钢铁磷化实验报告
钢铁磷化检测报告
钢铁磷化检测报告1. 检测目的本次检测旨在对钢铁材料的磷化层进行分析和评估，以确定其质量和性能是否符合标准要求。
2. 检测方法和仪器本次磷化检测使用了以下方法和仪器：•厚度测量：使用X射线荧光光谱仪（XRF）测量磷化层的厚度。
•关键元素含量分析：使用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）检测磷化层中的磷含量。
•表面形貌观察：使用扫描电子显微镜（SEM）对磷化层的表面形貌进行观察。
3. 检测结果3.1 磷化层厚度测量结果通过X射线荧光光谱仪测量，得到了磷化层的厚度数据如下：测量点厚度(μm)1 10.52 11.23 10.8平均值10.83.2 磷化层关键元素含量分析结果使用ICP-OES分析仪器进行关键元素含量分析，得到了磷化层中磷的含量如下：测量点磷含量 (%)1 0.832 0.813 0.85平均值0.833.3 表面形貌观察结果通过扫描电子显微镜对磷化层的表面进行观察，发现磷化层表面光滑且均匀，无明显的缺陷或凹凸。
4. 结果分析根据磷化层厚度测量结果，可以确定磷化层的平均厚度为10.8μm。
根据国家标准要求，磷化层的最小厚度应为10μm，因此该磷化层的厚度符合标准要求。
通过磷化层关键元素含量分析结果可知，磷的含量平均为0.83%，也符合国家标准对磷化层中磷含量的要求。
通过表面形貌观察结果可得知，磷化层表面光滑均匀，没有明显的缺陷或凹凸，符合质量要求。
综上所述，本次测试样品的磷化层质量和性能符合国家标准要求。
5. 结论本次钢铁磷化检测的结果表明，磷化层的厚度、磷含量和表面形貌均符合国家标准要求。
因此，此钢铁材料的磷化层质量和性能良好，适合应用于相关领域。
6. 建议在日常生产中，建议继续对钢铁材料的磷化过程进行严格控制和管理，以确保磷化层的质量和性能得到长期稳定的保持。
同时，定期进行磷化层检测和评估，以及对检测结果进行记录和分析，可为生产工艺改进和质量控制提供参考依据。
参考文献1.国家标准 GB/T XXXX-XXXX，。
实验报告----磷钼蓝吸光光度法测定钢铁中的磷
实验报告钢铁中磷的测定——磷钼蓝吸光光度法班级：应091-4姓名：任晓洁学号：200921501428指导老师：王美兰老师一．实验目的：1.通过本实验了解测定钢铁中P的意义。
2.掌握钢铁中P的测定方法。
3.掌握溶液的定量转移配制，称量等基本操作。
二．实验原理：1.磷在钢中以固溶体磷化物存在.有时呈磷酸盐夹杂形式存在。
磷在钢中可以提高钢的抗拉强度和耐大气腐蚀作用，改善钢的切削加工性能；但是，磷在钢中又能降低高温性能和增加脆性，影响钢的塑性和韧性。
一般钢种把磷含量控制在0.05％以下，但易切削钢可达0.4％左右，生铁和铸铁可高达0.5％左右。
2.工厂实用分析方法有：滴定法，分光光度法。
分光光度法有钒钼黄和钼蓝法两类。
钒钼黄是磷酸与钒酸、钼酸作用形成磷钒钼黄杂多酸直接测定。
钼蓝法是将磷钼杂多酸还原成钼蓝后进行测定，所用还原剂有氯化亚锡、抗坏血酸、硫酸联胺和亚硫酸盐等。
3.4.（1）二安替比林甲烷—磷钼酸重量法（2）氯化亚锡还原—磷钼蓝光度法（3）乙酸丁酯萃取光度法5.本实验采用磷钼蓝吸光光度法。
方法要点：试样用王水溶解，高氯酸冒烟以氧化磷，加钼酸铵使磷转化为磷钼配合离子。
用氟化物掩蔽铁离子，以氯化亚锡还原成钼蓝．分光光度法测定。
主要反应：3Fe3P+41HNO3→9Fe(NO3)3+3H3PO4+14NO↑+16H2OFe3P+13HNO3→3Fe(NO3)3+3H3PO3+4NO↑+5H2O4H3PO3+HClO4→4H3PO4+HClH3PO4+12H2MoO4→H3(P(MoO10)4)+12 H2OH3(P(MoO10)4)+8H++4Sn2+→（2Mo2.4MoO3）2.H3PO4+4Sn4++4H2生成的磷钼蓝络合物的蓝色深浅与磷的含量成正比，据此可比色测定磷的含量。
三．实验仪器及试剂1.实验仪器：721分光光光度计，分析天平，移液管（10ml，5ml，2ml，3ml），吸耳球，烧杯（100ml 5个，400ml 1个，500ml 1个）50ml容量瓶4个，100ml 容量瓶1个，玻璃棒，电炉，量筒（10ml 2个，50ml 1个），秒表，滤纸2.实验试剂：(1)王水(盐酸十硝酸=3+1)，(2)高氯酸(浓)，(3)硫酸(浓)，(4)亚硫酸钠溶液(5％)。
实验19 钢铁的磷化处理
实验17 钢铁的磷化处理一. 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。
2.了解磷化处理的应用意义。
二.实验原理：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，亦称磷酸盐处理。
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。
磷化膜的主要成分由磷酸盐Me3（PO4）2或磷酸氢盐（MeHPO4）的晶体组成。
氧化膜在通常大气条件下较稳定，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，浸油涂漆处理，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。
常用的磷化方法有浸渍法和喷淋法。
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.H3PO4（游离态），以维持溶液pH值。
2.Me（H2PO4）2，Me= Mn、Zn，等3.催化剂（即氧化剂）NO3—，ClO3—，H2O2等。
钢铁进行磷化处理时，大致有如下反应历程：锰、锌系磷酸盐膜化学反应机理在97～99℃下加热1h，在Mn(H2PO4)2溶液中发生如下的电离反应：Mn(H2PO4)2→MnHPO4↓＋H3PO4在反应平衡后，溶液中存在一定数量的磷酸分子、不溶性的MnHPO4及未电离的Mn(H2PO4)2分子。
当把Fe浸入此溶液之中，则发生以下化学反应：H3PO4 + Fe = Fe(H2PO4)2+ H2Fe(H2PO4)2 = FeHPO4 + H3PO4由于H2的析出，溶液的pH值升高，因此，Mn(H2PO4)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锰MnHPO4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。
因为它们就是在反应部位生成的，所以与基体表面结合得很牢固。
钢铁磷化
