磷化處理及工藝

1、磷化目錄總述原理及應(yīng)用磷化基礎(chǔ)知識1. 一、磷化原理2. 二、磷化分類3. 三、磷化作用及用途4. 四、磷化膜組成及性質(zhì)5. 五、磷化工藝流程6. 六、影響因素7. 七、磷化后處理8. 八、磷化渣9. 九、磷化膜質(zhì)量檢驗(yàn)10. 十、游離酸度及總酸度的測定11. 十一、有色金屬磷化總述原理及應(yīng)用磷化基礎(chǔ)知識總述磷化(phosphorization)是一種化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng)形成磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的過程，所形成的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜稱之為磷化膜。磷化的目的主要是：給基體金屬提供保護(hù)，在一定程度上防止金屬被腐蝕；用于涂漆前打底，提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力；在金屬冷加工工藝中起減摩潤滑使用。磷化處理工藝應(yīng)用于工

2、業(yè)己有90多年的歷史，大致可以分為三個(gè)時(shí)期：奠定磷化技術(shù)基礎(chǔ)時(shí)期、磷化技術(shù)迅速發(fā)展時(shí)期和廣泛應(yīng)用時(shí)期。磷化膜用作鋼鐵的防腐蝕保護(hù)膜，最早的可靠記載是英國Charles Ross于1869年獲得的專利(。從此，磷化工藝應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。在近一個(gè)世紀(jì)的漫長歲月中，磷化處理技術(shù)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，有了許多重大的發(fā)現(xiàn)。一戰(zhàn)期間，磷化技術(shù)的發(fā)展中心由英國轉(zhuǎn)移至美國。1909年美國 將鋅、氧化鋅或磷酸鋅鹽溶于磷酸中制成了第一個(gè)鋅系磷化液。這一研究成果大大促進(jìn)了磷化工藝的發(fā)展，拓寬了磷化工藝的發(fā)展前途。Parker防銹公司研究開發(fā)的Parco Power配制磷化液，克服T許多缺點(diǎn)，將磷化處理時(shí)間提高到lho 1

3、929年Bonderizing磷化工藝將磷化即采用了將時(shí)間縮短至10mi n, 1934 年磷化處理技術(shù)在工業(yè)上取得了革命性的發(fā)展，磷化液噴射到工件上的方法。二戰(zhàn)結(jié)束以后，磷化技術(shù)很少有突破性進(jìn)展，只是穩(wěn)步的發(fā)展和完善。磷化廣泛應(yīng)用于防蝕技術(shù)，金屬冷變形加工工業(yè)。這個(gè)時(shí)期磷化處理 技術(shù)重要改進(jìn)主要有：低溫磷化、各種控制磷化膜膜重的方法、連續(xù)鋼帶高速磷化。能源進(jìn)當(dāng)前，磷化技術(shù)領(lǐng)域的研究方向主要是圍繞提高質(zhì)量、減少環(huán)境污染、節(jié)省原理及應(yīng)用磷化是常用的前處理技術(shù)，原理上應(yīng)屬于化學(xué)轉(zhuǎn)換膜處理，主要應(yīng)用 于鋼鐵表面磷化，有色金屬(如鋁、鋅)件也可應(yīng)用磷化。磷化基礎(chǔ)知識'、磷化原理1、磷化工件(鋼

4、鐵或鋁、鋅件)浸入磷化液(某些酸式磷酸鹽為主的溶液)，在表面沉積形成一層不溶于水的結(jié)晶型磷酸鹽轉(zhuǎn)換膜的過程，稱之為磷化。2、磷化原理鋼鐵件浸入磷化液(由Fe(H2PO4)2性稀水溶液， PH值為1-3，溶液相對密度為吸熱3Zn(H2PO4)2=Zn3(PO4)2 J +4H3PO4吸熱吸熱3Mn(H2PO4)2=Mn3(PO4)2 J +4H3PO4吸熱鋼鐵工件是鋼鐵合金，在磷酸作用下，鐵開始熔解為Fe2+，同時(shí)放出電子。Fe+2H3PO4= Fe (H2PO4)2+H2 fFe =Fe2+2e-Mn( H2PO4)2、 Zn (H2PO4)2 組成的酸1.05-1.10)中，磷化膜的生成反應(yīng)

5、如下：或Fe和FeC3形成無數(shù)原電池，在陽極區(qū)，在鋼鐵工件表面附近的溶液中Fe2+不斷增加，當(dāng)Fe2+與HPO42- , PO43-濃度大于磷酸鹽的溶度積時(shí)，產(chǎn)生沉淀，在工件表面形成磷化膜：Fe(H2PO4)2= FeHPO4 J + H3PO4Fe+ Fe(H2PO4)2 =2FeHPO4 J + H2 f3FeHPO4= Fe 3(PO4)2 J + H3PO4Fe+ 2FeHPO4 =Fe 3(PO4)2 J +H2 f陰極區(qū)放出大量的氫：2H+2e-=H2 f02+ 2H20=4e-+ 40H-總反應(yīng)式:吸熱3Zn (H2PO4)2=Zn3(PO4)2 J +4H3PO4吸熱吸熱Fe+

6、3Z n(H2PO4)2=Zn3(PO4)2 J +FeHPO4 J +3H3PO4+2 H2 f放熱1、磷化分類1、按磷化處理溫度分類(1) 高溫型80 90 C處理時(shí)間為10-20 分鐘，形成磷化膜厚達(dá)10-30g/m2,溶液游離酸度與總酸度的比值為1 :( 7-8 )優(yōu)點(diǎn)：膜抗蝕力強(qiáng)，結(jié)合力好。缺點(diǎn)：加溫時(shí)間長，溶液揮發(fā)量大，能耗大，磷化沉積多，游離酸度不穩(wěn)定，結(jié)晶粗細(xì)不均勻，已較少應(yīng)用。(2) 中溫型50-75 C,處理時(shí)間 5-15分鐘，磷化膜厚度為1-7 g/m2，溶液游離酸度與總酸度的比值為 1 :( 10-15 )優(yōu)點(diǎn)：游離酸度穩(wěn)定，易掌握，磷化時(shí)間短，生產(chǎn)效率高，耐蝕性與高溫

7、磷化膜 基本相同，目前應(yīng)用較多。(3) 低溫型30-50 C 節(jié)省能源，使用方便。(4 )常溫型10-40 °C常(低)溫磷化(除加氧化劑外，還加促進(jìn)劑)，時(shí)間10-40分鐘，溶液游離酸度與總酸度比值為1 :( 20-30 )，膜厚為 0.2-7 g/m2。優(yōu)點(diǎn)：不需加熱，藥品消耗少，溶液穩(wěn)定。缺點(diǎn)：處理時(shí)間長，溶液配制較繁。2、按磷化液成分分類(1 )鋅系磷化(2 )鋅鈣系磷化(3 )鐵系磷化(4 )錳系磷化(5 )復(fù)合磷化磷化液由鋅、鐵、鈣、鎳、錳等元素組成。3、按磷化處理方法分類（1 ）化學(xué)磷化將工件浸入磷化液中，依靠化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)磷化，目前應(yīng)用廣泛。（2 ）電化學(xué)磷化在磷化液

