第3章-鋼鐵的磷化課件

第三章鋼鐵的磷化2014第三章鋼鐵的磷化2014

磷化：將金屬零件浸入含有磷酸鹽的溶液中進(jìn)行化學(xué)處理，在零件表面生成一層難溶于水的磷酸鹽保護(hù)膜的方法。磷化：將金屬零件浸入含有磷酸鹽的溶液中進(jìn)行化學(xué)處理，在零磷化液：生產(chǎn)中大多采用在含有Zn、Mn、Fe的磷酸鹽的溶液中進(jìn)行處理適用范圍：黑色金屬（包括鑄鐵、碳鋼、合金鋼等）有色金屬（包括鋅、鋁、鎂、銅、錫及其合金等）磷化液：磷化膜的主要成分磷酸鹽和磷酸氫鹽磷化膜的顏色隨著基體材料及磷化工藝的不同由淺灰到黑灰色有光澤、光滑、彩色膜——磷酸鐵結(jié)晶細(xì)致、色淺灰發(fā)白——磷酸鋅鈣結(jié)晶由細(xì)至粗，色淺灰至深灰——磷酸鋅膜粗而深灰，且發(fā)黑——磷酸錳磷化膜的主要成分有光澤、光滑、彩色膜——磷酸鐵在金屬的冷變形加工中能較好地改善摩擦表面的潤滑性能，減少加工裂紋和表面拉傷，延長工具和模具的使用壽命在金屬的冷變形加工中能較好地改善摩擦表面的潤滑性能，減少加工大氣條件下穩(wěn)定，本身耐蝕性不高，但經(jīng)封閉填充、浸油或涂漆處理后耐蝕性提高大氣條件下穩(wěn)定，本身耐蝕性不高，但經(jīng)封閉填充、浸油或涂漆處理具有微孔，占膜體積的1.5％左右，因毛細(xì)吸附現(xiàn)象和化學(xué)吸附作用決定了磷化膜對油類、漆類有良好的吸附性能具有微孔，占膜體積的1.5％左右，因毛細(xì)吸附現(xiàn)象和化學(xué)吸附作對熔融金屬（錫、鋁、鋅）的附著力差，可用來防止零件粘附低熔點(diǎn)的熔融金屬應(yīng)用：鋼鐵零件滲氮時(shí)，采用鍍錫保護(hù)不需要滲氮的部分，為防止錫在高溫時(shí)流入滲氮面，在準(zhǔn)備滲氮的表面可進(jìn)行磷化處理38CrMoAl(調(diào)質(zhì)后氣體滲氮)氮化層形貌圖含氮馬氏體和顆粒狀氮化物，黑色為晶界區(qū)域?qū)θ廴诮饘伲ㄥa、鋁、鋅）的附著力差，可用來防止零件粘附低熔點(diǎn)鋅系浸漬磷化鋅系浸漬磷化具有較高的電絕緣性能，厚度10μm的磷酸鹽膜的電阻約為5×107?經(jīng)浸油或涂漆后絕緣性能將會更高應(yīng)用：制造電動(dòng)機(jī)和變壓器鐵芯的各個(gè)鐵片上，覆蓋一層合適的磷化膜，能遏制渦流電流的擴(kuò)展，將功率損失減至最小程度具有較高的電絕緣性能，厚度10μm的磷酸鹽膜的電阻約為5×1機(jī)械強(qiáng)度不高，有一定的脆性磷化過程伴隨析氫，被處理的是受力件或?qū)浯嗝舾械牟牧?，磷化時(shí)要考慮氫脆機(jī)械強(qiáng)度不高，有一定的脆性耐蝕防護(hù)用磷化膜防護(hù)用磷化膜。常用于鋼鐵件耐蝕防護(hù)處理，磷化膜類型可選用鋅系或錳系，磷化后需涂防銹油、脂、臘等油漆底層用磷化膜。用于增強(qiáng)漆膜與鋼鐵工件的附著力及防護(hù)性，提高涂層質(zhì)量，可選用鋅系或鋅鈣系磷化耐蝕防護(hù)用磷化膜耐蝕性好耐蝕性中耐蝕性差《25Cr2Ni4WA合金鋼高溫錳系磷化工藝》材料保護(hù)，2010耐蝕性好耐蝕性中耐蝕性差《25Cr2Ni4WA合金鋼高溫錳系冷加工潤滑用磷化膜。采用鋅系磷化膜，單位面積上膜層重量依使用場合而定鋼絲、焊接鋼管的拉拔，磷化膜的質(zhì)量為1～10g/m2精密鋼管拉拔，磷化膜的質(zhì)量為4～10g/m2鋼鐵工件冷擠壓成型，磷化膜的質(zhì)量為＞10g/m2深沖成型，磷化膜質(zhì)量為1～10g/m2冷加工潤滑用磷化膜。采用鋅系磷化膜，單位面積上膜層重量依使用減磨用磷化膜。起潤滑作用，降低摩擦系數(shù)。選用錳系、鋅系磷化膜電絕緣用磷化膜。電機(jī)及變壓器用的硅鋼片經(jīng)磷化處理可提高電絕緣性能，選用鋅系磷化膜減磨用磷化膜。起潤滑作用，降低摩擦系數(shù)。選用錳系、鋅系磷化膜鋅系磷化鋅鈣系磷化鋅錳系磷化錳系磷化鐵系磷化按磷化膜種類鋅系磷化按磷化膜種類類型磷化液主要成分磷化膜主要組成膜層外觀膜厚(g/m2)鋅系Zn(H2PO4)2[Zn2(PO4)2?4H2O][Zn2Fe(PO4)2?4H2O]淺灰→深灰結(jié)晶狀1~60錳系Mn(H2PO4)2Fe(H2PO4)2[Mn2Fe(PO4)2?4H2O]灰→深灰結(jié)晶狀1~60鐵系Fe(H2PO4)2[Fe3(PO4)2?8H2O]深灰結(jié)晶狀5~10鋅鈣系Zn(H2PO4)2Ca(H2PO4)2[Zn2Ca(PO4)2?2H2O][Zn2Fe(PO4)2?4H2O]淺灰→深灰結(jié)晶狀1~15鋅錳系Zn(H2PO4)2Mn(H2PO4)2

[ZnFeMn(PO4)2?4H2O]灰→深灰結(jié)晶狀1~60堿金屬輕鐵系NaH2PO4NH4H2PO4Fe2O3[Fe3(PO4)2?8H2O]暗灰彩紅色無定型0.5~1.0類型磷化液主要成分磷化膜主要組成膜層外觀膜厚(g/m2)鋅系按磷化膜厚度類型膜厚(g/m2)膜的主要組成用途薄膜型≤1.0磷酸鐵、磷酸鈣或其他金屬的磷酸鹽較大形變鋼鐵工件的涂裝底層或耐蝕性要求較低的涂裝底層中等膜型1.1~10.0磷酸鋅和（或）其他金屬的磷酸鹽基本不發(fā)生形變的鋼鐵工件的涂裝底層厚膜型＞10.0磷酸鋅、磷酸錳和（或）其他金屬的磷酸鹽防銹用，不宜用作涂裝底層按磷化膜厚度類型膜厚(g/m2)膜的主要組成用途薄膜型≤1.鋅系《鋼板常溫鋅系磷化》電鍍與環(huán)保，2010鋅系《鋼板常溫鋅系磷化》電鍍與環(huán)保，2010高溫磷化（80~98℃）中溫磷化（60~75℃）低溫磷化（35~55℃）常溫磷化（不加溫）按磷化溫度高溫磷化（80~98℃）按磷化溫度硝酸鹽型氯酸鹽型亞硝酸鹽型有機(jī)氮化合物型：硝基胍鉬酸鹽型按促進(jìn)劑類型按促進(jìn)劑類型浸漬磷化噴淋磷化刷涂磷化浸噴組合磷化按磷化方式浸漬磷化按磷化方式水洗型磷化不水洗型磷化Q235鋼鐵試片的免水洗彩色鋅系磷化膜由Fe3+和Zn2+的磷酸鹽及少量的鉬酸鹽等組成，比傳統(tǒng)工藝(磷化后水洗)形成的磷化膜質(zhì)量更好?！朵撹F表面免水洗鋅系磷化膜的常溫制備與性能表征》中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2008年第5期按磷化后處理方式水洗型磷化Q235鋼鐵試片的免水洗彩色鋅系磷化膜由Fe3+和多渣型磷化液低渣型磷化液按磷化液沉渣量按磷化液沉渣量內(nèi)含促進(jìn)劑型磷化液促進(jìn)劑單獨(dú)補(bǔ)加型磷化液按促進(jìn)劑加入方式按促進(jìn)劑加入方式轉(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PO43-的結(jié)合成膜的磷化（如鐵系膜）偽轉(zhuǎn)化型磷化：膜中主要陽離子（鋅、錳、鉻）由溶液提供的磷化按成膜機(jī)制轉(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基本組成：堿金屬或重金屬磷酸二氫鹽Me(H2PO4)2（Me為Zn2+、Mn2+、Fe2+、Ca2+等）氧化性促進(jìn)劑游離磷酸基本組成：微陽極區(qū)反應(yīng)：Fe－2e－→Fe2+