大型作业钢铁的磷化班级：水净化1101姓名：李旺姚剑锋李新乐李智鹏指导老师：王勇日期：2013年11月目录摘要：.............................................................................................................................. 前言：……………………………………………………………………………………一、磷化原理............................................................................................................二、实验仪器和药品................................................................................................三、磷化工艺............................................................................................................1. 除油....................................................................................................................2. 除锈....................................................................................................................3. 磷化....................................................................................................................4. 磷化后检验........................................................................................................四、常见问题分析……………………………………………………………………..五、实验结论............................................................................................................六、参考文献............................................................................................................钢铁的磷化摘要：本文简要介绍钢铁磷化的原理与工艺，主要根据化学实验的结果，以及对成品的检测，阐述了这一机理，论证了磷化对钢铁表面的改性作用，得出了磷化对钢铁性能改进的重要性。
磷化表面处理报告模板
磷化表面处理报告模板日期：YYYY年MM月DD日报告人：XXX1. 实验目的本实验的目的是研究磷化表面处理对材料性能的影响。
2. 实验原理磷化表面处理是一种常用的工艺，通过在材料表面形成一层磷化物层，改善材料的耐腐蚀性、硬度和润滑性。
磷化表面处理可以通过浸泡、喷涂、热浸镀等方式进行。
3. 实验装置与材料3.1 实验装置：- 清洗槽- 磷化处理槽- 实验样品夹具- 压力锅3.2 实验材料：- 待处理的金属材料4. 实验步骤4.1 清洗：首先，将待处理的金属材料放入清洗槽中，使用去离子水和适量的清洗剂进行清洗，以去除表面的杂质和油脂。
4.2 磷化处理：将清洗后的样品夹具放入磷化处理槽中，经过一定的处理时间，使其表面形成一层均匀的磷化物层。
4.3 洗净：将磷化处理后的样品夹具取出，放入清洗槽中进行洗净，使用去离子水彻底清除表面的残留物。
4.4 干燥：将洗净后的样品夹具取出，放入压力锅中进行高温干燥，使其表面完全干燥。
5. 实验结果根据磷化表面处理后的材料表面形貌观察，发现形成了一层均匀的磷化物层。
通过金相显微镜观察，磷化处理后的材料表面硬度有所提高。
同时，对磷化处理的材料进行腐蚀性能测试，结果显示磷化层能够显著提高材料的耐腐蚀性。
6. 实验结论通过磷化表面处理工艺，可以在材料表面形成一层均匀的磷化物层，该层能够显著提高材料的耐腐蚀性、硬度和润滑性。
因此，磷化表面处理是一种有效的表面处理工艺方法。
7. 实验注意事项7.1 实验操作时要注意安全，避免对人体和环境造成伤害。
7.2 涉及到化学药品的使用，要注意防护措施和储存方法。
7.3 实验过程中要严格按照操作规程进行，避免操作失误和材料污染。
以上是本次磷化表面处理的实验报告内容。
磷化检验报告样本
磷化检验报告样本1. 概述本文档为磷化检验报告样本，用于记录磷化处理后金属表面的质量情况。
磷化是一种金属表面处理技术，通过在金属表面形成一层磷化膜，提高金属的耐腐蚀性和抗磨性。
磷化检验报告是评估磷化处理效果的重要依据。
2. 报告信息磷化检验报告包含以下信息：•产品信息：记录被磷化处理的产品的基本信息，如产品名称、规格、批次等。
•检验日期：记录进行磷化检验的日期。
•检验方法：描述所采用的磷化检验方法及检验标准。
•检验结果：详细记录磷化处理后金属表面的质量情况。
•结论：根据检验结果给出磷化处理的合格性评定和建议。
3. 检验方法在磷化检验中常用的方法有：3.1. 静态盐雾试验静态盐雾试验是通过在恒定温度下，在盐水中进行氧化试验。
将被磷化处理的金属样品暴露在盐雾环境中，观察其抗氧化性能，评估磷化处理效果。
3.2. 膜重测定膜重测定是通过测量磷化膜的重量，评估磷化层的形成情况和质量。
通常使用电子天平测定膜的重量，并计算膜的密度以及磷化率。
3.3. 显微组织观察显微组织观察是通过光学显微镜或电镜观察磷化膜的厚度、均匀性、结晶度等，评估磷化处理的质量。
4. 检验结果磷化检验结果详细记录了磷化处理后金属表面的质量情况，包括以下内容：4.1. 静态盐雾试验结果•试验日期：2022年1月1日•试验时间：120小时•结果：经过静态盐雾试验后，磷化处理后的金属样品表面未出现明显的锈蚀、氧化等现象，磷化层完好，无脱落现象。
4.2. 膜重测定结果•试验日期：2022年1月2日•膜重测定结果：膜的平均重量为2.5 g/cm²，磷化率为95%。
4.3. 显微组织观察结果•试验日期：2022年1月3日•观察结果：显微组织观察显示，磷化处理后金属表面形成了均匀、致密的磷化膜，膜厚约为10 μm，无明显结晶缺陷。
5. 结论根据以上检验结果，对磷化处理的质量进行评估，并给出相应的结论和建议。
5.1. 合格性评定根据静态盐雾试验、膜重测定和显微组织观察结果，磷化处理后金属表面的质量良好，磷化层均匀、致密，无明显缺陷和脱落现象。
第四组钢铁锌系磷化
与金属溶液作用相同的酸浸渍反应:
Fe+2H3P0, -Fe (HZPO, )a }-Hz (1)
