磷化液

柠檬酸 用途： 1.降低磷化沉渣。由于柠檬酸分子中存在羟基和羧基两种基团，可与二价铁形 成亚稳态的溶性络合物，减少二价铁氧化成三价铁，可降低工件与溶液界面处 铁离子浓度，延缓初期磷化成渣的时间，但后期降渣效果不明显。 2.加快磷化速度。柠檬酸可作为一种络合型的促进剂，加快铁的溶解，导致微 电池的电流密度增大，钢铁表面阳极区有较大部分“封锁”，使阳极表面比增 大，保护膜生成后，铁的溶解被阻止。
7.氯酸钾（KCIO3） 一种强氧化剂，可作为磷化的氧化型促进剂之一。其作用是：CIO3-直接将磷 化时生成的Fe2+氧化成Fe3+，同时将氢氧化成水，消除极化作用，使界面的 PH值升高，有利于磷化膜的快速形成。
8.氟硼酸（NaBF4）
1.加速成膜：可以促使工件表面产生均匀的腐蚀，尤其可以促进锌层和锈 层的溶解，使其表面呈现为有利于磷酸盐晶体的活化区，从而加速磷化过 程，获得致密、耐蚀性强的磷化膜，提高涂膜的耐蚀能力。 2.缓冲酸度：磷化液的FA降低时，它将H+释放出来使溶液的PH长期稳定 在规定的范围内（PH=2.6-2.8） 3.减少沉渣：F-与Fe3+络合形成铁氟络离子。当氟硼酸钠浓度为4-5g/L， 可以使沉渣量降到最少。 4.掩蔽杂质：可以掩蔽CI-。 5.降低磷化温度：有利于实现低温磷化 6.改善磷化膜与涂料的配套性
15.硝酸锰 锌系磷化液中加入硝酸锰，提供Mn2+，Mn2+的电负性较正，易发生置换反应， 加快电化学腐蚀，加快成膜，并形成Zn-Mn复合磷化膜，微观结构呈颗粒堆集 状，减少膜厚，孔隙较小，提高膜层硬度，耐蚀性和结合力。硝酸锰常与马日 夫盐复配使用，其作用如下： 1.提高磷化反应速度 2.降低处理的温度 3.增加膜层的热稳定性，扩到涂装前的干燥温度上限范围 4.加深膜层的颜色（浓度越高，颜色越黑） 5.可相应减少镍的用量
14.硝酸镍 镍和铁不发生置换反应，有降低基材腐蚀的作用，镍对磷化的作用如下： 1.促进和加速作用。镍能在钢铁表面形成大量的磷酸镍结晶核，增加活化点，促 进成膜。
2.优化膜层的性能。由于镍能调整磷化膜的晶型，减少结晶的尺寸，膜层均匀细 致，提高膜层的抗腐蚀的能力。
3.改善外观质量。黑色磷化液中加入镍盐能增加膜层的黑度。
11.硝酸锌 最长用作磷化促进剂，起作用如下： 1.加速磷化速率，使磷化膜结晶细致 2.稳定槽液 3.升高酸度，磷化液中加硝酸锌1.5g/L，TA升高1点
4.提高膜层的耐蚀性。膜层的耐蚀性随硝酸锌的浓度的增大而增强。但硝酸锌 过高时（>56g/L），会使磷化膜的耐蚀性明显降低；浓度过低（<40g/L）， Fe2+升高很快，特别当溶液过分澄清透明时，磷化质量也往往不好。
按磷化方法分类
