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磷化简介_百度文库

作者:ag真人游戏 发布于:2020-10-16 15:46 点击量:

  磷化简介_机械/仪表_工程科技_专业资料。磷化是金属材料防腐蚀的重要方法之一,其目的在于给基体金属提供防腐蚀保护、用于喷漆前打底、提高覆膜层的附着力与防腐蚀能力及在金属加工中起减摩润滑作用等。按用途可分为三类:1、涂装性磷化 2、冷挤压润滑磷化 3、装饰性磷化。按所用的磷酸盐分类有:磷酸锌系、磷酸锌钙系、磷酸铁系、磷酸锌锰系、磷酸锰系。根据磷化的温度分类有:高温(80 ℃以上)磷化、中温(50~70 ℃)磷化、低温磷化(40 ℃左右)和常温磷化( 10~30 ℃)。

  磷化简介 磷化是金属材料防腐蚀的重要方法之一,其目的在于给基体金属提供防腐蚀保护、用于喷漆前打底、提高覆膜层的附 着力与防腐蚀能力及在金属加工中起减摩润滑作用等。按用途可分为三类:1、涂装性磷化 2、冷挤压润滑磷化 3、装饰 性磷化。按所用的磷酸盐分类有:磷酸锌系、磷酸锌钙系、磷酸铁系、磷酸锌锰系、磷酸锰系。根据磷化的温度分类有: 高温(80 ℃以上)磷化、中温(50~70 ℃)磷化、低温磷化(40 ℃左右)和常温磷化( 10~30 ℃)。 一、 磷化成膜机理 磷化主要有以下过程: (1)金属的溶解过程 即金属与磷化液中的游离酸发生反应: M+H3PO4 = M(H2PO4)2+H2↑ (2)促进剂的加速过程为: M(H2PO4)2+Fe+[O]→M3(PO4)2+FePO 由于氧化剂的氧化作用,加速了不溶性盐的逐步沉积,使金属基体与槽液隔离,会限制甚至停止酸蚀的进行。 (3)磷酸及盐的水解 磷化液的基本成分是一种或多种重金属的酸式磷酸盐, 其分子式为 Me(H2PO4)2,这些酸式磷酸盐溶 于水,在一定浓度及 pH 值下发生水解,产生游离磷酸: Me(H2PO4)2=MeHPO4+H3PO4 3MeHPO4=Me3(PO4)2+H3PO4 H3PO4=H2PO4-+H+= HPO2-4 + 2H+ =PO3-4 + 3H+ 由于金属工件表面的 H+浓度急剧下降,导致磷酸根各级离解平衡向右移动,最终成为磷酸根。 (4 ) 磷化膜的形成 当金属表面离解出的 PO3-4 与磷化槽液中的金属离子 Zn2+、Mn2+、Fe2+达到饱和时,即结晶沉积在 金属工件表面,晶粒持续增长,直到在金属工件表面生成连续不溶于水的牢固的磷化膜: 3M2 + + 2PO3 -4 + 4H2O = M3 ( PO4 ) 2·4H2O ↓ 2 M2 + + Fe2 + + 2PO3 -4 + 4H2O= M2 Fe ( PO4 ) 2· 4H2O 金属工件溶解出的 Fe2+一部分作为磷化膜的组成部分被消耗掉,而残留在磷化槽液中的 Fe2+则氧化成 Fe3+,生成 FePO4 沉淀,即磷化沉渣的主要成分之一。 上述磷化原理可解释锌系磷化、锌钙系磷化、锰系磷化的成膜过程,也可解释锌件磷化、铝件磷化的成膜过程,但锌 件磷化膜只有磷酸锌一种组成,铝件磷化还需加入较多的氟化物,以便形成 AlF3、AlF3 -6 。 二、各种磷化用途 1、涂装打底磷化 由于金属是极性物质,而油漆是有机高分子化合物,是非极性的,如果直接在钢铁件表面刷涂油漆,结合不牢,油 漆很容易剥落,在涂装前先进行磷化可解决这一问题,这是由于磷化时跟金属表面 Fe 反应,是磷酸盐牢固沉积在金属表 面,同时由于磷化膜有细小的孔隙,当喷涂油漆时,油漆高分子渗入磷化膜孔隙中,增加了油漆的附着力,使油漆不容 易剥落,从而增加防腐蚀时间,涂装磷化一般采用锌系或锌钙系磷化,采用优秀的常温磷化即可获得不错的效果 2、装饰性磷化 由于磷化后,在钢铁件表面形成一层磷化膜,隔绝了空气,氧气等,把磷化膜的孔隙封闭后,有较好的防腐蚀效果。 