金属盐溶液的形成:
3Zn(HzPO,)z }4H3PO,+Zn3(PO,)z（2）
(2)式所示反应生成的H3P0;立即按照(1)式反应和钢铁表面的铁发生作用，使(2)式继续向右进行，这样就会促使金属与溶液界面处pH值不断上升，溶液中所生成的不溶性磷酸锌浓度不断增加并最终超过它的溶度积，而且由于金属离子从金属进入溶液的速度往往较反应本身速度还低，使三代磷酸锌得以迅速而整齐地沉积在金属表面成为致密的膜层。
(3)磷化膜的耐磨性太差，通过测试游离酸度和总酸度，发现总酸度太高，如果通过书上所说去调节，所加试剂太多，可能是开始时磷酸加入过多，同时加入磷酸二氢钠也可以大大提高膜的耐磨性。
4、实验总结：
(1)实验得出结论：在酸度合适的条件下，磷酸二氢钠可以大幅度提高镀件的耐腐蚀性。
(2)实验达到了预期目标，首先，基础配方合适，做出的基础配方的镀件基本符合镀件所要求的性能。其次在基础配方之上通过一系列变量实验，最终得出通过添加适量的磷酸二氢钠使耐腐蚀性达到三分三十秒，达到两分钟的要求。
(3)通过这次实验，让我明白做实验要有耐心，通过查阅大量文献，在别人的做的基础之上，通过改进配方中某种成分，来达到自己所需的镀件性能。
指导教师评语和成绩评定：
实验报告成绩：
指导教师签字：
年月日
2、实验现象、实验数据记录：
基础磷化前
（现象：溶液比较澄清）
基础磷化后
（现象：磷化后溶液变得比较浑浊）
基础磷化液镀件
（现象：表面光滑平整，颜色偏黑）
改进磷化前
（现象：比较澄清，但是底部有固体不溶物。）
化工磷化技术实验报告
化工磷化技术实验报告实验目的：本实验旨在通过实际操作，使学生了解磷化技术的原理和应用，掌握磷化处理的基本工艺流程，以及磷化液的配制和使用。
实验原理：磷化是一种表面处理技术，主要用于金属表面，通过化学反应在金属表面形成一层磷酸盐膜，以提高金属的耐腐蚀性和涂装性能。
磷化过程通常包括去油、水洗、酸洗、磷化和水洗等步骤。
实验材料：1. 金属材料（如低碳钢）2. 磷化液（含磷酸、氧化剂、加速剂等）3. 去油剂4. 酸洗液（如硝酸）5. 蒸馏水6. 量筒、烧杯、玻璃棒等实验器材实验步骤：1. 材料准备：选取适当大小的低碳钢样品，用砂纸打磨表面，去除油污和锈迹。
2. 去油处理：将样品放入去油剂中浸泡，去除表面油污，然后用清水冲洗干净。
3. 酸洗处理：将样品放入酸洗液中浸泡，去除表面氧化层，时间控制在2-3分钟，取出后用清水冲洗干净。
4. 磷化处理：将处理过的样品放入磷化液中，控制温度在60-70℃，浸泡时间约为10分钟，使样品表面形成磷酸盐膜。
5. 后处理：取出磷化后的样品，用清水冲洗去除残留的磷化液，然后自然晾干或用热风吹干。
实验结果：经过磷化处理的样品表面呈现出均匀的灰白色磷酸盐膜，通过显微镜观察，膜层致密，无明显的缺陷和孔洞。
通过盐雾试验，磷化后的样品耐腐蚀性能显著提高。
实验结论：通过本次实验，我们成功地完成了磷化处理，掌握了磷化工艺的基本流程和操作要点。
磷化技术能有效提高金属的耐腐蚀性和涂装性能，是一种重要的金属表面处理技术。
在实际生产中，应根据具体的材料和使用环境，选择合适的磷化液配方和工艺参数，以达到最佳的处理效果。
实验反思：在实验过程中，我们注意到温度和时间的控制对磷化膜的质量有显著影响。
未来的实验中，可以尝试不同的磷化液配方和工艺条件，以探索更优的处理效果。
同时，也应加强实验操作的规范性，确保实验结果的准确性和可重复性。
磷化实验
实验四金属表面处理一、实验目的：1、了解钢铁磷化处理的发展状况及应用前景；了解磷化种类、磷化膜的组成成分。
2、掌握钢铁表面磷化处理的一般工艺流程及操作技术。
3、掌握磷化膜质量检测方法及操作过程。
4、了解磷化液主要性能指标的测定方法。
二、实验原理：1、工艺流程：脱脂——水洗——酸洗——水洗——磷化——封闭——干燥——成品。
2、脱脂：在镀件表面常附有一层油污，它的主要成分是：植物油、动物油、矿物油等，在化学镀之前必须除掉，否则会影响镀层的质量和结合力。
利用碱性条件下的皂化和乳化原理将它们除掉。
3、酸洗：金属在加工和储存过程中，为了防腐常常用一层薄薄的保护膜保护，常见的保护膜有：氧化膜、磷化膜、氧化铁皮（四氧化三铁）、复合膜等；另外在运输和储存过程中常常生锈，在化学镀之前必须除掉，否则会影响镀层的质量和结合力。
利用混酸溶液进行浸泡，经过化学反应和物理过程，将它们溶解和剥离，获得洁净的表面。
4、反应原理：磷化反应是一个复杂的化学物理过程，磷化液不同、反应温度不同、促进剂不同、材质不同等等，反应差别很大，反应机理各不相同。
早在20世纪60年代，Ghaili等人，对锌系磷化过程的电位—时间做过研究，提出了著名的Ghaili五步机理：A-B为阳极溶解、B-C氧化结晶、C-D溶解成膜、D-E成膜、E-F膜增厚，如图1所示。
图 1 Ghaili 磷化机理电位—时间曲线后来很多人在这方面做了很多研究工作，发现反应机理各不相同，一般现代公认的它有四个基本过程，如图2：A-B溶解、B-C氧化、C-D成膜、D-E膜增厚。
图2 现代磷化机理电位—时间曲线（注：上述图中纵坐标表示电位，横坐标表示时间；由于不同的磷化液电位和时间都不同，故无单位）在整个磷化过程中，有磷化反应，同时也伴随着大量的副反应，最终生成沉渣。
以下以一般磷化反应为例，主要反应有：溶解Fe—2e→Fe2+, 2H + 2e → 2[H] →H2氧化[O] + 2H→ H2O , Fe2++ [O] →Fe3+ , Fe3+ + Fe → 2Fe2+。
钢铁磷化实验报告
钢铁的磷化摘要：本文简要介绍钢铁磷化的原理与工艺，主要根据化学实验的结果，以及对成品的检测，阐述了这一机理，论证了磷化对钢铁表面的改性作用，得出了磷化对钢铁性能改进的重要性。
关键词：原理 工艺 除锈 磷化膜引言 ：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(B.P.No.3119)。
从此，磷化处理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。
磷化广泛应用于防蚀技术，金属冷变形加工工业。
二战前后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。
一、 磷化原理工件（钢铁或铝、锌件）进入磷化液（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化膜的过程，称为磷化。
也就是说，磷化处理是在锰、铁、锌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242)(PO H M 表示。
在磷化过程中发生如下反应：434242)(PO H MHPOPO H M +↓→432434)(3PO H PO M MHPO+→或者以离子反应方程式表示：+-++↓+↓→+H PO M MHPOPO H M5)(342434422当金属与溶液接触时，在金属/溶液界面液层中+2M 离子浓度增高或+H 离子浓度降低,都将促使以上反应在一定温度下向生成难溶磷酸盐的方向移动。