8、中，工件接正極，鋼鐵接負(fù)極進(jìn)行磷化。4、按磷化膜質(zhì)量分類（1 ）重量級（厚膜磷化）膜重7.5 g/m2 以上4.6-7.5 g/m2 。1.1-4.5 g/m2 。0.2-1.0 g/m2。（2 ）次重量級（中膜磷化）膜重（3 ）輕量級（薄膜磷化）膜重（4 ）次輕量級（特薄膜磷化）膜重5、按施工方法分類（1 ）浸漬磷化適用于高、中、低溫磷化 特點(diǎn)：設(shè)備簡單，僅需加熱槽和相應(yīng)加熱設(shè)備，最好用不銹鋼或橡膠襯里的槽子，不銹鋼加熱管道應(yīng)放在槽兩側(cè)。（2 ）噴淋磷化適用于中、低溫磷化工藝，可處理大面積工件，如汽車、冰箱、洗衣機(jī)殼體。特點(diǎn)：處理時(shí)間短，成膜反應(yīng)速度快，生產(chǎn)效率高，且這種方法獲得的磷化膜結(jié)晶

9、致密、均勻、膜薄、耐蝕性好。（3 ）刷涂磷化上述兩種方法無法實(shí)施時(shí)，采用本法，在常溫下操作，易涂刷，可除銹蝕，磷化后工件自然干燥，防銹性能好，但磷化效果不如前兩種。、磷化作用及用途1、磷化作用（1 ）涂裝前磷化的作用增強(qiáng)涂裝膜層（如涂 料涂層）與工件間結(jié)合力。提高涂裝后工件表面 涂層的耐蝕性。提高裝飾性。（2 ）非涂裝磷化的作用 提高工件的耐磨性。 令工件在機(jī)加工過程中具有潤滑性。 提高工件的耐蝕性。2、磷化用途鋼鐵磷化主要用于耐蝕防護(hù)和油漆用底膜 （1 ）耐蝕防護(hù)用磷化膜位面積質(zhì)量為10-40 g/m2。磷化后涂防銹油、防銹脂、防銹蠟等。油漆底層用磷化膜增加漆膜與鋼鐵工件附著力及防護(hù)性。磷化

10、膜類型可用鋅系或鋅鈣系。磷化膜單位面積質(zhì)量為0.2-1.0 g/m2 （用于較大形變鋼鐵件油漆底層）；1-5 g/m2 （用于一般鋼鐵件油漆底層）；5-10 g/m2 （用于不發(fā)生形變鋼鐵件油漆底層）。（2 ）冷加工潤滑用磷化膜鋼絲、焊接鋼管拉拔單位面積上膜重1-10 g/m2 ；精密鋼管拉拔單位面積上膜重4-10 g/m2 ;鋼鐵件冷擠壓成型單位面積上膜重大于10 g/m2。（3 ）減摩用磷化膜磷化膜可起減摩作用。一般用錳系磷化，也可用鋅系磷化。對于有較小動配合間隙工件，磷化膜質(zhì)量為1-3 g/m2 ;對有較大動配合間隙工件（減速箱齒輪），磷化膜質(zhì)量為5-20 g/m2。（4 ）電絕緣用磷化

11、膜一般用鋅系磷化。用于電機(jī)及變電器中的硅片磷化處理。四、磷化膜組成及性質(zhì)分類磷化液主要成份膜組成 膜外觀鋅系 Zn( H2PO4)2磷酸鋅和磷酸鋅鐵鋅鈣系 Zn (H2PO4)2禾口 Ca (H2PO4)2錳系 Mn( H2PO4)2和 Fe(H2PO4)2錳鋅系 Mn (H2PO4)2和 Zn (H2PO4)2灰 1-60鐵系 Fe（H2PO4）2 磷酸鐵單位面積膜重 / g/m2淺灰深灰1-60磷酸鋅鈣和磷酸鋅鐵淺灰深灰1-15磷酸錳鐵灰深灰1-60磷酸鋅、磷酸錳、磷酸鐵混合物灰深深灰色 5-102. 磷化膜組成磷化膜為閃爍有光，均勻細(xì)致，灰色多孔且附著力強(qiáng)的結(jié)晶，結(jié)晶大部分為磷酸鋅，小部

12、分為磷酸氫鐵。鋅鐵比例取決于溶液成分、磷化時(shí)間和溫度。3、性質(zhì)（1 ）耐蝕性在大氣、礦物油、植物油、苯、甲苯中均有很好的耐蝕性，但在堿、酸、水蒸氣中耐蝕性較差。在200-300 C時(shí)仍具有一定的耐蝕性，當(dāng)溫度達(dá)到450 C時(shí)膜層的耐蝕性顯著下降（2 ）特殊性質(zhì)如增加附著力，潤滑性，減摩耐磨作用五、磷化工藝流程除油除銹 f水洗f磷化f水洗f磷化后處理六、影響因素1、溫度溫度愈高，磷化層愈厚，結(jié)晶愈粗大。溫度愈低，磷化層愈薄，結(jié)晶愈細(xì)。但溫度不宜過高，否則Fe2+ 易被氧化成Fe3+，加大沉淀物量，溶液不穩(wěn)定。2、游離酸度游離酸度指游離的磷酸。其作用是促使鐵的溶解，已形成較多的晶核，使膜結(jié)晶 致密

13、。游離酸度過高，則與鐵作用加快，會大量析出氫，令界面層磷酸鹽不易飽和，導(dǎo) 致晶核形成困難，膜層結(jié)構(gòu)疏松，多孔，耐蝕性下降，令磷化時(shí)間延長。游離酸度過低，磷化膜變薄，甚至無膜。3、總酸度總酸度指磷酸鹽、硝酸鹽和酸的總和?？偹岫纫话阋钥刂圃谝?guī)定范圍上限為好，有利于加速磷化反應(yīng)，使膜層晶粒細(xì)，磷化過程中，總酸度不斷下降，反映緩慢?？偹岫冗^高，膜層變薄，可加水稀釋。總酸度過低，膜層疏松粗糙。4、PH 值錳系磷化液一般控制在2-3之間，當(dāng) PH > 3時(shí)，共件表面易生成粉末。當(dāng)PH?1.5時(shí)難以成膜。鐵系一般控制在3-5.5之間。5、溶液中離子濃度 溶液中 Fe2+極易氧化成Fe3+，導(dǎo)致不易成膜

14、。但溶液中 Fe2+濃度不能過高，否則，形成的膜晶粒粗大，膜表面有白色浮灰，耐蝕性及耐熱性下降。 Zn2+的影響，當(dāng)Zn2+濃度過高，磷化膜晶粒粗大，脆性增大，表面呈白色浮灰； 當(dāng)Zn2+濃度過低，膜層疏松變暗。七、磷化后處理目的：增加磷化膜的抗蝕性、防銹性。八、磷化渣1、磷化渣的影響磷化中生成的磷化渣，既浪費(fèi)藥品又加大清渣工作量，處理 不好還影響磷化質(zhì)量，視為不利。磷化中在生成磷化渣的同時(shí)還會揮發(fā)出磷酸，有助于維持磷化液的游離酸度，保持磷化液的平衡，視為有利。2、磷化渣生成的控制降低磷化溫度。降低磷化液的游離酸度。提高磷 化速度，縮短磷化時(shí)間。提高 N0-3與PO3-4的比值。九、磷化膜質(zhì)量

