整理金屬表面防護技術(shù)

1、精品文檔金屬表面防護技術(shù)前言眾所周知，鋼鐵零件的失效形成主要有以下幾種：彈性或塑性變形、磨損、斷裂 和腐蝕。據(jù)資料報道，過早失效破壞中約有70%是由腐蝕和磨損造成的，全世界 每年生產(chǎn)的鋼鐵約有1/10因腐蝕而變?yōu)殍F銹，鋼鐵零件或設(shè)備因腐蝕而損壞約 占30%,如此，不僅浪費了材料，還常常會帶來停產(chǎn)、人身安全和環(huán)境污染等事 故。表1是世界上幾個主要工業(yè)發(fā)達國家的統(tǒng)計數(shù)字， 這些國家每年由于金屬腐 蝕造成的直接經(jīng)濟損失約占國民總產(chǎn)值的 24%,可見數(shù)字是驚人的。金屬腐蝕的定義：金屬由于和外圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用或電化學(xué)作用而引起的破壞 叫做腐蝕。鋼鐵及其合金屬黑色金屬，此類黑色金屬占金屬總產(chǎn)量的90%以

2、上，其腐蝕產(chǎn)物 主要是能用肉眼觀察到的附著在表面的棕黃或棕紅色的銹，因此，鋼鐵類金屬及其制品在大氣中的腐蝕又稱銹蝕。 金屬在高溫下腐蝕稱為氧化，其腐蝕產(chǎn)物是氧 化皮，如熱軋鋼板和棒料、鍛件、熱處理后的表面氧化皮等到。在酸、堿、鹽等 強烈腐蝕性介質(zhì)中引起的金屬破壞仍稱為腐蝕。 通常腐蝕與銹蝕無嚴格區(qū)別，金 屬生銹就是腐蝕。腐蝕的分類（一）按環(huán)境分類.濕蝕：水溶液腐蝕、大氣腐蝕、土壤腐蝕、化學(xué)藥品腐蝕；.干蝕：高溫氧化、硫腐蝕、氫腐蝕、液態(tài)金屬腐蝕、熔鹽腐蝕；.微生物腐蝕：細菌腐蝕、真菌腐蝕、硫化菌腐蝕、藻類腐蝕等。（二）按腐蝕產(chǎn)物的破壞形式分類.全面腐蝕：均勻或不均勻的分布于整個金屬表面；.部腐

3、蝕：孔蝕、點蝕、斑蝕、穎隙腐蝕、絲狀腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕、 氫脆、腐蝕疲勞、沖刷腐蝕、湍流腐蝕、氣蝕等。（三）按腐蝕的機理分類.化學(xué)腐蝕：02、H2S、SO2、C12、酸氣等腐蝕，高溫氧化，在非電解質(zhì)液 體一一酒精、苯、汽油、煤油、潤滑油等中的腐蝕；.電化學(xué)腐蝕：精品文檔精品文檔(1)微電池腐蝕(2)原電池腐蝕：電偶腐蝕、雜散電流腐蝕、濃差電池腐蝕。如：潮濕空氣中的大氣腐蝕，酸、堿、鹽溶液和海水中腐蝕，土壤腐蝕，不同金 屬接觸處的腐蝕，其它電解質(zhì)溶液中的腐蝕。影響金屬銹蝕的主要因素(一)金屬銹蝕的內(nèi)部因素從熱力學(xué)角度而言，金屬和它的腐蝕產(chǎn)物相比，具有較高的能量，是不穩(wěn)定的，有自發(fā)的向低能量

4、的腐蝕產(chǎn)物轉(zhuǎn)化的趨勢， 即金屬發(fā)生銹蝕是自然現(xiàn)象。工業(yè)中 絕大多數(shù)的金屬是多組分的合金，金相組織不同、含有雜質(zhì)、機加工變形不均勻、 應(yīng)力分布不均勻等，這些物理的、化學(xué)的和電化學(xué)的不均勻性，當(dāng)表面遇到腐蝕 介質(zhì)或表面形成水膜，不可避免地會發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)腐蝕。(二)金屬腐蝕的外部因素1.相對溫度的影空氣中相對濕度越高，金屬表面水膜越厚，空氣中的氧透過水膜到金屬表面作用。 相對濕度達到一定數(shù)值時，腐蝕速度大幅上升，這個數(shù)值稱為臨界相對濕度，鋼 的臨界相對濕度約為70% 02,溫度的影響環(huán)境溫度與相對濕度關(guān)聯(lián)，干燥的環(huán)境(沙漠)下，氣溫再高金屬也不容易銹蝕。 當(dāng)相對濕度達到臨界值時，溫度的影響明顯加