Fe+2ZnPO4－

→FeZn2(PO4)2↓+2e－

（Zn(H2PO4)2?ZnPO4—＋2H+）

微陰極區(qū)反應(yīng)：2H++2e→H2↑微陽極區(qū)反應(yīng)：磷化膜成膜的電位-時(shí)間曲線示意圖EdwardL.Ghali,R.J.A.Potvin.Themechanismofphosphatingofsteel.CrrosionScience,1972,12(7):583-594EdwardGhaliLavalUniversityCanada磷化膜成膜的電位-時(shí)間曲線示意圖EdwardL.GhalA段：開始的瞬間，電勢快速負(fù)移，對應(yīng)基體金屬的溶解

Me+2H3PO4→Me(H2PO4)2+H2↑A段：開始的瞬間，電勢快速負(fù)移，對B段：電勢變正，形成磷化膜非晶底層

3Me(H2PO4)2→Me3(PO4)2↓+4H3PO4MetalgrainsAmorphousprecipitationB段：電勢變正，形成磷化膜非晶底層Metalgrainsa'段：基體金屬還在繼續(xù)溶解

Fe+2H3PO4→Fe(H2PO4)2+H2↑a'段：基體金屬還在繼續(xù)溶解IronphosphateC段：電勢緩慢變正，對應(yīng)磷化膜的形成過程

Me(H2PO4)2?MeHPO4↓

+H3PO4

3MeHPO4→Me3(PO4)2↓+H3PO4

2Zn2++Fe2++2PO43-

+4H2O→Zn2Fe(PO4)2?4H2O

↓

3Zn2++2PO43-

+4H2O→Zn3(PO4)2?4H2O

↓IronphosphateC段：電勢緩慢變正，對應(yīng)磷化膜的(Zn,Fe)3(PO4)2?4H2OZn3(PO4)2?4H2OD段：對應(yīng)磷化膜重結(jié)晶，結(jié)構(gòu)重組(Zn,Fe)3(PO4)2?4H2OZn3(PO4)2?4【思考】如何利用磷化機(jī)理指導(dǎo)磷化配方與磷化工藝的設(shè)計(jì)(1)如何提高磷化反應(yīng)速度？(2)如何控制磷化沉渣？【思考】如何利用磷化機(jī)理指導(dǎo)磷化配方與磷化工藝的設(shè)計(jì)提高磷化反應(yīng)速度適當(dāng)?shù)难趸源龠M(jìn)劑較低的H+濃度較多的成核活性點(diǎn)提高磷化反應(yīng)速度適當(dāng)?shù)难趸源龠M(jìn)劑控制磷化沉渣避免H+濃度太高避免促進(jìn)劑氧化能力過強(qiáng)控制磷化沉渣避免H+濃度太高磷化膜：基體材料工件的表面狀態(tài)磷化液組成工藝條件種類厚度表面密度結(jié)構(gòu)顏色條件：→磷化膜：基體材料種類條件：→分類磷化液主要成分磷化膜主要組成膜層外觀膜層形貌鋅系Zn(H2PO4)2Zn3(PO4)2·4H2OZn2Fe(PO4)2·4H2O淺灰至深灰色樹枝狀，針狀孔隙較多鋅鈣系Zn(H2PO4)2Ca(H2PO4)2Zn2Ca(PO4)2·2H2OZn2Fe(PO4)2·4H2OZn3(PO4)2·4H2O淺灰至深灰色緊密顆粒狀，孔隙較少錳系Mn(H2PO4)2Fe(H2PO4)2Mn2Fe(PO4)2·4H2O(Mn,Fe)5H2(PO4)4·4H2O灰色至深灰色晶粒呈密集顆粒狀錳鋅系Mn(H2PO4)2Zn(H2PO4)2Zn2FeMn(PO4)2·4H2OZn3(PO4)2·4H2O(Mn,Fe)5H2(PO4)4·4H2O灰色至深灰色顆粒-針狀-塊狀混合晶型，孔隙較少鐵系Fe(H2PO4)2Fe3(PO4)2·8H2OFe5H2(PO4)4·4H2O深灰色晶粒呈密集顆粒狀分類磷化液主要成分磷化膜主要組成膜層外觀膜層形貌鋅系Zn(H第3章-鋼鐵的磷化課件P—Zn2Fe(PO4)2·4H2O

（磷葉石，Phosphophyllite，[fsfu'filait]）H—Zn3(PO4)2·4H2O

（磷鋅礦，Hopeite，[h?u'pait]