15、檢驗(yàn) 外觀檢驗(yàn)肉眼觀察磷化膜應(yīng)是均勻、連續(xù)、致密的晶體結(jié)構(gòu)。表面不應(yīng)有未磷化德的殘余空白或銹漬。由于前處理的方法及效果的不同，允許出現(xiàn)色澤不一的磷化膜，但不允 許出現(xiàn)褐色。 耐蝕性檢查浸入法將磷化后的樣板浸入3 %的氯化鈉溶液中，經(jīng)兩小時(shí)后取出，表面無銹漬為合格出現(xiàn)銹漬時(shí)間越長，說明磷化膜的耐蝕性越好。點(diǎn)滴法室溫下，將藍(lán)點(diǎn)試劑滴在磷化膜上，觀察其變色時(shí)間。磷化膜厚度不同，變色時(shí) 間不同。厚膜5分鐘，中等膜2分鐘，薄膜 1分鐘。十、游離酸度及總酸度的測定1、游離酸度的測定用移液管吸取10 ml試液于 250ml錐形瓶中，加50ml蒸餾水，加 2 3滴甲基橙指示劑（或溴酚藍(lán)指示劑）。用0.1mol

16、/l氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)液滴定至溶液呈橙色（或用溴酚藍(lán)指示劑滴定至由黃變藍(lán)紫色）即為終點(diǎn)，記下的耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)液毫升數(shù)即為 滴定的游離酸度點(diǎn)數(shù)。2、總酸度的測定用移液管吸取10 ml試液于 250ml錐形瓶中，加50ml蒸餾水，加 2 3滴酚酞指示劑。用0.1mol/l 氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)液滴定至粉紅色即為終點(diǎn)，記下的耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)液毫升數(shù)即為滴定的總酸度點(diǎn)數(shù)。1一、有色金屬磷化主要是鋁件及鋅件的磷化。磷化工藝基本原理及分類基本原理磷化分類1. 按磷化膜體系分類2. 按磷化膜的厚度分類3. 按磷化處理溫度劃分4. 按促進(jìn)劑類型分類磷化前的預(yù)處理磷化工藝涂裝前處理工藝設(shè)計(jì)的一般原則基本原理及分類基本原理磷化分

17、類1. 按磷化膜體系分類2. 按磷化膜的厚度分類3. 按磷化處理溫度劃分4. 按促進(jìn)劑類型分類磷化前的預(yù)處理磷化工藝涂裝前處理工藝設(shè)計(jì)的一般原則基本原理及分類磷化工藝過程是一種化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng)形成磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的過程，所形成的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜稱之為磷化膜。磷化的目的主要是：給基體金屬提供保護(hù)，在一定程度 上防止金屬被腐蝕；用于涂漆前打底，提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力；在金屬冷 加工工藝中起減摩潤滑使用。基本原理磷化過程包括化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng)。不同磷化體系、不同其材的磷化反應(yīng)機(jī)理比較 復(fù)雜。雖然科學(xué)家在這方面已做過大量的研究，但至今未完全弄清楚。在很早以前， 曾以一個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式簡單表述磷化成膜

18、機(jī)理：8Fe+5Me（H2PO4）2+8H2O+H3PO4Me2Fe（PO4）2 4H2O（膜）+Me3（PO4） 4H20（膜）+7FeHPO4（ 沉渣）+8H2 TMe為Mn、Zn 等，Machu 等認(rèn)為，鋼鐵在含有磷酸及磷酸二氫鹽的高溫溶液中 浸泡，將形成以磷酸鹽沉淀物組成的晶粒狀磷化膜，并產(chǎn)生磷酸一氫鐵沉渣和氫氣。這個(gè)機(jī)理解釋比較粗糙，不能完整地解釋成膜過程。隨著對磷化研究逐步深入，當(dāng)今,各學(xué)者比較贊同的觀點(diǎn)是磷化成膜過程主要是由如下4個(gè)步聚組成：酸的浸蝕使基體金屬表面H+濃度降低Fe - 2e f Fe2+2H2 +2e f 2H(1)H2促進(jìn)劑（氧化劑）加速0+H f R+H20F

19、e2+Of Fe3+R式中O為促進(jìn)劑（氧化劑），R為還原產(chǎn)物，由于促進(jìn)劑氧化掉第步反應(yīng)所產(chǎn)生的氫原子，加快了反應(yīng)（1）的速度，進(jìn)一步導(dǎo)致金屬表面H+濃度急劇下降。同時(shí)也將溶液中的Fe2+氧化成為Fe3+。 磷酸根的多級離解H3PO4 H2PO4 +H+ HPO42 +2H+ PO43 +3H （ 3 ）由于金屬表面的H+濃度急劇下降，導(dǎo)致磷酸根各級離解平衡向右移動，最終為PO43-。磷酸鹽沉淀結(jié)晶成為磷化膜當(dāng)金屬表面離解出的PO43 與溶液中（金屬界面）的金屬離子（如Zn 2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+ ）達(dá)到溶度積常數(shù)Ksp時(shí)，就會形成磷酸鹽沉淀Zn 2+Fe2+PO43+H2O Zn

20、2Fe（PO4）24H2O43Zn2+2PO43 +4H2O=Zn3（PO4）2 4H2O J（ 5）磷酸鹽沉淀與水分子一起形成磷化晶核，晶核繼續(xù)長大成為磷化晶粒，無數(shù)個(gè)晶 粒緊密堆集形而上學(xué)成磷化膜。磷酸鹽沉淀的副反應(yīng)將形成磷化沉渣Fe3+PO43- =FeP04以上機(jī)理不僅可解釋鋅系、錳系、鋅鈣系磷化成膜過程，還可指導(dǎo)磷化配方與磷化工藝的設(shè)計(jì)。從以上機(jī)理可以看出：適當(dāng)?shù)难趸瘎┛商岣叻磻?yīng)（2 ）的速度；較低的H+濃度可使磷酸根離解反應(yīng)（3 ）的離解平衡更易向右移動離解出PO43-；金屬表面如存在活性點(diǎn)面結(jié)合時(shí)，可使沉淀反應(yīng)（4 ）（5）不需太大的過飽和即可形成磷酸鹽沉淀晶核；磷化沉渣的產(chǎn)生取

