磷化知識培訓

磷化知識培訓減震技術(shù)部：吳文杰培訓時間：2023年8月25日1/20磷化概念及原理介紹31磷化分類32磷化用途33磷化發(fā)展簡史342/201、概念

磷化是一種化學與電化學反應(yīng)形成磷酸鹽化學轉(zhuǎn)化膜過程，所形成磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜稱之為磷化膜。一、磷化的概念及原理介紹磷化是在磷化液中進行，磷化液主要成份為磷酸及對應(yīng)系金屬磷酸氫鹽。大部分磷化過程都需要促進劑支持3/202、磷化原理①酸浸蝕使基體金屬表面H+濃度減少Fe-2eFe2+

2H++2e2[H](1)②促進劑（氧化劑）加速[O]+[H][R]+H2OFe2++[O]Fe3++[R]式中[O]為促進劑（氧化物），[R]為還原產(chǎn)物，由于促進劑氧化掉第一步反應(yīng)所產(chǎn)生氫原子，加快了反應(yīng)（1）速度，深入造成金屬表面H+濃度急劇下降。同步也將溶液中Fe2+氧化成為Fe3+。

一、磷化概念及原理介紹4/20③磷酸根多級離解H3PO4H2PO4-+H+HPO42-+2H+PO43-+3H+由于金屬表面H+濃度急劇下降，造成磷酸根各級離解平衡向右移動，最后為PO43-一、磷化概念及原理介紹5/20④磷酸鹽沉淀結(jié)晶成為磷化膜到金屬表面離解出PO43-與溶液中（金屬界面）金屬離子（如Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+）達成溶度積常數(shù)Ksp時，就會形成磷酸鹽沉淀。磷酸鹽沉淀與水分子一起形成磷化晶核，晶核長大成為磷化晶粒，無數(shù)個晶粒緊密堆集形成磷化膜。掃描電鏡下磷化膜照片，放大1000倍⑤磷化鹽沉淀副反應(yīng)將形成磷化沉渣一、磷化概念及原理介紹6/207磷化影響原因磷化液主要控制指標有總酸度、游離酸度、促進劑濃度、磷化時間、磷化溫度。當指標偏離時，會對磷化膜質(zhì)量產(chǎn)生影響：①、總酸度總酸過高,反應(yīng)太快,得不到良好磷化膜,易返銹;總酸低,反應(yīng)慢,膜層薄,顏色淺。②、游離酸度游離酸過高，不能成膜，產(chǎn)生黃銹；游離酸

過低,磷化反應(yīng)速率遲緩,沉渣增多,磷化膜略粗糙。一、磷化概念及原理介紹7/208③、溫度它是磷化關(guān)鍵原因。不一樣工藝配方,要求了不一樣溫度范圍。溫度高,磷酸二氫鹽離解度大,成膜離子相對高某些,并能使表面均化,成膜速率加快。溫度過高,造成酸比(總酸與游離酸比值）變化大,槽液不穩(wěn)定。由于反應(yīng)速率過快,沉渣過多,使磷化膜粗糙多孔,形成含渣磷化膜,減少耐蝕性和耐磨性。④、促進劑過高時會產(chǎn)生大量沉渣一、磷化概念及原理介紹8/209磷化分類辦法很多，但一般是按磷化成膜體系、磷化膜厚度、磷化使用溫度、促進劑類型進行分類。1、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2、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3、按處理溫度可分為常溫、低溫、中溫、高溫四類4、促進劑主要分為：硝酸鹽型、亞硝酸鹽型、氯酸鹽型、有機氮化物型、鉬酸鹽型等主要類型9/2010我公司現(xiàn)使用是鋅系磷化液，膜層厚度在2-3g/m2下列，屬于輕量級磷化膜；磷化溫度為40-55℃，屬于中溫磷化。我公司磷化10/20111、涂漆前打底用磷化2、防銹、耐蝕用磷化3、潤滑、耐磨減磨磷化磷化用途Phosphating11/201、涂漆前打底用磷化涂裝底漆前磷化處理，將提升漆膜與基體金屬附著力，提升整個涂層系統(tǒng)耐腐蝕能力；提供工序間保護以免形成二次生銹。一般應(yīng)采取中溫磷化，如中溫鋅系、中溫鋅錳系、中溫鋅鈣系等，磷化膜厚度最佳應(yīng)在2.0～4.5g/m2

之間。12/20摘自FreemanDB.PhosphatingandMetalPretreatmentWoodhead-Faukner,1986.表1：磷化膜與涂油復合對耐蝕性影響廣泛用于工序間、運輸、包裝貯存及使用過程中防銹，防銹磷化主要有鐵系磷化、鋅系磷化、錳系磷化三大品種。磷化溫度一般在80-90℃之間，處理時間10min以上，磷化膜在7.5g/m2以上2、防銹、耐蝕用磷化13/203、潤滑、耐磨減磨磷化對于發(fā)動機活塞環(huán)、齒輪、制冷壓縮機一類工件，它不但承受一次載荷，并且尚有運動摩擦，要求工件能減摩、耐摩。錳系磷化膜具有較高硬度和熱穩(wěn)定性，能耐磨損，磷化膜具有較好減摩潤滑作用，磷化膜重大于7.5g/m2在冷加工行業(yè)如：拔管、拉絲、擠壓、深拉延等工序，要求磷化膜提供減摩潤滑性能，一般采取鋅系磷化，鋅系磷化膜皂化后形成潤滑性較好硬脂酸鋅層14/20磷化發(fā)展大體能夠分為三個時期1、奠定磷化處理技術(shù)基礎(chǔ)時期（1906-1911）2、磷化處理技術(shù)迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用時期（1917-1937）3、磷化處理技術(shù)深入發(fā)展和完善時期(1937后來）

15/201、奠定磷化處理技術(shù)基礎(chǔ)時期（1906-1911）1923年英國ThomasWattsCoslett取得了磷化液專利，當初鋼鐵需在溶液（鐵屑和磷酸）中煮沸處理2-2.5小時，用于防銹防蝕。1923年ThomasWattsCoslett提出把金屬鋅、氧化鋅或磷酸鋅溶于磷酸中制成鋅磷化液辦法1923年Richards發(fā)明了錳鹽磷化法

16/202、磷化處理技術(shù)迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用時期（1917-1937）第一次世界大戰(zhàn)期間，磷化處理技術(shù)發(fā)展中心由英國轉(zhuǎn)移到美國。1923年，美國ClarkeW.Parker和WynneC.Parker建立了Parker防銹公司研究開發(fā)專有磷化技術(shù)。該公司W(wǎng).H.Allen用結(jié)晶磷酸二氫錳配制磷化液使磷化時間縮短至約1h。17/201930年時，完全確認了磷化膜作為油漆底層應(yīng)用1931年發(fā)覺在磷化液中添加硝酸鹽一類氧化劑能夠抑制在金屬表面生成氫氣，從而加速磷化膜形成，使磷化時間縮短至5min1934年，德國提出了關(guān)于磷化處理用于金屬冷變加工專利，結(jié)束了磷化膜只作為金屬防蝕膜歷史。打開了磷化膜在拔絲、拔管、冷擠壓