铁的磷化处理工艺流程
第3章 钢铁的磷化
Metal grains
Amorphous precipitation
B段：电势变正，形成磷化膜非晶底层 3Me(H2PO4)2 → Me3(PO4)2 ↓+ 4H3PO4
a' 段：基体金属还在继续溶解 Fe + 2H3PO4→Fe(H2PO4)2 + H2↑
Iron phosphate
C段：电势缓慢变正，对应磷化膜的形成过程
1~60
锰系 铁系 锌钙系
1~60 5~10 1~15
[Zn2Ca(PO4)2•2H2O 浅灰→深灰 ] 结晶状 [Zn2Fe(PO4)2•4H2O] [ZnFe Mn (PO4)2•4H2O] Fe2O3 [Fe3 (PO4)2•8H2O] 灰→深灰结 晶状
锌锰系
1~60
碱金属轻铁系
暗灰彩红色 0.5~1.0 无定型
• 磷化膜由一系列大小不同的晶体所组 成 • 在晶体的连结点上形成具有细小裂缝 的多孔结构 • 多孔的晶体结构使钢铁件表面的耐蚀 性、吸附性、减摩性等得以改善
(a)锌系钼酸盐复合磷化膜
(b) 锌系钒酸盐复合磷化膜
• 磷化膜的厚度一般在1～50mm
• 具有良好的高温耐蚀性，在200～300 ℃仍具有一定的耐蚀性 • 温度过高（达450℃），膜层防蚀能力 显著下降 • 大气及矿物油、动植物油、苯、甲苯 等有机气氛中均具有很好的抗蚀能力 • 在酸、碱、雨水及水蒸气中耐蚀性能 差
铁系
P P比 100 % PH
P+H——磷化膜总量 H——Zn3(PO4)2· 4H2O P——除Zn3(PO4)2· 4H2O以外的物质
P—Zn2Fe(PO4)2· 4H2O （磷叶石，Phosphophyllite，[fsfu'filait]） H—Zn3(PO4)2· 4H2O （磷锌矿，Hopeite，[həu'pait] ） P比越高的磷化膜，其耐酸碱、防腐蚀性能越好
涂装前锌铁合金镀层的磷化处理工艺
涂装前锌铁合金镀层的磷化处理工艺磷化可分为锌系、铁系、锰系、锌钙系与锌锰系等工艺。
由于磷化是酸性溶液，pH 值低于3.0，对镀层溶解较大，从而将降低镀层的防护性能，只有将pH值提高到3.5以上，减少镀层在磷化过程中的溶解，减轻其对防护性能的影响，才能满足涂装的高防护要求。
本文对锌铁合金电镀后的直接磷化工艺进行了介绍。
1 工艺磷化1.1 表调处理表调是常温磷化不可缺少的重要工序。
在酸碱两类表调剂中，碱性(pH=8.0 9.5)胶钦磷酸态表调剂基本不溶解电镀层，最适用于锌铁合金的镀后磷化。
表调后不清洗，直接磷化，能加快磷化成膜速度。
表调剂 : 胶钦磷酸态1一3%,pH =8.0-9.5，温度为室温，时间30一60 s。
配制好的表调液呈乳白浑浊状。
1.2 磷化液组成及工艺条件1.3 溶液配制(1)磷化槽洗净后，加入2/3体积30一40℃的温水。
(2)依次将计量磷酸二氢锌、硝酸锌、硝酸镍、亚硝酸钠、磷酸二氢锰加人槽内，充分搅拌，使其溶解完全。
(3)将计量氟化钠在另一容器内用热水溶解后在搅拌下加人。
(4)将计量的十二烷基硫酸钠用少量温水调成糊状加适量水加温至沸腾5 min后，以2一3倍水稀释加人槽内，搅拌均匀。
(5)将计量ZP添加剂稀释后加人槽内，将水补加至所需体积，充分搅拌均匀。
(6)取样分析，调整酸度后试生产。
1.4 酸度的测定、调整与标准液的配制磷化液酸度以点计算:即用0.1 mol标准液，滴定10 mL磷化液所消耗的NaOH体积(mL)。
磷酸是三元酸，其滴定曲线在pH=4.5和9.5处有两个有突跃。
pH=4.5 处用于游离酸度的测定，pH=9.5处用于总酸度的测定。
根据磷化工艺确定游离酸与总酸度的点数，新配磷化液要按此测定调整。