由于铁在磷酸里溶解，氢离子被中和同时放出氢气：↑+=+++222H FeHFe反应生成的不溶于水的磷酸盐在金属表面沉积称为磷酸盐保护膜，因为它们就是在反应处生成的，所以与基体表面结合得很牢固。
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。
表面工程综合实验预实验报告
.目录碳钢的化学镀NI-P (3)第一章实验机理 (4)第二章工艺流程 (5)第三章关键工艺目的及溶液参数 (5)3.1准备试样 (5)3.2碱性除油 (5)3.2.1除油目的： (5)3.2.2除油溶液参数： (6)3.3酸洗（除锈+活化） (6)3.4化学镀 (6)3.4.1化学镀成分及作用 (6)3.4.2化学镀溶液参数 (7)3.5镀后热处理 (8)第四章检测与分析 (8)4.1表面形貌分析 (8)4.2镀层厚度测定 (8)4.3镀层及镀后热处理硬度测定 (8)4.4镀后耐蚀性检测 (9)钢的磷化 (11)第一章实验机理 (12)1.1磷化膜的形成机理 (12)1.2磷化膜的组成和结构 (13)第二章工艺流程 (14)第三章关键工艺目的及溶液参数 (14)3.1准备试样 (14)3.2碱性除油 (15)3.2.1除油目的 (15)3.2.2除油溶液参数 (15)3.3酸洗（除锈+活化） (15)3.4磷化 (15)3.4.1高温磷化的磷酸盐溶液参数 (15)3.5磷化膜的后处理 (16)第四章检测与分析 (16)4.1表面形貌分析 (16)4.2磷化膜厚度测定 (16)4.3磷化后硬度测定 (17)4.4磷化后耐蚀性检测 (17)碳钢的化学镀Ni-P学院名称：材料科学与工程学院专业班级：金属1501学生姓名：高奇指导教师：云龙兰摘要：本文简要介绍了碳钢化学镀镍磷的原理与工艺流程，根据实验结果和实验过程中出现的一些问题，阐述了化学镀镍磷的基本知识，论证了化学镀镍磷的重要作用，得出了这一工艺对碳钢性能改进的重要影响。
关键词：原子氢态理论配溶液参数检测分析第一章实验机理化学镀镍磷合金是一种在不加电流的情况下，利用还原剂在活化零件表面上自催化还原沉积得到镍磷镀层的法。
其主要反应为应用次亚磷酸钠还原镍离子为金属镍，即在水溶液中镍离子和次亚磷酸根离子碰撞时，由于镍触媒作用析出原子态氢，而原子态氢又被催化金属吸附并使之活化，把水溶液中的镍离子还原为金属镍形成镀层，另外次亚磷酸根离子由于在催化表面析出原子态氢的作用，被还原成活性磷，与镍结合形成Ni-P合金镀层。
钢铁件的氧化和磷化
钢铁件的氧化和磷化( 摘自中级电镀工工艺学)一. 钢铁件的氧化 1.. 碱性发蓝工艺钢铁件碱性氧化法,生成的氧化膜质量比较稳定，且槽液较易维护。
但槽液的操作温度较高(一般是130℃以上)，需加热，在经济上和劳动强度上均较高。
于是，低温氧化法就应运而生了。
低温氧化法可获得深黑色的氧化膜层，膜层外表美观，防蚀性能较好。
但当溶液中的硝酸含量不足时，氧化过程缓慢。
过剩的磷酸，会产生灰色的磷酸盐挂灰。
另外，槽液不稳定，且难维护。
3. 无碱氧化法：它是一种不含碱组分的氧化方法，实质上是一种氧化与磷化相结合的处理方法。
可获得致密、深黑(深灰或红黑)色的无光泽或稍亮的氧化膜层。
该膜层由碳酸钡和铁的磷化物组成，它的耐蚀性优于碱性配制溶液时，硝酸钡和酸式磷酸盐要在不断搅拌下单独用热水溶解。
由于二氧化锰仅微溶于水，会使槽液变浑，因此应将二氧化锰装于棉袋内置于槽底。
在氧化过程初期，会产生大量氢气泡。
当气泡停止析出时，说明金属零件上的氧化－磷化膜的形成过程巳经结束，即可出槽。
出槽后，用冷水清洗，热水冲洗，肥皂液中浸泡几分钟，干燥浸油，最后封存待用。
无碱氧化后也可作涂漆处理。
1.3. 钢铁件的黑色磷化法：对形状复杂的铸件表面常有气孔、砂眼等疵病。
若用碱性氧化法，则气孔、砂眼内易残留碱物。
若用普通磷化法，又会影响零件精度。
另外在光学仪器中，为减少仪器内壁漫反射的影响，零件表面应呈黑色。
于是开发了黑色磷化工艺。
黑色磷化膜结晶细致，色泽均匀，外观呈黑灰色，厚度约2～4μm ，耐磨性和耐蚀性比氧化膜有显著提高。
磷化前，需在5～10 g / L 的硫化钠溶液中，于室温下处理5～20 s 。
黑色磷化膜溶液成分及工作条件如下：4. 钢铁件的“四合一”磷化法：除油、除锈、磷化、钝化四个主要的磷化工序，综合在一个槽中完成的磷化法称为“四合一”磷化法。
它可简化工序，减少设备和作业面积，缩短工时，提高劳动生产率，降低产品成本，便于实行机械化、自动化生产。
钢铁的磷化实验报告
一、实验目的1. 了解钢铁磷化处理的基本原理和工艺流程。
2. 掌握磷化处理对钢铁表面性能的影响。
3. 通过实验验证磷化处理对钢铁的防腐、耐磨、涂装性能的提升效果。
二、实验材料与设备1. 实验材料：A3钢片、磷酸二氢锌、磷酸、硝酸、盐酸、硫酸、脱脂剂、纯碱、表调剂等。
2. 实验设备：磷化槽、磁力搅拌器、加热器、电子天平、干燥箱、计时器等。
三、实验方法与步骤1. 预处理：- 将A3钢片放入脱脂剂中，浸泡10分钟，去除表面的油污。
- 清水冲洗，去除脱脂剂。
- 将钢片放入盐酸溶液中，浸泡5分钟，去除表面的锈迹。
- 清水冲洗，去除盐酸。
- 将钢片放入纯碱溶液中，调节pH值为11-12，进行中和处理。
- 清水冲洗，去除中和液。
2. 磷化处理：- 配制磷化液，按比例混合磷酸二氢锌、磷酸、硝酸等。
- 将处理好的钢片放入磷化槽中，调整磷化液温度至室温。
- 开启磁力搅拌器，使磷化液均匀搅拌。
- 将钢片浸泡在磷化液中，根据实验要求设定浸泡时间。
- 浸泡过程中，观察钢片表面变化，记录磷化过程。
3. 后处理：- 将磷化后的钢片取出，清水冲洗，去除磷化液。
- 将钢片放入干燥箱中，烘干至室温。
四、实验结果与分析1. 磷化膜外观：- 钢铁表面磷化处理后，形成一层灰黑色磷化膜，膜层均匀，无裂纹、气泡等缺陷。
2. 磷化膜厚度：- 使用电子天平称量磷化前后钢片的质量，根据质量差计算磷化膜厚度。
- 实验结果显示，磷化膜厚度约为10-20μm。
3. 磷化膜耐腐蚀性能：- 将磷化后的钢片浸泡在3.5%的NaCl溶液中，观察腐蚀情况。
- 实验结果显示，磷化膜具有良好的耐腐蚀性能，浸泡24小时后，钢片表面无明显腐蚀。
4. 磷化膜耐磨性能：- 使用磨耗试验机对磷化膜进行磨耗试验，记录磨耗量。
- 实验结果显示，磷化膜具有良好的耐磨性能，磨耗量较低。
5. 磷化膜涂装性能：- 将磷化后的钢片进行涂装，观察涂层结合情况。
- 实验结果显示，磷化膜与涂层结合良好，无脱落、起泡等现象。
钢铁材料的磷化生产
2、按磷化液成分分类
（1）锌系磷化 （2）锌钙系磷化 （3）铁系磷化 （4）锰系磷化 （5）复合磷化 磷化液由锌、铁、钙、镍 、锰等元素组成。
钢铁材料的磷化生产
