如何提高磷化膜质量

提高磷化膜质量的方法

加强前处理

强酸、强碱处理对于磷化往往是有害的(但并非在任何情况下)，特别对涂装前的磷化。因此，在必须酸洗时，最好采用弱酸，并要进行适当的表面调整。前处理方法可分为机械、化学和机械化学三大类。

机械方法:

喷砂、喷丸、擦、刷、干湿研磨、砂滚磨等。

机械化学方法:

喷淋活化清洗。

化学方法:

化学+表面调整一较铁更惰的金属盐(磷酸钛或锆盐，稀硫酸镍溶液，稀硫酸铜溶液，稀磷酸二氢锰溶液，稀草酸溶液)。脱脂活化—在弱酸清洗剂中加人表面调整剂。乳化液清洗—煤油乳化剂擦油污等。

不过，在现实生产中，有些方法很少采用，如喷砂、喷丸、擦、刷、干湿研磨、煤油乳化剂擦油污等。最常用的是化学清洗十表面调整、喷淋清洗+表面调整等。为了有效提高磷化膜质量，机械刷洗除油污与表面调整相结合对于复杂件是有效的。事实证明，经有效地擦或刷清理的冷轧钢板可在含表面活性剂的磷化液中直接磷化而不需要再进行清洗加表面调整，而且效果良好，对涂装特别有利。在酸性或强碱溶液中再处理，机械活化的作用完全消失。

优化磷化剂配方

涂装前的磷化，目前大量采用锌系磷化，当磷化温度高又不作适当的前处理时，形成的膜较厚且粗，用作润滑、冷加工等非常好，但作为漆膜层则不利，因为不仅要消耗大量的油漆，而且光泽度降低。特别在受到弯曲、冲击等变形情况下，很低的塑性，导致磷化膜破裂，使漆膜的结合力丧失。因此为得到细而薄的磷化膜除加强前处理外，改进磷化液成分也是非常重要的，大体有以下几种方法

(1)降低Zn2+浓度提高PO4.3-与Zn2+比例。

常说的低锌磷化就是这种，主要成分为Zn2+浓度0. 5gg/L- 1. 5g/L, PO4.3-: 5g/L- 30g/L。采用喷淋时，一般都可得到1g/m2一2.0g/m2的膜，但浸渍膜在2.0g/m2一一4 .5g/m2。(2)加人阳离子细化剂。

最好的阳离子细化剂是Ca2+，这就是常说的锌钙系磷化。即使是用强酸、强碱处理的工件在锌钙系磷化，结晶也不会变粗。锌钙系磷化的正常温度是65℃一70℃，当Ca2+·与Zn2+总量大于等于0.2mol/L，钙离子和锌离子之比=28:1-58:1;总磷酸盐：硝酸盐=0.81:1—2.8:1；NO2, 0.13g/L一0。33g/L; TA:FA=8:1一40:1时，可以在21℃– 49℃的温度下工作。

虽然钙是一种很好的细化剂，但由于有内在不可克服的缺点，国外用钙作细化剂的磷化液用于涂装的并不多。为了提高磷化膜的防护性，常常加入少量比铁更惰的金属阳离子，如Ni2+、Co2+、Mn2+ 等。

(3)加入聚磷酸盐或其他盐类。

聚磷酸盐，如焦磷酸盐、三聚磷酸盐、四聚及六聚磷酸盐的加人都有利于降低磷化膜厚度、减少结晶尺寸。在有亚硝酸钠作加速剂的磷化槽中，加人少量焦磷酸钠，可使磷化膜重降低50%，还可使化学成分的消耗和泥渣体积分别降低24%和22%。

由于聚磷酸盐能大大降低磷化膜的厚度，提高了漆膜的抗机械变形能力，漆膜的弹性吸附通常是磷化膜厚度的函数，当金属基体变形时，将会使(厚)磷化膜边缘明显地变松，从而损害了漆膜的结合力。虽然聚磷酸盐能很好改善磷化膜的质量，但这种成分在酸性溶液中很不稳定，寿命只有几分钟，而且在磷化过程中迅速地消耗，所以很难控制；另外，加人的量要十分严格，只要稍有过量就会终止成膜，因此除生产线可用微处理机控制外，这种方法很少使用。

加入多羟基磷酸盐或脂（醚）

在磷化液中加入适量的多羟基磷化盐或脂等是降低膜重及细化结晶的极好办法，如甘油磷酸脂，植酸、季戊四醇磷酸脂等。效果更好的是在分子中至少含有一个具有三个羟基的基团，如植酸、季戊四磷酸脂等，其效果明显，而且比Ca2+.、聚磷酸盐更稳定，容易控制。用季戊四醇磷酸脂等(混合物)在 1.5g/LZn2+/10g/LPO4.2-/0.7g/Lni2+及亚硝酸钠加速剂溶液中进

从这一结果可以看出多羟基磷酸脂对降低膜重和减小晶粒度具有非常明显的效果。

(5)加人络合剂及其他有机物。

络合剂常用来作阻沉淀剂使用，“无渣”和“低渣”磷化就是含有络合剂的磷化液。此外，它还具有降低膜重、细化结晶的作用。在试验中还发现某些聚氧乙烯化合物对降低膜重也起到一定的作用。这些物质的最大优点是价格便宜、使用方便、稳定性好。此外，严格控制磷化液中的有害离子，如Cl-，Al3+，pb2+ 等是必要的，因为过量的有害离子的存在不仅影响磷化膜的防护性，往往还给成膜带来困难。

加强后处理

加强后处理是提高磷化膜质量的重要方法之一，因此在有条件的情况下，应进行钝化处理，无钝化条件时，高档次产品的最后一道水洗必须用去离子水，以保证无可溶性的盐残留在磷化膜内。一般的三合一、四合一，特别是含有硝酸根，磷酸根，氯离子，钾离子，钠离子等的三合一，四合一对涂装后的防护都是不利的。

总之，提高磷化膜质量的方法很多，为得到理想的结果，最好把它们联系在一起综合考虑。加强前、后处理，特别是在弱碱中脱脂并增加擦、刷或喷淋清洗，给工件提供一个机械力，是降低膜重细化结晶的极好方法，比一般方法更有效。改变磷化液成分可以降低膜重、细化

结晶，但往往有不理想之处，如稳定性差，给操作带来困难，有些物质价格昂贵，有的效果不十分明显等，所以除在磷酸根离子，锌离子，镍离子，锰离子成分及含量上有较大变动及选择优良的加速剂外，其它的改进成分应用得不多。