金屬骨架磷化重點(diǎn)技術(shù)方式及工序

1、金屬骨架磷化技術(shù)方式及工序所謂磷化，是指把金屬工件通過具有磷酸二氫鹽日勺酸性溶液解決，發(fā)生化學(xué)反映而在其表面 生成一層穩(wěn)定日勺不溶性磷酸鹽膜層日勺措施，所生成勺膜稱為磷化膜。磷化膜勺重要目勺是增 長涂膜附著力，提高涂層耐蝕性。磷化日勺措施有多種，按磷化時(shí)日勺溫度來分，可分為高溫磷 化(90-98C)，中溫磷化(60-75C)，低溫磷化(35-55r)和常溫磷化。為提供良好日勺涂裝基底，規(guī)定磷化膜厚度合適，結(jié)晶致密細(xì)小。中、高溫磷化工藝，雖然磷化速度快，磷化膜耐蝕性好，但磷化膜結(jié)晶粗大，掛灰重，液 面揮發(fā)快，槽液不穩(wěn)定，沉渣多，而低、常溫磷化工藝所形成日勺磷化膜結(jié)晶細(xì)致，厚度合適， 膜間很少夾雜

2、沉渣物，吸漆量少，涂層光澤度好，可大大改善涂層日勺附著力、柔韌性、抗沖 擊性等，更能滿足涂層對(duì)磷化膜日勺規(guī)定。值得注意日勺是，過去始終覺得磷化膜厚，涂裝后涂 層日勺耐蝕性高，磷化膜自身在整個(gè)涂裝體系中并不單獨(dú)承當(dāng)多大日勺耐蝕作用，它重要起到使 漆膜具有強(qiáng)粘附性，而整個(gè)涂層系統(tǒng)勺耐蝕力則重要取決于漆膜日勺耐蝕力以及漆膜與磷化膜 日勺優(yōu)良配合所形成日勺強(qiáng)粘附力。磷化液一般由主鹽、增進(jìn)劑和中和劑所構(gòu)成。過去使用勺磷化液，大多采用亞硝酸鈉(NaNO2)作增進(jìn)劑，效果十分年、明顯，但在NaNO2在磷化液中有很大危害：一是影 響磷化液勺穩(wěn)定性，NaNO2在酸性條件下極不穩(wěn)定，在極短勺時(shí)間內(nèi)就分解了。因此，

3、不 得不常常添加。NaNO2日勺這種特性，往往引起磷化液日勺主鹽不穩(wěn)定，磷化液沉淀較多，磷 化膜掛灰嚴(yán)重，槽液控制困難，磷化質(zhì)量不穩(wěn)定；二是NaNO2是世界公認(rèn)勺致癌物質(zhì)，長 期接觸危害人體健康，環(huán)境污染嚴(yán)重。解決日勺措施：一是減少NaNO2勺用量；二是尋找替 代物。配方：XH-1B 4%+H2O4、鈍化磷化膜日勺鈍化技術(shù)，在北美和歐洲國家被廣泛應(yīng)用，采用鈍化技術(shù)是基于磷化膜自身特點(diǎn) 決定日勺，磷化膜較薄，一般在1-4g/m2，最大不超過10g/m2，其自由孔隙面積大，膜自身 勺耐蝕力有限。有勺甚至在干燥過程中就迅速生黃銹，磷化后進(jìn)行一次鈍化封閉解決，可以 是磷化膜孔隙中暴露日勺金屬進(jìn)一步氧化

4、，或生成鈍化層，對(duì)磷化膜可以起到填充、氧化作用， 使磷化膜穩(wěn)定于大氣之中。5、磷化膜日勺干燥對(duì)磷化膜進(jìn)行干燥解決，可起到兩個(gè)方面日勺作用，一方面是為下道工序涂漆作準(zhǔn)備，以 除去磷化膜表面日勺水分，另一方面是進(jìn)一步提高涂裝后膜日勺耐蝕性。所謂磷化解決是指金屬表面與含磷酸二氫鹽勺酸性溶液接觸，發(fā)生化學(xué)反映而在金屬表面生 成穩(wěn)定日勺不溶性日勺無機(jī)化合物膜層日勺一種表面勺化學(xué)解決措施。所形成勺膜稱為磷化膜。它 日勺成膜機(jī)理為：(以鋅系為例)金屬日勺溶解過程當(dāng)金屬浸入磷化液中時(shí)，先與磷化液中日勺磷酸作用，生成一代磷酸鐵，并有大量日勺氫氣 析出。其化學(xué)反映為；Fe+2H3PO4=Fe (H2PO4)2+H