常用的装饰性磷化有锰系,锌系,锌钙系,锌锰系。其中锰系磷化膜颜色最深,为黑灰色,锌系颜色最浅,为灰色。对 于装饰性磷化,首选锰系磷化,由于锰系磷酸盐的稳定性,其防腐蚀能力大大优于锌系磷化,同时锰系磷化颜色深,颗 粒晶体为半球状,手感细腻,并且锰系磷化膜耐磨性大于锌系磷化,适合于对耐磨要求更高的情况。 3、冷挤压润滑磷化 由于磷化膜具有细小的微孔,能够储存皂化液,起到润滑的作用,防止在冷挤压过程中工件粘在模具表面,损坏昂 贵的模具。 三、黑色磷化 除了能产生灰色到黑灰色磷化膜外,还可以做黑色磷化。目前,有关黑色磷化技术可以分成两种类型。一种是改造原 磷化液的配方,使磷化膜的颜色变为黑色;另外一种是将常温发黑和磷化分两步对钢铁进行表面处理。即先用常温发黑工 艺对钢铁进行发黑,得到较好的黑色外观,再进行磷化处理以提高表面膜的附着力和耐蚀性。钢铁常温黑色磷化技术仍处 于研究阶段,采用磷化和常温发黑相结合的办法,充分发挥各自的优势,得到具有良好附着力和耐蚀性的表面膜是一条值 得探讨的路线。即使分两步进行也比高温碱性磷化工艺要简单的多。 低温锌-锰系磷化工艺 低温锌 锰系磷化工艺 摘要:采用磷酸二氢锌、酸式磷酸锰等为主要原料,加入适当的磷化促进剂,研究成功了一种性能全面的钢铁磷化工艺, 检测了磷化膜的性能。探讨了磷化液主要成分和磷化工艺条件对磷化膜质量的影响。结果表明,所形成的磷化膜成灰黑 色,结晶细致、均匀,耐蚀性好,与涂层附着力好,工艺维护简单,沉渣少,适用于各类钢铁件涂装前的处理。 关键词:钢铁;锌锰系;低温;磷化;性能 中国分类号:TG178 文献标识码:A 文章编号:1004-227X(2006)09-00023-02 Low temperature Zn-Mn phosphating process //FENG Tao ,ZHANG Yu,HE Hua Abstract:A new process of Zn-Mn-Fe phosphating process on steel with comprehensive properties was developed by using zinc dihydrogen phosphate and Manganese dihydrogen phosphate ,etc as main materials and suitable phosphating accelerator in the phosphating solution.The properties of the phosphating films obtained were tested.The main composition of the phosphating bath and the influence of process conditions on phosphating films wew discussed.The results show that the phosphating films are grey-black and even-grained,and have good corrosion resistance and strong adhesion to coatings.The process has the advantages of easy maintenance and little sludge,and can be applied to the pretreatment of painting for all kinds of steel parts. Keywords:steel;Zn-Mn;low temperature;phosphating;properties First-authors address:Shandong Machinery Design and Research Institute,Jinan 250031,China 1 前言 磷化是指金属表面与含磷酸二氢盐的酸性溶液接触,通过化学与电化学反应形成稳定和不溶性的无机化合物膜层的一 种表面化学处理方法,所生成的膜称为磷化膜。