磷化渣

第７ 期
Ｖｌｌ２６ Ｎｏ． ｏ－ ７
降低汽车车身磷化异常沉渣 的措施
朱建军
（ 湖南 长丰 汽制 股份 有 限公 司 ，湖 南 长沙 ４０ ０ ） １０ ０
摘 要：分析了 Ｆ 、ｚ Ｐ ］浓度，ｃ Ｎ ；／（Ｏ一 ｅ ｎ和 Ｏ （ Ｏ ） Ｐ ］） ｃ
比值 、促 进剂浓度 、成膜速度 以及 温度等 因素对汽车 车身磷化
二 氢 盐 的离解 度 。从磷 酸 的离 解 平衡 反应 可 知 ， 当总
酸度一定时，游离酸度小的槽液，Ｐ ］离子浓度高， Ｏ一
成膜 速度 快 ，相应 的渣 也较 多 ；而游 离酸度 大的槽 液 ，
作 者联 系方 式：（ｍａｌｘ ｆ＠１３ｃｍ。 Ｅ ｉ ｘ ｔ ６． ） ｒ ｏ
降低汽车车身磷化异常沉渣的措施
Ａ ｂｓｒ ｔ ｔ ａｃ ：Ｔｈ ｌｕ ｎ ｅ ｏ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔ ｎ ｏ ｅ Ｚｎ ａ ｄ ｅｉ ｎｆ ｅ ｃ ｆｃ ｎ ｅ ｔａｉ ｆＦ ”． ｎ ｏ
和磷 酸 锌 沉 降在 工件 表面 ，结 晶形 成 磷化 膜 ， 同时 也 Ｐ ］， ｔ ｆ（ Ｏ ）（ Ｏ ，ｏｃｎ ａｉ ｆｃｅ ｒｏ， 不可 避 免地产 生磷 化沉 渣【 。 Ｏ一 ｒ ｉｏ Ｎ ；／ Ｐ ］）ｃｎｅｔ ｔｎ ｃｌａ ｒ ａｏ ｃ ｃ ｒ ｏ ｏａ ｅ ｔ Ｊ Ｊ 沉渣 成分 主要 是 Ｆ Ｐ ４ Ｚ ３ Ｏ ），另外 还含有 ｅ Ｏ 和 ｎ（ ４ Ｐ ２ 少量 Ｚ ３ ｅＰ ４ 和 Ｚ ２ ） Ｏ ，它们 由槽 液 中 Ｆ 、 ｎＦ （ Ｏ ） ３ ｎ（ Ｐ ４ ＯＨ ｅ
外 附件大 量使 用镀锌 钢 板 ，故 Ｚ ｚ除 了加 料 时被 带入 ｎ＋ 外 ，通 常 由板材 镀 锌溶 解 而产 生 。而且 ，槽 液 的游 离 酸 度 高 ，也 促进 富锌 磷 化渣 的生 成 。槽 液 中 的络合 剂 能 够调 节 Ｚ ２、 ｅ＋ Ｆ 的浓 度 ， 缓磷 化渣 的生 成 。 ｎ Ｆ ２和 ｅ 延
槽液温度升高会 降低 ＦＰ 和 Ｚ ３ Ｏ ）的溶度 积， ｅＯ４ ｎ（ ４ Ｐ ２
渣 的形成 。
Ａｕｔ ｒ ｓ ａｄｄｒ ｓ ：Ｈｕｎ ｎ Ｃｈ ｎ ｆ ｎ ｏｔ ｓ Ｃｏ． ｄ， ｈｏ ’ ｅｓ ａ ａ ｇ ｅ ｇ Ｍ ｏｒ ，Ｌｔ Ｃｈ ｎｇ ｈ ０ ０ Ｃｈｉ ａ ｓ ａ４１ ００ ． ｎａ
２ １ Ｆ ¨和 Ｚ 抖 度 的影 响 ． ｅ ｎ浓
Ｆ 是 工件 溶解产 生 的 Ｆ ｚ 促进 剂氧 化 而成 。 ｅ ｅ＋ 经 若
３ １ 槽 液监 测 ．
为 了防止 生产 过 程 中槽 液偏 离 工 艺条 件 ，应 定 时 ２４ 成膜速度 ． 成膜 速度 过慢 ， 工件 溶解 时 间长 ， 生成 更 多的 Ｆ ｚ ｅ＋ 测 定槽 液 的总 酸 、游 离 酸和 促 进剂 的浓 度 ，若发 现 有 和 Ｚ ２，而来 不及 转化 为 Ｚ ３ ｅＰ ）的 Ｆ ２被促 进剂 偏离 工 艺 条件 的趋 势 ，就 应 及 时补 充物 料 ；物 料 补 充 ｎ＋ ｎＦ （Ｏ４ ３ ｅ＋ 氧 化 成 Ｆ ，从而 形成 富铁 磷化 渣 。 ｎ＋ 度 的增 高也 时机 应选择 在 每天 开始 生产 前 ，并 根据 当天 的生产 量 ， ｅ Ｚｚ 浓 加 快 了 Ｚ ３Ｐ ４ 的沉 积速 度 ，使更 多 的 Ｚ ３ Ｏ４ 转 计划 好 补充 次数 和 每 次补 充 量 ，避 免每 天 生产 结 束前 ｎ（０ ） ２ ｎ（ ） Ｐ ２
ｉｍ ｆｌ ｆ ｒ ｉ ｓ ｅ ｄ ａ ｄ ｔｍｐｅ ａｕ ｅ ｏ ｆ ｒ ａ ｉｎ ｏ ｏ ｍ ｎｇ ｐ ｅ ｎ ｅ ｒ ｔ ｒ ｎ ｏ ｍ ｔ ｆ ｏ
