表面调整的作用及影响因素

表面调整的作用及影响因素

深圳雷邦磷化液工程部编辑

摘要：表面调整简称表调，是在含有表调剂的溶液中进行活化处理的过程。

一、表调作用

1.提高磷化质量

可以消除碱性脱脂、酸性除锈等造成工件表面的不均匀性，激活工件表面的活性，并形成大量极细的结晶核，提高成膜性;使磷化晶核细化(结晶由30μm降到10μm,膜层均匀致密，膜厚减薄，防止产生磷酸铁蓝膜，改善涂层附着力;还能大大提高磷化膜的防护性、耐磨性和初期的磨合性。

2.优化磷化条件

能使磷化时间缩短1/2，降低磷化温度。

3.改善材质与磷化的适应性

低合金铸铁件含有大量呈星状石墨，这些分散的组织在磷化反应时成为众多的阴极区，虽然有利于磷化反应的进行，但磷化膜不均匀，致密性差。经表调处理，磷化效果好、

4.降低磷化成本

主要是减少了磷化材料消耗和沉渣。

表调作用与磷化温度密切相关，即磷化温度越低，表调作用越明显，磷化效果越好;反之，在高温条件下磷化，表调与不表调，其磷化膜的耐蚀性无区别。

二、影响表调的因素

除表调剂质量优劣外，下列因素也会影响表调效果。

1.基材

硅、锰元素含量的高低对硅锰钢板的表调效果产生不同的影响。硅含量高，会加速碳析出，对表调不利。锰含量高可抑制碳析出，对表调有利。

2.水质硬度

高硬度的水质极易造成胶体钦凝聚沉降，一旦沉降后即使搅拌也无法恢复表调功能。如用自来水配制胶钦表调剂的pH值过高(>10)建议水的硬度控制在20～100dH,硬度高的表调液(>130dH ) ,磷化膜稀疏。但太软的水也不能使用，会降低表调液的活性。如果表调液中加入软水剂(如0.2%～0.5%三聚磷酸钠但切勿过量或平常添加)，允许用自来水配制。

3.使用方法

使用方法不同，表调效果也不同。通常认为碱性表调剂单独配制使用效果最佳;二次表调好于一次表调，即经过预表调和表调两道工序，可增加工件表面的活性，提高磷化质量。而那种“二合一”表调方法不够理想(即将表调剂加人到脱脂液中)，其原因如下。

①当脱脂液加热到65℃以上，表调剂就会失去作用。

②胶体钦在碱性液中，能吸收OH-或其他阴离子，成带电状的大分子。又因带电而增加结团。

③脱脂液pH值高，破坏了胶的稳定性。因为钛在高pH值条件下易分解，在溶液中分散性受到影响。

4.工作条件

①浓度。表调剂浓度越高，胶体钦吸附在金属表面的概率越大，形成的活性中心就越多，磷化膜越细致。但是，浓度过高或过低都不好。过高的钦浓度会导致胶体粒子之间相互碰撞的概率增加，从而使表调剂沉聚，不仅得不到致密膜，还会降低表调液的使用寿命;过

低的胶体钦浓度，磷化膜稀疏发黄和生锈。最佳钛浓度(Ti4+)0.09～0.1g/L,磷化膜灰色均匀、致密:为了控制钦浓度的变化，每天用分光光度计测一次钦浓度。由于表调剂消耗较大，做到勤补料，每次添加1g/L。

②pH值。直接影响表调剂的活性，pH值不宜过高(>9. 5)或过低(<8. 2)。过高破坏了胶体钛的稳定性，增加钛凝聚的可能，表调效集差，磷化膜粗糙很厚;过低，同样影响表调效果，会造成钢铁表面易形成蓝色钝化膜，抑制磷化膜的形成，甚至无膜。控制pH=8～9.5。每日工作前检测pH值，在汽车生产线上，pH值的检测频率为1次/班。有严格要求时，每日检测p H值3次。降低pH值时，加磷酸(85%)0.1mL/L, pH值降低I. 1～1. 2单位值;升高pH值时加表调剂lg/L, pH值升高0.2单位值:若添加表调剂后pH值仍偏低时，加人适量碳酸钠稳定pH值(切勿过量使用)。测定pH值的精确度与检测方法有关，酸度计测得的pH值更准确较广泛试纸测得的大2个单位值。

③温度。胶体系统属于高度分散的多相分散系统，具有巨大的表面自由烩。温度过高(>30℃)，表调液的热稳定性变差，胶体钦会自动产生微粒聚结，成为大颗粒而沉淀(40℃时表调剂沉淀高达18g/L,温度越高，沉淀越多)。同时，还会造成白车身磷化前水膜变干，易在车身表面留水。温度升高是受到热传递的影响，如连续式前处理自动线，隧道内温度高，随着热传递使表调槽的温度逐渐升高，所以，表调槽要配备降温设备或在表调槽上加一个通风口，迫使碱性热量向脱脂方向传递;还可在表调前加水喷淋，阻挡部分热量向表调方向传递。

④时间。时间不宜过长，否则会使磷化膜粗糙，并产生黄斑。

⑤循环搅拌。由于胶体钦粒子易凝聚，表调液使用过程中要始终不断地孤环搅拌，以免胶体粒子变粗沉淀(不循环的表调液在4h内会沉降10%～15%}),降低农调能力。设计循环周期为2次/h。如34t表调液可选用100AFB-24型泵。但要注意循环搅拌有时可能造成工件局部磷化质量下降。生产发现，车身内表面磷化质量完好，外侧却出现大面积泛黄。其原因是沉积在车身外侧的胶体粒子受到槽液循环而被冲刷，结果造成外侧表面调整效果差，磷化不合格。据此，关闭表调槽的循环搅拌，使车身外侧磷化质量大有改进。实际上胶体粒子能在溶液中自由泳动，有一定抗聚能力。不过适当的循环搅拌表调液是必要的，也可以用无油压缩空气间歇搅拌。如果缺乏这些条件，可利用工件在表调槽内上下晃动达到搅拌的目的。