）P比越高的磷化膜，其耐酸堿、防腐蝕性能越好P+H——磷化膜總量H——Zn3(PO4)2·4H2OP——除Zn3(PO4)2·4H2O以外的物質(zhì)P—Zn2Fe(PO4)2·4H2OP比越高的磷化膜，其耐酸磷化膜由一系列大小不同的晶體所組成在晶體的連結(jié)點(diǎn)上形成具有細(xì)小裂縫的多孔結(jié)構(gòu)多孔的晶體結(jié)構(gòu)使鋼鐵件表面的耐蝕性、吸附性、減摩性等得以改善(a)鋅系鉬酸鹽復(fù)合磷化膜(b)鋅系釩酸鹽復(fù)合磷化膜磷化膜由一系列大小不同的晶體所組成(a)鋅系鉬酸鹽復(fù)合磷化膜磷化膜的厚度一般在1～50mm磷化膜的厚度一般在1～50mm具有良好的高溫耐蝕性，在200～300℃仍具有一定的耐蝕性溫度過高（達(dá)450℃），膜層防蝕能力顯著下降大氣及礦物油、動(dòng)植物油、苯、甲苯等有機(jī)氣氛中均具有很好的抗蝕能力在酸、堿、雨水及水蒸氣中耐蝕性能差具有良好的高溫耐蝕性，在200～300℃仍具有一定的耐蝕性磷化處理后，其基體金屬的硬度、磁性等均保持不變對高強(qiáng)度鋼，在磷化處理后必須進(jìn)行除氫處理（溫度130～200℃，時(shí)間1～4h）氫脆是溶于鋼中的氫，聚合為氫分子，造成應(yīng)力集中，超過鋼的強(qiáng)度極限，在鋼內(nèi)部形成細(xì)小的裂紋，又稱白點(diǎn)。氫脆只可防，不可治。氫脆一經(jīng)產(chǎn)生，就消除不了。在材料的冶煉過程和零件的制造與裝配過程(如電鍍、焊接)中進(jìn)入鋼材內(nèi)部的微量氫(10-6量級)在內(nèi)部殘余的或外加的應(yīng)力作用下導(dǎo)致材料脆化甚至開裂。在尚未出現(xiàn)開裂的情況下可以通過脫氫處理(例如加熱到200℃以上數(shù)小時(shí)，可使內(nèi)氫減少)恢復(fù)鋼材的性能。磷化處理后，其基體金屬的硬度、磁性等均保持不變氫脆是溶于鋼第3章-鋼鐵的磷化課件磷酸二氫鋅。由氧化鋅和磷酸反應(yīng)制得堿金屬或重金屬的磷酸二氫鹽磷酸促進(jìn)劑其他成分磷酸二氫鋅。由氧化鋅和磷酸反應(yīng)制得常見促進(jìn)劑促進(jìn)劑優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)亞硝酸鹽除去磷化液中的鐵和氫，作用大在磷化液中不穩(wěn)定，必須經(jīng)常添加氯酸鹽在磷化液中穩(wěn)定，除去鐵和氫，作用大反應(yīng)產(chǎn)物氯離子有毒硝酸鹽產(chǎn)物無害，在磷化液中穩(wěn)定，除去磷化液中的氫作用低，不除鐵過氧化氫產(chǎn)物無害，除去磷化液中鐵和氫，作用大在磷化液中不穩(wěn)定，必須經(jīng)常添加，磷化調(diào)節(jié)嚴(yán)格常見促進(jìn)劑促進(jìn)劑優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)亞硝酸鹽除去磷化液中的鐵和氫，作用大陽離子改性劑降渣劑。包括：配位劑、防垢劑、緩蝕劑、添加劑陽離子改性劑【思考】磷化工藝的各種因素可能對磷化過程和磷化膜產(chǎn)生什么影響？因素作用用量或程度影響總酸度過高過低游離酸度過高過低溫度過高過低失控Zn2+過高過低Fe2+氧化劑【思考】磷化工藝的各種因素可能對磷化過程和磷化膜產(chǎn)生什么影響因素作用用量或程度影響總酸度化合酸和游離酸濃度的總和。提高總酸度能加速磷化反應(yīng)，膜層薄而致密過高膜層太薄過低磷化速度慢，膜層厚而粗糙游離酸度指磷化液中游離態(tài)氫離子濃度過高磷化反應(yīng)時(shí)間延長，磷化膜結(jié)晶粗大多孔，耐蝕性降低，亞鐵離子含量容易升高，溶液中沉淀物容易增加過低磷化膜薄，甚至沒有磷化膜因素作用用量或程度影響總酸度化合酸和游離酸濃度的總和。提高總測定：取磷化液10ml，用0.1mol/LNaOH溶液滴定。若以酚酞為指示劑，則變色時(shí)消耗的氫氧化鈉的毫升數(shù)為“總酸度”值，記為“點(diǎn)”若以甲基橙為指示劑，則變色時(shí)消耗的氫氧化鈉的毫升數(shù)為“游離酸度”值，記為“點(diǎn)”測定：游離酸度過高時(shí)，可用氧化鋅、碳酸鋅、碳酸錳或氫氧化鋅中和。加入上述藥品后，如果游離酸度沒有明顯降低，表明溶液中磷酸二氫鋅含量較高，這時(shí)應(yīng)該稀釋溶液，使酸度降低游離酸度過低，應(yīng)該補(bǔ)充磷酸二氫鋅游離酸度過高時(shí)，可用氧化鋅、碳酸鋅、碳酸錳或氫氧化鋅中和。加酸比=游離酸度/總酸度磷化溫度/℃6050403020酸比1:71:101:151:201:30

在一定溫度下，磷化液的酸比是相對固定的：酸比=游離酸度/總酸度磷化溫度/℃6050403020酸比1溫度提高溫度可加快磷化速度，提高磷化膜的附著力、硬度、耐蝕性和耐熱性過高Fe2+易被氧化成為Fe3+而沉淀出來，使溶液不穩(wěn)定，工件表面磷化膜質(zhì)量降低并易附有灰塵和微粒過低磷化速度慢，成膜不充分，結(jié)晶顆粒大，耐蝕性降低失控磷化液酸比變化溫度提高溫度可加快磷化速度，提高磷化膜的附著力、硬度、耐蝕性磷化溫度/℃6050403020酸比（游離酸度/總酸度）1:71:101:151:201:30

在一定溫度下，磷化液的酸比是相對固定的：低溫磷化工作液（30℃），溫度失控升高至50℃，為維持50℃的酸比1:10，溶液中磷酸二氫根將水解出游離酸，同時(shí)生成不溶于水的磷酸鋅沉淀溫度再下降到30℃時(shí)，由于水解反應(yīng)生成的沉淀不可逆，酸比仍然為1:10，相對于30℃所要求的1:20而言，游離酸濃度過高，鐵與磷化液中的酸不斷反應(yīng)，使磷化膜不能生成必須加堿中和掉多余的游離酸，并同時(shí)補(bǔ)加磷化原液維持工藝要求的總酸度，造成原料浪費(fèi)磷化溫度/℃6050403020酸比（游離酸度/總酸度）1:Zn2+可以加快磷化速度，使磷化膜致密，結(jié)晶閃爍有光，含鋅鹽的磷化液工作范圍較寬，對中溫和常溫磷化尤為重要過高磷化膜的結(jié)晶粗大，排列紊亂，磷化膜發(fā)脆。過低磷化膜疏松發(fā)暗Zn2+可以加快磷化速度，使磷化膜致密，結(jié)晶閃爍有光，含鋅鹽Mn2+僅含錳鹽的磷化溶液，在中溫和常溫下不能生成磷化膜結(jié)晶。Mn2+離子可以提高磷化膜的硬度、附著力和耐蝕性能，并使磷化膜的顏色加深，結(jié)晶均勻。過高中溫和常溫磷化溶液中錳離子含量過高時(shí)，磷化膜不易生成過低中溫磷化溶液一般保持Zn2+：Mn2+＝1.5～2﹕1。Mn2+僅含錳鹽的磷化溶液，在中溫和常溫下不能生成磷化膜結(jié)晶Fe2+在常溫和中溫磷化溶液中，保持一定數(shù)量的亞鐵離子，能提高磷化膜的厚度、機(jī)械強(qiáng)度和防護(hù)性能，工作范圍也比較寬。一般中、常溫磷化溶液中的Fe2+控制在0.5～2.5g/L之間Fe2+離子含量過高時(shí)，會使磷化膜結(jié)晶粗大，表面有白色浮灰，耐蝕性和耐熱性降低。Fe2+在常溫和中溫磷化溶液中，保持一定數(shù)量的亞鐵離子，能提NO3-可加快磷化速度，降低磷化槽液工作溫度。在適當(dāng)條件下可促使Fe2+離子穩(wěn)定。是常溫、中溫磷化溶液的重要組成部分含量過高時(shí)，會使磷化膜層粗而薄，易出現(xiàn)黃點(diǎn)或白點(diǎn)。NO2-能提高常溫磷化速度，促使磷化膜結(jié)晶細(xì)致，減少孔隙，提高抗蝕性。含量過高時(shí)，膜層易出現(xiàn)白點(diǎn)。NO3-可加快磷化速度，降低磷化槽液工作溫度。在適當(dāng)條件下可雜質(zhì)SO42-和Cl-含量均不能超過0.5g/LSO42-和Cl-會使磷化過程延長，磷化膜多孔易生銹雜質(zhì)Cu2+磷化液中含有Cu2+離子時(shí)，磷化零件表面發(fā)紅，耐蝕性降低雜質(zhì)SO42-和Cl-含量均不能超過0.5g/LSO42-和《鋼板常溫鋅系磷化》電鍍與環(huán)保，2010《鋼板常溫鋅系磷化》電鍍與環(huán)保，2010常溫鐵系磷化工藝：磷化液最佳配比為氧化鋅0.5g/L、磷酸(85%)5mL/L、酒石酸0.5g/L、馬日夫鹽0.5g/L、氟鈦酸5.0g/L、氟鋯酸1.5g/L、鉻明礬5.0g/L、硫脲2.0g/L、鉬酸鈉0.75g/L，成膜時(shí)間6min。該磷化液游離酸度為3，總酸度為17?！朵撹F件涂裝前鐵系磷化工藝研究》電鍍與涂飾，2013常溫鐵系磷化工藝：磷化處理工藝的影響——噴射法噴射的沖擊起到了攪拌和表面更新的作用磷化時(shí)間較浸漬法短，約2min磷化液的濃度和溫度也低磷化膜的結(jié)晶較細(xì)不適用于形狀復(fù)雜或有封閉內(nèi)腔的工件，在封閉內(nèi)腔的表面不僅沒磷化，反而易銹蝕磷化膜P比低設(shè)備維護(hù)工作量較大，需經(jīng)常檢查，疏通噴嘴磷化處理工藝的影響——噴射法噴射的沖擊起到了攪拌和表面更新的