采用磷化工艺能大幅度提高金属表面耐腐蚀性,是一种可靠的工艺方法。 目前国内外研究和利用较多的中、高温磷化。但因其能耗大,处理工艺时间长,沉渣多而不利于现代化生产。为了提 高磷化液的质量,降低能耗成本,磷化工艺已向低温、少渣、优质的方向发展,成为当前研究中的潮流。本文主要研究 了低温锌-锰系磷化,并确定了最佳配方和工艺条件。 2 试验 2.1 磷化工艺流程 磷化工艺流程 工件—除油—水洗—除绣—水洗—表面调整—磷化—水洗—干燥。 2.2 基础磷化液配方 磷酸二氢锌 40~50g/L 酸式磷酸锰 20~30g/L 复合促进剂 1.6~2.1g/L 络合剂 5g/L 表面活性剂 0.06~0.1g/L 总酸度 100~130 点 游离酸度 5~10 点 θ 30~50 ℃ t 10~20min 2.3 磷化液配制 ①将 ZnO 用水溶解调成糊状,将 H3PO4 缓慢倒入糊状 ZnO 中,搅拌反应完全。缓慢加入 HNO3,反应完全后得无色透 明溶液,因反应放热,操作时要特别注意安全。②用水溶解其余各物质。③将上述两部分溶液混合,加水至规定体积, 得绿色透明基础浓磷化液。④静置熟化 24h 以上,备用。若配制工作液需将上述磷化液稀释两倍,加入适量促进剂,用 NaCO3 调整酸度至工艺范围,搅拌均匀,化验分析备用。 3 结果及讨论、 结果及讨论、 3.1 主要成分的作用与影响 3.1.1 磷酸二氢锌 磷酸二氢锌是主要的成膜物质,可由氧化锌与磷酸反应制取。磷化膜的主要成分为:磷酸锌铁[Zn2Fe(PO4)2 · 4H2O],因 此磷酸二氢锌浓度对磷化成膜过程有重要影响。一般来说,浓度过高,磷化膜粗糙,脆性大;而浓度过低,磷化膜疏松, 磷化速度慢,工艺时间长[1]。 3.1.2 酸式磷酸锰 锰离子电负性较正,易发生置换反应,使钢铁上的微阴极增多,加快电化学腐蚀,从而加快膜的形成。锰离子参与成膜, 可提高磷化膜的硬度、耐腐蚀性和结合力,使磷化膜颜色加深,并带有金属光泽。 3.1.3 复合促进剂 低温磷化时,需加入一定量的氧化剂提高磷化膜的形成速度[2]。本促进剂主要成分为 NO3-/NO2-体系。这种促进剂体系效 果较好,成膜速度快,且结晶细致。但促进剂含量过多,磷化膜粗厚,残渣多,原因是 NO2-是氧化剂,使金属铁最终氧 化成 Fe3+,而生成 FePO4 沉渣。同时使钢铁件钝化,形成一层蓝色钝化膜,导致磷化无法进行[3]。另一方面,促进剂含 量过高,会使 PO43-/NO3-比例失调,破坏总酸和游离酸之间的平衡。因此,促进剂用量一般控制在规定范围的下限。由 于促进剂在磷化过程中不稳定,所以在生产过程中需要不断添加。 3.1.4 络和剂 络和剂主要采用柠檬酸,其作用是与 Fe2+形成可溶性稳定的络离子,减少沉渣。同时也是一种晶粒细化剂,使磷化膜结 晶致密。 3.1.5 表面活性剂 本试验选用非离子型表面活性剂 OP-10 乳化剂,具有良好润湿性,能显著降低钢铁表面张力,利于磷化反应时 H2 析出, 起到阴极去极化作用,加快成膜过程[4]。表面活性剂含量过低,润湿性差;含量过高,表面吸附过多,易产生流挂现象。 一般含量控制在 0.06~1.0g/L。 