1.4.1 游离酸度(点)的调整游离酸度如果高于上限(1.5点)，可加入0.53g/L NaCO,，能降低游离酸度1.0点，低于下限(0.5点)可加人5一6g/L磷酸二氢锌，游离酸度升高1.0点，而总酸度则升高5.0点左右。
防腐蚀磷化的工艺要求及操作规范
防腐蚀磷化的工艺要求及操作规范前言防腐蚀磷化是钢铁件通过化学磷化处理后在金属表面生成一层具有一定硬度、一定厚度和耐磨抗腐蚀的结晶膜层的化学处理方法。
结晶膜经过防锈封闭后，耐蚀性很好，非常适合于高温高湿高盐及高浓度化学品环境，是介于无机涂层和有机涂层之间的一种膜层，但是它的某些特性是有机和无机涂层无法达到的。
抗蚀磷化分为中温锌锰系磷化和高温锰系磷化，也有采用锌钙系磷化的。
由于锌钙系磷化液的稳定性和实际操作性较差，基本被淘汰了。
抗蚀磷化的防锈蚀检测方法，一般采用混合硫酸铜点滴和盐雾试验两种，特殊要求可根据企业要求自定。
特殊要求一般指耐碱性（火碱浸泡失重），耐盐性（盐水浸泡试验），耐挥发性酸气等。
硫酸铜点滴按国际配置，配置方法如下：五水硫酸铜41g/L,氯化钠35g/L,0.1mol/L盐酸13ml,其余为蒸馏水。
硫酸铜点滴时间按刚刚析出红色时计时，如果液滴内仅有一两个小点变色，应在他处重新点滴。
滴定实验的工件应该是：磷化膜没有封闭，在自然晾干24h以上，空隙内有较多水份时不能作为检测样板。
注意：点滴时要求硫酸铜点滴的时间由企业按防腐蚀要求自定。
对防锈蚀要求不太高的较好使用环境，锌锰系磷化大于2分钟，锰系磷化大于3分钟。
对防锈要求较高的较好使用环境锌锰系磷化大于3分钟，锰系磷化大于5分钟。
对防锈要求较高的恶劣环境使用只能采用锰系磷化，且对膜厚和封闭油有更严的要求。
盐雾试验是另一个防锈蚀测定方法，试验方法按国标进行。
每个企业按照实际防锈要求自定企标。
无论哪种磷化液耐盐雾时间：按实际工件进行实验，一般防锈蚀时在封闭后不得低于24小时，要求较高时不低于48小时。
防腐蚀磷化工艺及操作规范介绍一、锌锰系磷化1)工艺流程：除油→水洗→除油除锈→水洗→磷化→水洗→脱水油注意：有些锌锰系磷化含锰很少，甚至磷化前表调均不能采用，含锰少，膜层硬度不够，易被破坏，表调后膜层结晶会细化，膜层减薄，外观漂亮，但空隙内不易渗入脱水油，孔内水份不易排出，防腐蚀性能低。
磷化处理工艺流程,表面处理黑色磷化工艺
磷化处理工艺流程|表面处理黑色磷化工艺磷化处理工艺流程磷化（phosphorization）是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。
磷化的目的主要是：1）给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；2）用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；3）在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。
施工方法（1）浸渍磷化适用于高、中、低温磷化特点：设备简单，仅需加热槽和相应加热设备，最好用不锈钢或橡胶衬里的槽子，不锈钢加热管道应放在槽两侧。
（2）喷淋磷化适用于中、低温磷化工艺，可处理大面积工件，如汽车、冰箱、洗衣机壳体。
特点：处理时间短，成膜反应速度快，生产效率高，且这种方法获得的磷化膜结晶致密、均匀、膜薄、耐蚀性好。
（3）刷涂磷化上述两种方法无法实施时，采用本法，在常温下操作，易涂刷，可除锈蚀，磷化后工件自然干燥，防锈性能好，但磷化效果不如前两种。
磷化处理工艺流程除油→水洗→水洗→表调→磷化处理→水洗→水洗→烘干→涂装磷化处理工艺是整个前处理工艺相当为重要的一个环节，其反应机理复杂且影响因素较多，因此磷化处理工艺槽液相对于其它槽液的生产过程控制要复杂得多。