優(yōu)缺點(diǎn)與噴射法正好相反處理時(shí)間3~5min處理溫度與濃度較高磷化膜結(jié)晶較粗適用于處理形狀復(fù)雜的工件，磷化均勻，磷化液夾帶量少膜的P比高磷化處理工藝的影響——浸漬法優(yōu)缺點(diǎn)與噴射法正好相反磷化處理工藝的影響——浸漬法冰箱外殼洗衣機(jī)外殼汽車車身噴射法噴射法浸漬噴淋結(jié)合法冰箱外殼噴射法浸漬用鋅系磷化工藝Zn(H2PO4)2?2H2O60~70g/L槽液溫度20~30℃Zn(NO3)2?6H2O60~80g/L處理時(shí)間3~5minNaF3~4.5g/L總酸度70~90點(diǎn)ZnO4~8g/L游離酸度3~4點(diǎn)浸漬用鋅系磷化工藝Zn(H2PO4)2?2H2O60~70g磷酸二氫鈉88g/L氟化鈉5g/L草酸39.7g/L槽液溫度50℃草酸亞鐵17.9g/L處理時(shí)間3~4min重鉻酸鉀10.5g/L浸漬用鐵系磷化工藝磷酸二氫鈉88g/L氟化鈉5g/L草酸39.7g/L槽液溫度噴淋用鋅系磷化液配方Zn(H2PO4)2?2H2O10g/L槽液溫度55~65℃Zn(NO3)2?6H2O7g/L處理時(shí)間2~3minNaNO37g/L總酸度10~12點(diǎn)Zn(NO2)20.3g/L游離酸度1點(diǎn)噴淋用鋅系磷化液配方Zn(H2PO4)2?2H2O10g/L目的：提高磷化膜的抗蝕性能方法：填充處理封閉處理目的：方法：組成（g/L）及工藝123

重鉻酸鉀鉻酐

碳酸鈉溫度（℃）

時(shí)間（min）30～502～480～905～1050～8070～808～121～370～953～5組成（g/L）及工藝123重鉻酸鉀30～5050～80封閉：錠子油油溫105～110℃時(shí)間5～10min封閉：浸入法：將受檢零件浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％NaCl溶液中，在室溫下保持2h，洗凈吹干后無銹蝕為合格浸入法：將受檢零件浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％NaCl溶液中，在室溫下點(diǎn)滴法：受檢零件表面用蠟筆或特種鉛筆畫圈后，點(diǎn)滴以下試液，達(dá)到規(guī)定時(shí)間未出現(xiàn)玫瑰紅斑點(diǎn)為合格硫酸銅（CuSO4·5H2O，0.2mol/L）40ml氯化鈉（NaCl，質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%）20ml鹽酸（HCl，0.1mol/L）0.8ml規(guī)定時(shí)間：一般試件應(yīng)大于3min作為油漆底層的快速磷化膜、常溫磷化膜則應(yīng)大于30s為合格點(diǎn)滴法：受檢零件表面用蠟筆或特種鉛筆畫圈后，點(diǎn)滴以下試液，達(dá)應(yīng)用：在儀表制造業(yè)中，對精密鋼鑄件往往采用黑色磷化黑色磷化既不影響零件的精度，又能減少儀器的漫反射應(yīng)用：在儀表制造業(yè)中，對精密鋼鑄件往往采用黑色磷化黑色磷化膜結(jié)晶細(xì)致，色澤均勻，外觀呈黑灰色厚度為2～4mm磷化膜的耐磨性和耐蝕性比氧化膜有顯著提高性能：黑色磷化膜結(jié)晶細(xì)致，色澤均勻，外觀呈黑灰色性能：預(yù)處理：硫化鈉5～10g/L時(shí)間5～20s預(yù)處理：硫化鈉5～10g/L磷酸二氫錳鐵鹽25～35g/L硝酸鈣30～50g/L硝酸鋅15～25g/L亞硝酸鈉8～12g/L磷酸（d=1.70）1～3ml/L游離酸度1～3“點(diǎn)”總酸度24～26“點(diǎn)”溫度85～95℃時(shí)間30min磷酸二氫錳鐵鹽25～35g/L定義：將除油、除銹、磷化和鈍化四個(gè)工序綜合在一個(gè)槽中進(jìn)行的處理方法定義：將除油、除銹、磷化和鈍化四個(gè)工序綜合在一個(gè)槽中進(jìn)行的特點(diǎn)：簡化工序，減少設(shè)備和作業(yè)面積，縮短工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)獲得的磷化膜均勻、細(xì)致，有一定的耐蝕性和絕緣性特點(diǎn)：簡化工序，減少設(shè)備和作業(yè)面積，縮短工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率適用范圍：本工藝只適用于油、銹不多的零件若油、銹太多時(shí)，應(yīng)事先進(jìn)行除油和除銹，然后再用此工藝適用范圍：本工藝只適用于油、銹不多的零件要求：

磷化液必須含有足夠的Fe2+離子若Fe2+不足，溶液會產(chǎn)生大量的沉淀Fe2+能加快磷化速度，磷化膜結(jié)晶細(xì)致，溶液穩(wěn)定

要求：磷化液必須含有足夠的Fe2+離子磷酸（d＝1.70）50～60g/L氧化鋅12～18g/L硝酸鋅180～210g/L磷酸二氫鉻0.3～0.4g/L酒石酸5g/L烷基磺酸鈉15～20ml/LOP乳化劑10～15ml/L游離酸度10～15“點(diǎn)”總酸度130～150“點(diǎn)”溫度55～65℃磷酸（d＝1.70）50～60g/L硝酸鋅80～110g/L酒石酸5g/L磷酸二氫鉻0.4～0.5g/L烷基磺酸鈉15～20ml/L游離酸度18～25“點(diǎn)”總酸度75～100“點(diǎn)”溫度50～65℃硝酸鋅80～110g/L提出：電化學(xué)磷化可簡化處理液成分，避免氧化劑作促進(jìn)劑時(shí)的弊病（如生產(chǎn)過程產(chǎn)生有毒氣體、溶液穩(wěn)定性差、泥渣量大、成本高）在低溫條件下快速獲得很薄而高性能的磷化膜提出：電化學(xué)磷化可簡化處理液成分，避免氧化劑作促進(jìn)劑時(shí)的弊病分類：陰極極化法恒電流極化法恒電位極化法交流電法分類：陰極極化法特點(diǎn)：磷化膜一般比在相同條件下不通電而生成的磷化膜孔多，膜薄，結(jié)晶細(xì)致適用于作油漆底層