3.2 游离酸度和总酸度的影响 各种磷化体系都会规定游离酸度(Fa)和总酸度(Ta),这些参数直接影响磷化膜质量的好坏。Fa 高,磷化速度快,磷化 晶粒细而薄;Fa 低,沉渣量大,磷化成膜速度慢,晶粒疏松。Ta 高,磷化膜挂灰;Ta 低,磷化膜疏松。实践证明,总 酸度与游离酸之比控制在 10~25 为宜。 3.3 磷化温度和时间 浸磷磷化温度控制在 30~50℃之间,时间为 10~20min。磷化的速度随温度的增加而加快,但温度过高,Fe2+大量产 生,生成大量沉渣,造成成分不稳定,消耗磷化液,使工件表面有挂灰现象,且磷化膜层粗大耐蚀性差;温度低,磷化 速度减慢,膜层不连续或不能生成膜层,易返黄,耐蚀性差,所以磷化时间随温度而定。在一定温度下,膜层随时间延 长而增厚,颜色也逐步加深。通过控制温度和时间,可得到由灰至灰黑的颜色。 3.4 磷化液与磷化膜的性能检测 性能检测结果见表 1。 表 1 磷化液与磷化膜的性能检测结果 4 结论 (1)通过对不锈钢 A3 板材进行大量的重复试验,得出了最优的工艺配方。在本工艺中,控制温度在 30~50℃,Ta/Fa 在 10~25,磷化 10~20min,所得磷化膜成灰黑色,结晶细致、均匀,耐蚀性好,与涂层附着力好,具有良好减磨、耐磨 和防腐性能。 (2)用该磷化液对河北省某模具厂提供的不锈钢汽车轴承保持件(A3 板材)进行磷化试验和性能测试。结果表明,本磷 化液使用寿命长,沉渣少,生产成本低,且不含铬酸盐等有毒有害物质,对环境污染少,磷化工件经测试能够达到工厂 的技术要求。另外该磷化液还适用于各类钢铁件涂装前的处理。 参考文献: [1]历富军.低温磷化探讨[J].山东表面工程,2004(4):111-114. [2]方峰,顾菡妍,曹文奎,等.金属拉丝用低温快速磷化液的研制与应用[J].材料保护,2005,38(2):53-54. [3]魏宝明.金属腐蚀理论及应用[M].北京:化学工业出版社,1984. [4]肖鑫,谭正德,易翔,等.中温磷化工艺研究[J].电镀与涂饰,2005,24(1):24 [5]肖鑫,王文涛,龙有前,等.常温锌系快速彩膜磷化工艺研究[J]材料保护,2000,33(8):41-42 磷化( 磷化(Ⅳ)——磷化工艺(2) ——磷化工艺( 磷化工艺 在磷化工序中,由于各个磷化液生产厂家和就应用厂家基于不同的性能要求,涉及不同配方的磷化液在磷化工艺中应用。 但规模商品化应用的也仅只有几大主要类型,如轻铁系、锌系、锰系、锌钙系,所采用的的促进剂基本都是钼酸盐、硝酸 盐、亚硝酸盐、氯酸盐、有机硝硝基化合物等。磷化处理温度通常为常温型 5~30℃,低温型 35~45℃,中温型 50~70℃。 在磷化配方中,大家也许还经常可见到“三合一”、“四合一”,即除油除锈磷化钝化综合处理剂,由于这类几合一处理 剂,在国内外都不提倡采用,这量不作叙述。 1 配方组成及性能 1.1 常温低温型磷化 常温磷化是不加温磷化,温度范围是 5~30℃。低温磷化通常指磷化温度为 35~45℃的磷化工艺,在有些情况下即使温度 偏高偏低一点,也认为是低温磷化,尚无统一的标准。常温低温磷化绝大部分以轻铁系磷化、锌系磷化为主,当然也有改 2+ 2+ 2+ 进型,如在锌系磷化中加入 Mn 、Ca 、Ni 等改性,仍习惯称之为锌系磷化,配方及性能见表 1。 铁系轻型磷化形成彩色或灰色磷化膜,纯用钼酸钠促进剂得到全彩色磷化膜,纯用 NO3 或 ClO3 促进剂得到灰色磷化膜,用 2 钼酸盐和 NO3 、ClO3 混合促进剂将形成彩色或灰色混合色膜。轻铁系磷化不能形成厚膜,膜重总是在 1g/m 以下。它与涂漆 配套的一个显著特点是使漆膜的抗弯曲、抗冲击性能特别好。一般优于其他类型如锌系、锰系、锌钙系磷化。