（1）酸比(总酸度与游离酸度的比值)提高酸比可加快磷化处理工艺反应速度，使磷化处理工艺膜薄而细致，但酸比过高会使膜层过薄，易引起磷化处理工艺工件挂灰；酸比过低，磷化处理工艺反应速度缓慢，磷化处理工艺晶体粗大多孔，耐蚀性低，磷化处理工艺工件易生黄锈。
一般来说磷化处理工艺yao液体系或配方不同其酸比大小要求也不同。
（2）温度槽液温度适当提高，成膜速度加快，但温度过高，会影响酸比的变化，进而影响槽液的稳定性，同时膜层晶核粗大，槽液出渣量增大。
（3）沉渣量随着磷化处理工艺反应的不断进行，槽液内的沉渣量会逐渐增多，过量的沉渣会影响工件表面的界面反应，导致磷化处理工艺膜发花、挂灰严重，甚至不成膜，因此槽液必须根据处理的工件量和使用时间适时进行倒槽，进行清渣除淤。
钢铁的锌系磷化
钢铁的锌系磷化介绍钢铁的锌系磷化是一种常用的防腐涂层技术。
通过在钢铁表面形成一层锌系磷化膜，可以有效地提高钢铁的耐腐蚀性能。
本文将介绍钢铁的锌系磷化的原理、应用场景以及制备方法。
原理钢铁的锌系磷化是一种化学转化涂层技术，通过在钢铁表面形成一层磷酸盐的膜，可以降低钢铁表面的电极电位，形成一种阴极保护的效果。
同时，在磷化膜的表面还可形成一层锌层，进一步提高防腐性能。
钢铁的锌系磷化的防腐机理主要有以下几个方面：1.阴极保护：磷酸盐膜具有一定的电阻性，可以降低钢铁表面的电极电位，从而形成一种阴极保护的效果，延缓钢铁表面的腐蚀速度。
2.锌层保护：在磷化膜的表面形成一层锌层，可以进一步提高防腐性能。
锌具有较高的阳极溶解电位，可以起到防腐的作用。
3.磷酸盐膜的吸附能力：磷酸盐膜具有良好的吸附能力，可以与钢铁表面的氧化铁发生反应，形成一个致密的磷酸盐膜。
这种膜具有很好的附着力和耐腐蚀性能。
应用场景钢铁的锌系磷化技术广泛应用于钢结构、汽车零部件、船舶、建筑材料等领域。
主要用于提高钢铁材料的耐腐蚀性能，延长使用寿命。
具体应用场景包括：1.钢结构：钢结构在室内外环境下易受到腐蚀，通过施加锌系磷化涂层可以有效延缓腐蚀速度，提高钢结构的耐久性。
2.汽车零部件：汽车零部件常暴露在潮湿、多灰尘的环境中，易受到腐蚀影响。
通过施加锌系磷化涂层可以提高零部件的耐腐蚀性能，延长使用寿命。
3.船舶：船舶在海洋环境中容易受到海水腐蚀。
通过施加锌系磷化涂层可以提高船舶的耐腐蚀性能，延长使用寿命。
4.建筑材料：建筑材料在室外环境下易受到大气环境和酸雨的腐蚀。
通过施加锌系磷化涂层可以提高建筑材料的耐腐蚀性能，延长使用寿命。
制备方法钢铁的锌系磷化有多种制备方法，常用的方法包括酸洗法、电化学法和浸泡法等。
1.酸洗法：将钢铁表面经过酸洗处理，去除表面的氧化铁和杂质，然后放入磷酸盐溶液中进行磷化反应。
这种方法制备的锌系磷化膜结构致密，耐腐蚀性能较好。
磷化处理技术
磷化处理技术教案磷化是大幅度提高金属表面耐腐蚀性的一个简单可靠、费用低廉、操作方便的工艺方法，因此被广泛的应用在实际生产中。
现代磷化工艺流程一般为：脱脂→水洗→除锈→表调→磷化→水洗→烘干。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 1、1、脱脂钢材及其零件在储运过程中要用防锈油脂保护，一般合金在压力加工时要用到拉延油，林件在切削加工时要接触乳化液，热处理时可能接触冷却油，零件上还经常有操作者手上的油迹和汗迹，零件上的油脂还总是和灰尘等杂质掺和在一起的。
零件上的油脂不仅阻碍了磷化膜的形成，而且在磷化后进行涂装时会影响涂层的结合力、干燥性能、装饰性能和耐蚀性。
要脱去金属表面的油脂，首先就要了解油脂的有关性质：1、1、油污的性质和组成在选择脱脂方法和脱脂剂时，首先要了解金属表面所带的油污的性质和组成，只有这样，才能进行正确的选择，达到满意去油效果。