5、2f(1)上式表白，磷化開始時(shí)，僅有金屬勺溶解，而無膜生成。增進(jìn)劑日勺加速上步反映釋放出日勺氫氣被吸附在金屬工件表面上，進(jìn)而制止磷化膜日勺形成。因此加入氧 化型增進(jìn)劑以清除氫氣。其化學(xué)反映式為： 3Zn(H2PO4)2+Fe+2NaNO2=Zn3(PO4)2+2FePO4+N2f+2NaH2PO4+4H2O (2)上式是以亞硝酸鈉為增進(jìn)劑日勺作用機(jī)理。水解反映與磷酸日勺三級(jí)離解磷化槽液中基本成分是一種或多種重金屬日勺酸式磷酸鹽，其分子式Me(H2PO4)2,這些 酸式磷酸鹽溶于水，在一定濃度及PH值下發(fā)生水解泛音法，產(chǎn)生游離磷酸：Me(H2PO4)2=MeHPO4+H3PO4( 3 )3MeH

6、PO4=Me3(PO4)2+H3PO4( 4 )H3PO3=H2PO4-+H+=HPO42-+2H+=PO43-+3H+ ( 5 )由于金屬工件表面勺氫離子濃度急劇下降，導(dǎo)致磷酸根各級(jí)離解平衡向右移動(dòng)，最后成 為磷酸根。磷化膜日勺形成當(dāng)金屬表面離解出勺三價(jià)磷酸根與磷化槽液中勺(工件表面)日勺金屬離子(如鋅離子、 鈣離子、錳離子、二價(jià)鐵離子)達(dá)到飽和時(shí)，即結(jié)晶沉積在金屬工件表面上，晶粒持續(xù)增長， 直至在金屬工件表面上生成持續(xù)日勺不溶于水日勺黏結(jié)牢固日勺磷化膜。2Zn2+Fe2+2PO43-+4H2O一Zn2Fe (PO4)2-4H2O；( 6 )3Zn2+2PO42-+4H2O=Zn3 (PO4

7、)2-4H2O ；金屬工件溶解出日勺二價(jià)鐵離子一部分作為磷化膜日勺構(gòu)成部分被消耗掉，而殘留在磷化槽 液中日勺二價(jià)鐵離子，則氧化成三價(jià)鐵離子，發(fā)生（2）式日勺化學(xué)反映，形成日勺磷化沉渣其重 要成分是磷酸亞鐵，也有少量勺Me3（PO4）2。磷化日勺分類措施有如下幾種：1根據(jù)構(gòu)成磷化液日勺磷酸鹽分類有磷酸鋅系、磷酸錳系、磷酸鐵系。此外尚有在磷酸鋅中加鈣日勺鋅鈣系，在磷酸鋅中加 鎳、加錳日勺“三元體系”磷化等。2根據(jù)磷化日勺溫度分類有高溫（80度以上）磷化、中溫（5070度）磷化和低溫磷化（40度如下）。3按磷化施工法分類有噴淋式磷化、浸漬式磷化、噴浸結(jié)合式磷化、涂刷型磷化。4按磷化膜日勺質(zhì)量分類有重

8、量型（7.5g/m2以上），中量型（4.37.5g/m2），輕量型（1.14.3g/m2）和特輕量 型（0.31.1g/m2）。鐵鹽磷化膜最薄，其膜重為(0.31.1) g/m2,屬于輕量型。鋅鹽磷化視配方而定，可 以分為輕量型、中量型或重型磷化膜。膜重范疇廣，在(1.05.0)g/m2之間。磷化成膜原 理可以用過飽和理論來解釋。即構(gòu)成磷化膜日勺離子積達(dá)到該種不溶性磷酸鹽日勺溶度積時(shí)，就 在金屬表面沉積形成磷化膜。磷化解決日勺材料重要成分為酸式磷酸鹽，其分子式為 Me(H2PO4)2。金屬離子Me 一般為鋅、錳、鐵等。這些酸式磷酸鹽均能溶解于水。在具有 氧化劑及多種添加劑日勺酸性磷化液中，磷酸

9、二氫鹽要發(fā)生離解，產(chǎn)生金屬離子Me和磷酸根 離子，但此時(shí)離子積未達(dá)到不溶性磷酸鹽日勺溶度積，并不產(chǎn)生膜日勺沉積：Me(H2PO4)2一Me2+H2PO4-| HPO4-+H+|一PO4-+H+為在合適日勺溫度下使磷化液與被解決日勺金屬表面接觸時(shí)，發(fā)生金屬日勺溶解反映Fe+2H+Fe2+H2f由于上式反映，鐵與磷化液界面處H+不斷被消耗，引起PH值上升，這就又促使了三步 離解反映。于是界面處Me2+與PO43-濃度不斷上升，直到Me2+PO43-Lme3(PO4)2 時(shí)，就產(chǎn)生Me3(PO4)2不溶性磷酸鹽日勺沉積，覆蓋在金屬表面，構(gòu)成磷化膜。但是，上式生成日勺氫氣吸附在金屬表面，導(dǎo)致所謂日勺陰極極化，使磷化反映懂得進(jìn)程受到阻 礙。因