轻铁系磷化 槽液还有一些独特的优点,即不需要表面调整;磷化沉渣特别少;槽液工艺范围宽,管理方便,但不足之处是耐盐雾性能 稍差。轻铁系磷化与粉末涂装、阳极电泳配套应用多一些,与锌系磷化相比不会有很大的差别。 表 1 常温低温磷化液配方组成及一般性能 磷化体系 基础配方组成 6+ + 3+ - - 轻铁系 Na 、NH4 、H3PO4 、H3PO4 2+ 2+ + 2+ 6+ 2+ 锌系 Zn 、H2PO4 、NO3 、H3PO4 2+ - 添加物 促进剂 Cr 、Cr 、Ni 、Cu 、多羟基酸、 、Ni 、Mn 、多羟基酸、 Cr 含氟化合物、聚磷酸盐等 聚磷酸盐、含氟化合物等 钼酸盐、ClO3 、NO3 等 总酸度 5~20 点 游离酸度 0.3~5.0 点 酸比 5~20 - NO3 、NO2 、ClO3 、有机硝基物 等 总酸度≥10 点 游离酸度 1~4 点 酸比 15~30 - - - 槽液参数 一般流程 磷化膜外观 磷化膜重 磷化膜组成 与涂漆配套性 除油锈——水洗——磷化——水 除油锈——水清洗——表面 清洗 调整——磷化——水清洗 红蓝黄彩色或灰色 1g/m 2 灰色-深灰色 1~4g/m 2 磷酸铁盐、铁的氧化物 一般,与粉末涂装配套性最好, 与阳极电泳配套性好,不适合硝 基、过氧乙烯底漆配套 磷酸锌盐、磷酸铁锌盐 与各类涂漆配套性均好 有一种脱脂-磷化“二合一”的轻铁系磷化,其槽液成分基本与常规轻铁系磷化相同,只不过额外加入一些表面活性剂起脱 脂作用,通常以喷淋方式使用,当然还需加一定的消泡剂。这种脱脂-磷化“二合一”工艺,在国内外都有应用:还有一类 高游离酸度(含有较高浓度的磷酸)的轻铁系磷化,同样形成轻铁系磷化膜,它同时还可以兼顾除油除锈功能。这种轻铁 系除油除锈磷化液与那些不水洗型“三合一”、“四合一”有着本质区别,真正形成了轻铁系磷化膜。 常温低温锌系磷化是使用非常广泛的一种磷化工艺,特别是在家用电器行业,低温锌系磷化完全占有统治地位。甚至在汽 车行业,低温锌系磷化也占有一定的比重。常温低温锌系磷化一般需要胶体钛表面预处理,一则细化磷化晶粒形成薄型磷 化膜;二则提高磷化成膜速度。低温锌系磷化经表面胶体钛调整预处理的工件,在 35~45℃温度范围内,喷淋时只需 1~ 2 2min,浸泡也只需要 3~8min 即可形成均匀完整细致的磷化膜,膜重 1.5~2.5g/m ,通过调节游离酸度等方法可稍微增加 膜厚。常温低温磷化与各类涂漆均具有很好的配套性。 表 2 不同促进剂体系的常、低温磷化性能 NO3 /ClO3 /有机 硝基物 多 深棕色 定期补加 较难 一般 - 促进剂体系 槽液沉渣 槽液颜色 槽液补加 槽液管理 磷化成膜速度 - NO3 /NO2 一般 - - NO3 /ClO3 /NO2 多 无色-微蓝 经常补加 简单方便 快 - - - - NO3 /ClO3 多 无色 - - 无色-微蓝 经常补加 简单方便 快 - 定期补加 一般 较慢 一般常温低温型磷化采用 NO3 /NO2 、NO3 /ClO3 /NO2 促进剂体系较好,不仅成膜速度快,磷化膜形成结晶细密,促时剂主体 NO2 测定非常方便,以致槽液管理简单,不易出现问题。需经常补加促进剂,有时每隔几小时补一次或有时每班、每天补一 次。对 NO3 /ClO2 、NO3 /ClO2 /有机硝基物促进剂体系,它虽不需要经常补加,但由于主促进剂 ClO2 、有机硝基物的测定比 较复杂,在实际应用中当出现促进剂过量或不足时槽液会变成深棕色,使总酸度、游离酸度的化验带来不便,并且这类促 进剂体系成膜速度也快。因此推荐采用 NO2 为主体 的促进剂体系。在常温低温锌系磷化液中由于有大量的氧化性促进剂, 2+ 3+ 因此槽中 Fe 不会积累,并被氧化成为 Fe 而形成磷酸铁沉渣。 