3、按磷化处理方法分类
（1）化学磷化 将工件浸入磷化液中，依靠化学反应来实 现磷化，目前应用广泛。 （2）电化学磷化 在磷化液中，工件接正极，钢铁接负极进 行磷化。
钢铁材料的磷化生产
九、磷化膜质量检验
①外观检验 肉眼观察磷化膜应是均匀、连续、致密的晶 体结构。表面不应有未磷化德的残余空白或 锈渍。由于前处理的方法及效果的不同，允 许出现色泽不一的磷化膜，但不允许出现褐 色。
钢铁材料的磷化生产
②耐蚀性检查 ⑴浸入法 将磷化后的样板浸入3％的氯化钠溶液中， 经两小时后取出，表面无锈渍为合格。出 现锈渍时间越长，说明磷化膜的耐蚀性越 好。 2）点滴法 室温下，将蓝点试剂滴在磷化膜上，观察 其变色时间。磷化膜厚度不同，变色时间 不同。厚膜＞5分钟，中等膜＞2分钟，薄膜 ＞1分钟。
钢铁材料的磷化生产
6）锌离子。在磷化溶液中锌离子的含量允 许在较宽的范围内变动。锌离子能加快磷 化膜生成的速度，膜层好。在含有锰的溶 液中，没有锌离子的参与是不能生成磷化 膜的。当溶液中亚铁离子与五氧化二磷的 含量较高时，锌离子的含量也高，生成的 膜层晶粒粗大，且白灰又多，过低，则生 成膜疏松发暗。
磷酸锌钙和磷酸 浅灰→深灰 锌铁
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
铁系 Fe(H2PO4)2
深灰色 5-10
单位面积膜重 / g/m2 1-60
钢的磷化预实习报告
钢的磷化预实习报告一、原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。
关于钢铁氧化处理和磷化处理的实验研究及应用
第5卷第1期2003年3月 辽宁师专学报Journal of Liaoning T eachers College V ol15N o11Mar12003【实验技术研究】关于钢铁氧化处理和磷化处理的实验研究及应用张玉梅(辽宁工程技术大学职业技术学院,阜新 123000) 摘 要:根据金属腐蚀的机理,文章主要介绍了钢铁氧化处理和磷化处理的实验技术及应用.实验结果表明:钢铁表面经氧化处理后所得氧化膜色泽美观、厚度薄、组织致密;经磷化处理后所得磷化膜其耐水、耐温、耐磨、防锈、防腐蚀等性能良好.关键词:金属腐蚀;氧化处理;磷化处理;氧化膜;磷化膜中图分类号:O611162 文献标识码:A 文章编号:1008-5688(2003)01-0103-03金属腐蚀给国民经济带来的损失是非常惊人的.据统计,全世界每年因腐蚀而报废的钢铁占年产量的30%,我国每年生产的钢铁有20%用于替换那些因腐蚀而丧失用途的产品.在我门周围的废物堆、废汽车厂里都可以见到这种腐蚀的后果.因此,如何提高金属的抗蚀能力,有效地控制金属腐蚀所造成的损失,是摆在我们面前的重大课题.1 金属腐蚀的机理 金属和周围的气体或液体等介质接触时,由于发生化学或电化学作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀.按照金属腐蚀的机理可将其分为化学腐蚀与电化学腐蚀.结合常见的钢铁腐蚀,简单阐明反应机理.111 化学腐蚀 金属与干燥的气体(如O2、S O2、H2S、Cl2等)接触,发生化学作用而引起的腐蚀叫化学腐蚀.这种腐蚀的特点是只发生在金属的表面,使金属表面形成一层化合物.如钢铁在高温时容易被氧化,生成一层氧化皮,它由FeO、Fe2O3、Fe3O4所组成,主要反应过程为:2Fe+O22FeO;4FeO+O22Fe2O3;FeO+Fe2O3Fe3O41由于铁的各种氧化物组成的铁锈很疏松,没有保护金属使其不再继续被氧化的能力,也不具有金属原有的高强度和高韧性等优良性能,在金属的锻造及热处理时常见到这种腐蚀.112 电化学腐蚀 当不纯的金属和电解质溶液相接触形成原电池而引起的腐蚀叫做电化学腐蚀.其腐蚀过程分两种.11211 析氢腐蚀当钢铁暴露在潮湿的大气中,由于表面吸附作用,会在钢铁表面形成一层极薄的、为C O2或S O2等气体所饱和的水膜,这种水膜显酸性.这样钢铁中的铁、杂质(C、S i、Mn等)同水膜电解质溶液就形成了原电池.电化学反应如下:负极 (铁) Fe-2e Fe2+;Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+;正极 (杂质) 2H++2e H2↑;总反应方程式 Fe+2H2O Fe(OH)2+H2↑.Fe(OH)2进一步被O2氧化 4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3.在腐蚀过程中因有H2放出,故叫析氢腐蚀.11212 吸氧腐蚀 一般情况下,水膜中溶解有O2,这时的电化学腐蚀的反应过程是:负极 (铁) Fe-2e Fe2+;正极 (杂质) O2+2H2O+4e4OH-;总反应方程式 2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2;进一步发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3.在腐蚀过程中,因水膜中的O2参加反应,故叫做吸氧腐蚀.由于O2的氧化能力比H+强,故金属的电化学腐蚀一般是以吸氧腐蚀为主.析氢腐蚀和吸氧腐蚀最后得到的产物都是Fe(OH)3.Fe(OH)3及其脱水产物Fe2O3・xH2O等是红褐色铁锈的主要成分,由于它是疏松可导电物质,故铁锈产生之后又会形成更多新的微电池,加速了铁的腐蚀.一般情况下,这两种腐蚀往往同时发生,但电化学腐蚀在常温下比化学腐蚀要普遍得多,腐蚀的速度也快得多.2 用化学处理法提高钢铁的抗蚀能力 了解金属腐蚀的种类和原因,就要采取相应防腐蚀的措施.既然金属的腐蚀是金属与周围介质发生化学反应的结果,因此防止腐蚀的方法要从金属和介质两方面来考虑.一方面改变金属性质,合金化的金属基体电极电位提高了,使其不易失去电子,变成“惰性金属”;另一方面隔离介质,使金属与周围介质隔绝起来.例如在金属表面涂上油漆、塑料、沥青等非金属材料;还有用热镀、喷镀、电镀等方法在金属表面镀一层耐腐蚀的金属.但有些物品如枪支武器、精密仪器等既不能涂漆,也不宜用金属镀层,通常采用化学处理法使金属表面生成一层比较稳定的化合物薄膜,保护内部金属免于继续腐收稿日期:2002—12—10作者简介:张玉梅(1961-),女,辽宁义县人,高级实验师,主要从事化学教学研究,发表论文5篇.104辽宁师专学报2003年第1期蚀,从而提高金属的抗蚀能力.常用的化学处理方法有氧化处理(俗称发蓝处理)和磷化处理两种.211 氧化处理实验21111 实验原理氧化处理就是把钢铁工件放入一定组成的化学试剂中(主要成分NaOH、NaNO3、NaNO2)处理,使工件表面生成一层均匀致密的氧化膜过程.因为氧化膜具有深黑蓝色,所以又称发蓝处理.在一定的温度下,NaOH、NaNO2、NaNO3与金属铁作用,生成亚铁酸钠(Na2FeO2)和铁酸钠(Na2Fe2O4),再由Na2FeO2与Na2Fe2O4相互作用生成磁性氧化铁(Fe3O4),即氧化膜.