5、劇，溫度每增加10 C,銹蝕速度提高兩倍。因此，在濕熱帶或雨季，氣溫越高，銹蝕越嚴重。.氧氣的影響用下列反應(yīng)式表示生銹過程：Fe+H2OFe (OH) 2Fe (OH) 2+ H2O+O2Fe (OH) 3Fe+ H2O+OFe (OH) 3可見沒有水和氧氣，金屬就不會生銹，空氣中20%體積是氧氣，它是無孔不入的。.大氣其它物質(zhì)的影響大氣中含有鹽霧、二氧化硫、硫化氫和灰塵時，會加速腐蝕，因此，不同環(huán)境下精品文檔精品文檔受腐蝕的大小差別是明顯的，城市高于農(nóng)村；工業(yè)區(qū)高于生活區(qū)；沿海高于內(nèi)陸; 高粉塵高于低粉塵。（三）加工過程中的銹蝕因素原材料已銹蝕，加工后未能完成去除；加工中接觸了切削液，潤滑劑

6、等工藝材料； 酸洗后中和清洗不當(dāng)；熱處理氧化脫碳或殘鹽清洗不凈；檢查、搬運和裝配時操 作者留下的手汗；去應(yīng)力或去氫退火不當(dāng)；工序間和封存防銹不適宜等。防止金屬生銹的主要方法（一）選擇耐蝕材料主要是采用有色金屬合金和不銹鋼。（二）金屬表面預(yù)制金屬（合金）或非金屬覆蓋層.轉(zhuǎn)化膜：發(fā)黑（發(fā)藍）、磷化、陽極氧化；.表面合金化：滲氮、滲鋅、滲硅、滲鋁、滲銘等；.金屬覆蓋層：電鍍金屬、噴涂金屬、熱浸鍍、化學(xué)鍍等；.非金屬覆蓋層：搪瓷、陶瓷、油漆、塑料、橡膠等；.涂覆防銹材料：防銹水、切削液、氣相緩蝕劑、可剝塑料、防銹油、防銹脂（三）陰極保護法如在海水中，以鎂塊作陽極與鋼板聯(lián)在一起，地下管道和化工設(shè)備，也是

7、外另一個陽極并以犧牲陽極而保護陰極的電化學(xué)法。 通以電流使鋼板變成陰極得以保護。 通電使鋼件（陰極）得到保護。（四）控制環(huán)境防蝕.采用除濕機和加濕降低溫度，相對濕度控制在低于 6070%,金屬銹蝕減慢;相對濕度低于60%時，非金屬不會發(fā)霉變質(zhì)；.充氮或真空包裝封存可延緩銹蝕；.包裝內(nèi)置緩蝕劑；.鋼鐵制品在電爐加熱（高溫）時，爐內(nèi)形成保護氣氛或真家加熱。綜上所述，防止金屬銹蝕的方法很多，應(yīng)考慮諸多因素后判斷選擇，如：零件的 工作環(huán)境、零件的服役條件、生產(chǎn)的安全性、對環(huán)境的污染程度、制造成本等。二、常用的幾種表面防護技術(shù)精品文檔精品文檔（一）電鍍采用電解的方法在基體（經(jīng)過前處理）表面沉積所需要的覆

8、蓋層的過程稱為電鍍。 電鍍是非常古老的傳統(tǒng)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于永久性的裝飾和防護。電鍍可以分為單 金屬電鍍，多層組合電鍍，以及合金電鍍等。影響鍍層質(zhì)量的因素很多，如：鍍 前處理、鍍液的凈化方式和程度、予鍍方式的合理性、鍍液體系建立、組合及厚 度的確定、工藝參數(shù)（PH值、溫度、電流密度）、添加劑（光亮劑、整平劑、除 應(yīng)力劑、潤濕劑、分散劑）、鍍液分析及補充制度、操作制度、鍍后處理（去氫、 封閉）等。由于電鍍?nèi)龔U對環(huán)境污染和影響健康，各地環(huán)保部門管理日趨嚴格， 很多企業(yè)自己不設(shè)電鍍車間，而是去專業(yè)廠（車間）委托加工。為確保電鍍件的 質(zhì)量，應(yīng)依據(jù)有關(guān)標準和規(guī)定對鍍層的外觀、結(jié)合力、厚度、孔隙率、耐蝕性等

9、 提出具體的要求。一旦驗收時或使用中出現(xiàn)質(zhì)量問題，便于質(zhì)量事故分析和改進。（二）氧化氧化處理分為黑色金屬氧化處理和有色金屬氧化處理兩類，這里僅涉及前者。鋼鐵及合金的氧化處理，又稱發(fā)藍或發(fā)黑處理。由于其成本低、效率高、收效快、 工藝穩(wěn)定、操作方便、設(shè)備簡單，使用范圍十分廣泛。.堿性化學(xué)氧化法堿性氧化法是最常用的方法，它是在較高溫度下，在含有一定氧化劑的氫氧化鈉溶液中進行。氧化劑和氫氧化鋼與金屬鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終形成氧化鐵（Fe3O4）為主要成分的氧化膜。膜的顏色取決于零件的表面狀態(tài)、合金成分和氧化處理的工藝條件，一般為黑色或蘭黑色。膜厚0.60.8um.化學(xué)反應(yīng)的順序是無形成亞鐵酸納（Na2F