21、決于反應(yīng)（1）與反應(yīng)（2），溶液 H+濃度高，促進(jìn)劑強(qiáng)均使沉渣增多。相應(yīng)，在實(shí)際磷化配方與工藝實(shí)施中表面為：適當(dāng)較強(qiáng)的促進(jìn)劑（氧化劑）；較高的酸比（相對較低的游離酸，即H+濃度）；使金屬表面調(diào)整到具備活性點(diǎn)均能提高磷化反應(yīng)速度，能在較低溫度下快速成膜。因此在低溫快速磷化配方設(shè)計(jì)時(shí)一般遵循上述機(jī)理，選擇強(qiáng)促進(jìn)劑、高酸比、表面調(diào)整工序等。關(guān)于磷化沉渣。因?yàn)榱谆猎饕荈eP04,要相減少沉渣量就必須降低Fe3+的產(chǎn)生量，即通過兩個(gè)方法：降低磷化液的H+濃度（低游離酸度）減少Fe2+氧化成為 Fe3+ 。鋅材與鋁材磷化機(jī)理基本與上相同。鋅材的磷化速度較快，磷化膜只有磷酸鋅鹽單一組成，并且沉渣很少。

22、鋁材磷化一般要加入較多的氟化合物，使之形成A1F3、AIF63-，鋁材磷化步聚與上述機(jī)理基本相同。磷化分類磷化的分類方法很多，但一般是按磷化成膜體系、磷化膜厚度、磷化使用溫度、促進(jìn)劑類型進(jìn)行分類。按磷化膜體系分類按磷化成膜體系主要分為：鋅系、鋅鈣系、鋅錳系、錳系、鐵系、非晶相鐵系六 大類。鋅系磷化槽液主體成他是：Zn2+、H2PO3-、NO3-、H3PO4、促進(jìn)劑等。形成的磷化膜主體組成（鋼鐵件）：Zn3(po4)2 4H2O 、Zn2Fe(PO4)2 4H2O。磷化晶粒呈樹枝狀、針狀、孔隙較多。廣泛應(yīng)用于涂漆前打底、防腐蝕和冷加工減摩潤滑鋅鈣系磷化槽液主體成分是：Zn2+、Ca2+、NO3-

23、、H2PO4-、H3PO4 以及其它添加物等。形成磷化膜的主體組成（鋼鐵件）：Zn2Ca（PO4）2 4H2O、Zn2Fe（PO4）2 4H2O、Zn3（PO4）2 4H2O。磷化晶粒呈緊密顆粒狀（有時(shí)有大的針狀晶粒）， 孔隙較少。應(yīng)用于涂裝前打底及防腐蝕。鋅錳系磷化槽液主體組成：Zn2+、Mn2+、NO3-、H2PO4-、H3PO4以及其它一些添加物。磷化膜主體組成：Zn2Fe（PO4）2 4H2O、Zn3（PO4）2 4H2O、（Mn,Fe）5H2（PO4）4 4H2O，磷化晶粒呈顆粒-針狀-樹枝狀混合晶型，孔隙較少。廣泛用于漆前打底、防腐蝕及冷加工減摩潤滑。錳系磷化槽液主體組成：Mn2+

24、、N03-、H2PO4、H3PO4 以及其它一些添加物。在鋼鐵件上形成磷化膜主體組成：(Mn,Fe)5H2(PO4)4 4H2O。磷化膜厚度大、孔隙少，磷化晶粒呈密集顆狀。廣泛應(yīng)用于防腐蝕及冷加工減摩潤滑。鐵系磷化槽液主體組成：Fe2+、H2PO4、H3PO4 以及其它一些添加物。磷化膜主體組成(鋼鐵工件)：Fe5H2(PO4)4 4H2O,磷化膜厚度大，磷化溫度高，處理時(shí)間長，膜孔隙較多，磷化晶粒呈顆粒狀。應(yīng)用于防腐蝕以及冷加工減摩潤滑。非晶相鐵系磷化槽液主體成分：Na+(NH4+)、H2PO4 、H3PO4 、MoO4-(CIO3-NO3-)以及其它一些添加物。磷化膜主體組成(鋼鐵件)：F

25、e3(PO4)2 8H2O, Fe2O3, 磷化膜薄，微觀膜結(jié)構(gòu)呈非晶相的平面分布狀，僅應(yīng)用于涂漆前打底。按磷化膜的厚度分類按磷化膜厚度(磷化膜重)分，可分為次輕量級、輕量級、次重量級、重量級四種。次輕量級膜重僅0.11.0g/m2,般是非晶相鐵系磷化膜，僅用于漆前打底，特別是變形大工件的涂漆前打底效果很好。輕量級膜重1.14.5 g/m2,廣泛應(yīng)用于漆前打底，在防腐蝕和冷加工行業(yè)應(yīng)用較少。次重量級磷化膜厚4.67.5 g/m2,由于膜重較大，膜較厚(一般 >3卩m),較少作為漆前打底(僅作為基本不變形的鋼鐵件漆前打底)，可用于防腐蝕及冷加工減摩滑潤。重量級膜重大于7.5 g/m2,不作

26、為漆前打底用，廣泛用于防腐蝕及冷加工。按磷化處理溫度劃分按處理溫度可分為常溫、低溫、中溫、高溫四類。常溫磷化就是不加溫磷化。低溫磷化一般處理溫度3045 C。中溫磷化一般6070 C。高溫磷化一般大于80 C溫度劃分法本身并不嚴(yán)格，有時(shí)還有亞中溫、亞高溫之法，隨各人的意愿而定，但一般還是遵循上述劃分法。按促進(jìn)劑類型分類由于磷化促進(jìn)劑主要只有那么幾種，按促進(jìn)劑的類型分有利于槽液的了解。根據(jù)促進(jìn)劑類型大體可決定磷化處理溫度，如NO3 -促進(jìn)劑主要就是中溫磷化。促進(jìn)劑主要分為：硝酸鹽型、亞硝酸鹽型、氯酸鹽型、有機(jī)氮化物型、鉬酸鹽型等主要類型。每一個(gè)促進(jìn)劑類型又可與其它促進(jìn)劑配套使用，有不少的分支系列

27、。硝酸鹽型包括：N03 型，N03 - /N02 （自生型）。氯酸鹽型包括：CI03 -, CI03 - / N03-,CI03 - / N02 。亞硝酸鹽包括：硝基胍R- N02 - / CI03 。鉬酸鹽型包括：鋁件、 鋅件以及混合件磷化等。Mo04 - , Mo04 - / CI03 - , Mo04 - / N03 。磷化分類方法還有很多，如按材質(zhì)可分為鋼鐵件、磷化前的預(yù)處理一般情況下，磷化處理要求工件表面應(yīng)是潔凈的金屬表面（二合一、三合一、四 合一例外）。工件在磷化前必須進(jìn)行除油脂、銹蝕物、 氧化皮以及表面調(diào)整等預(yù)處理。特別是涂漆前打底用磷化還要求作表面調(diào)整，使金屬表面具備一定的一活

28、性II,才能獲得均勻、細(xì)致、密實(shí)的磷化膜，達(dá)到提高漆膜附著力和耐腐蝕性的要求。因此，磷化 前處理是獲得高質(zhì)量磷化膜的基礎(chǔ)。1除油脂除油脂的目的在于清除掉工件表面的油脂、油污。包括機(jī)械法、化學(xué)法兩類。機(jī) 械法主要是：手工擦刷、噴砂拋丸、火焰灼燒等?；瘜W(xué)法主要：溶劑清洗、酸性清洗 劑清洗、強(qiáng)堿液清洗，低堿性清洗劑清洗。以下介紹化學(xué)法除油脂工藝。1.1溶劑清洗溶劑法除油脂，一般是用非易燃的鹵代烴蒸氣法或乳化法。最常見的是采用三氯 乙烷、三氯乙烯、全氯乙烯蒸汽除油脂。蒸汽脫脂速度快，效率高，脫脂干凈徹底， 對各類油及脂的去除效果都非常好。在氯代烴中加入一定的乳化液，不管是浸泡還是 噴淋效果都很好。由于