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游 离酸 度指槽 液 中游 离 Ｈ 的含量 ，用 于控 制磷 酸
收稿 日期 ：２ ０４ １１ ０ ７ ）— ６
修 回 日期 ：２ ０４ ３ ９ ０７ ４ ） ）
作 者简 介 ：朱 建 军 （９ ８ ） １６一 ，男 ，系 统分 析 师 ，化 学工 程师 ，主要 从 事汽 车涂 装工 艺研 究 。
磷 化沉 渣 是不 可 避 免 的，人 们 把在 工 艺控 制 条件
下产 生 的沉 渣 称 为正 常沉 渣 ， 而偏 离工 艺 控 制条 件 时 产 生 的沉渣 称 为异 常 沉渣 。当磷 化 体系 和 工 艺条 件选
定后 ，就 决 定 了正 常 沉渣 的 生成 量 ，异 常 沉渣 则取 决
工艺 中磷化渣 的形成 的影 响。提 出了降低磷化异常沉渣 的工艺
管理 措 施 。
工 艺造 成 不 良影 响 的缺 陷 。本文 企 图探 讨 减 少汽 车 车 身磷 化 异 常沉渣 工艺 ， 旨在 为汽 车 车 身 的磷化 生 产实
践提 供参 考 。
关键 词：汽车；磷化 ；磷化渣 ；异常沉渣 ；措施 中图分类号 ：Ｔ ７ Ｇ１６ 文献标识码：Ｂ
离 酸度 的逐 步增 大 ，磷 化渣 的生 成量 呈现 出 由大到 小 ，
再 由小 到大 的变 化趋 势 。
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２３ “Ｎ 似 Ｐ ：） ． ｏ ） ｏ 一 比值以及促进剂浓度的影响
槽液 中 ，当 比值 ｃ ＮＯ ／（ Ｏ３） 高时 ， 由于 盐 （ ） Ｐ ４ 升 ｃ 一
于生产 过程 的工 艺 管理和 日常维护 。 异 常沉渣 形 成 的原 因有 ３个 方 面 ：首 先 ，随着 磷 化 过程 的进行 ，总酸 度 和促 进 剂 不断 被消 耗 而浓 度 下 降 ，游 离 酸度 伴 随 Ｈ 的 逐步生 成 而不 断地 增加 ，从 而 偏离 工 艺条 件 ；其 次 ，物 料 补 充过程 中 ，导致 局 部浓 度过 大 ；其 三 ，外 部 原 因如 局部 温 度过 高 ，表 调 效 果
该工 艺能够 使 具 有复 杂 的几 何形 状 的 车身 的 内外 表面 Ｐ ］的总含量 ；根据槽液中磷酸的离解平衡反应： Ｏ一 得到 高磷 比、电阻小 的薄层 磷化 膜 ，且膜 的耐酸碱 性 、 Ｈ Ｐ ４ Ｈ Ｐ ２ Ｐ ］ ＋ Ｈ ３Ｏ ＋ ２Ｏ Ｈ Ｏ 一 ３ ２ Ｏ一 －Ｈ Ｐ ］４ ５
膜 作 为油 漆涂 层 的基 底 ， 能显 著提 高涂层 的耐 蚀性 ， 阻止腐 蚀在金 属表 面扩 散 ，增 强漆 膜 的附着 力 。 目前 ， 汽 车 车身 的磷 化 普遍 采用 全 浸 式低 温锌 系 磷 化工 艺 ，
２ ２ ＰＯ４ 浓 度 的影 响 ． ３ 一
Ｐ ］浓度 由总酸度和游历酸度等因素决定。总酸 Ｏ一 指 Ｐ ］和 Ｈ Ｐ ｉ Ｏ 一 Ｏ 的总含量 ，代表槽液 中成膜阴离子
附着 力和抗 石击 性 强，与后 续 的 电泳 配套 性好 。但 是 ，
该 工 艺也存 在容 易产 生磷 化沉 渣 ，从而 对磷 化及 后续
当游 离酸 度一 定 时，总 酸大 、 ｐ ３ 离子 浓度 高 ， ｏ一
成膜速度快， 相应的渣也较多； 总酸小，Ｐ ］浓度小， Ｏ一
成膜速 度慢 ，膜 稀疏 ，相 应地 渣也 较 少 。