10、e02）和鐵酸納（Na2Fe204）,然后由亞鐵酸鈉與鐵酸鈉反應(yīng)形成Fe304氧化膜。反應(yīng)式如下：3Fe+Na02+5Na0H 3Na2Fe02+H20+NH36Na2Fe02+NaN02+5H203Na2Fe204+7Na0H+NH 3Na2Fe02+Na2Fe204+2H2SFe304+4Na0H（1）堿性氧化法溶液配方及工藝規(guī)范精品文檔精品文檔范氫氧化550-65600-70600-70650-70500-60700-80550-65600-70鈉00000000亞硝酸 鈉150-25 0180-22 0200-25 0200-22 0100-15 0150-20 0硝酸鈉50-7050

11、-70130-15 0150-20 0二氧化 猛20-25重銘酸 鉀25-35溫度135-14138-15130-13135-14135-14145-15135-14145-15(C)50550250時 間(min)1510-20609015-2020-30碳鋼15-4530-3520-30合金鋼15-6030-6030-60(2)溶液的配制在氧化槽內(nèi)加入2/3體積的水，將計算量的氫氧化鈉加入槽內(nèi)，使其溶解；在攪 拌下加入亞硝酸鈉或硝酸鈉，待全部溶解后，加水至規(guī)定體積。氧化液先在沸騰溫度下浸入鋼板，或加入部分舊溶液(約20%以下)進行處理,待溶液中積累了一定的鐵離子，能使樣片獲得黑色氧化膜后，

12、即可用于生產(chǎn)。(3)溶液的維護 1氧化溶液在使用中消耗會使組分變化，可定期按分析結(jié)果補充，亦可按溶液的沸點和 膜層質(zhì)量來判定溶液需否調(diào)整。當(dāng)沸點過高時，表示濃度過高，此時易形成紅色 掛灰，可加水稀釋。沸點過低時，表示濃度不足，此時膜的顏色不深或不能發(fā)黑， 應(yīng)補加藥品或蒸發(fā)多余水分。氫氧化鈉的添加量，可按溶液沸點每高1C,每升溶液添加1015g計算。亞硝酸鈉的加入量可參照如下比例：一次氧化：Na0H:NaN02=(23): 1;二次氧化：Na0H: NaN02= (2.53.5): 1 (一槽)；Na0H: NaN02= (3.4): 1 (二槽)。2停產(chǎn)期間溶液表面硬結(jié)，加熱之前應(yīng)先用鐵器打碎

13、硬皮， 加水至工作液面，攪 拌均勻后升溫至工作溫度。精品文檔精品文檔3清理漏入槽中零件應(yīng)及時打撈，避免溶液中鐵離子增加。定期除渣保持溶液清潔，工 作溫度下投入零件前，液面浮起的大量紅褐色鐵氧化物應(yīng)用網(wǎng)撈出。亦可在 100c以下攪拌情況下，按每升溶液加入甘油 510ml的比例加入。4操作氧化膜中雜質(zhì)的紅色掛灰，多為氧化初期形成。進行一次氧化時，最好在零件入 槽10分鐘后，取出用熱水沖洗，觀察有無紅色掛灰。如有可用毛刷擦除，或?qū)?零件放入含150200g/L銘酊和1015g/L的硫酸的溶液中，浸11.5分后清洗， 重新入槽氧化。氧化過程中定期抖動零件也是必要的。5槽液的使用期限處理量和溶液的維護程

14、度直接影響槽液使用期限，更換時，可先澄清12天，清除表層和沉淀的殘渣后，澄清的部分用來配制新溶液。6氧化溫度和時間同鋼的含碳量有密切關(guān)系，選擇這些參數(shù)時，可參考下表2所列數(shù)據(jù)。表2氧化溫度、時間與含碳量的關(guān)系鋼的含碳量（%）氧化溶液度（P）氧化時間（min ）。門口.414C14535601381422024口以上135138152 口低合金輛14cH 455060iS合金鋼1351383口40（4）氧化后的處理后處理的目的在于提高氧化膜的防銹能力，一般進行皂化或填充處理，其配方規(guī)范如表3表小。表3鋼鐵氧化后處理工藝規(guī)范精品文檔精品文檔后處理溶液配方工藝規(guī)范成分( g/L3溫度（七）時間(mi