在常温低温锌系磷化液中加入多羟基酸、聚磷酸盐等降渣减膜重,加入氟化物抗铝并改善磷化膜结构的均匀性。 1.2 中温型磷化 中温磷化通常是指处理温度 50~70℃的磷化工艺, 温度范围偏高偏低一些也可属于中温磷化之列。中温磷化用于漆前打底, 主要是锌系、锰系、锌钙系磷化三大类,它们在工业应用中占有最大的份额。 表 3 中温磷化液组成及性能 磷化体系 锌系 锰系 2+ 2+ - 锌钙系 Zn 、Ca 、H2PO4 、NO3 、H3PO4 一般添加物 Ni 、Cu 、多羟基酸、聚磷酸盐、氟化物 2+ 2+ Zn 、Ni 、多羟基酸、聚酸酸盐、氟化物 2+ Ni 、聚磷酸盐、多羟基酸、氟化物 2+ 2+ - 促进剂 NO3 、ClO3 、NO2 NO3 、ClO3 、NO2 NO3 、ClO3 槽液参数 总酸、游离酸范围大,一般酸比≥8 总酸、游离酸范围大,一般酸比≥8 总酸、游离酸范围大,一般酸比≥8 槽液沉渣 多 多 较少 磷化膜厚度 2 1.5~5.0g/m 2 1.5~5.0g/m 2 1.5~4.0g/m 磷化膜组成 与涂漆配套性 磷酸锌、铁盐 优良 磷酸锌、铁盐 优良 磷酸锌、钙、铁 一般~优良 基础配方组成 Zn 、H2PO4 、NO3 、H3PO4 Mn 、H2PO4 、NO3 、H3PO4 2+ - - 2+ - - 中温锌系磷化是所有各种类型磷化中应用最为普遍的一种磷化工艺,在涂装行业,它与各类涂装的配套性均好。中温锌系 磷化大部分是 NO3 单独作为促进剂(在中温 50~70℃,NO3 氧化过程中会自动产生 NO2 ,成为自生 NO3 / NO2 促进剂体系), NO3 含量,通常大于 15g/l。采用 NO2 或 ClO3 与 NO3 混合型促进剂可大幅度提高成膜速度,并使磷化膜细密。但 NO3 、NO2 、 ClO3 三种类型的促进剂均可单独或混合使用,要视具体情况来作出选择。在中温锌系磷化工序中,即使不经过表面调整处 理也能形成均匀完整的磷化膜。但表面调整处理可提高磷化速度和细化磷化晶粒,形成细密磷化膜。表面调整可选用胶体 钛型或草酸型,草酸型表调还具二次除锈的功能。中温锌系磷化是一种传统的成熟工艺,槽液控制简便,通过选择不同的 促进剂、表面调整工序、酸比可获不同的成膜速度和厚度的磷化膜。 在当今汽车行业,比较流行低锌磷化(锌含量在 1.5g/l 以下)。据报道,低锌磷化与阴极电泳配套性好,可充分发挥阴极 2+ 2+ 电泳的优势。在发达国家,高档一些的汽车大都采用低锌磷化。一般在低锌磷化液中还加入少量 Mn 、Ni ,一则是为了提 高耐蚀性,二则是为了能形成颗状磷化晶粒的磷化膜。低锌磷化一般采用 NO3 /NO2 促进剂体系,处理温度 50~60℃磷化膜 2 重 1.5~2.5g/m . 纯锰系磷化在涂装行业应用不多,它主要用于防锈与润滑。在涂装行业锌锰系磷化有一定的市场,磷化膜的颜色要比锌系 深。常规锌锰系磷化槽液主要是由酸式磷酸锰(商品名马日夫盐)和硝酸锌组成,利用硝酸根作为促进剂,也可加入 ClO3 、 NO2 提高磷化速度。不管是锰系还是锌锰系磷化,均可控制形成颗粒状紧密磷化晶粒的磷化膜,据报道,这种含锰的颗粒状 2+ 结晶磷化膜的溶解量达到 10%~30%。因此一般阳极电泳前的磷化,往往在磷化槽液中加入一些 Mn ,以改善磷化膜的阳极溶 解性能,而表面调整工序会使锰系磷化膜更细密。 锌钙系磷化是锌系磷化的改进型,它具备锌系磷化的一般特点,由于引入 Ca ,它抑制了磷酸锌晶粒的粗大趋势。因此只要 2+ 2+ 加入足够的 Ca ,就能形成颗粒状晶粒细密磷化膜,如果 Ca 的含量不够,仍将存在部分粗大的磷酸锌晶粒。