锌 系 磷化 液 是 由磷 酸 二氢 锌 、磷 酸 、促 进 剂 、络 合 剂 以及 少量 镍 、锰 离子 等组 成 的复 杂缓 冲 体 系 ，当 金 属 工件 浸入 后 ，发 生 化 学 反应 ，生 成 的磷 酸二 锌 铁
ｐ ｏｐ ａｉｇ ｒ ｃ ｓ ｏ ｔｍｏ ｉ ｆ ＨＵ Ｊ ｎ ｕ ｈ ｓ ｈ ｔ ｏ ｅｓ ｆ ｕｏ ｂｌ ｆ ｎｐ ａ ｅ Ｚ ｉ － ｎ ａｊ
ｅ ｃ ｐ ｉｎａ ｅ ｓｔｍ ｅ ｓ ｒ ｘ ｅ ｔｏ ｌ ｐｏ ｉ； ａ ｕ ｅ ｄ
ｚ ｚ与 Ｐ 一 淀 形成 ，而 影 响这三 者浓 度 的 因素对 磷 ｎ＋ Ｏｊ沉
化 渣 的 形成起 主要 作用 。其他 因素 如盐 效应 、温度 、 成 膜速 度 、表 调效果 也对 磷化 渣 的生成 有重 要影 响 。
效应相 当于降低 了Ｐ ］的浓度 ，从而减少磷化渣的生 Ｏ
成 量 ，对成 膜无 影 响【。 ｊ Ｊ 对 于促 进 剂若其 浓 度过 高 ，将 使大 量 的 Ｆ ｚ 化 ｅ＋ 氧 为 Ｆ ”，加速 磷 化渣 的生 成 ；促进 剂 的浓度 过低 ，成 ｅ
膜 速度 慢 ，Ｆ ｚ来 不及 转化 为 Ｚ ３ｅＰ ４３ 而是被 促 差 ，生产 连 续性 差 等 。 防止异 常 沉渣 可 以采取 如 下 的 ｅ＋ ｎ Ｆ （Ｏ ） ， 进 剂氧 化成 Ｆ ，从而 形成 富铁 磷 化渣 。因此促 进 剂 工 艺管 理措 施 。 ｅ 的 浓度要 适 当 ，过 高或 过低 都会 促进 磷 化渣 的生 成 。
文章编号 ：１０ ０４—２ ７ ２ ０ ） ７ ０ ２ ３ ２ Ｘ（０ ７ ０ —０ ３ —０
Ｍ ｅ ｓ ｒ ｓ ｆ ｒ ｅ ｕ ｉ ｇ ｅ ｃ ｐ ｏ ａ ｓｕ ｇ ｄ ｒ ｎ ａ ｕ ｅ ｏ ｒ ｄ ｃ ｎ ｘ ｅ ｔ ｎ ｌ ｌ ｄ ｅ ｕ ｉ ｇ ｉ
２ 磷 化渣的形成
Ｐ ］浓度小， Ｏ一 成膜速度慢， 膜稀疏， 相应地渣也较少 。 ３ 防止异常沉渣的工艺措施
若游 离酸度 过 大 ，工件 与 Ｈ 的置换 反应 加快 ，成膜 反 应 又 很慢 ，大 量 的 Ｆ ｚ 不及 形 成磷 化膜 ，就 被 促进 ｅ＋ 来 剂 氧 化为 Ｆ ，接着 转化 为 富铁磷 化 渣 。所 以 随着 游 ｅ
化 为 富锌 磷 化渣 。这 时虽 然渣 的生成 量较 小 ，但 是渣／ 补 充物 料 。 ． 膜的比例大 ，使 Ｐ ］以更大的比例转化为磷化渣，造 ３２ 物 料补 充 Ｏ－
成 槽液 中成膜 物 质利 用 率 降低 ，增 大 了生产 成本 。而
物料补 充 时，应 用计量 泵把磷 化液 、促 进剂或 碱液
促 进剂 浓 度低 、总酸 度 小 、表 调效 果差 等 是 导致 成 膜 缓缓 地加入 到槽液湍 流处 ，使之迅速 扩散 ，以防局 部浓 速度 减慢 的 因素 。因此 ，它们 都会 促使 磷化 渣 的生成 。 度过 大而产 生沉渣 。而且 ，要避 免碱 液加入过 急 ，否则 ２ ５ 温度 ． 会 出现 碱液加 得越 多，游 离酸度越 高的现 象【。原 因是 ２ 】 碱液加 入处浓度 过大 ，导致磷 化渣大量 生成 ，使磷酸 的 期检 查和更 换过滤 袋 ，保 证槽液有 充足 的循环流 量 。 加 热过 程 中 ， 为 了防止 局 部过 热 （ 部 过 热与 磷 局 关 ），采用 图 １ 所示 的加 热系 统 ，其 特 点是 ： （） 用 １采
槽 液 的游 离酸 度 高 ，促 进剂 的含 量 高 ，则 富 铁磷 化渣 的 生成 量就 大 。现 代 车 身 的侧 围 、 门外 板 、 引擎 盖等
ｌ 前言
汽 车 车身 的 磷化 是用 磷 酸 盐溶 液 处理 车 身表 面 ，
在 其 上形 成一 层 不溶 于 水 的磷 酸盐 薄 膜 的过 程 。磷 化