1、全浸磷化：只要液体能浸到的地方都能达到磷化的目的。因 为没有机械冲刷作用，其处理的速度相对慢一些（常、低温磷化 形成完整磷化膜约5-10min）。 2、全喷磷化：由于喷射有机械冲刷和液体更新的作用，处理速 度快，时间短（形成完整光滑的磷化膜的时间在1-2min以内）。 喷射使溶解下来的Fe2+在反应界面的停留时间短，形成的结晶为 枝状、粗大、含铁量低的磷化膜，不宜作为阴极电泳漆的底层。 3、浸喷结合：其步骤为：喷-浸-喷或浸-喷等，这种复合的处理 方法综合了喷浸磷化和喷淋磷化的各自的优点，能有效地净化工 件的内外表面，处理时间短，可获得高质量的磷化膜。 4、刷涂磷化 5、超声波磷化：磷化液施加超声波引起空化作用，能及时除去 磷化反应中产生的氢，起到阴极去极化作用,空化作用产生的高 温效应对磷化其促进作用。 6、电解磷化：电解磷化靠电热进行阴极去极化处理、阳极去极 化处理和交流电处理。
c.络合作用。与磷化液中的Fe2+形成可溶性的络合物。
3、六偏磷酸钠 除固体污垢能力非常好，加入脱脂剂中，可以提高除固体油污的能力。但除油 能力差，且水解后对金属有腐蚀性。另外，磷化液中加入六偏磷酸钠0.040.06g/L，作为Fe2+的络合剂。
4、无水硫酸钠 又名元明粉，中性盐，它能够提供阴离子，增加离子强度，吸附污垢中的阴离子 起到降低表面张力和提高表面活性的作用，还能改善清晰分散能力。无水硫酸钠 作为脱脂剂的填料，降低成本，也能促进烷基苯磺酸钠对金属的吸附，有利于提 高脱脂剂的脱脂能力。它的缺点是促进污垢再沉积到金属表面；且易潮解，脱脂 剂结块。所以要控制它的浓度，并与抗污垢沉积剂配合使用。
12.磷酸二氢锌 磷酸二氢锌作为磷化液的优良基盐。优点如下： 1.成膜速度较快，磷化膜的耐蚀性随着磷酸二氢锌的浓度的增大而提高。浓度过 高时，虽然成膜速度加快，膜变厚，沉渣多，易挂灰，耐蚀性反而降低；反之， 浓度过低，成膜速度慢，膜变薄，疏松，耐蚀性差。 2.在溶液酸度较高的条件下，磷酸锌仍较容易从液相析出。 3.在氧化剂的作用下，锌成磷酸盐沉渣的损失比锰盐要少得多。
磺基水杨酸
磺基水杨酸作为磷化液的络合剂较理想，其优点如下： 1.与二价铁配位能力强，能在较低的pH值条件下形成络合物，降低阳极区铁离 子浓度，起到去极化作用，降低阳极电极电位，加大阴阳极电位差，加速磷化 反应的进行；同时由于配位结果，有利于酸将铁从表面快速溶解下来，消耗游 离的磷酸，加快成膜速度，还能避免产生FePO4沉渣。 2.它与Zn2+配位能力差，不会降低Zn2+浓度，这一优点与柠檬酸相同。
16.硝酸钙
钙离子作为磷化成膜剂，可优化普通中温锌系磷化液的性能，克服它的缺点 （浓度高、沉渣多等），获得高耐蚀性锌-钙磷化膜。其主要作用如下： 1.提高成膜的速度 2.增强膜层的耐蚀性，基于钙能细化晶粒，能抑制磷化晶粒的生长，在基体的 表面形成平滑、排列紧密的短棒状和颗粒状的晶体，由于锌系膜。 3.改进异材同槽磷化的成膜性。 4.能提高磷化膜的耐热性，由于钙较锌有较高的熔点，所以锌-钙磷化膜在 300℃以下的热稳定性较好，而锌系磷化膜在200℃下会发生破坏。 5.提高磷化膜的耐磨性，这是由于钙离子能有效地提高表面晶体的密度和柱状 晶体的数量。