其主要化学反应如下:3Fe+NaNO2+5NaOH3Na2FeO2+H2O+NH3↑;8Fe+3NaNO3+5NaOH+2H2O4Na2Fe2O4+3NH3↑Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O Fe3O4+4NaOH21112 主要药品 除油液:每升溶液中含NaOH60g,Na2C O340g,Na2S iO330g.除锈液:每升溶液中含HCl20%,乌洛托品(CH2)6N45%,水75%.氧化处理液:每升溶液中含NaOH600g,NaNO2180g,NaNO350g.21113 实验方法 除油:将小螺丝5只擦光,放入20ml除油液中,加热煮沸5min,取出后冲洗干净.除锈:将除油后的小螺丝放入20ml除锈液中,加热至60～80℃,5min后取出洗净.氧化处理:将小螺丝放入30ml氧化处理液中,加热者沸10min后取出冲洗.浸油:经氧化处理后的小螺丝表面呈现一层蓝黑色的氧化膜,但仍有微孔,将它置于热机油(60℃)中浸泡3min,取出吸干后,其表面呈现一层致密的蓝黑色的氧化膜.鉴定:将处理过的小螺丝2只浸入3%CuS O4溶液中,1min后取出吸干,观察并比较,结果是氧化膜色泽无变化,无单质铜析出.21114 结果与讨论 紧密的Fe3O4薄膜,能牢固地与金属表面结合.它对于干燥的气体抵抗力强,但在水中或大气中抵抗力较差.氧化处理工艺在我国已有很长的历史,广泛应用在机器零件、精密仪器和军械制造工业等.212 磷化处理实验21211实验原理钢铁磷化是用特定组成的磷化液[主要成分(锌系):H3PO4、Zn(NO3)2、ZnO]浸泡、喷泡、喷淋或涂抹在钢铁工件上,通过磷酸盐和钢铁相互作用,使得钢铁表面获得一层灰黑色不溶于水的复合磷酸盐薄膜保护层———磷化膜.磷化过程中金属表面发生一系列化学变化,其主要化学反应是:Fe+2H3PO4Fe(H2PO4)2+H2↑;Fe+Fe(H2PO4)22FeHPO4+H2↑Fe+2FeHPO4Fe3(PO4)2+H2↑;(氧化皮)FeO+2H3PO4Fe(H2PO4)2+H2O↑ZnO+2H3PO4Zn(H2PO4)2+H2O.随着磷酸铁盐和磷酸氢铁盐浓度的不断增加,当它们达到饱和后,即开始沉积在金属表面上,磷化层逐步增厚,且含Zn2+逐渐增多,直到生成了不溶于水的复合磷酸盐(磷酸铁锌)的膜,就是磷化膜. Fe(H2PO4)2+2Zn(H2PO4)2+H2O Zn2Fe(PO4)2・4H2O+4H3PO421212 磷化液的配制原则 磷化液应包括乳化性能优异的各种表面活性剂及洗涤剂等组成的去油剂;对金属锈蚀产物有较强溶解作用的酸液,包括有机酸在内组成的除锈剂;对金属表面垢质有较好分解作用和溶化性能的无机、有机酸和盐类所组成的去垢剂;为确保磷化液在使用中不腐蚀基体金属,加有相应的高效缓蚀剂;为增加对金属表面的保护作用,加入能和金属基体生成钝化膜层的钝化剂;以及在去锈、脱脂、去垢等作用后,能使金属表面生成很强防腐蚀性能的磷化剂等部分.21213 磷化液的配制方法 主要药品H3PO4、ZnO、浓H NO3、(CH2)6N4、Zn(NO3)2、Cu2(OH)2C O3.实验所用试剂均为分析纯,溶液用蒸馏水配制.(1)准确称取ZnO27g、Cu2(OH)2C O33g(先磨碎),放入同一大烧杯中.加蒸馏水200ml搅拌均匀后,再加入25ml的浓H NO3、45mlH3PO4、均匀搅拌至全部溶解,即得溶液(I).(2)准确称取(CH2)6N44g、,加蒸馏水100ml搅拌,使全部溶解,即得溶液(Ⅱ).(3)准确称取Zn(NO3)240g之后,加蒸馏水100ml搅拌,使全部溶解,即得溶解(Ⅲ).(4)将(Ⅱ)、(Ⅲ)两种溶液混合在一起,立即加入到(Ⅰ)溶液中,同时搅拌均匀.最后将混合溶液倒入1000ml的容量瓶中,加蒸馏水至刻度摇匀,即得到浅蓝色磷化液.21214 磷化实验及应用 该磷化液在实际生产中得到应用,并收到良好的实验效果.煤矿井下使用的采掘电气设备,在检修过程中所有的电器防爆面都要进行磷化处理.由于整台防爆电器设备无法采用浸泡的方法进行磷化,因而在实际检修过程中采用化石粉和磷化液混合在一起,搅拌均匀呈浆状,涂抹在防爆面上,涂抹厚度在2～3mm,常温下放置3h左右,然后除去涂层(不得用金属工具,以防划伤防爆面.并用棉布擦净.再涂上30#机械油即得到灰黑色的密质的磷化膜.张玉梅关于钢铁氧化处理和磷化处理的实验研究及应用105 21215 结果与讨论 经实际检测,未经磷化处理的电气设备防爆面在井下使用2个月后防爆面腐蚀深度(呈现麻点状)达013mm.这样会造成电气设备的失爆,不符合安全规程要求.而经过磷化处理后的电器防爆面,在井下使用6个月后,检查防爆面局部腐蚀深度最大为0105mm,仍具有良好的防爆性能.而井下电气设备使用周期一般不超过5个月即升井检修.由此看出,采用上述磷化液对钢铁表面进行磷化处理所得磷化膜,在大气中有良好的耐腐蚀性,对钢铁基体有较强的保护作用,能延长金属机器的使用周期.随着金属表面磷化处理技术的发展,磷化处理技术广泛应用于电镀、油漆或工件的加工前处理和封存处理,涉及各行各业的金属件热处理、除锈、除油、除垢处理等黑色金属及其合金上,如洗衣机、仪表、造船、机车等许多行业,而且还广泛应用到铝、锌、铜、镍、铬等各种材料和合金上的表面处理.本文所采用的钢铁氧化处理和磷化处理技术,是以金属腐蚀理论为依据、以实验为基础,并在实践教学和实际生产中得应用.参考文献:[1]陈嘉甫,谭光熏.磷酸盐的生产与应用[M].成都:成都科技大学出版社,1989.[2]王致勇.无机化学原理[M].北京:清华大学出版社,1983.(责任编辑 王心满,于 海)(上接32页)中的迷航现象.此导航页面设计结构简单明了、色彩淡雅,极利于学习者操作.213 菜单式导航块在课堂教学的每一章,页面设计中的左侧均设为菜单形式,学生可点击任一章进行学习.在每一章页面设计中的左侧也设为菜单形式,可点击进入本章的任何一节学习.这两个菜单导航的设计,确保学生在任何章、任何节中都能通过点击菜单栏转入所需要学习的章节,减少了不必要的反复切换操作,避免了迷航现象,提高了学习者的学习效率.3 《单片微机原理及应用》网络课程的导航界面设计 交互性是网络课程的一大特色.在交互界面设计时,采用以下几种形式:菜单、按钮、窗口、图标等等.由于它们直观、操作简单,是学习者与电脑进行信息交流的重要界面形式.交互界面设计中遵循的基本原则是简单性、可靠性、一致性、趣味性和反馈性.使《单片微机原理及应用》网络课程操作简单、容错性强、生动、形象、直观,学习者在学习过程中能集中精力学习内容.4 《单片微机原理及应用》网络课程的页面设计 网络课程是由一页一页的网页按照一定的顺序和结构组织起来的.页面既是网络课程的组成部分,也是《单片微机原理及应用》所有教学内容的展现形式.