸根离子与金属表面发生化学反应生成金属磷化合物。
4. 中和：磷化后的金属材料需要经过中和处理，以去除残留的酸性物质。
5. 水洗：将中和后的金属材料进行水洗，去除中和剂残留。
6. 去漂白：一些情况下需要进行漂白处理，以提高金属表面的亮度。
热磷化是通过将金属材料加热至一定温度，与磷源反应生成金属磷化物的一种表面处理方法。
具体步骤如下：1. 除油脂：同样需要将金属材料进行去油处理。
2. 酸洗：将金属材料在酸性溶液中进行酸洗，去除表面氧化层和其他杂质。
3. 热磷化：将酸洗后的金属材料放入磷化炉中，在一定温度和时间条件下进行磷化反应。
磷化反应中，金属表面与流动的磷源气体反应生成金属磷化物。
4. 水洗：将热磷化后的金属材料进行水洗，去除残留的磷酸盐。
5. 去漂白：一些情况下需要进行漂白处理。
磷化工艺虽然可以提高金属材料的性能，但使用时也需注意以下事项：1. 温度和时间控制：磷化反应中的温度和时间会影响磷化层的质量和厚度，需要根据具体材料和要求进行合理的控制。
2. 酸洗控制：酸洗过程中的酸性溶液浓度、温度和时间等参数需要控制良好，以保证金属表面的干净和光洁。
3. 中和和水洗：磷化后的金属材料需要进行中和和水洗过程，以去除残留的酸性物质和盐类。
磷化处理的磷酸浓度
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。
锌锰系磷化工艺标准
锌锰系磷化工艺标准磷化是一种将金属表面与磷酸盐反应生成磷化物保护层的化学处理方法。
在锌锰系磷化工艺中，锌和锰均是主要原料，锌用于提供锌离子，锰用于调整反应条件。
锌锰系磷化工艺可用于钢铁、锌合金等金属的表面防腐保护，在汽车、电子、冶金等行业中广泛应用。
一、工艺条件1.温度：磷化过程中的温度应控制在25℃-70℃范围内，以提高反应速率。
2.pH值：磷化液的pH值应在2.0-6.5之间，过高或过低都会影响磷化效果。
3.时间：磷化时间应根据不同金属材料的厚度和硬度进行调整，一般为2-5分钟。
二、工艺步骤1.表面预处理：金属表面应先进行脱脂处理，去除表面的油污和杂质，以提高磷化效果。
2.磷化液配置：按照一定比例将锌盐和锰盐加入水中，搅拌均匀，形成磷化液。
3.磷化：将待处理金属浸泡在磷化液中，控制好温度和时间，让金属表面与磷化液中的锌离子发生反应，生成磷化物保护层。
4.水洗：磷化后的金属应经过充分的清洗，将多余的磷化液和金属碎屑等物质洗净。
5.干燥：将金属材料进行干燥，以防止水分残留导致锈蚀。
6.脱水处理：将磷化后的金属材料进行脱水处理，提高涂层的附着力和光洁度。
三、工艺控制1.温度控制：应根据金属材料的特性和磷化液的配方，合理控制磷化液的温度。
2.pH值控制：通过加入碱性物质或酸性物质来调整磷化液的pH值，确保营造适合磷化反应进行的环境。
3.时间控制：根据所需的磷化层厚度和磷化液的性能，合理控制磷化时间。
4.搅拌控制：通过适当的搅拌来增加磷化液与金属表面的接触面积，促进磷化反应的进行。
四、工艺评估1.磷化液浓度：定期检测磷化液的锌离子和锰离子浓度，确保在适宜范围内。
2.磷化层厚度：通过测量磷化层的厚度来评估磷化效果，确保达到所需的保护效果。
3.磷化涂层质量：对磷化涂层进行密度、硬度、耐腐蚀性等指标的检测，确保其质量。
以上为锌锰系磷化工艺标准的基本内容，通过合理控制工艺参数和定期进行评估检测，可以保证磷化涂层的质量和性能。
磷化的原理
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一般规律是：磷化温度越高，游离酸度越高，生成的磷化膜越厚，但容易产生不细密和粗糙的磷化膜；如果游离酸偏低，磷化生成速度缓慢，但生成的磷化膜细密。
总酸度高，对磷化膜质量无明显影响，但如果总酸度过低，磷化膜生成速度变慢，往往在规定的时间内不能获得满意的磷化膜。
1、促进剂促进剂加速剂的含量对磷化过程影响较大，含量太低，反应速度慢，但太高又会导致金属表面钝化，阻止磷化膜的形成，因此NO2-，ClO3-等的含量必须严格控制。
（当促进剂浓度过高时，反应进行的速度会很快，成膜物质来不及沉淀在基材表面而生成残渣，造成磷化药剂的浪费。
由于促进剂的强氧化性，浓度过高还会使金属表面生成一种氧化膜。
）
2、PH一般来说，锌系磷化液、锰系磷化液的pH值以2—3为宜，pH<1..5时，金属工件表面难以生成磷化膜，而造成工件铁的溶解大于磷酸盐的沉积，不起磷化作用而起了酸洗作用。