15、n )填充重居酸怦（&C 叫）5080加飛。5口 Q銘酎(CrOg )2&(T70口刀】磷展（陶的丁1金T7Q0.5*1皂化肥皂30506090510經(jīng)填充或皂化后，還進行封閉處理，可在 100110c下的機油、錠子油、變壓器 油中浸510分鐘。如不進行填充或皂化處理，氧化后經(jīng)清洗，可直接進入脫水 防銹油。.酸性化學(xué)氧化法（常溫發(fā)黑）同堿性化學(xué)氧化相比，常溫發(fā)黑具有節(jié)能優(yōu)點，仍需進行除油、漂洗、酸蝕、漂 洗以及后處理。市場上常溫發(fā)黑劑品種較多，可直接先購應(yīng)用，但膜與基體的附 著力還有待提高。三、磷化金屬表面在含有磷酸、磷酸鹽和其他化學(xué)藥品的稀溶液中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成 完整的，具有中等防蝕作用

16、的不溶性磷酸鹽膜層的工藝， 叫磷化處理。這類轉(zhuǎn)化 膜的形成是人工誘導(dǎo)及控制的腐蝕過程。磷化膜的用途很廣，主要是由磷化膜的種類和厚度所決定。 厚膜磷化常常用作單 獨防護（浸油、油脂、蠟等）、電絕緣（如硅鋼片）、耐磨、冷成型（拉、拔、冷 擠壓、沖壓等）、薄膜磷化則主要用于工序間的防護及油漆和粉末等有機涂層的 基底。1.磷化的分類（1）按磷化膜的轉(zhuǎn)化形式分類1轉(zhuǎn)化型磷化：溶液對金屬基體腐蝕，由金屬基體提供陽離子與溶液中P043-的結(jié)合成膜的磷化（如鐵系膜）。2偽轉(zhuǎn)化型磷化：膜中主要陽離子（鋅、猛、銘）由溶液提供的磷化。（2）按磷化液及磷化膜的成分分類精品文檔精品文檔有鋅系、鈕系、鋅鈣系、鋅猛系、鐵系

17、、鈣系、鋅猛鍥系、鋅猛鍥鈣系等。(3)按磷化膜結(jié)晶形狀分類1結(jié)晶型：如磷酸鋅膜、磷酸鋅鉆膜、磷酸鋅鈣膜、磷酸鐵(H)膜、磷酸鈕鐵 膜等。2無定型：主要是鐵(田)系磷化膜。(4)按膜重和用途分類1膜重：膜重指單位面積膜層重量，通常以 g/m2表示?？煞譃橹亓考墶⒅辛考壓洼p量級。如表4所?。罕?磷化膜類型及重量等級類型膜主要成分膜重(e/mz )重腹中等服輕膜MnPh1030心ZnPh1口胃口310FeFL2用途：A.涂裝前底層磷化：用于涂漆、浸漆、噴塑。B.促進冷成型磷化：手于拔比、拔管、冷沖壓、冷擠壓、冷拉伸C.促進滑動的磷化：用于冰箱壓縮機活塞、減速器齒輪等。D.腐蝕防護磷化：用于彈簧、緊固

18、件等。(5)按作業(yè)溫度分類可分為常溫、低溫、中溫和高溫磷化。對于彈簧產(chǎn)品而言，用途最廣的在于 A、D兩種磷化。.磷化成膜的基本原理以鋼鐵為例，當(dāng)金屬表面與酸性磷化液接觸時，鋼鐵表面被溶解：Fe+2H* Fe2+H2T精品文檔精品文檔由于金屬與溶液界面的酸度降低，致使化學(xué)反應(yīng)不平衡，表面可溶的磷酸二氫鹽 向不溶的磷酸鹽轉(zhuǎn)化，并沉積在金屬表面形成磷化膜，反應(yīng)如下：Me(H2P04)2-MeHP04+H3P043 Me(H2P04)2 - Me3(P04)2+H3P04式中Me代表Z n、Mn、Ni、Fe Ca等二價金屬離子。同時基體金屬也直接與酸性磷酸二氫鹽反應(yīng)：Fe+Me(H2P04)2- Me

19、HP04+FeHP04+H2Fe+Me(H2P04)2- MeFe(HP04)2+H2T鋅系偽轉(zhuǎn)化型磷化膜都是含4個分子結(jié)晶水的磷酸鹽。最終過程可用下式表示：5Zn(H2P04)2+Fe(H2P04)2+8H20Zn3( P04)2 4H20+Zn2Fe(P04)2 4H20+8H3P04磷化不僅有上述化學(xué)過程，而且還有電化學(xué)過程，微電池的陽極溶解及陰極氫離 子放電，致使局部酸度降低，磷酸鹽水解沉積在金屬表面。磷化的反應(yīng)過程十分 復(fù)雜，其反應(yīng)機理仍有爭議，這里不做詳述。.涂裝磷化磷化膜作為涂裝(油漆或噴粉)的底層，是它應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。它可提高涂裝 層的粘附性能和耐潮濕及耐浸水性能， 基本上阻