植酸 植酸分子中含六个磷酸基，故易溶于水，具有较强的酸性，是一种少见的金属 多齿螯合物。植酸处理后的金属表面与有机涂料有更强的粘接能力。植酸不能 与铈盐相混，否则产生沉淀。植酸的作用： 1.作为低温磷化添加剂。他与硫脲、对苯二酚配合使用，改善低温磷化成膜性， 增强磷化膜的缓蚀效果，延长磷化液的使用寿命。 2.作为磷化膜的封闭剂。锌系磷化膜经植酸处理，表面综合性能优于铬酸盐处 理。
6.亚硝酸钠 易溶于水，水性呈碱性。亚硝酸钠在溶液中既可以作氧化剂，也可以作还原 剂。亚硝酸钠在磷化生产中应用极广，作为常、低温双组份磷化剂的促进剂。 其缺点是稳定性较差，消耗较快，需要定时监测和调整。浓度低，促进作用 弱，磷化速度慢，膜层薄，有时返黄；浓度过高，虽磷化速度快，但影响膜 层的结合力，而且金属表面形成阻碍磷化膜生长的钝化膜（亚硝酸钠是钢铁 的钝化剂），膜层变薄或无膜，还会造成PO43-/NO3-比例失调，破坏TA和FA 之间的平衡，成渣增多磷化膜有浮灰，耐蚀性差。 亚硝酸钠不宜直接加入到磷化浓缩液中，因为它在高酸度条件下存在自然分 解作用，应该单独配置亚硝酸浓缩液使用。
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有机酸 草酸 又名乙二酸，草酸是有机酸中的强酸之一，有还原性，与氧化剂作用生成二氧 化碳和水，与碱作用生成盐。草酸的作用： 1.除锈。它与磷酸、柠檬酸等配制环保型高效除锈膏。它可以除“水锈”以及 “风锈”，以及除硫酸酸洗表面残留的黑膜。 2.表调。中温磷化采用草酸5g/L作为表调液，活化表面，对磷化有力。但作为 低温磷化表调剂，几乎无效。 3.络合。减少磷化沉渣。
17.硝酸铜 提供铜离子作为促进剂。铜与铁发生氧化还原反应，铜的沉积扩大了阴极的面积， 加速成膜的过程，形成结晶更细致的膜层。铜的加速作用依赖于硝酸，缺少硝酸 就会失去加速作用，因此必须与硝酸配合使用。铜离子也是形成红色磷化膜的主 要金属离子。 铜离子的浓度不宜过高，否则磷化膜上有铜膜，耐蚀性能差，且产生大量的沉渣； 铜离子的浓度不足，结晶较粗。
13.马日夫盐 又名酸式磷酸铁锰。采用马日夫盐磷化是所有磷化工艺中磷化速度最快、防 腐能力、附着能力最强的一种工艺。马日夫盐提供Mn2+、H2PO4-离子是成膜 的主要物质。其作用是使磷化膜结晶均匀、颜色变得深，并含有适当比例的 Zn2Fe（PO4）2，能大大提高磷化膜的耐碱腐蚀性，弥补单一磷酸锌膜耐腐 蚀性较低的缺陷，更有利于改善锌铁合金和镀锌板的磷化效果。此外，马日 夫盐有降低基体腐蚀的作用。
磷化种类
按膜重和用途分类可分为重量级、中量级和轻量级，或分别称为厚膜、中等膜 和薄膜，见表1 表1 磷化膜类型及膜重划分 膜类型 锰系 锌系 铁系 膜重（g/m2） 厚膜 10-30 10-30 3-10 1-3 ≤1 中等膜 薄膜
厚膜的膜质量在10-30g/m2以上，主要作为功能性磷化膜，满足金属表面加工 的特定要求和防护作用。薄膜的膜质量在1-3g/m2，作为涂装性磷化膜，满足 涂装的施工性和涂膜的耐蚀性。
3.细化结晶，降低膜重。