特點(diǎn)：磷化膜一般比在相同條件下不通電而生成的磷化膜孔多，膜薄馬日夫鹽30g/L硝酸鋅140g/L促進(jìn)劑3g/L電流密度7.80~9.00A/dm2平均磷化時(shí)間3.8min注：促進(jìn)劑是一種以NaF為主要成分的復(fù)合促進(jìn)劑磷化膜均勻、結(jié)晶點(diǎn)細(xì)密,膜重6~7g/m2,硫酸銅點(diǎn)滴時(shí)間在100s左右,3%NaCl浸漬時(shí)間在7d以上《電化學(xué)方法在常溫磷化中的應(yīng)用研究》應(yīng)用化工，2009馬日夫鹽30g/L磷化膜均勻、結(jié)常溫32min中溫19min高溫9min電化學(xué)4min常溫32min中溫19min高溫9min電化學(xué)4mi用堿金屬的磷酸鹽如磷酸鈉處理時(shí)，在金屬表面上能得到與鎂對應(yīng)的磷酸鹽和氧化物組成的膜(膜層的成分一般為Mg3(PO4)2)，此種磷化膜為鎂合金基體的磷化轉(zhuǎn)化膜在含有游離磷酸及不同于基體金屬的磷酸二氫鹽的溶液中進(jìn)行處理時(shí)，表面能得到由不同于基體金屬的磷酸鹽所組成的膜，此種磷化膜為磷化假轉(zhuǎn)化膜用堿金屬的磷酸鹽如磷酸鈉處理時(shí)，在金屬表面上能得到與鎂對應(yīng)的第3章-鋼鐵的磷化課件基礎(chǔ)磷化液，成膜時(shí)間55min復(fù)合磷化液，成膜時(shí)間3min基礎(chǔ)磷化液，成膜時(shí)間55min復(fù)合磷化液，成膜時(shí)間3min鎂合金鋅系磷化膜中含有納米金屬鋅微粒，而且鋅鉬系磷化膜也具有導(dǎo)電性鎂合金鋅系磷化膜中含有納米金屬鋅微粒，而且鋅鉬系磷化膜也具有機(jī)械法噴砂噴丸擦拭吸附法表調(diào)劑機(jī)械法克服粗化效應(yīng)提高磷化速度細(xì)化晶粒改善外觀提高涂層性能克服粗化效應(yīng)經(jīng)常不斷地學(xué)習(xí),你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量StudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe寫在最后經(jīng)常不斷地學(xué)習(xí),你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量寫96謝謝你的到來學(xué)習(xí)并沒有結(jié)束，希望大家繼續(xù)努力LearningIsNotOver.IHopeYouWillContinueToWorkHard演講人：XXXXXX時(shí)間：XX年XX月XX日

謝謝你的到來演講人：XXXXXX97第三章鋼鐵的磷化2014第三章鋼鐵的磷化2014

磷化：將金屬零件浸入含有磷酸鹽的溶液中進(jìn)行化學(xué)處理，在零件表面生成一層難溶于水的磷酸鹽保護(hù)膜的方法。磷化：將金屬零件浸入含有磷酸鹽的溶液中進(jìn)行化學(xué)處理，在零磷化液：生產(chǎn)中大多采用在含有Zn、Mn、Fe的磷酸鹽的溶液中進(jìn)行處理適用范圍：黑色金屬（包括鑄鐵、碳鋼、合金鋼等）有色金屬（包括鋅、鋁、鎂、銅、錫及其合金等）磷化液：磷化膜的主要成分磷酸鹽和磷酸氫鹽磷化膜的顏色隨著基體材料及磷化工藝的不同由淺灰到黑灰色有光澤、光滑、彩色膜——磷酸鐵結(jié)晶細(xì)致、色淺灰發(fā)白——磷酸鋅鈣結(jié)晶由細(xì)至粗，色淺灰至深灰——磷酸鋅膜粗而深灰，且發(fā)黑——磷酸錳磷化膜的主要成分有光澤、光滑、彩色膜——磷酸鐵在金屬的冷變形加工中能較好地改善摩擦表面的潤滑性能，減少加工裂紋和表面拉傷，延長工具和模具的使用壽命在金屬的冷變形加工中能較好地改善摩擦表面的潤滑性能，減少加工大氣條件下穩(wěn)定，本身耐蝕性不高，但經(jīng)封閉填充、浸油或涂漆處理后耐蝕性提高大氣條件下穩(wěn)定，本身耐蝕性不高，但經(jīng)封閉填充、浸油或涂漆處理具有微孔，占膜體積的1.5％左右，因毛細(xì)吸附現(xiàn)象和化學(xué)吸附作用決定了磷化膜對油類、漆類有良好的吸附性能具有微孔，占膜體積的1.5％左右，因毛細(xì)吸附現(xiàn)象和化學(xué)吸附作對熔融金屬（錫、鋁、鋅）的附著力差，可用來防止零件粘附低熔點(diǎn)的熔融金屬應(yīng)用：鋼鐵零件滲氮時(shí)，采用鍍錫保護(hù)不需要滲氮的部分，為防止錫在高溫時(shí)流入滲氮面，在準(zhǔn)備滲氮的表面可進(jìn)行磷化處理38CrMoAl(調(diào)質(zhì)后氣體滲氮)氮化層形貌圖含氮馬氏體和顆粒狀氮化物，黑色為晶界區(qū)域?qū)θ廴诮饘伲ㄥa、鋁、鋅）的附著力差，可用來防止零件粘附低熔點(diǎn)鋅系浸漬磷化鋅系浸漬磷化具有較高的電絕緣性能，厚度10μm的磷酸鹽膜的電阻約為5×107?經(jīng)浸油或涂漆后絕緣性能將會更高應(yīng)用：制造電動(dòng)機(jī)和變壓器鐵芯的各個(gè)鐵片上，覆蓋一層合適的磷化膜，能遏制渦流電流的擴(kuò)展，將功率損失減至最小程度具有較高的電絕緣性能，厚度10μm的磷酸鹽膜的電阻約為5×1機(jī)械強(qiáng)度不高，有一定的脆性磷化過程伴隨析氫，被處理的是受力件或?qū)浯嗝舾械牟牧希谆瘯r(shí)要考慮氫脆機(jī)械強(qiáng)度不高，有一定的脆性耐蝕防護(hù)用磷化膜防護(hù)用磷化膜。常用于鋼鐵件耐蝕防護(hù)處理，磷化膜類型可選用鋅系或錳系，磷化后需涂防銹油、脂、臘等油漆底層用磷化膜。用于增強(qiáng)漆膜與鋼鐵工件的附著力及防護(hù)性，提高涂層質(zhì)量，可選用鋅系或鋅鈣系磷化耐蝕防護(hù)用磷化膜耐蝕性好耐蝕性中耐蝕性差《25Cr2Ni4WA合金鋼高溫錳系磷化工藝》材料保護(hù)，2010耐蝕性好耐蝕性中耐蝕性差《25Cr2Ni4WA合金鋼高溫錳系冷加工潤滑用磷化膜。采用鋅系磷化膜，單位面積上膜層重量依使用場合而定鋼絲、焊接鋼管的拉拔，磷化膜的質(zhì)量為1～10g/m2精密鋼管拉拔，磷化膜的質(zhì)量為4～10g/m2鋼鐵工件冷擠壓成型，磷化膜的質(zhì)量為＞10g/m2深沖成型，磷化膜質(zhì)量為1～10g/m2冷加工潤滑用磷化膜。采用鋅系磷化膜，單位面積上膜層重量依使用減磨用磷化膜。起潤滑作用，降低摩擦系數(shù)。選用錳系、鋅系磷化膜電絕緣用磷化膜。電機(jī)及變壓器用的硅鋼片經(jīng)磷化處理可提高電絕緣性能，選用鋅系磷化膜減磨用磷化膜。起潤滑作用，降低摩擦系數(shù)。選用錳系、鋅系磷化膜鋅系磷化鋅鈣系磷化鋅錳系磷化錳系磷化鐵系磷化按磷化膜種類鋅系磷化按磷化膜種類類型磷化液主要成分磷化膜主要組成膜層外觀膜厚(g/m2)鋅系Zn(H2PO4)2[Zn2(PO4)2?4H2O][Zn2Fe(PO4)2?4H2O]淺灰→深灰結(jié)晶狀1~60錳系Mn(H2PO4)2Fe(H2PO4)2[Mn2Fe(PO4)2?4H2O]灰→深灰結(jié)晶狀1~60鐵系Fe(H2PO4)2[Fe3(PO4)2?8H2O]深灰結(jié)晶狀5~10鋅鈣系Zn(H2PO4)2Ca(H2PO4)2[Zn2Ca(PO4)2?2H2O][Zn2Fe(PO4)2?4H2O]淺灰→深灰結(jié)晶狀1~15鋅錳系Zn(H2PO4)2Mn(H2PO4)2