29、氯代鹵都有一定的毒性，汽化溫度也較高，再者由于新型水基 低堿性清洗劑的出現(xiàn)，溶劑蒸汽和乳液除油脂方法現(xiàn)在已經(jīng)很少使用了。1.2酸性清洗劑清洗酸性清洗劑除油脂是一種應(yīng)用非常廣泛的方法。它利用表面活性劑的乳化、潤濕、滲透原理，并借助于酸腐蝕金屬產(chǎn)生氫氣的機(jī)械剝離作用，達(dá)到除油脂的目的。酸性 清洗劑可在低溫和中溫下使用。低溫一般只能除掉液態(tài)油，中溫就可除掉油和脂，一般只適合于浸泡處理方式。酸性清洗劑主要由表面活性劑（如 0P類非離子型活性劑、陰離子磺酸鈉型）、普通無機(jī)酸、緩蝕劑三大部分組成。由于它兼?zhèn)溆谐P與除油脂 雙重功能，人們習(xí)慣稱之為一二合一 I處理液。鹽酸、硫酸酸基的清洗劑應(yīng)用最為廣泛，成本

30、低，效率較高。但酸洗殘留的CI-、S042-對工件的后腐蝕危害很大。而磷酸酸基沒有腐蝕物殘留的隱患，但磷酸成本較高，清洗效率低些。對于鋅件，鋁件一般不采用酸性清洗劑清洗，特別鋅件在酸中的腐蝕極快。1.3強(qiáng)堿液清洗強(qiáng)堿液除油脂是一種傳統(tǒng)的有效方法。它是利用強(qiáng)堿對植物油的皂化反應(yīng)，形成 溶于水的皂化物達(dá)到除油脂的目的。純粹的強(qiáng)堿液只能皂化除掉植物油脂而不能除掉 礦物油脂。因此人們通過在強(qiáng)堿液中加入表面活性劑，一般是磺酸類陰離子活性劑,利用表面活性劑的乳化作用達(dá)到除礦物油的目的。強(qiáng)堿液除油脂的使用溫度都較高， 通常80 C。常用強(qiáng)堿液清洗配方與工藝如下：氫氧化鈉5%10%硅酸鈉 2%8%磷酸鈉（或碳

31、酸鈉）1%10%表面活性劑（磺酸類）2%5%處理溫度>80 C處理時(shí)間520mi n處理方式浸泡、噴淋均可強(qiáng)堿液除油脂需要較高溫度，能耗大，對設(shè)備腐蝕性也大，并且材料成本并不算 低，因此這種方法的應(yīng)用正逐步減少。1.4低堿性清洗液清洗pH值為、FC-C4328低堿性清洗液是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的一類除油脂劑。它的堿性低，一般912。對設(shè)備腐蝕較小，對工件表面狀態(tài)破壞小，可在低溫和中溫下使用，除油脂 效率較高。特別在噴淋方式使用時(shí)，除油脂效果特別好。低堿性清洗劑主要由無機(jī)低 堿性助劑、表面活性劑、消泡劑等組成。無機(jī)型助劑主要是硅酸鈉、三聚磷酸鈉、磷 酸鈉、碳酸鈉等。其作用是提供一定的堿度，有分

32、散懸浮作用?？煞乐姑撓聛淼挠椭?重新吸附在工件表面。表面活性劑主要采用非離子型與陰離子型，一般是聚氯乙烯P類和磺酸鹽型，它在除油脂過程中起主要的作用。在有特殊要求時(shí)還需要加入一些其它添加物，如噴淋時(shí)需要加入消泡劑，有時(shí)還加入表面調(diào)整劑，起到脫脂、表調(diào)雙重功能。低堿性清洗劑已有很多商業(yè)化產(chǎn)品，如PA30-IM 、PA30-SMPyroclea n442等。一般常用的低堿性清洗液配方和工藝如下：浸泡型 噴淋型三聚磷酸鈉410g/l410g/l硅酸鈉0 10g/l0 10g/l碳酸鈉4 10g/l4 10g/l消泡劑0 0.53.0g/l表面調(diào)整劑03 g/l 03 g/l游離堿度520點(diǎn)515點(diǎn)處

33、理溫度常溫 80c 40 70 C處理時(shí)間520mi n1.5 3.0min浸泡型清洗劑主要應(yīng)注意的是表面活性劑的濁點(diǎn)問題，當(dāng)處理溫度高于濁點(diǎn)時(shí)， 表面活性劑析出上浮，使之失去脫脂能力，一般加入陰離子型活性劑即可解決。噴淋 型清洗劑應(yīng)加入足夠的消泡劑，在噴淋時(shí)不產(chǎn)生泡沫尤為重要。鋁件、鋅件清洗時(shí)，必須考慮到它們在堿性條件下的腐蝕問題，一般宜用接近中 性的清洗劑。2酸洗酸洗除銹、除氧化皮的方法是工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的方法。利用酸對氧化物溶解以及腐蝕產(chǎn)生氫氣的機(jī)械剝離作用達(dá)到除銹和除氧化皮的目的。酸洗中使用最為常見的是鹽酸、硫酸、磷酸。硝酸由于在酸洗時(shí)產(chǎn)生有毒的二氧化氮?dú)怏w，一般很少應(yīng)用。鹽酸酸洗

34、適合在低溫下使用，不宜超過45 C,使用濃度10%45%，還應(yīng)加入適量的酸霧抑制劑為宜。硫酸在低溫下的酸洗速度很慢，宜在中溫使用，溫度5080 C,使用濃度10%25%。磷酸酸洗的優(yōu)點(diǎn)是不會產(chǎn)生腐蝕性殘留物（鹽酸、硫酸酸洗后或多或少會有少會有Cl-、SO42-殘留），比較安全，但磷酸的缺點(diǎn)是成本較高，酸洗速度較慢，一般使用濃度10%40%，處理溫度可常溫到80 C。在酸洗工藝中，采用混合酸也是非常有效的方法，如鹽酸-硫酸混合酸，磷酸-檸檬酸混合酸。在酸洗除銹除氧化皮槽液中，必須加入適量的緩蝕劑。緩蝕劑的種類很多，選用也比較容易，它的作用是抑制金屬腐蝕和防止一氫脆|。但酸洗一氫脆II敏感的工件時(shí)