20、止可能發(fā)生的腐蝕擴散。 不能以 為噴砂、噴丸和無油的表面可以不做磷化處理， 雖然這些清潔表面與涂裝層有很 好的結(jié)合力，一旦在腐蝕環(huán)境中，氧氣、水氣、二氧化硫、等滲透到基體，由于 基體的導(dǎo)電性和涂層與基體之間的毛細管作用， 不可避免地吸收電解液形成微電 池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕并向周圍擴展，因變形和磕碰造成的局部涂層破損，會使膜下的腐蝕擴展更快，最后導(dǎo)致涂層鼓泡。經(jīng)磷化處理后，腐蝕過程會被限制在涂層損壞的地方， 因為其余的部分仍與基體 牢固地粘結(jié)在一起，又是非導(dǎo)體的磷化膜，形不成微電池，從而抑制了膜下腐蝕。涂裝磷化工藝涂裝磷化以薄膜磷化為主，膜厚一般在 15um,最適合作油漆的底層，膜越薄， 則涂在膜

21、上的漆膜抗機械變形性能越高,漆膜的光澤和粘附性能也最好。(1)鋅系磷化磷化液一般以亞硝酸鈉或氯酸鈉為加速劑，含有磷酸二氫鋅和硝酸鋅的酸性溶液 組成，通常為使磷化膜結(jié)晶細、致密、粘附性能好、均勻性好，以及降低磷化溫 度，還要加入檸檬酸、酒石酸、氟化物、重金屬鹽、膜重控制在1.52g/m2。施精品文檔精品文檔工方法有：噴淋、噴淋加浸液、浸液。工藝程序如表5所示:工序名稱應(yīng)用材料操作條件缶注溫度（七）時間C inin )除油金屋清洗劑常溫3%堿限除油加熱至Ttnotrc水洗水常溫1%破液除油用60%0七熱水除銹酹6QtOS10水洗水常溫12中和堿液40%。P2水洗水帛溫廣2表調(diào)表面調(diào)整劑常溫3磷優(yōu)酸

22、泄渾式的泌淬初系2510歹5 1浸海）噴淋法時間l”min水洗水60801 二水洗水常溫1H2水洗去離子水常溫C2采用電泳涂裝時烘干或轉(zhuǎn)譙裝8曠510磷化液的質(zhì)量控制磷化液的前處理和后處理在以后專門討論, 說明。這里只對磷化液的質(zhì)量控制要點加以影響磷化液的關(guān)鍵因素是：總酸度、游離酸度、酸比、加速劑濃度和亞鐵離子濃 度等。雖然構(gòu)成磷化液的成分和數(shù)量有重要影響，但配方十分繁多，篇幅有限， 不便一一敘述。1總酸度總酸度常以 點”數(shù)表示，取10ml工作液置于150ml錐形瓶內(nèi)，加入50ml蒸儲水, 再加入34滴酚吹指示劑。用0.1N標準Na0H溶液滴定，顏色從無色變?yōu)榉奂t 色為終點，所消耗的標準Na0

23、H溶液的毫升數(shù)就是總酸度點數(shù)。提高總酸度點數(shù)可以加快磷快反應(yīng)，使磷化膜薄而細致。但總酸度過高，會使膜 過薄，可加入氧化鋅來調(diào)整?？偹岫冗^低，反應(yīng)速度慢，且膜厚并粗糙，可加入 硝酸鋅調(diào)整。2游離酸度通常也用 點”數(shù)表示，取10ml工作液置于150ml錐形瓶內(nèi)，加入50ml蒸儲水， 再加入45滴澳酚蘭指示劑。用0.1N標準Na0H溶液滴定，顏色從黃色變?yōu)榈?蘭色為終點，所消耗白標準Na0H溶液的毫升數(shù)就是游離酸度點數(shù)。游離酸度高， 反應(yīng)速度慢，成膜時間長，結(jié)晶粗大多孔，耐蝕性降低，同時亞鐵離子增多，溶 液中沉淀也將增加?？捎醚趸\、碳酸鈉或氫氧化鈉中和。加入上述藥品0.51g/L,游離酸度可降低1

24、 :戈”，若游離酸度無明顯下降，表明溶液中含有較 高的磷酸鋅鹽，可采用稀釋方法沖淡溶液。游離酸度過低，磷化膜薄，甚至不形 成膜，可加磷酸二氫鹽調(diào)整。3酸比精品文檔精品文檔總酸度和游離酸度對磷化的共同影響可用酸度比值丫表示，丫總酸度；游離酸度,已經(jīng)確認合適的酸比值應(yīng)控制在下列范圍內(nèi)：磷化方法 酸比范圍 最佳范圍浸液法4.410 6-8噴淋法 1030 1525外購的磷化液多以濃縮液方式供貨， 供應(yīng)商會提供配置方法和工藝參數(shù)，如使用 溫度、總酸度、游離酸度、補加制度等。用戶一般每班只要測定總酸度和游離酸 度，根據(jù)測定結(jié)果，采用補加濃縮液的方法，調(diào)整至要求范圍，酸比值也自然在 控制范圍。此時，即可進