4.除锈能力较好。它与表面活性剂、缓蚀剂等配制“二合一”除油除锈剂，疏 松垢物，除净锈物，工件除锈后表面光洁，平整，槽液污染少，使用寿命长， 综合降低成本。
单宁酸 又名鞣酸，是一种多元苯酚的复杂化合物，可与三价铁离子发生络合作用，生 成难溶性的蓝黑色的稳定配合物。作用： 1.络合作用。锌及锌合金磷化液中加入适量的单宁酸，它与溶液中的铁、锌离子 络合，是两种离子保持在一定的范围内，有利于细化磷化晶粒。 2.成膜作用。浓度过高，会导致膜层表面出现油膜状，降低涂膜附着力，且磷化 液变浊；过低时，磷化膜薄。 3.除锈作用。
盐类 1、焦磷酸钠 又名磷酸四钠，水溶液几乎中性，具有缓冲、活性、螯合等作用。用途 如下： a.配制脱脂剂。利用焦磷酸钠呈强碱反应，焦磷酸根能与许多的金属离子 络合成环状结构的可溶性络合物后，仍可起到碱性组分作用，并能延长 除油液的使用寿命。可防止工件上生成不溶于水的硬水皂膜，促进工件 表面容易被水洗净。焦磷酸钠除去溶液中的钙镁离子比磷酸三钠和氢氧 化钠更优越（因为磷酸三钠和氢氧化钠与金属离子形成沉淀性络合物， 会导致沉渣的形成）； b.作为配制胶钛表调剂的组分之一，焦磷酸根作用虽然不如Ti，但是仍起 到细化结晶，特别是对减轻磷化膜膜重有明显的作用。同时焦磷酸钠可 以抑制Ti的聚合而沉淀，但要注意的是焦磷酸钠浓度不宜过高，否则有在 金属表面形成钝化膜的倾向； c.焦磷酸钠的缺点是溶解度低，仅为焦磷酸钾的1/26。
5.硝酸钠（NaNO3） 是一种强氧化剂。作为磷化的氧化性促进剂之一，在磷化液中只要加入0.85g/L硝酸钠，即可缩短磷化时间、提高膜的致密性，还可以降低磷化膜的处 理温度。硝酸钠用于常、中、高温磷化均可（锌系或锰系），其作用机理与 硝酸相同。 硝酸钠在磷化过程中会受到亚硝酸钠和铜盐的催化作用，生成亚硝酸盐。
10.钨酸钠 它是一种含六价氧化态的化合物，溶于酸形成缔合离子或同多钨酸盐，结构十 分复杂。 钨酸钠的用途： 1.加速成膜。钨酸钠是辅助成膜剂，促使磷酸及磷酸盐与金属表面发生磷化反 应，实现常温成膜，获得细致膜层。 2.稳定槽液。可明显推迟磷化沉渣的出现时间，减少沉渣量，提高槽液的稳定 性，延长使用的寿命。
2、三聚磷酸钠 对金属离子有良好的络合作用，使水软化，对固体物质有较强的分散能力和悬 浮能力，随着浓度的增加，除固体污垢越来越好。并能够促进污垢皂化、乳化、 溶解，促进污垢粒子分散，改善含氢氧化钠除油剂的可冲洗性。用途如下： a.作为除油剂的助洗剂之一，提高脱脂剂的洗涤效果，增强常温脱脂能力；
b.作为配制胶钛表调剂的组分之一，提高表调剂的抗硬水能力，细化磷化结晶；
9.钼酸钠 一般是仲钼酸铵，毒性小，易溶于水、强酸、强碱溶液，不溶于乙醇。它是 轻质磷酸锌铁磷化较理想的促进剂之一，也可以用于磷酸锌铁磷化。它具有 加速作用和钝化作用，同时具备缓蚀和活化的功能，可降低膜重，形成薄而 致密的磷化膜（灰色或彩虹色）。 其突出的优点如下： 1.降低磷化液中有效成分的消耗 2.减少沉渣的生成量 3.溶液稳定性好，使用寿命长 4.操作简单，调整容易 5.单独使用即可成膜 6.可省表调工序