35、，緩蝕劑的選擇應(yīng)特別小心，因?yàn)槟承┚徫g劑抑制二個(gè)氫原子變?yōu)闅浞肿拥姆磻?yīng)，即：2H t H2 f,使金屬表面氫原子的濃度提高，增強(qiáng)了一氫脆I傾向。因此必須查閱有關(guān)腐蝕數(shù)據(jù)手冊，或做一氫脆I試驗(yàn)，避免選用危險(xiǎn)的緩蝕劑。>3表面調(diào)整表面調(diào)整的目的，是促使磷化形成晶粒細(xì)致密實(shí)的磷化膜，以及提高磷化速度。表面調(diào)整劑主要有兩類，一種是酸性表調(diào)劑，如草酸。另一種是膠體鈦。兩者的應(yīng)用都非常普及，前者還兼?zhèn)溆谐p銹（工件運(yùn)行過程中形成的一水銹”及一風(fēng)銹I）的作用。在磷化前處理工藝中，是否選用表面調(diào)整工序和選用那一種表調(diào)劑都是由工藝與磷化膜的要求來決定的。一般原則是：涂漆前打底磷化、快速低溫磷化需要表調(diào)。如

36、果工 件在進(jìn)入磷化槽時(shí)，已經(jīng)二次生銹，最好采用酸性表調(diào)，但酸性表調(diào)只適合于>50 C的中溫磷化。一般中溫鋅鈣系磷化不表調(diào)也行。磷化前預(yù)處理工藝是：除油脂一水洗-酸洗一-水洗中和-表調(diào)磷化除油除銹二合一II水洗中和表調(diào)磷化除油脂一水洗-表調(diào) -磷化中和一般就是0.2%1.0%純堿水溶液。在有些工藝中對重油脂工件，還增加預(yù)除油脂工序。磷化工藝1防銹磷化工藝磷化工藝的早期應(yīng)用是防銹，鋼鐵件經(jīng)磷化處理形成一層磷化膜，起到防銹作用。經(jīng)過磷化防銹處理的工件防銹期可達(dá)幾個(gè)月甚至幾年（對涂油工件而言），廣泛用于工序間、 運(yùn)輸、 包裝貯存及使用過程中的防銹，防銹磷化主要有鐵系磷化、鋅系磷化、錳系磷化三大品

37、種。鐵系磷化的主體槽液成分是磷酸亞鐵溶液，不含氧化類促進(jìn)劑，并且有高游離酸度。這種鐵系磷化處理溫度高于95 °C，處理時(shí)間長達(dá)30min 以上，磷化膜重大于 10 g/m2,并且有除銹和磷化雙重功能。這種高溫鐵系磷化由于磷化速度太慢，現(xiàn)在應(yīng)用 很少。錳系磷化用作防銹磷化具有最佳性能，磷化膜微觀結(jié)構(gòu)呈顆粒密堆集狀，是應(yīng)用最為廣泛的防銹磷化。加與不加促進(jìn)劑均可，如果加入硝酸鹽或硝基胍促進(jìn)劑可加快磷化成膜速度。通常處理溫度80100 C,處理時(shí)間1020min，膜重在 7.5克/m2以上。鋅系磷化也是廣泛應(yīng)用的一種防銹磷化，通常采用硝酸鹽作為促進(jìn)劑，處理溫度8090 C，處理時(shí)間1015m

38、in，磷化膜重大于7.5g/m2,磷化膜微觀結(jié)構(gòu)一般是針片緊密 堆集型。防銹磷化一般工藝流程：除油除銹 一一 水清洗 一一 表面調(diào)整活化 一一 磷化 一一 水清洗 一一 鉻酸鹽處理 一一 烘干一一涂油脂或染色處理通過強(qiáng)堿強(qiáng)酸處理過的工件會導(dǎo)致磷化膜粗化現(xiàn)象，采用表面調(diào)整活化可細(xì)化晶粒。鋅系磷化可采用草酸、膠體鈦表調(diào)。錳系磷化可采用不溶性磷酸錳懸浮液活化。鐵系磷化一般不需要調(diào)整活化處理。磷化后的工件經(jīng)鉻酸鹽封閉可大幅度提高防銹性，如再經(jīng)過涂油或染色處理可將防銹性提高幾位甚至幾十倍。2耐磨減摩潤滑磷化工藝對于發(fā)動機(jī)活塞環(huán)、齒輪、制冷壓縮機(jī)一類工件，它不僅承受一次載荷，而且還有運(yùn)動摩擦，要求工件能減

39、摩、耐摩。錳系磷化膜具有較高的硬度和熱穩(wěn)定性，能耐 磨損，磷化膜具有較好的減摩潤滑作用。因此，廣泛應(yīng)用于活塞環(huán)，軸承支座，壓縮 機(jī)等零部件。這類耐磨減摩磷化處理溫度70100 C,處理時(shí)間1020min，磷化膜重大于 7.5g/m2。在冷加工行業(yè)如：接管、拉絲、擠壓、深拉延等工序，要求磷化膜提供減摩潤滑性能，一般采用鋅系磷化，一是鋅系磷化膜皂化后形成潤滑性很好的硬脂酸鋅層，二是鋅系磷化操作溫度比較低，可在40、60或90 C條件下進(jìn)行磷化處理，磷化時(shí)間 410min，有時(shí)甚至幾十秒鐘即可，磷化膜重量要求> 3g/m2便可。工藝流程是：耐磨減摩磷化減摩潤滑磷化（冷加工）除油除銹除油除銹水清

40、洗水清洗錳系磷化鋅系磷化水清洗水清洗干燥皂化（硬脂酸鈉）涂潤滑油脂干燥3漆前磷化工藝涂裝底漆前的磷化處理，將提高漆膜與基體金屬的附著力，提高整個(gè)涂層系統(tǒng)的耐腐蝕能力；提供工序間保護(hù)以免形成二次生銹。因此漆前磷化的首要問題是磷化膜 必須與底漆有優(yōu)良的配套性，而磷化膜本身的防銹性是次要的，磷化膜細(xì)致密實(shí)、膜 薄。當(dāng)磷化膜粗厚時(shí)，會對漆膜的綜合性能產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)。磷化體系與工藝的選定主要 由：工件材質(zhì)、油銹程度、幾何形狀；磷化與涂漆的時(shí)間間隔；底漆品種和施工方式 以及相關(guān)場地設(shè)備條件決定。一般來說， 低碳鋼較高碳鋼容易進(jìn)行磷化處理，磷化成膜性能好些。對于有銹 （氧化皮）工件必須經(jīng)過酸洗工序，而酸洗后的工

41、件將給磷化帶來很多麻煩，如工序間生 銹泛黃，殘留酸液的清除，磷化膜出現(xiàn)粗化等。酸洗后的工件在進(jìn)行鋅系、鋅錳系磷 化前一般要進(jìn)行表面調(diào)整處理。在間歇式的生產(chǎn)場合，由于受條件限制，磷化工件必須存放一段時(shí)間后才能涂漆，因此要求磷化膜本身具有較好的防銹性。如果存放期在10天以上，一般應(yīng)采用中溫磷化，如中溫鋅系、中溫鋅錳系、中溫鋅鈣系等，磷化膜的厚度最好應(yīng)在2.04.5g/m2之間。磷化后的工件應(yīng)立即烘干，不宜自然涼干，以免在夾縫、焊接 處形成銹蝕。如果存放期只有 35天，可用低溫鋅系、輕鐵系磷化，烘干效果會好于自 然涼干。3.1單室噴淋磷化工藝整個(gè)前處理工藝只有一個(gè)噴室，在噴室的下面有多個(gè)貯液槽體，不