也就是说网页设计是构建整个网络课程的灵魂.411 页面的布局在《单片微机原理及应用》网络课程的页面设计中共有两大类页面设计.一类是“T”型结构设计如课程说明页面设计、章的页面设计、节的页面设计和自我测试页面设计.它们页面顶部为《单片微机原理及应用》网络课程的标题,其下部为主导航栏,下部左侧为主导航区,右侧为章、节、课程说明的具体内容.另一类是“三”型页面设计如学习导航页面设计和难点解答页面设计.412 页面文字页面文字本着尽最大可能突出主题的原则组织的.文字的字体不超过三种字体,字号的选择不宜过大,否则会使页面显得非常杂乱和拥挤,令学习者眼花缭乱,无从下手.字号的选择也不宜过小,这样会使学习者容易疲劳.413 页面颜色页面的色彩是页面设计中一项重要内容,它贯穿于整个页面设计的过程中.恰当使用不仅可以增加网络课程的艺术欣赏性,而且可以吸引学习者注意力,促进对屏幕上各部分的识别、突出差异.但如果使用不当,则会分散人的注意力,使视觉容易疲劳.在选择时应考虑课程内容表现的需要、课程的总体风格、教学对象的色彩心理特点以及色彩本身所表达的含义等等因素.总的来说,网络课程的页面色彩搭配要和谐、自然,给人以美感,请注意颜色数量的多少,避免色彩过多过杂,尽量作到风格统一.色彩的选择尽量鲜明、独特、与所设计的内容相协调一致.例如:整个网络课程所有页面都是以蓝色为基调,给学习者柔和、宁静的氛围.414 页面图形用图形说明、解释问题具有形象、直观、生动的特点,本网络课程的图形图像采用Photoshop610工具进行处理.415 页面趣味性为了增加学习者的学习兴趣,减少学习过程中的枯燥性,本网络课程,如实际应用部分采用了动画形式来展现教学内容,效果较好.5 结论 网络教育是本世纪教育方法的又一类型,是继续教育、终身教育发展的必然趋势,它解决了传统教育的时间、空间的限制,更大限度的调动了学习者的学习兴趣,突出了“以学生为主体”的建构主义教育思想,在这种背景下网络课程的设计将是今后网络教育的重要内容,具有广阔发展前景.(责任编辑 唐国民,于 海)。
磷化及发黑实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解磷化及发黑的基本原理和工艺流程。
2. 掌握磷化及发黑实验的操作步骤和注意事项。
3. 分析磷化及发黑处理对金属材料性能的影响。
二、实验原理1. 磷化：磷化是一种化学与电化学反应，在金属表面形成一层磷酸盐化学转化膜。
该膜具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和附着力，为后续涂装、防锈等处理提供基础。
2. 发黑：发黑是一种化学表面处理工艺，通过在金属表面形成一层氧化薄膜，隔绝空气，从而达到防锈的目的。
发黑处理后的金属表面呈黑色，具有一定的装饰性。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：碳钢、磷化液、发黑液、水、脱脂剂、酸洗剂等。
2. 实验仪器：磷化槽、发黑槽、水槽、酸洗槽、喷枪、温度计、计时器等。
四、实验步骤1. 材料准备：将碳钢样品清洗干净，去除油污、锈蚀等杂质。
2. 脱脂：将清洗干净的碳钢样品放入脱脂剂中浸泡，去除表面的油污。
3. 酸洗：将脱脂后的碳钢样品放入酸洗槽中，进行酸洗处理，去除表面的锈蚀。
4. 水洗：将酸洗后的碳钢样品放入水槽中，进行水洗，去除酸洗液。
5. 磷化：a. 将清洗干净的碳钢样品放入磷化槽中，加入适量的磷化液。
b. 控制磷化液的温度和浓度，保持一定时间，使磷化液在碳钢表面形成磷化膜。
c. 水洗：将磷化后的碳钢样品放入水槽中，进行水洗，去除磷化液。
6. 发黑：a. 将清洗干净的碳钢样品放入发黑槽中，加入适量的发黑液。
b. 控制发黑液的温度和浓度，保持一定时间，使发黑液在碳钢表面形成氧化膜。
c. 水洗：将发黑后的碳钢样品放入水槽中，进行水洗，去除发黑液。
7. 烘干：将水洗后的碳钢样品放入烘干箱中，进行烘干处理。
8. 性能测试：对磷化及发黑处理后的碳钢样品进行性能测试，包括耐腐蚀性、耐磨性、附着力等。
五、实验结果与分析1. 磷化处理：磷化处理后的碳钢样品表面形成了一层致密的磷化膜，具有良好的耐腐蚀性和耐磨性。
2. 发黑处理：发黑处理后的碳钢样品表面形成了一层氧化膜，具有一定的装饰性，同时具有良好的耐腐蚀性。
实习报告-磷化PPT课件
2020/3/19
4
4.磷化的作用和用途
磷化作 用
分类
特点
①涂装前磷 化的作用
A增强涂装膜层(如涂料涂层)与工件间结合力。 B提高涂装后工件表面涂层的耐蚀性。 C提高装饰性。
②非涂装磷 化的作用
A提高工件的耐磨性。 B令工件在机加工过程中具有润滑性。 C提高工件的耐蚀性。
b采用多级水洗，并控制最后清洗水的PH值接近中性
c时间：连续线上，由于链速已定，所以清洗时间不可能改变
a表调又称表面调整，通过调整，可以改善工件表面的微观状态，从而改善磷化膜外观，结晶 细小，均匀，致密，进而提高涂膜性能。
b现代表调基本上都是胶体钛盐表调，对已表调液也需严格控制总碱度(TAL)、温度、PH值、钛 含量，总碱度、PH值高易使磷化槽FA下降过快;温度过高，易产生工序间表干;钛含量过低表调 效果不好，钛含量太高，磷化膜不易生成，膜重不达标。
主要用途 钢铁磷化主要用于耐蚀防护和油漆用底膜。
分类
用途
磷化膜类型
磷化膜单位面积 质量
作用
磷化用 途
①耐蚀防护
2020/3/19
A防护用磷化 膜
B油漆底层用 磷化膜
用于钢铁件耐蚀 防护处理
增加漆膜与钢铁 工件附着力及防 护性
锌系、锰系
锌系或锌钙 系
10-40 g/㎡
0.2-1.0 g/㎡ 1-5 g/㎡ 5-10 g/㎡
3
三、磷化
1.磷化定义： 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。
2.磷化目的： 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
磷化检验报告
磷化检验报告
样品信息：
样品名称：金属件
检验标准：GB1699.3-2010
批号：20210225
检验结果：
经过对样品进行磷化检验，得到以下结果：
1. 锌磷化层厚度：4μm
2. 磷化层颜色：灰色
3. 磷化层结晶度：良好
4. 盐雾测试：240小时
5. 洗涤测试：达标
结论：
经检验，本样品磷化层厚度、颜色和结晶度均符合GB1699.3-2010标准，盐雾测试和洗涤测试结果均达标。
建议：
建议继续进行其他相关测试，确保样品符合要求，并在生产中
注意控制磷化工艺，以保证产品质量。
同时，也建议加强对储存、运输环节的管控，避免对磷化层的损伤。
附：检验设备及工艺参数
1. 检验设备：电子显微镜、盐雾试验箱、洗涤测试机
2. 磷化液浓度：35g/L
3. 磷化液温度：55℃
4. 磷化液PH值：3.0－4.0
5. 磷化液沉淀物：无
检验单位：XXX公司