25、行磷化處理。4亞鐵離子(Fe2+)的控制亞鐵離子容易被氧化成三價鐵離子， 產(chǎn)生磷酸鐵而沉淀，磷化液變成渾濁的浮白 色，造成磷化膜質(zhì)量低劣。但是，在中溫和常溫磷化液中，含有一定量的亞鐵離 子能提高磷化膜厚度、機械強度和防腐蝕能力。中溫磷化液中亞鐵離子控制在 13.5g/L,常溫磷化液控制在0.52g/L為宜。亞鐵離子過高時，會使常溫磷化膜 防腐能力降低，耐熱性變差，會使中溫磷化膜晶粒粗大，表面掛白灰，防腐能力 下降。過多的亞鐵離子可用雙氧水去除，每降低 0.1%Fe2+,每100L磷化液需 30%的雙氧水125ml。5Zn2+可加快磷化速度，并在較寬的溫度范圍使用。鋅離子含量過低時，形成的 膜疏

26、且發(fā)暗。過高時，膜晶粒粗大，膜脆且白灰多。猛離子可以提高磷化膜的硬度、附著力和耐腐蝕性能，使磷化膜結(jié)晶均勻、顏色 加深。在中溫磷化液中，適宜的含量為： Zn2+: Mn2+=(1.52): 1,猛離子含量 過高時，不易形成磷化膜。6N03-、N02-和F-的影響N03-和N02-可以加快磷化速度，提高膜的致密度和而蝕性，降低磷化溫度，如 果含量過高會使膜表面出現(xiàn)白點，高溫磷化膜變薄；會使中溫磷化液中Fe2琛集過多；會使常溫磷化膜出現(xiàn)銹斑。F-是高效活化劑，主要用于常溫磷化，適宜的含量為0.53g/L,含量過高時，中溫磷化膜表面出現(xiàn)白灰，常溫磷化液壽命縮短。(2)鐵系磷化金屬件在含加速劑的堿金屬

27、磷鹽的酸性溶液中形成磷化膜的過程稱為鐵系磷化精品文檔精品文檔或無定形磷化。同重金屬磷鹽磷化液（PH: 1.53）相比，其PH: 6以下即可操 作，兩種溶液的成膜機理不同，無定形磷化膜由氧化鐵（Fe203）和磷酸鐵（FeP04 2H20）組在。1磷化膜的特性在鋼鐵上形成的無定形磷化膜是疏水性的， 這種性質(zhì)能降低漆膜的起泡現(xiàn)象，但 防止腐蝕在漆膜下面擴張的性能差，因此，防護性能低于鋅系磷化。但無認如何， 遠優(yōu)于在裸露金屬上涂漆。鐵系磷化膜顏色范圍大，如：灰色、蘭綠、紫色、蘭色等，膜很薄，膜重一般為 0.21.0g/m2,因此這種膜特別適合做油漆底層，尤其是漆膜承受較大的機械變形, 如板彈簧、螺旋彈

28、簧、扭簧等。在不太惡劣的腐蝕環(huán)境下工作能滿足防護要求。 有時這種處理也用于工序間防護。2典型工藝流程處理材料表面必須無銹，原則上不允許任何酸洗作業(yè)。最好的工藝流程為五步法：a耐性脫脂：b）水洗；c）磷化；d）水洗；e）鈍化水洗。最常用的施工方法是噴液法，因為浸液法處理大多存在膜上形成粉狀沉淀物。3磷化液控制在生產(chǎn)過程中主要控制PH值（用試紙或PH計）、總酸度、游離酸度、堿度，總 酸度和游離酸度測定與結(jié)晶磷化相同。堿度測定取10ml磷化液，以澳甲酚綠作為指示劑，用0.1N鹽酸或硫酸溶液滴定至淺綠色為終點。滴定消耗的毫升數(shù)就 是堿度的點數(shù)。.防銹磷化作為防護用的磷化屬厚膜磷化，膜厚達 20um以上

29、，膜重一般1030g/m2,甚至 更重。以此求得良好的防護性能，零件磷化處理后還要浸油、脂或蠟，以進一步 提高防腐性能。多見應(yīng)用于堅固件、彈簧等。原則上，這類膜不能用于有機涂膜的底層，它對機械變形很敏感，受到形變時， 膜會發(fā)生破裂和疏松，致使零件與漆膜分離。止匕外，涂料消耗很大，光澤度和光 潔度差。（1）慢磷化槽液由磷酸二氫鋅、磷酸二氫猛、磷酸二氫鐵中的一種或兩種及游離的磷酸組成。 由于不含氧化劑，隨著處理面積的增加，F(xiàn)e2+離子濃度不斷升高，沉渣隨之增加精品文檔精品文檔處理時間需要4060分鐘(2)加速高溫磷化在上述磷化液中加入N03-、CI03-等，可大大縮短磷化時間，它們的作用在于氧 化