[ZnFeMn(PO4)2?4H2O]灰→深灰結(jié)晶狀1~60堿金屬輕鐵系NaH2PO4NH4H2PO4Fe2O3[Fe3(PO4)2?8H2O]暗灰彩紅色無定型0.5~1.0類型磷化液主要成分磷化膜主要組成膜層外觀膜厚(g/m2)鋅系按磷化膜厚度類型膜厚(g/m2)膜的主要組成用途薄膜型≤1.0磷酸鐵、磷酸鈣或其他金屬的磷酸鹽較大形變鋼鐵工件的涂裝底層或耐蝕性要求較低的涂裝底層中等膜型1.1~10.0磷酸鋅和（或）其他金屬的磷酸鹽基本不發(fā)生形變的鋼鐵工件的涂裝底層厚膜型＞10.0磷酸鋅、磷酸錳和（或）其他金屬的磷酸鹽防銹用，不宜用作涂裝底層按磷化膜厚度類型膜厚(g/m2)膜的主要組成用途薄膜型≤1.鋅系《鋼板常溫鋅系磷化》電鍍與環(huán)保，2010鋅系《鋼板常溫鋅系磷化》電鍍與環(huán)保，2010高溫磷化（80~98℃）中溫磷化（60~75℃）低溫磷化（35~55℃）常溫磷化（不加溫）按磷化溫度高溫磷化（80~98℃）按磷化溫度硝酸鹽型氯酸鹽型亞硝酸鹽型有機(jī)氮化合物型：硝基胍鉬酸鹽型按促進(jìn)劑類型按促進(jìn)劑類型浸漬磷化噴淋磷化刷涂磷化浸噴組合磷化按磷化方式浸漬磷化按磷化方式水洗型磷化不水洗型磷化Q235鋼鐵試片的免水洗彩色鋅系磷化膜由Fe3+和Zn2+的磷酸鹽及少量的鉬酸鹽等組成，比傳統(tǒng)工藝(磷化后水洗)形成的磷化膜質(zhì)量更好。《鋼鐵表面免水洗鋅系磷化膜的常溫制備與性能表征》中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2008年第5期按磷化后處理方式水洗型磷化Q235鋼鐵試片的免水洗彩色鋅系磷化膜由Fe3+和多渣型磷化液低渣型磷化液按磷化液沉渣量按磷化液沉渣量內(nèi)含促進(jìn)劑型磷化液促進(jìn)劑單獨(dú)補(bǔ)加型磷化液按促進(jìn)劑加入方式按促進(jìn)劑加入方式轉(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PO43-的結(jié)合成膜的磷化（如鐵系膜）偽轉(zhuǎn)化型磷化：膜中主要陽離子（鋅、錳、鉻）由溶液提供的磷化按成膜機(jī)制轉(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基本組成：堿金屬或重金屬磷酸二氫鹽Me(H2PO4)2（Me為Zn2+、Mn2+、Fe2+、Ca2+等）氧化性促進(jìn)劑游離磷酸基本組成：微陽極區(qū)反應(yīng)：Fe－2e－→Fe2+

Fe+2ZnPO4－

→FeZn2(PO4)2↓+2e－

（Zn(H2PO4)2?ZnPO4—＋2H+）

微陰極區(qū)反應(yīng)：2H++2e→H2↑微陽極區(qū)反應(yīng)：磷化膜成膜的電位-時(shí)間曲線示意圖EdwardL.Ghali,R.J.A.Potvin.Themechanismofphosphatingofsteel.CrrosionScience,1972,12(7):583-594EdwardGhaliLavalUniversityCanada磷化膜成膜的電位-時(shí)間曲線示意圖EdwardL.GhalA段：開始的瞬間，電勢快速負(fù)移，對應(yīng)基體金屬的溶解

Me+2H3PO4→Me(H2PO4)2+H2↑A段：開始的瞬間，電勢快速負(fù)移，對B段：電勢變正，形成磷化膜非晶底層

3Me(H2PO4)2→Me3(PO4)2↓+4H3PO4MetalgrainsAmorphousprecipitationB段：電勢變正，形成磷化膜非晶底層Metalgrainsa'段：基體金屬還在繼續(xù)溶解

Fe+2H3PO4→Fe(H2PO4)2+H2↑a'段：基體金屬還在繼續(xù)溶解IronphosphateC段：電勢緩慢變正，對應(yīng)磷化膜的形成過程

Me(H2PO4)2?MeHPO4↓

+H3PO4

3MeHPO4→Me3(PO4)2↓+H3PO4

2Zn2++Fe2++2PO43-

+4H2O→Zn2Fe(PO4)2?4H2O

↓

3Zn2++2PO43-

+4H2O→Zn3(PO4)2?4H2O

↓IronphosphateC段：電勢緩慢變正，對應(yīng)磷化膜的(Zn,Fe)3(PO4)2?4H2OZn3(PO4)2?4H2OD段：對應(yīng)磷化膜重結(jié)晶，結(jié)構(gòu)重組(Zn,Fe)3(PO4)2?4H2OZn3(PO4)2?4【思考】如何利用磷化機(jī)理指導(dǎo)磷化配方與磷化工藝的設(shè)計(jì)(1)如何提高磷化反應(yīng)速度？(2)如何控制磷化沉渣？【思考】如何利用磷化機(jī)理指導(dǎo)磷化配方與磷化工藝的設(shè)計(jì)提高磷化反應(yīng)速度適當(dāng)?shù)难趸源龠M(jìn)劑較低的H+濃度較多的成核活性點(diǎn)提高磷化反應(yīng)速度適當(dāng)?shù)难趸源龠M(jìn)劑控制磷化沉渣避免H+濃度太高避免促進(jìn)劑氧化能力過強(qiáng)控制磷化沉渣避免H+濃度太高磷化膜：基體材料工件的表面狀態(tài)磷化液組成工藝條件種類厚度表面密度結(jié)構(gòu)顏色條件：→磷化膜：基體材料種類條件：→分類磷化液主要成分磷化膜主要組成膜層外觀膜層形貌鋅系Zn(H2PO4)2Zn3(PO4)2·4H2OZn2Fe(PO4)2·4H2O淺灰至深灰色樹枝狀，針狀孔隙較多鋅鈣系Zn(H2PO4)2Ca(H2PO4)2Zn2Ca(PO4)2·2H2OZn2Fe(PO4)2·4H2OZn3(PO4)2·4H2O淺灰至深灰色緊密顆粒狀，孔隙較少錳系Mn(H2PO4)2Fe(H2PO4)2Mn2Fe(PO4)2·4H2O(Mn,Fe)5H2(PO4)4·4H2O灰色至深灰色晶粒呈密集顆粒狀錳鋅系Mn(H2PO4)2Zn(H2PO4)2Zn2FeMn(PO4)2·4H2OZn3(PO4)2·4H2O(Mn,Fe)5H2(PO4)4·4H2O灰色至深灰色顆粒-針狀-塊狀混合晶型，孔隙較少鐵系Fe(H2PO4)2Fe3(PO4)2·8H2OFe5H2(PO4)4·4H2O深灰色晶粒呈密集顆粒狀分類磷化液主要成分磷化膜主要組成膜層外觀膜層形貌鋅系Zn(H第3章-鋼鐵的磷化課件P—Zn2Fe(PO4)2·4H2O