锌钙系磷化一 般用 NO3 作促进剂,也可与 ClO3 混合使用,但极少与 NO2 混合使用。锌钙系磷化不表面调整处理照样能形成细密磷化膜,不 2+ 用胶体钛表调而用草酸型表调,因为它可除“二次锈”,对磷化非常有利。锌钙系磷化由于引入 Ca ,形成含钙系磷化膜不 2 能厚,膜重 1.5~2.5g/m 最适宜,厚膜会影响漆膜抗弯曲,抗冲击性能。 在锌系、锰系、锌钙系磷化槽液中加入一定的 Ni 可提高耐蚀性,又可使磷化膜的微观结构为颗粒状晶粒,据报道含镍的磷 酸盐膜耐碱溶性特别好,提高了漆膜的耐腐蚀能力;只能少量加入聚磷酸盐、多羟基酸,起到降渣、降膜厚的作用,太多 时会导致膜薄甚至完全不能成膜;氟化合物起到活性作用,特别是铝件、锌件,氟还改善磷化成膜均匀性。 在中温磷化液中,由于含有大量氧化型促进剂,只要槽液不是大负荷连续操作,一般不会产生 Fe 过量问题,Fe 形成磷酸 铁沉渣。 2 磷化操作中出现一般性故障 2.1 轻铁系磷化 轻铁系磷化抗杂质、抗污染的能力较强,槽液出现故障的机会较少,常见故障主要有:磷化成膜速度慢;工件表面挂黑灰。 磷化成膜速度慢的主要原因是:游离酸度过低;磷化处理温度过低。工件表面挂黑灰的主要原因是磷化槽液游离酸度过高、 温度过高、磷化时间过长等。 2.2 锌系、锰系、锌钙系磷化 对于中温磷化只要将工艺参数如:总酸度、游离酸度、促进剂浓度、处理温度、时间控制好,一般不会出现很多问题。而 低温磷化,胶体钛表面调整是至关重要的工序,有时问题往往出在表面调整。磷化槽液中杂质的积累对低温磷化比较有影 2+ 响, 有时导致成膜困难。 在中温锌钙系磷化液中还容易出现局部形成均匀完整的磷化膜。 这种现象的原因一是 Ca 含量过高, 2+ 二是磷化液中存在如 As、Pb、脲类等杂质,出现这种现象,如果加入 Zn 后仍无改进的迹象,便属于第二种原因,只有更 换槽液。 在具体生产应用中会出现各式各样问题,只有凭经验、凭小试进行摸索解决。 表 4 锌系、锰系、锌钙系磷化的常见故障 常见故障 工件表面均匀泛黄,但均匀疏 产生的主要原因 1. 总酸度低、酸比低 解决方法 1. 补加磷化液和碱 2+ 2+ 2+ 2+ 松的磷化膜 2. 促进剂浓度低 3. 磷化温度低、时间短 1. 表面调整能力不强 2. 促进剂浓度不够 3. 酸比低 4. 磷化温度低 1. 工件在进入磷化槽前已经形成二次黄绿锈 2. 表面调整能力差 3. 磷化液中杂质多 1. 促进剂含量过高 2. 表调失去作用或是表调后水洗过度 3. 磷化液杂质过多、老化 1. 游离酸度过低 2. 温度过高 1. 促进剂浓度过高 2. 游离酸度过高 3. 工件磷化时间过长 4. 中和过度形成结晶沉淀 2. 补加促进剂 3. 提高温度 4. 延长时间 1. 改进表调或换槽 2. 补加促进剂 3. 补加碱 4. 提高温度 1. 加快工序间周转或实施水膜保护 2. 改进表调 3. 更换槽液 1. 让促进剂自然降低 2. 加强表调 3. 换槽 1. 加一些磷酸 2. 降低温度 1. 让其自然降低 2. 补加碱 3. 缩短时间 4. 补加磷酸 磷化成膜速度慢,但延长磷化 时间仍可形成均匀完整膜 磷化膜局部块状条状挂灰,挂 灰处磷化膜不均匀,有时彩色 膜 磷化膜均匀出现彩色膜或均匀 挂白 工件表面覆盖一层结晶体 槽液沉渣过多 常温磷化液(LH-3102) 常温磷化液(LH-3102) 本产品是在日本原有配方基础上改进而成,是目前国内最优秀的磷酸锌系磷化处理液之一。该磷化液使用范围宽, 性能稳定,磷化过程中经久耐用,处理面积大,沉淀少,综合使用成本低廉,其生成的膜结晶细密、分布均匀,色泽一 致(根据金属材质呈浅灰色至深灰色),无挂灰和返彩现象。 一、适用范围: 该广泛应用于各种形状、材质的金属制品表面油漆、粉末静电喷涂前的磷化处理过程中。