30、鋼鐵與酸反應(yīng)生成的氫離子和鐵的溶解生成的亞鐵離子，能維持溶液中Fe2+的含量終始在一個水平上。在含加速劑的磷化液中，鋅的含量盡管開始是降低的，但在一定酸比下，槽液使 用的整個過程能保持在一個恒定水平，磷化膜的成份不會由于處理面積的多少而 發(fā)生明顯的變化。止匕外，含加速劑的磷化槽中沉淀物比不含加速劑要明顯減少。 磷化膜抗腐蝕性能不變，槽液壽命明顯延長。在生產(chǎn)過程應(yīng)定期化驗并補充溶液，保持形成質(zhì)量均一的膜。零件入槽的方法可 以多種，較大的工作用專用吊具或網(wǎng)籃；對大批量小件，可用滾筒。出于節(jié)能的目的，磷化溫度下降又不影響足夠厚的膜形成， 無疑是人們追求的方 向。最新的研究成果表明，調(diào)整組分可使原來溫

31、度由 9298C降至6585C,用 標準的硫酸銅溶液點滴磷化膜時間可達 2030分鐘不銹蝕。高碳鋼和高碳低合金可形成黑色或深灰黑的膜，中低碳鋼只能形成銀灰至灰色的 膜，如果要求黑色磷化膜，可用三種方法：一是磷化前染色，二是黑色磷化(染 黑劑加入磷化液)，三是磷化后染黑。涂裝.涂裝目的通過涂裝施工，使涂料在鋼鐵表面形成牢固的連續(xù)的涂層， 發(fā)揮防護、裝飾和特 殊功能等作用。(1)防護涂層使基體與空氣中的水分、酸、堿、鹽及其它腐蝕介質(zhì)隔離，防止或減緩因腐 蝕造成損壞。(2)裝飾通過涂料顏色的多樣性和施工技術(shù)，或獲得不同色彩、光澤、花紋等裝飾涂層，外觀鮮艷、光亮、色調(diào)豐滿、明暗適度。(3)特殊功能隔音

32、、絕熱、防火、防滑、防輻照、絕緣、偽裝等。精品文檔精品文檔.涂料的選擇和配套原則(1)涂料的選擇除了要了解涂料產(chǎn)品說明書中介紹的涂料性能、技術(shù)指標和涂裝作業(yè)性能外，還應(yīng)考慮以下幾個方面的問題：1根據(jù)涂裝的目的的選擇涂料2根據(jù)工作環(huán)境要求選擇涂料。使涂料的適用范圍吻合工作環(huán)境和技術(shù)要求。3根據(jù)施工及干燥設(shè)備條件選項用合適的涂料。4綜合考慮成本和性能。5根據(jù)被涂物材料性質(zhì)，選擇配套的材料。(2)涂料的配套原則配套性指涂裝基材和涂料以及各層涂料之間的適應(yīng)性。良好的配套性，方能保證涂層具有優(yōu)異的防護和裝飾性。1涂料和基材的配套不同材質(zhì)的表面必須選用適宜的涂料品種與其匹配，如鋼鐵表面可選用鐵紅或紅 丹防

33、銹底漆，對有色金屬特別是鋁鎂合金則絕地不能使用之， 否則發(fā)生電化學(xué)腐 蝕，加速腐蝕的發(fā)生。2涂膜各層之間的配套底漆應(yīng)與面漆配套，最好是烘干型底漆與烘干型面漆配套， 自干型底漆與自干型 面漆配套。止匕外，底漆與面漆應(yīng)有大致相近的硬度和抗張強度。 硬度的差異味會 造成超皺現(xiàn)象。底漆與面漆的油度不協(xié)調(diào)，致使它們干燥收縮不同，容易造成涂 層龜裂。3多層異類涂層配套隨著力差的面漆應(yīng)選擇附著力強的底漆。 有時為提高附著力，在底漆和面漆中間 增加過渡層。4涂料與施工工藝的配套每種涂料和施工工藝均有自身特點和一定適用范圍， 配套適當(dāng)與否直接影響涂層 質(zhì)量，涂裝效率和涂裝成本。施工工藝應(yīng)嚴格按涂料使用說明規(guī)定進

34、行， 如高粘 度厚膜涂料，一般采用高壓空氣噴涂。5涂料與輔助材料的配套精品文檔精品文檔輔助材料包括稀釋劑、催干劑、固化劑、防潮劑、消泡劑、增韌劑、穩(wěn)定劑、流 平劑等，它們的主要作用是改善施工性能和涂層性能，防止涂層產(chǎn)生弊病，只有使用得當(dāng)，才能達到預(yù)期效果。如稀釋劑，每類涂料均有其特定的稀釋劑，不可 亂用。當(dāng)過氯乙烯漆使用硝基漆稀釋劑時，將會使過氯乙烯樹脂析出。.涂裝工藝和設(shè)備涂裝工藝中除傳統(tǒng)的刷涂、揩涂、浸涂、輾涂、淋涂、空氣噴涂外，近年來，一 些高效、節(jié)能、節(jié)材的涂裝工藝也得到廣泛應(yīng)用，如：高壓無氣噴漆，粉末流化 床涂裝、粉末靜電涂裝、電泳涂裝、自泳涂裝等。性能優(yōu)良的涂料如無合適的工藝和設(shè)備