（磷葉石，Phosphophyllite，[fsfu'filait]）H—Zn3(PO4)2·4H2O

（磷鋅礦，Hopeite，[h?u'pait]

）P比越高的磷化膜，其耐酸堿、防腐蝕性能越好P+H——磷化膜總量H——Zn3(PO4)2·4H2OP——除Zn3(PO4)2·4H2O以外的物質(zhì)P—Zn2Fe(PO4)2·4H2OP比越高的磷化膜，其耐酸磷化膜由一系列大小不同的晶體所組成在晶體的連結(jié)點(diǎn)上形成具有細(xì)小裂縫的多孔結(jié)構(gòu)多孔的晶體結(jié)構(gòu)使鋼鐵件表面的耐蝕性、吸附性、減摩性等得以改善(a)鋅系鉬酸鹽復(fù)合磷化膜(b)鋅系釩酸鹽復(fù)合磷化膜磷化膜由一系列大小不同的晶體所組成(a)鋅系鉬酸鹽復(fù)合磷化膜磷化膜的厚度一般在1～50mm磷化膜的厚度一般在1～50mm具有良好的高溫耐蝕性，在200～300℃仍具有一定的耐蝕性溫度過高（達(dá)450℃），膜層防蝕能力顯著下降大氣及礦物油、動(dòng)植物油、苯、甲苯等有機(jī)氣氛中均具有很好的抗蝕能力在酸、堿、雨水及水蒸氣中耐蝕性能差具有良好的高溫耐蝕性，在200～300℃仍具有一定的耐蝕性磷化處理后，其基體金屬的硬度、磁性等均保持不變對高強(qiáng)度鋼，在磷化處理后必須進(jìn)行除氫處理（溫度130～200℃，時(shí)間1～4h）氫脆是溶于鋼中的氫，聚合為氫分子，造成應(yīng)力集中，超過鋼的強(qiáng)度極限，在鋼內(nèi)部形成細(xì)小的裂紋，又稱白點(diǎn)。氫脆只可防，不可治。氫脆一經(jīng)產(chǎn)生，就消除不了。在材料的冶煉過程和零件的制造與裝配過程(如電鍍、焊接)中進(jìn)入鋼材內(nèi)部的微量氫(10-6量級)在內(nèi)部殘余的或外加的應(yīng)力作用下導(dǎo)致材料脆化甚至開裂。在尚未出現(xiàn)開裂的情況下可以通過脫氫處理(例如加熱到200℃以上數(shù)小時(shí)，可使內(nèi)氫減少)恢復(fù)鋼材的性能。磷化處理后，其基體金屬的硬度、磁性等均保持不變氫脆是溶于鋼第3章-鋼鐵的磷化課件磷酸二氫鋅。由氧化鋅和磷酸反應(yīng)制得堿金屬或重金屬的磷酸二氫鹽磷酸促進(jìn)劑其他成分磷酸二氫鋅。由氧化鋅和磷酸反應(yīng)制得常見促進(jìn)劑促進(jìn)劑優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)亞硝酸鹽除去磷化液中的鐵和氫，作用大在磷化液中不穩(wěn)定，必須經(jīng)常添加氯酸鹽在磷化液中穩(wěn)定，除去鐵和氫，作用大反應(yīng)產(chǎn)物氯離子有毒硝酸鹽產(chǎn)物無害，在磷化液中穩(wěn)定，除去磷化液中的氫作用低，不除鐵過氧化氫產(chǎn)物無害，除去磷化液中鐵和氫，作用大在磷化液中不穩(wěn)定，必須經(jīng)常添加，磷化調(diào)節(jié)嚴(yán)格常見促進(jìn)劑促進(jìn)劑優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)亞硝酸鹽除去磷化液中的鐵和氫，作用大陽離子改性劑降渣劑。包括：配位劑、防垢劑、緩蝕劑、添加劑陽離子改性劑【思考】磷化工藝的各種因素可能對磷化過程和磷化膜產(chǎn)生什么影響？因素作用用量或程度影響總酸度過高過低游離酸度過高過低溫度過高過低失控Zn2+過高過低Fe2+氧化劑【思考】磷化工藝的各種因素可能對磷化過程和磷化膜產(chǎn)生什么影響因素作用用量或程度影響總酸度化合酸和游離酸濃度的總和。提高總酸度能加速磷化反應(yīng)，膜層薄而致密過高膜層太薄過低磷化速度慢，膜層厚而粗糙游離酸度指磷化液中游離態(tài)氫離子濃度過高磷化反應(yīng)時(shí)間延長，磷化膜結(jié)晶粗大多孔，耐蝕性降低，亞鐵離子含量容易升高，溶液中沉淀物容易增加過低磷化膜薄，甚至沒有磷化膜因素作用用量或程度影響總酸度化合酸和游離酸濃度的總和。提高總測定：取磷化液10ml，用0.1mol/LNaOH溶液滴定。若以酚酞為指示劑，則變色時(shí)消耗的氫氧化鈉的毫升數(shù)為“總酸度”值，記為“點(diǎn)”若以甲基橙為指示劑，則變色時(shí)消耗的氫氧化鈉的毫升數(shù)為“游離酸度”值，記為“點(diǎn)”測定：游離酸度過高時(shí)，可用氧化鋅、碳酸鋅、碳酸錳或氫氧化鋅中和。加入上述藥品后，如果游離酸度沒有明顯降低，表明溶液中磷酸二氫鋅含量較高，這時(shí)應(yīng)該稀釋溶液，使酸度降低游離酸度過低，應(yīng)該補(bǔ)充磷酸二氫鋅游離酸度過高時(shí)，可用氧化鋅、碳酸鋅、碳酸錳或氫氧化鋅中和。加酸比=游離酸度/總酸度磷化溫度/℃6050403020酸比1:71:101:151:201:30

在一定溫度下，磷化液的酸比是相對固定的：酸比=游離酸度/總酸度磷化溫度/℃6050403020酸比1溫度提高溫度可加快磷化速度，提高磷化膜的附著力、硬度、耐蝕性和耐熱性過高Fe2+易被氧化成為Fe3+而沉淀出來，使溶液不穩(wěn)定，工件表面磷化膜質(zhì)量降低并易附有灰塵和微粒過低磷化速度慢，成膜不充分，結(jié)晶顆粒大，耐蝕性降低失控磷化液酸比變化溫度提高溫度可加快磷化速度，提高磷化膜的附著力、硬度、耐蝕性磷化溫度/℃6050403020酸比（游離酸度/總酸度）1:71:101:151:201:30