1、1、油污的组成(1)、矿物油、凡士林他们是防锈油、防锈脂、润滑油、润滑脂及乳化液的主要成分。
（2）皂类动植物油脂、脂肪酸等他们是拉延油的主要成分。
（3）防锈添加剂他们是防锈油和防锈脂的主要成分。
此外，金属屑、灰尘及汗渍等污物也会混杂在上述的油污中。
1、1、2油污的性质（1）化学性质根据油污能否与脱脂剂发生化学反应而分为可皂化油污和不可皂化油污。
植物油脂和动物油脂是可皂化的，他们可以依靠皂化、乳化和溶解的作用脱除。
矿物油和凡士林是不可皂化的，他们只能依靠乳化或溶解的作用来脱除。
（2）物理性质根据油污黏度或滴落点的不同，其形态有液体和半固体。
黏度越大或滴落点越高，清洗越困难。
根据油污对基体金属的吸附作用，可分为极性油污和非极性油污。
极性油污，如含有脂肪酸和极性添加剂的油污，有强烈的吸附在基体金属上的倾向，清洗较困难，要靠化学作用或较强的机械作用力来脱除。
磷化处理技术+配方
磷化处理技术+配方用于钢材的表面处理磷化处理技术(1)所谓磷化处理是指金属表面与含磷酸二氢盐的酸性溶液接触，发生化学反应而在金属表面生成稳定的不溶性的无机化合物膜层的一种表面的化学处理方法。
所形成的膜称为磷化膜。
它的成膜机理为：（以锌系为例）a)金属的溶解过程当金属浸入磷化液中时，先与磷化液中的磷酸作用，生成一代磷酸铁，并有大量的氢气析出。
其化学反应为；Fe+2H3PO4=Fe (H2PO4)2+H2 ↑ (1)上式表明，磷化开始时，仅有金属的溶解，而无膜生成。
b)促进剂的加速上步反应释放出的氢气被吸附在金属工件表面上，进而阻止磷化膜的形成。
因此加入氧化型促进剂以去除氢气。
其化学反应式为：3Zn(H2PO4)2+Fe+2NaNO2=Zn3(PO4)2+2FePO4+N2↑+2NaH 2PO4+4H2O (2)上式是以亚硝酸钠为促进剂的作用机理。
c)水解反应与磷酸的三级离解磷化槽液中基本成分是一种或多种重金属的酸式磷酸盐，其分子式Me(H2PO4)2，这些酸式磷酸盐溶于水，在一定浓度及PH值下发生水解泛音法，产生游离磷酸：Me(H2PO4)2=MeHPO4+H3PO4 ( 3 ) 3MeHPO4=Me3(PO4)2+H3PO4 ( 4 ) H3PO3=H2PO4-+H+=HPO42-+2H+=PO43-+3H+ ( 5 )由于金属工件表面的氢离子浓度急剧下降，导致磷酸根各级离解平衡向右移动，最终成为磷酸根。
d)磷化膜的形成当金属表面离解出的三价磷酸根与磷化槽液中的（工件表面）的金属离子（如用于钢材的表面处理锌离子、钙离子、锰离子、二价铁离子）达到饱和时，即结晶沉积在金属工件表面上，晶粒持续增长，直至在金属工件表面上生成连续的不溶于水的黏结牢固的磷化膜。
2Zn2++Fe2++2PO43-+4H2O→Zn2Fe (PO4)2 4H2O↓ ( 6 ) 3Zn2++2PO42-+4H2O=Zn3 (PO4)2 4H2O ↓ ( 7 )金属工件溶解出的二价铁离子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二价铁离子，则氧化成三价铁离子，发生（2）式的化学反应，形成的磷化沉渣其主要成分是磷酸亚铁，也有少量的Me3(PO4)2。
钢铁的磷化处理
钢铁的磷化处理摘要：金属磷化处理工艺可以改变金属表面原有的性质，从而提供新的物理特性或物理化学特性，因而广泛应用于金属的表面处理领域中。
本文主要介绍钢铁的中温与高温磷化，通过实验来研究两种磷化膜的性质，对它们的原理、配方和生产工艺进行了简要的介绍。
关键词：机理，中温，高温，工艺1.引言磷化处理是指钢铁零件在含有锌、锰、钙、铁或碱金属的磷酸盐的溶液中进行化学处理,在其表面上形成一层不溶于水的磷酸盐膜的过程。