42、同的處理液噴 淋工件后流回各自的槽體中。例如首先噴淋脫脂液，待脫脂液流回脫脂槽后，關(guān)閉閥門； 然后噴淋水洗，水洗完成后關(guān)閉水洗閥門；下一步再噴淋磷化液，這種單室處理 方法可實(shí)行如下幾種工藝流程：脫脂一磷化一合11（輕鐵系）出件。水清洗（鉻封閉）脫脂一水清洗磷化水清洗（鉻封閉）-出件脫脂一水清洗表面調(diào)整一一磷化一一水清洗 一（鉻封閉）出件這種磷化工藝一般不提倡安排酸洗工序，以免造成設(shè)備腐蝕或產(chǎn)生工序間銹蝕。 單室工藝設(shè)備少占用場地小，簡便易行，但浪費(fèi)較大，僅適合于批量少的間歇式生產(chǎn) 場合。與此相似的另一種方法，采用外圍小容量罐體盛處理液，通過泵與管道抽液后 與熱水混合后噴淋在工件上達(dá)到脫脂、磷化

43、效果，噴淋后藥液不回收，這種方法更簡 單，但浪費(fèi)更大。3.2多室 一標(biāo)準(zhǔn)II工位磷化工藝：預(yù)脫脂5070 C 12min脫脂 5070 °C24min水清洗 1/ 2道常溫0.5 1.0min表面調(diào)整常溫0.51.0min磷化 3560 C26min水清洗 <2道常溫0.5 1.0min去離子水洗常溫0.5 1.0min鉻酸鹽處理40-70C 0.5 1.0min烘干低于180 C處理方式可米用全噴淋、全浸泡、噴淋-浸泡結(jié)合三種方式。對家用電器行業(yè)一般采用全噴淋方式，它效率高， 整個(gè)前處理只需要十幾分鐘即可完成，節(jié)省場地設(shè)備。汽車行業(yè)流行采用噴淋-浸泡相結(jié)合的方式。表面調(diào)整工序

44、并非必須，表調(diào)劑加到脫脂槽內(nèi)也可達(dá)到相同效果。磷化后的去離子水洗必不可少。磷化后的鉻酸鹽處理，可提高整個(gè)涂層系統(tǒng)的耐腐蝕性能），但由于鉻的環(huán)境污染問題，因此應(yīng)慎使用。除非有足夠的理由，酸洗工序一般不采用噴淋處理方式，噴淋會帶來設(shè)備腐蝕以及工件工序間生銹等一系列問題。其他各工序均可采用全噴淋或噴-浸相結(jié)合的施工方式。對于混合件（無銹工件、有銹、氧化皮工件同時(shí)混合處理），采用脫脂除銹一二合一 II代替分步脫脂除銹的方法已經(jīng)應(yīng)用有幾十年的歷史，同樣可獲滿意效果。對于酸洗和脫脂除銹一二合一 I一般采用非揮發(fā)性的無機(jī)酸較適宜。磷化（W）磷化工藝（2）在磷化工序中，由于各個(gè)磷化液生產(chǎn)廠家和就應(yīng)用廠家基于不

45、同的性能要求，涉及不同配方的磷化液在磷化工藝中應(yīng)用。但規(guī)模商品化應(yīng)用的也僅只有幾大主要類型，如輕鐵系、鋅系、錳系、鋅鈣系，所采用的的促進(jìn)劑基本都是鉬酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氯酸鹽、有機(jī)硝硝基化合物等。磷化處理溫度通常為常溫型530 C，低溫型 3545 C，中溫型 5070 C。在磷化配方中，大家也許還經(jīng)常可見到一三合一 I 四合一 I，即除油除銹磷化鈍化綜合處理劑，由于這類幾合一處理劑，在國內(nèi)外都不提倡采用，這量不作敘述。1配方組成及性能1.1常溫低溫型磷化常溫磷化是不加溫磷化，溫度范圍是 530 C。低溫磷化通常指磷化溫度為3545 C的磷化工藝，在有些情況下即使溫度偏高偏低一點(diǎn)，也認(rèn)為是

46、低溫磷化，尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。常溫低溫磷化絕大部分以輕鐵系磷化、鋅系磷化為主，當(dāng)然也有改進(jìn)型，如在鋅系磷化中加入 Mn2+、Ca2+、Ni2+等改性，仍習(xí)慣稱之為鋅系磷化，配方及性能見 表1。鐵系輕型磷化形成彩色或灰色磷化膜，純用鉬酸鈉促進(jìn)劑得到全彩色磷化膜，純用N03-或CI03-促進(jìn)劑得到灰色磷化膜，用鉬酸鹽和N03-、CI03-混合促進(jìn)劑將形成彩色或灰色混合色膜。輕鐵系磷化不能形成厚膜，膜重總是在1g/m2 以下。它與涂漆配套的一個(gè)顯著特點(diǎn)是使漆膜的抗彎曲、抗沖擊性能特別好。一般優(yōu)于其他類型如鋅系、錳系、鋅鈣系磷化。輕鐵系磷化槽液還有一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，即不需要表面調(diào)整；磷化沉渣特別少；槽液工藝

47、范圍寬，管理方便，但不足之處是耐鹽霧性能稍差。輕鐵系磷化與粉末涂裝、陽極電泳配套應(yīng)用多一些，與鋅系磷化相比不會有很大的差 別。有一種脫脂-磷化一二合一I的輕鐵系磷化，其槽液成分基本與常規(guī)輕鐵系磷化相同，只不過額外加入一些表面活性劑起脫脂作用，通常以噴淋方式使用，當(dāng)然還需加一定的消泡劑。這種脫脂-磷化一二合一 I工藝，在國內(nèi)外都有應(yīng)用：還有一類高游離酸度（含有較高濃度的磷酸）的輕鐵系磷化，同樣形成輕鐵系磷化膜，它同時(shí)還可以兼顧除油除銹功能。這種輕鐵系除油除銹磷化液與那些不水洗型一三合一 I、一四合一 I有著本質(zhì)區(qū)別，真正形成了輕鐵系磷化膜。常溫低溫鋅系磷化是使用非常廣泛的一種磷化工藝，特別是在家

48、用電器行業(yè)，低溫鋅系磷化完全占有統(tǒng)治地位。甚至在汽車行業(yè)，低溫鋅系磷化也占有一定的比重。常溫低溫鋅系磷化一般需要膠體鈦表面預(yù)處理，一則細(xì)化磷化晶粒形成薄型磷化膜； 二則提高磷化成膜速度。低溫鋅系磷化經(jīng)表面膠體鈦調(diào)整預(yù)處理的工件，在3545 C溫度范圍內(nèi)， 噴淋時(shí)只需 12min，浸泡也只需要38min 即可形成均勻完整細(xì)致的磷化膜，膜重 1.52.5g/m2，通過調(diào)節(jié)游離酸度等方法可稍微增加膜厚。常溫低溫磷化與各類涂漆均具有很好的配套性。一般常溫低溫型磷化采用 NO3-/NO2-、NO3-/CIO3-/NO2-促進(jìn)劑體系較好，不僅成膜速度快，磷化膜形成結(jié)晶細(xì)密，促時(shí)劑主體NO2-測定非常方便，