35、保證，其特性難以體現(xiàn)。應(yīng)依據(jù)零件的形 狀、面積大小、生產(chǎn)綱領(lǐng)、表面形態(tài)、涂料特性等合理選用工藝和設(shè)備。前后處理的工藝設(shè)備也不容忽視，如前處理的噴砂或拋丸，磷化處理；后處理的 烘烤均溫控溫、加熱方式（遠紅外）等。此外，從環(huán)境保護和操作者的健康角度出發(fā)，應(yīng)有必要的防護和治理措施。.涂裝環(huán)境主要是采光好、亮度均勻、適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸?、空氣清潔、通風(fēng)良好和防火防爆。前處理前處理包括如下內(nèi)容：去油脂、水洗、除銹酸洗、中和、噴砂、噴丸、表調(diào)、去 應(yīng)力退火等。前處理的目的在于清除金屬表面外來物質(zhì)，去除有害應(yīng)力，防止結(jié)品粗化（指磷化前表調(diào)）。為獲得理想的金屬或非金屬覆蓋層防護處理做好準備。金屬表面具有重要的性質(zhì)

36、之一是只附，這是由于金屬表面的原子或分子的力場是 不飽和的，因此有吸引其它分子的能力。吸附又分為物理吸附和化學(xué)吸附， 物理 吸附容易解吸，化學(xué)吸附很難解吸。金屬對氣體、液體以及固體都會有吸附作用， 表面的粗糙度及外來物質(zhì)污染對吸附有很大影響， 因此，表面防護處理的前處理 十分重要，應(yīng)予以足夠重視。.去油脂主要有堿液清洗、溶劑乳化清洗、表面活性劑清洗、溶劑清洗。施工方法主要是 浸液和噴淋。由于堿液清洗原料易得，價格低廉，設(shè)備簡單，操作方便，應(yīng)用廣 泛。（1）堿液配方原則1能溶解油脂；2能形成高堿度；3具有分散膠體狀物質(zhì)作用；4具有乳化性；5精品文檔精品文檔易于被水漂洗；6化學(xué)穩(wěn)定性好，耐熱；7潤

37、濕能力強，表面張力低；8有效濃 度低；9無毒無公害；10腐蝕性小。配方無嚴格要求，一般由氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉、水玻璃、0P孚L齊1J、合成洗滌劑配制，使用溫度控制在 80 C 100c。(2)除油質(zhì)量檢查方法方法有水膜法、揩拭法、鍍銅法、噴霧法、熒光法、稱重法、試紙法。生產(chǎn)中最 常用的簡單方法為水膜法，經(jīng)除油清洗后的零件浸入干凈的水中，取出后30秒瀝水，觀察表面有一層連續(xù)的水膜，表明油脂已洗凈；如水膜破裂，表明未洗凈。.水洗除油后、除銹酸洗后、中和后、氧化后、磷化后、鈍化后均應(yīng)水洗，以消除表面 臟物，同時防止前一種處理液進入下一種處理液。 清洗槽應(yīng)設(shè)溢流裝置，保持清 洗水不斷流動更新，清

38、洗時間保持12分鐘，如果零件有盲孔和凹槽，應(yīng)增加一 次噴洗。去油后水洗常清洗兩次，一次熱水洗(80c左右)，次冷水洗，以洗凈 為原則，安排前后水洗次序。堿液去油脂后水洗槽的控制：清洗水的堿度低于 1.5點。取50ml水樣，用0.1N 標準酸溶液滴定，標準酸溶液消耗量(毫升)即點數(shù)。酸洗及磷化后清洗槽的控制：清洗水的酸度低于 1.5點。方法同上，只是用標準 堿溶液滴定。存在于金屬表面的鹽類會使漆膜起泡，對防銹油膜也有不利影響，因此 ，水的 質(zhì)量應(yīng)予控制，水質(zhì)要求：(1)氯化物和硫酸鹽總量應(yīng)低于 70ppm；(2)總堿度應(yīng)低于200 ppm；(3) (1)和(2)的總量應(yīng)低于255ppm；(4)電阻率不低于100, 000Q cm；(5)電泳漆前的最后清洗應(yīng)用去離子水。去離子水的電阻率為500, 000Q cm,3.除銹酸洗酸洗可去除大氣腐蝕產(chǎn)物和氧化皮，同時對金屬表面起活化作用。化學(xué)除銹的無 機酸和有機酸近二十種之多，由于無機酸除銹效率高、速度快、價格低，在生產(chǎn) 中用得最多，如：硫酸、鹽酸、