磷化是钢铁表面处理的常用手段,磷化膜厚度一般为 5 μm-20 μm，为微孔结构,与基体结合牢固，具有良好的吸附性、润滑性、耐蚀性、不粘附熔融金属性及较高的电绝缘性等。
磷化膜主要用作涂料的底层、金属冷加工时的润滑层、金属表面保护层以及用作电机硅钢片的绝缘处理、压铸模具的防粘处理等。
磷化处理所需设备简单,操作方便,成本低,生产效率高,被广泛应用于汽车、船舶、航空航天、机械制造及家电等工业生产中[1]。
2.磷化膜的形成机理[2]磷化处理是在含有锌、锰、铁的磷酸二氢盐与磷酸组成的溶液中进行的。
金属的磷酸二氢盐可用通式M(H2PO4)2表示,M为金属。
下面主要介绍磷化膜形成的电化学机理。
从电化学的观点来看，磷化膜的形成可认为是微电池作用的结果。
在微电池的阴极上发生氢离子的还原反应，有氢气析出：2H+ + 2e = H2在微电池的阳极上，铁被氧化为离子进入溶液，并与H2PO4-发生反应。
由于M2+的数量不断增加，pH值逐渐升高，促使反应向右进行，最终生成不溶性的正磷酸盐晶核，并逐渐长大。
下面是阳极反应：M - 2e = M2+M2++2H2PO4-= M(H2PO4)2M(H2PO4)2= MHPO4+H3PO43MHPO 4=M 3(PO 4)2↓+ H 3PO 43.实验工艺与配方工艺流程：化学脱脂（碱性除油）→热水洗→冷水洗→酸洗→热水洗→磷化→冷水洗→磷化后处理。
3.1配方与溶液配制一、碱性除油液：碱性化学除油溶液配方二、酸洗除锈液：3%的稀盐酸三、测定总酸度和游离酸： 0.1 mol/L 的NaOH 溶液，酚酞，甲基橙高温磷化酸比值控制在7-8，中温磷化控制在10-15。
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铁的磷化处理工艺流程
一、引言
铁的磷化处理是一种常见的表面处理方法，通过在铁材料表面形成一层磷化物膜，可以提高铁材料的耐腐蚀性能和机械性能。
本文将介绍铁的磷化处理的工艺流程。
二、前处理
1. 清洗：首先，将待处理的铁材料进行清洗，去除表面的油污、灰尘等杂质。
可以使用溶剂或碱性清洗剂进行清洗，确保表面干净。
2. 酸洗：清洗后，将铁材料进行酸洗处理。
酸洗可以去除铁材料表面的氧化层和锈蚀物，提供一个干净的表面供磷化处理。
三、磷化处理
1. 磷化液配制：根据具体的磷化要求，配制磷化液。
磷化液的主要成分包括磷酸盐、酸类、缓蚀剂等。
不同的磷化液配方可以得到不同性能的磷化膜。
2. 磷化处理：将清洗后的铁材料浸入磷化液中，进行磷化处理。
磷化液中的磷酸盐会与铁材料表面的铁离子反应，形成磷化膜。
磷化时间和温度可以根据具体要求进行控制。
3. 中和处理：磷化处理后，将铁材料从磷化液中取出，进行中和处理。
中和处理可以使用碱性溶液，将磷化液中的酸性物质中和掉，
以防止对环境造成污染。
四、后处理
1. 清洗：磷化处理后，将铁材料进行清洗，去除残留的磷化液和中和剂。
清洗可以使用水或溶剂进行。
2. 干燥：清洗后，将铁材料进行干燥处理。
可以使用热风或其他干燥设备，确保铁材料表面干燥。
3. 表面处理：根据具体要求，可以对磷化后的铁材料进行表面处理。
例如，可以进行涂层、喷漆等工艺，以增加铁材料的美观性和耐久性。
五、质量检验
经过磷化处理的铁材料需要进行质量检验，以确保磷化膜的质量符合要求。
常用的检验方法包括厚度测量、耐蚀性测试等。
六、结论
铁的磷化处理工艺流程包括前处理、磷化处理、后处理和质量检验等步骤。
通过这些步骤，可以在铁材料表面形成一层磷化膜，提高铁材料的性能和耐久性。
在实际应用中，可以根据具体要求进行工艺参数的调整，以获得理想的磷化效果。