49、以致槽液管理簡單，不易出現(xiàn)問題。需經(jīng)常補(bǔ)加促進(jìn)劑，有時(shí)每隔幾小時(shí)補(bǔ)一次或有時(shí)每班、每天 補(bǔ)一次。 對NO3-/CIO2-、NO3-/CIO2-/有機(jī)硝基物促進(jìn)劑體系，它雖不需要經(jīng)常補(bǔ)加，但由于主促進(jìn)劑CIO2-、有機(jī)硝基物的測定比較復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中當(dāng)出現(xiàn)促進(jìn)劑過量或不足時(shí)槽液會變成深棕色，使總酸度、游離酸度的化驗(yàn)帶來不便，并且這類促進(jìn) 劑體系成膜速度也快。因此推薦采用NO2-為主體的促進(jìn)劑體系。在常溫低溫鋅系磷化液中由于有大量的氧化性促進(jìn)劑，因此槽中Fe2+不會積累，并被氧化成為Fe3+而形成磷酸鐵沉渣。在常溫低溫鋅系磷化液中加入多羥基酸、聚磷酸鹽等降渣減膜重，加入氟化物抗 鋁并改善磷化膜結(jié)

50、構(gòu)的均勻性。1.2中溫型磷化中溫磷化通常是指處理溫度5070 C的磷化工藝，溫度范圍偏高偏低一些也可屬于中溫磷化之列。中溫磷化用于漆前打底，主要是鋅系、錳系、 鋅鈣系磷化二大類，它們在工業(yè)應(yīng)用中占有最大的份額。中溫鋅系磷化是所有各種類型磷化中應(yīng)用最為普遍的一種磷化工藝，在涂裝行業(yè)，它與各類涂裝的配套性均好。中溫鋅系磷化大部分是NO3-單獨(dú)作為促進(jìn)劑（在中溫5070 C, NO3-氧化過程中會自動產(chǎn)生NO2-,成為自生 NO3-/ NO2-促進(jìn)劑體系），NO3-含量，通常大于15g/l。采用NO2-或CIO3-與NO3-混合型促進(jìn)劑可大幅度提高成膜速度，并使磷化膜細(xì)密。但NO3-、NO2-、CI

51、O3-三種類型的促進(jìn)劑均可單獨(dú)或混合使用，要視具體情況來作出選擇。在中溫鋅系磷化工序中，即使不經(jīng)過表 面調(diào)整處理也能形成均勻完整的磷化膜。但表面調(diào)整處理可提高磷化速度和細(xì)化磷化晶粒，形成細(xì)密磷化膜。表面調(diào)整可選用膠體鈦型或草酸型，草酸型表調(diào)還具二次除 銹的功能。中溫鋅系磷化是一種傳統(tǒng)的成熟工藝，槽液控制簡便，通過選擇不同的促 進(jìn)劑、表面調(diào)整工序、酸比可獲不同的成膜速度和厚度的磷化膜。在當(dāng)今汽車行業(yè)，比較流行低鋅磷化（鋅含量在1.5g/I以下）。據(jù)報(bào)道，低鋅磷化與陰極電泳配套性好，可充分發(fā)揮陰極電泳的優(yōu)勢。在發(fā)達(dá)國家，高檔一些的汽車大都采用低鋅磷化。一般在低鋅磷化液中還加入少量Mn2+、Ni2+

52、，一則是為了提高耐蝕性，二則是為了能形成顆狀磷化晶粒的磷化膜。低鋅磷化一般采用NO3-/NO2-促進(jìn)劑體系，處理溫度5060 C磷化膜重 1.52.5g/m2.純錳系磷化在涂裝行業(yè)應(yīng)用不多，它主要用于防銹與潤滑。在涂裝行業(yè)鋅錳系磷化有一定的市場，磷化膜的顏色要比鋅系深。常規(guī)鋅錳系磷化槽液主要是由酸式磷酸錳（商品名馬日夫鹽）和硝酸鋅組成，利用硝酸根作為促進(jìn)劑，也可加入CI03-、N02-提高磷化速度。不管是錳系還是鋅錳系磷化，均可控制形成顆粒狀緊密磷化晶粒的磷化膜，據(jù)報(bào)道，這種含錳的顆粒狀結(jié)晶磷化膜的溶解量達(dá)到10%30%。因此一般陽極電泳前的磷化，往往在磷化槽液中加入一些Mn2+,以改善磷化膜

53、的陽極溶解性能，而表面調(diào)整工序會使錳系磷化膜更細(xì)密。鋅鈣系磷化是鋅系磷化的改進(jìn)型，它具備鋅系磷化的一般特點(diǎn)，由于引入 Ca2+ ,它抑制了磷酸鋅晶粒的粗大趨勢。因此只要加入足夠的Ca2+，就能形成顆粒狀晶粒細(xì)密磷化膜，如果Ca2+的含量不夠，仍將存在部分粗大的磷酸鋅晶粒。鋅鈣系磷化一般用N03-作促進(jìn)劑，也可與CI03-混合使用，但極少與N02-混合使用。鋅鈣系磷化不表面調(diào)整處理照樣能形成細(xì)密磷化膜，不用膠體鈦表調(diào)而用草酸型表調(diào)，因?yàn)樗沙欢武PII,對磷化非常有利。鋅鈣系磷化由于引入Ca2+，形成含鈣系磷化膜不能厚，膜重 1.52.5g/m2最適宜，厚膜會影響漆膜抗彎曲，抗沖擊性能。在鋅系

54、、錳系、鋅鈣系磷化槽液中加入一定的Ni2+可提高耐蝕性，又可使磷化膜的微觀結(jié)構(gòu)為顆粒狀晶粒，據(jù)報(bào)道含鎳的磷酸鹽膜耐堿溶性特別好，提高了漆膜的 耐腐蝕能力；只能少量加入聚磷酸鹽、多羥基酸，起到降渣、降膜厚的作用，太多時(shí) 會導(dǎo)致膜薄甚至完全不能成膜；氟化合物起到活性作用，特別是鋁件、鋅件，氟還改 善磷化成膜均勻性。在中溫磷化液中，由于含有大量氧化型促進(jìn)劑，只要槽液不是大負(fù)荷連續(xù)操作， 一般不會產(chǎn)生Fe2+過量問題， Fe2+形成磷酸鐵沉渣。2磷化操作中出現(xiàn)一般性故障2.1輕鐵系磷化輕鐵系磷化抗雜質(zhì)、抗污染的能力較強(qiáng)，槽液出現(xiàn)故障的機(jī)會較少，常見故障主 要有：磷化成膜速度慢；工件表面掛黑灰。磷化成膜速度慢的主要原因是：游離酸度 過低；磷化處理溫度過低。工件表面掛黑灰的主要原因是磷化槽液游離酸度過高、溫 度過高、磷化時(shí)間