也可用于工序间防锈。 二、工艺流程: 预脱脂→脱脂→(溢流)水洗→水洗→除锈(酸洗)→水洗→中和水洗→表调→磷化→水洗→干燥后转下道工序。 注:对于易漂洗工件,脱脂及除锈后也可分别只用一道水洗,但要勤换水;由于场地限制,处理要求不严的工件也 可省略表调工序。 三、工作液的配制(按 1000kg 工作液计算) 1、将清水加到磷化槽工作液容积的八成; 2、取 70kgLH-3102A 液加入槽中,搅拌均匀。 3、加入适量的水,加入适量中和剂(一般加入 3.8kg-4.0kgZH-5035)搅拌至白色絮状物全溶。 4、加入适量促进剂(CJ-6040) 参考用量: 0-5℃时,6-5kg; 10℃时 4.5kg; 20℃时 4kg; 25-30℃ 2.5-2.0kg。 5、化验检测游离酸、总酸和促进剂含量。 6、调整到合格范围即可试生产。 四、使用条件: 游离酸度: 1.5-2.2Pt 总酸:25-45Pt 酸比:16-20 促进剂含量: 4-6Pt 工作温度:0-45℃ 处理时间: 8-30 分钟(温度越低处理时间越长) 五、各指标检测方法: 游离酸度: 取 10ml 磷化工作液,置于 200ml 锥形瓶中,加入 50ml 蒸馏水,加 2—3 滴甲基橙指示剂,用 0.1N 的 NaOH 标准液滴定至红色变为橙黄色为终点,所消耗的 NaOH 标准液的毫升数即为游离酸度的点数。 总酸度: 取 10ml 磷化工作液,置于 200ml 锥形瓶中,加入 50ml 蒸馏水,加 3—4 滴酚酞指示剂,用 0.1N 的 NaOH 标准 液滴定至粉红色为终点,所消耗的 NaOH 标准液的毫升数即为总酸度的点数。 促进剂: 取 120ml 磷化工作液,置于发酵管中,加入 1g 的氨基磺酸,封口倒置一次(排出空气),反应 30 秒后,产 生气体刻度显示的读数即为促进剂含量的点数。 六、磷化效果的检测方法: (一)目测生成的膜结晶细密,分布均匀,色泽一致,无挂灰和返彩、返锈现象,表面不允许有磷化无膜区域。 (二)允许焊逢 1-2mm 有残留酸液导致的返锈现象和因焊接或材质原因造成的表面膜层颜色有差异现象。 七、工作液的补充与调整(按 1000kg 工作液计) 1、A 液的补加:当初配槽或槽中需补充工作液时,添加 A 液,若总酸偏低(游离酸基本正常)时也需补加 A 液,一 般 14.5kgA 液可使 Fa 升高 1Pt,Ta 同时升高 6-7 点。 2、B 液的补加:当总酸基本正常,游离酸偏低时应加入 B 液,一般 6.5kg 可提高游离酸度(Fa)1 点(Pt), 总酸 度(Ta)同时升高约 4 点(Pt)。 3、当总酸高时,加入水稀释,加入水量为(kg): X(kg)=[(实际总酸度÷欲达到的总酸度)-1]×1000 4、促进剂的补加: 当促进剂偏低时,添加约 0.6kgCJ-6040 可升高促进剂含量 1 点(Pt)。 5、中和剂的补加: 当游离酸偏高(总酸基本正常时),加入中和剂,约 1.3kg(1 升)ZH-5035 可降 Fa1 点,Ta 同时下降约 0.9 点(Pt)。 八、工程师建议: 1、磷化过程中抖动工件可避免接触点磷化不好,可减少沉渣在工件上的沉积。磷化后工件应尽快自干或烘干,避免 重叠堆放或在有腐蚀性气体环境中存放。 2、使用前应仔细阅读本说明书,避免在使用过程中造成不便,对不明白之处,可随时电线、我公司备有多种配套产品(脱脂剂、除锈添加剂、防锈油等),欢迎来电咨询。 九、本品包装方式及配套产品外观识别方法: 本品为浅绿色弱酸性液体,30kg 方形塑料桶包装

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