若pH值>3.0，则工件表面严重挂灰，生成大量粉末，造成磷化药剂的非生产性消耗，形成浪费。
以磷酸二氢铁为主的磷化液，pH值以3.0～3.5为宜。
3、游离酸游离酸度是指磷化槽液中的游离H+的浓度(含部分游离磷酸)，单位为“点”。
其定义为：取10mL磷化槽液，以甲基橙3.1（红）-4.4（黄）或溴粉兰pH 3.0~4.6黄变蓝作指示剂，用0.1mol／LNaOH溶液滴定至终点，0.1mol／L NaOH消耗的毫升数，即为此磷化槽液的游离酸点数，也称游离酸度(FA)。
游离酸度是磷化控制的一个重要参数，磷化槽液中游离酸的来源是磷化剂中的游离磷酸，及磷化剂主成分磷酸二氢盐的电离。
其作用是促使金属(如铁)的溶解，以形成较多的晶核，使膜结晶致密。
控制游离酸度的目的在于控制磷化槽液中磷酸二氢盐的离解度，以便把磷化成膜离子预先控制在一个必须的范围之内，一般来说，磷化槽液的游离酸度过高、过低都会对磷化产生不良影响。
如果游离酸度过高，则磷化液与金属工件作用加快，会析出大量的氢，还将使得Fe(PO4) 2残渣大量生成。
同时，H+浓度的增大，抑制了Zn(H2PO4) 2的电离，使成膜离子浓度过低，令界面层磷酸盐不易饱和，导致晶核难以形成，造成磷化成膜困难，令磷化时间延长，生成的磷化膜结构疏松、多孔、粗糙，工件表面常常发黄，抗腐蚀性能下降。
调整的方法是，对于锌系磷化液可以加ZnO、ZnCO3或NaOH溶液，以降低游离酸度，对于锰系磷化液可以加MnCO3调整。
如果游离酸度过低，金属工件腐蚀反应缓慢，磷化膜薄，甚至难以形成，磷化槽液极不稳定，易产生大量残渣，引起工件表面挂灰，造成磷化药剂的非生产消耗。
调整的办法是在磷化槽液中加磷酸或磷酸二氢锌，1L磷化槽液加1g磷酸或6～7g磷酸二氢锌即可升高游离酸度1点。
因为温度越高，反应越易电离，所以游离酸度是温度的函数，会随着温度的变化而变化。
4、总酸总酸度是反映磷化槽液浓度的一个重要参数，单位为“点”。
其定义为：取10mL磷化槽液，以酚酞作指示剂，用0.1mol／L NaOH溶液滴定至终点，0 1mo1／L NaOH 溶液消耗的毫升数即为此磷化槽液的总酸度点数，也称总酸度(TA)。
因为采用酚酞作指示剂，滴定至终点时，溶液的pH值为9.7，这时，磷化溶液中的H2PO4、H2PO42-被中和，见下式：OH-十H3PO4—H2PO4-+H2O
OH-+H2PO4—HPO42-+H2O
由于磷化溶液中有金属离子的存在，滴定时生成磷酸盐沉淀，所以，HPO42-也被滴定，见下式：
2OH-+3M2++2HPO42-—M3 (PO4)2+2H2O
同时，磷化溶液中的金属离子还容易生成氢氧化物沉淀，下表是浓度为0.1mol／L 的锌、钙、锰、铁等离子的氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH值范,下表是金属离子的氢氧
化物沉淀时的pH值
件表面挂灰。
但Zn2+含量过低时，磷化时间延长，难以形成磷化膜，形成的磷化膜薄而疏松、发暗。
7、磷化温度磷化温度对磷化成膜速度影响显著，这是因为磷化液中的电离平衡，此过程为吸热过程，因此，温度升高，平衡右移，成膜速度加快。
但温度过高会造成磷化膜厚且粗糙，沉渣增多。
如降低磷化温度，电离平衡左移，游离酸度显著下降，而游离酸对钢铁的阳极溶解、磷化速度起决定作用。
因此，降低磷化温度不利于磷化，此时得到的磷化膜稀疏，耐蚀性差，甚至易泛锈。
一般来说，不同的磷化液配方，有不同的磷化温度，但总地来说，磷化温度偏高有利于磷化膜的生成，因温度高，反应速度加快，磷化成膜时间就短。
但是温度过高会电离出大量的Zn2+和PO43-使之形成Zn3(PO4)2沉渣，造成磷化药剂的无效消耗，并容易使工件挂灰。
若磷化速度过快，会使磷化膜的结晶粗大，得不到好的磷化膜，如磷化温度过低，而低于其下限，则整个磷化速度减慢，磷化成膜的时间会延长，得到的磷化膜就过薄过细，甚至在规定的时间内(如流水线作业)生不成完整的磷化膜，工件在空气中容易被氧化生锈。
8、磷化时间在特定的温度下，磷化时间相对来说越长越好，从理论上来说，在特定的温度下，磷化成膜的速度开始很快，然后逐渐变慢，当磷化到一定程度时，磷化膜不再增厚，反应不再进行，这是因为金属表面全部被磷化膜覆盖。
也就是说，磷化到一定时间后，磷化膜重不再增加，磷化液达到新的平衡，但磷化时间对磷化膜重量的影响是磷化时间过长，由于受游离酸的侵蚀，磷化膜会变的粗糙，如果磷化时间过短，则不能形成完整的磷化膜。