在一定溫度下，磷化液的酸比是相對固定的：低溫磷化工作液（30℃），溫度失控升高至50℃，為維持50℃的酸比1:10，溶液中磷酸二氫根將水解出游離酸，同時(shí)生成不溶于水的磷酸鋅沉淀溫度再下降到30℃時(shí)，由于水解反應(yīng)生成的沉淀不可逆，酸比仍然為1:10，相對于30℃所要求的1:20而言，游離酸濃度過高，鐵與磷化液中的酸不斷反應(yīng)，使磷化膜不能生成必須加堿中和掉多余的游離酸，并同時(shí)補(bǔ)加磷化原液維持工藝要求的總酸度，造成原料浪費(fèi)磷化溫度/℃6050403020酸比（游離酸度/總酸度）1:Zn2+可以加快磷化速度，使磷化膜致密，結(jié)晶閃爍有光，含鋅鹽的磷化液工作范圍較寬，對中溫和常溫磷化尤為重要過高磷化膜的結(jié)晶粗大，排列紊亂，磷化膜發(fā)脆。過低磷化膜疏松發(fā)暗Zn2+可以加快磷化速度，使磷化膜致密，結(jié)晶閃爍有光，含鋅鹽Mn2+僅含錳鹽的磷化溶液，在中溫和常溫下不能生成磷化膜結(jié)晶。Mn2+離子可以提高磷化膜的硬度、附著力和耐蝕性能，并使磷化膜的顏色加深，結(jié)晶均勻。過高中溫和常溫磷化溶液中錳離子含量過高時(shí)，磷化膜不易生成過低中溫磷化溶液一般保持Zn2+：Mn2+＝1.5～2﹕1。Mn2+僅含錳鹽的磷化溶液，在中溫和常溫下不能生成磷化膜結(jié)晶Fe2+在常溫和中溫磷化溶液中，保持一定數(shù)量的亞鐵離子，能提高磷化膜的厚度、機(jī)械強(qiáng)度和防護(hù)性能，工作范圍也比較寬。一般中、常溫磷化溶液中的Fe2+控制在0.5～2.5g/L之間Fe2+離子含量過高時(shí)，會使磷化膜結(jié)晶粗大，表面有白色浮灰，耐蝕性和耐熱性降低。Fe2+在常溫和中溫磷化溶液中，保持一定數(shù)量的亞鐵離子，能提NO3-可加快磷化速度，降低磷化槽液工作溫度。在適當(dāng)條件下可促使Fe2+離子穩(wěn)定。是常溫、中溫磷化溶液的重要組成部分含量過高時(shí)，會使磷化膜層粗而薄，易出現(xiàn)黃點(diǎn)或白點(diǎn)。NO2-能提高常溫磷化速度，促使磷化膜結(jié)晶細(xì)致，減少孔隙，提高抗蝕性。含量過高時(shí)，膜層易出現(xiàn)白點(diǎn)。NO3-可加快磷化速度，降低磷化槽液工作溫度。在適當(dāng)條件下可雜質(zhì)SO42-和Cl-含量均不能超過0.5g/LSO42-和Cl-會使磷化過程延長，磷化膜多孔易生銹雜質(zhì)Cu2+磷化液中含有Cu2+離子時(shí)，磷化零件表面發(fā)紅，耐蝕性降低雜質(zhì)SO42-和Cl-含量均不能超過0.5g/LSO42-和《鋼板常溫鋅系磷化》電鍍與環(huán)保，2010《鋼板常溫鋅系磷化》電鍍與環(huán)保，2010常溫鐵系磷化工藝：磷化液最佳配比為氧化鋅0.5g/L、磷酸(85%)5mL/L、酒石酸0.5g/L、馬日夫鹽0.5g/L、氟鈦酸5.0g/L、氟鋯酸1.5g/L、鉻明礬5.0g/L、硫脲2.0g/L、鉬酸鈉0.75g/L，成膜時(shí)間6min。該磷化液游離酸度為3，總酸度為17?！朵撹F件涂裝前鐵系磷化工藝研究》電鍍與涂飾，2013常溫鐵系磷化工藝：磷化處理工藝的影響——噴射法噴射的沖擊起到了攪拌和表面更新的作用磷化時(shí)間較浸漬法短，約2min磷化液的濃度和溫度也低磷化膜的結(jié)晶較細(xì)不適用于形狀復(fù)雜或有封閉內(nèi)腔的工件，在封閉內(nèi)腔的表面不僅沒磷化，反而易銹蝕磷化膜P比低設(shè)備維護(hù)工作量較大，需經(jīng)常檢查，疏通噴嘴磷化處理工藝的影響——噴射法噴射的沖擊起到了攪拌和表面更新的

優(yōu)缺點(diǎn)與噴射法正好相反處理時(shí)間3~5min處理溫度與濃度較高磷化膜結(jié)晶較粗適用于處理形狀復(fù)雜的工件，磷化均勻，磷化液夾帶量少膜的P比高磷化處理工藝的影響——浸漬法優(yōu)缺點(diǎn)與噴射法正好相反磷化處理工藝的影響——浸漬法冰箱外殼洗衣機(jī)外殼汽車車身噴射法噴射法浸漬噴淋結(jié)合法冰箱外殼噴射法浸漬用鋅系磷化工藝Zn(H2PO4)2?2H2O60~70g/L槽液溫度20~30℃Zn(NO3)2?6H2O60~80g/L處理時(shí)間3~5minNaF3~4.5g/L總酸度70~90點(diǎn)ZnO4~8g/L游離酸度3~4點(diǎn)浸漬用鋅系磷化工藝Zn(H2PO4)2?2H2O60~70g磷酸二氫鈉88g/L氟化鈉5g/L草酸39.7g/L槽液溫度50℃草酸亞鐵17.9g/L處理時(shí)間3~4min重鉻酸鉀10.5g/L浸漬用鐵系磷化工藝磷酸二氫鈉88g/L氟化鈉5g/L草酸39.7g/L槽液溫度噴淋用鋅系磷化液配方Zn(H2PO4)2?2H2O10g/L槽液溫度55~65℃Zn(NO3)2?6H2O7g/L處理時(shí)間2~3minNaNO37g/L總酸度10~12點(diǎn)Zn(NO2)20.3g/L游離酸度1點(diǎn)噴淋用鋅系磷化液配方Zn(H2PO4)2?2H2O10g/L目的：提高磷化膜的抗蝕性能方法：填充處理封閉處理目的：方法：組成（g/L）及工藝123

重鉻酸鉀鉻酐

碳酸鈉溫度（℃）

時(shí)間（min）30～502～480～905～1050～8070～808～121～370～953～5組成（g/L）及工藝123重鉻酸鉀30～5050～80封閉：錠子油油溫105～110℃時(shí)間5～10min封閉：浸入法：將受檢零件浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％NaCl溶液中，在室溫下保持2h，洗凈吹干后無銹蝕為合格浸入法：將受檢零件浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％NaCl溶液中，在室溫下點(diǎn)滴法：受檢零件表面用蠟筆或特種鉛筆畫圈后，點(diǎn)滴以下試液，達(dá)到規(guī)定時(shí)間未出現(xiàn)玫瑰紅斑點(diǎn)為合格硫酸銅（CuSO4·5H2O，0.2mol/L）40ml氯化鈉（NaCl，質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%）20ml鹽酸（HCl，0.1mol/L）0.8ml規(guī)定時(shí)間：一般試件應(yīng)大于3min作為油漆底層的快速磷化膜、常溫磷化膜則應(yīng)大于30s為合格點(diǎn)滴法：受檢零件表面用蠟筆或特種鉛筆畫圈后，點(diǎn)滴以下試液，達(dá)應(yīng)用：在儀表制造業(yè)中，對精密鋼鑄件往往采用黑色磷化黑色磷化既不影響零件的精度，又能減少儀器的漫反射應(yīng)用：在儀表制造業(yè)中，對精密鋼鑄件往往采用黑色磷化黑色磷化膜結(jié)晶細(xì)致，色澤均勻，外觀呈黑灰色厚度為2～4mm磷化膜的耐磨性和耐蝕性比氧化膜有顯著提高性能：黑色磷化膜結(jié)晶細(xì)致，色澤均勻，外觀呈黑灰色性能：預(yù)處理：硫化鈉5～10g/L時(shí)間5～20s預(yù)處理：硫化鈉5～10g/L磷酸二氫錳鐵鹽25～35g/L硝酸鈣