检验人员：YYY。
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钢铁的磷化
摘要：本文简要介绍钢铁磷化的原理与工艺，主要根据化学实验的结果，以及对成品的检测，阐述了这一机理，论证了磷化对钢铁表面的改性作用，得出了磷化对钢铁性能改进的重要性。
关键词：原理 工艺 除锈 磷化膜
引言 ：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(B.P.No.3119)。
从此，磷化处理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。
磷化广泛应用于防蚀技术，金属冷变形加工工业。
二战前后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。
一、 磷化原理
工件（钢铁或铝、锌件）进入磷化液（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化膜的过程，称为磷化。
也就是说，磷化处理是在锰、铁、锌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242)(PO H M 表示。
在磷化过程中发生如下反应：
434
242)(PO H MHPO
PO H M +↓→
432434
)(3PO H PO M MHPO
+→
或者以离子反应方程式表示：
+
-
+
+↓+↓→+H PO M MHPO
PO H M
5)(342434
422
当金属与溶液接触时，在金属/溶液界面液层中+
2M 离子浓度增高或+H 离子
浓度降低,都将促使以上反应在一定温度下向生成难溶磷酸盐的方向移动。
由于铁在磷酸里溶解，氢离子被中和同时放出氢气：
↑
+=++
+
222H Fe
H
Fe
反应生成的不溶于水的磷酸盐在金属表面沉积称为磷酸盐保护膜，因为它们就是在反应处生成的，所以与基体表面结合得很牢固。
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：
222H e H
=+-
+
在微电池的阳极上，铁被氧化为离子进入溶液，并与-42PO H 发生反应。
由于+2Fe 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：
+
-=-22Fe
e Fe
242422)(2PO H Fe PO H Fe
=+-
+
434
242)(PO H FeHPO PO H Fe +=
432434
)(3PO H PO Fe FeHPO
+=
与此同时，阳极区溶液中的242242)()(PO H Zn PO H Mn 、也发生如下反应：
434
242PO H MHPO PO H M +=）（
4
32434
)(3PO H PO M MHPO
+↓=
式中的M 为Mn 和Zn 。
阳极区的反应产物2432
43243)()(PO Zn PO Mn PO Fe 、）（、一起结晶，形成磷化膜。
二、 磷化工艺 磷化工艺流程如下：
化学除油→热水洗→冷水洗→酸洗→冷水洗→磷化处理→冷水洗→磷化后处理→冷水洗→去离子水洗→干燥。
1.除油
本实验中我们所用的除油配方如下：
表1：除油液配方
名称
质量/g 43PO Na 16.283 32CO Na
16.420 32SiO Na
1.361
2.除锈
将工件放入3％的稀盐酸中活化30s左右。
3.磷化
磷化按照温度不同可分为三种低温磷化，中温磷化，高温磷化。
本次试验采用中温磷化和高温磷化这两种方法。
（1）中温磷化
表2：中温磷化工艺配方
溶液组成与工艺条件g/L 硝酸锌磷酸二氢
锌
游离酸度
/点
总酸度/
点
温度/℃时间/min
配方80-100 25-40 4-7 50-80 60-70 50
具体实验时，步骤如下：
（1）先称取磷酸锌和磷酸二氢锌，结果重量分别为44.546g和18.040g；（2）接着将它们分别用少量水调和，将调成糊状的磷酸二氢锌在不断搅拌下融入20L
m磷酸中，然后将硝酸锌加入，最后加水至500L
m；
（3）将配好的溶液加热至65℃，50min后取出即可。
附注：游离酸度是指溶液中磷酸二氢盐水解后产生的游离磷酸的浓度。
总酸度是指总酸度是磷化液中各种酸性物质的总和。
（2）高温磷化
表3：高温磷化工艺配方
溶液组成与工
艺条件
氧化锌磷酸温度/℃时间/min
配方9g/L 23L
mL/85-95 20
具体实验时，步骤如下：
（1）先称取氧化锌和磷酸，结果重量分别为4.499g和11.5mL；
（2）将氧化锌用水调成糊状，将磷酸加入，最后加水至500L
m；
（3）将配好的溶液加热至90℃,20min后取出即可。
4.磷化后处理
一般磷化后应对磷化膜进行填充和封闭处理。
实验时，填充处理的步骤为：（1）先称取重铬酸钾和碳酸钠分别是20g和1.5g；
（2）将其混合，加水至500mL,加热至温度为90℃后，15min后取出即可。
此外，填充后，可以根据需要在锭子油、防锈油或润滑油中进行封闭。
如需涂漆，应在钝化处理干燥后进行，工序间隔不超过24h。
铬酸盐主要用于进一步提高磷化的耐腐蚀性。
三、试验样品的参数测定
1.表面形貌观察
对试样进行表面形貌观察，得到的图像为：
中温磷化的表面
高温磷化表面
2.厚度
将样品锯断，进行镶嵌，镶嵌后用砂磨机磨平，再在由粗到细的砂纸上进行磨，最后放在抛光机上抛光，之后用腐蚀剂腐蚀。
将上述工序处理后的物件放在显微镜下进行金相观察，读取厚度。
图（1）中温磷化图（2）高温磷化
中温磷化膜厚：3µm
高温磷化膜厚：10µm
四常见问题分析：
1、磷化膜结晶粗糙多孔：
原因：1）游离酸过高。
2）硝酸根不足。
3）零件表面有残酸，加强中和及清洗。
4）Fe2+过高，用双氧水调整。
5）零件表面过腐蚀，控制酸洗浓度和时间。
2、膜层过薄，无明显结晶：
原因：1）总酸度过高，加水稀释或加磷酸盐调整酸的比值。
2）零件表面有硬化层，用强酸腐蚀或喷砂处理。
3）亚铁含量过低，补充磷酸二氢铁。
4）温度低。
3、磷化膜耐腐蚀性差和生锈
原因：1）磷化晶粒过粗或过细，调整游离酸和总酸度比值。
2）游离酸含量过高。
3）金属过腐蚀。
4）溶液中磷酸盐含量不足。
5）零件表面有残酸。
6）金属表面锈没有出尽。
五实验结论
钢铁磷化以后，可以得到良好的防腐蚀性能。
表面磷化生成的膜也能够增加防腐涂料、底漆的附着力但是形成的磷化膜硬度低而且比较脆，对性能有一定影响。
例如经磷化处理后的钢片和钢棒弯曲变形180°时，往往有细小裂纹出现。
温度对磷化膜厚度的影响：
高温磷化特点：耐腐蚀性、结合力、硬度和耐热性都比较高，速度快，磷化膜粗细均匀。
溶液加热时间长，挥发量大，成分变化快，磷化膜易夹杂沉淀，沉淀物难清理。
中温磷化特点：溶液稳定，磷化速度快，生产效率高，容易成分复杂，难配制。