磷化处理工艺的发展概况
金属磷化技术的回顾与展望
2. 1. 2 磷化处理 生产中常采用各种磷化处理技术满足不同的要求。 依据化
学溶液中参与成膜的金属离子同异, 分为不同体系的磷化, 常用 的有锌系、锌钙系、锌锰系、锰系、铁系、非晶相轻铁系类, 其一般 性能及磷化膜微观结构见表 1、图 2、图 3。
表 1 常用磷化体系的一般性能
磷化
槽液
体系
主要组成
表2目前工业领域磷化技术的应用情况用途常用磷化体系后处理工序性能h室内防锈期及应用范例工序间防锈库存防锈锌系锌锰系1020钝化或浸油824312长效防锈锌系锌锰系1030浸防锈油涂脂48120硼砂或皂化处理冷加工皂化处理冷加工挤压1030皂化处理精密配合承载活塞环压缩机等大配合承载齿轮离合器片等阳极电泳80400自行车农机车等阴极电泳无或铬钝化720200汽车等静电喷漆零部件仪表等粉末涂装500电器办公具等空气喷漆4其他有色金属磷化锌及其合金的表面处理主要是铬钝和磷化主要作用是涂装打底增强漆膜附着力
摩) 的 SEM 图谱 500×
的 SEM 图谱 500×
防锈磷化的后处理非常重要, 因为靠磷化膜本身防锈能力
是非常有限的, 而且盐雾试验只能到几小时。 一般要进行涂油涂
漆, 最好是涂防锈油, 经过涂油涂脂等后处理, 防锈能力甚至可提
高几十倍。
冷加工润滑型磷化必须进行皂化后处理, 以提高磷化膜的
润滑性。 皂化可采用工业肥皂粉、硬脂酸钠。 耐磨减摩磷化是否
树 枝 状, 针状, 片状, 孔隙较多
漆前打 底、防 锈 和冷加工 减摩润滑
呈紧密颗 粒状, 柱状, 孔隙较少
涂装前打 底及防锈
Zn2+ ,M n2+ , NO 3锌锰系 H 2PO 4- , H 3PO 4,
促进剂
磷化工艺综述,表面技术课程论文
磷化工艺综述摘要：磷化工艺过程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：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑作用。
关键字：磷化工艺；磷酸盐；磷化膜1 前言 磷化过程包括化学与电化学反应。
不同磷化体系、不同基材的磷化反应机理比较复杂。
虽然科学家在这方面已做过大量的研究，但至今未完全弄清楚。
在二十世纪80年代以前，曾以一个化学反应方程式简单表述磷化成膜机理[1]：8Fe+5Me(H2PO4)2+8H2O+H3PO4→Me2Fe(PO4)2·4H2O(膜)+Me3(PO4)·4H渣)+8H2↑ Me为Mn、Zn等，Machu等认为，钢铁在含有磷酸及磷酸二氢盐的高温溶液中浸泡，将形成以磷酸盐沉淀物组成的晶粒状磷化膜，并产生磷酸一氢铁沉渣和氢气。
这个机理解释比较粗糙，不能完整地解释成膜过程。
随着对磷化研究逐步深入，当今，各学者比较赞同的观点是磷化成膜过程主要是由如下4个步聚组成[2]： ①酸的浸蚀使基体金属表面H+浓度降低 Fe – 2e→ Fe2+ H2+2e→2[H] ②促进剂（氧化剂）加速 [O]+[H] → [R]+H2O Fe2++[O] → Fe3++[R] ③磷酸根的多级离解 ④磷酸盐沉淀结晶成为磷化膜Zn2++Fe2++PO43-+H2O→Zn2Fe(PO4)2·4H2O↓3Zn2++2PO43-+4H2O→Zn3(PO4)2·4H2O↓2 磷化工艺2.1 磷化前的预处理 一般情况下，磷化处理要求工件表面应是洁净的金属表面（二合一、三合一、四合一例外）。
工件在磷化前必须进行除油脂、锈蚀物、氧化皮以及表面调整等预处理。
特别是涂漆前打底用磷化还要求作表面调整，使金属表面具备一定的“活性”，才能获得均匀、细致、密实的磷化膜，达到提高漆膜附着力和耐腐蚀性的要求。
紧固件磷化处理的发展
紧固件磷化处理的发展磷化处理就是将金属浸在由磷酸、磷酸盐和其他成分组成的磷化液中，经过化学作用而在金属表面生成一种不溶性的磷酸盐层，俗称磷化膜。
磷化膜主要由磷酸铁、锌、锰、钙等组成，厚度一般在5～20μm颜色一般由暗灰色到黑灰色，它的基体结合牢固，具有良好的润滑性、耐蚀性及较高的电绝缘性等。
磷化处理所需设备简单，操做方便，成本低，生产效率高，被广泛地应用于机械、车辆、船舶、航空航天及家电等行业。
近年来，紧固件行业迅猛发展，越来越重视紧固件表面处理技术，为此，磷化处理也得到极大的发展。
①磷化处理温度由高温向中温、低温、常温发展。
一般情况下，高温磷化工艺形成的磷化膜结晶粗大，膜厚，磷化中产生的沉渣很多，消耗的热能大，挂灰严重。
中温、低温、常温磷化形成的磷化膜均匀致密、膜薄，能耗低，物料消耗小。
②磷化工艺向简单化发展。
有的磷化产品可直接刷涂，如“四合一”、“三合一”等常温磷化产品。
有的简化了工艺流程，磷化、钝化并为一道工序，而且产品的品质技术指标仍能达到、甚至有的指标超过了国家标准。
③磷化产品组分复杂化。
这样提高了磷化的品质，降低了磷化温度，加强了磷化工作液的稳定性。
④减少污染、降低成本。
重点解决磷化产品中的亚硝酸盐、重金属、磷酸盐、高温、酸雾给环境造成的污染，降低了为改善环境所付出的成本。
磷化工艺的确定，主要是以下两个方面。
第一，优选磷酸液。
磷化膜的品质优劣主要表现在晶体粗细和致密程度、表面有无沉淀物及膜厚等方面，它们的差异直接影响磷化膜的品质。
目前普遍采用磷化膜主要由铁系、锌系、锰系、锌钙系等磷酸盐溶液进行磷化，其中锌钙系性能最优良。
第二，控制工艺参数。
关键要控制磷化温度（25～40℃），时间（3～20min），促进剂含量（3～5气点）及总酸度（20～40点）和游离酸度（0.8～3点）。
温度过太低则不能成膜或成膜速度慢，膜不完整，易泛黄；反之，膜粗大，耐蚀性低，同时槽液稳定性变差，沉渣增多。
促进剂含量低，成膜慢，膜层泛黄；反之，沉渣明显增多，膜层带彩色。
磷化技术研究现状及展望
价值工程1介绍现代磷化技术起源于上世纪初，第一个铁盐磷化是将铁屑与磷酸反应制得磷化剂[1]，与之类似又出现了锰系磷化[2，3]、锌系磷化[4]等磷化体系。
磷化技术用途广泛，主要用于防锈、耐磨与涂漆底层[5]。
为了起到完全覆盖金属表面达到减少氧化作用，防锈磷化需要更紧密厚实的磷化膜，多采用重型磷化技术，例如中温锌系、锰系、锌锰系磷化。
锰系磷化因其自身耐磨及多孔特点，可提高结构件表面存储润滑油脂进而改善润滑性、抗热性、吸震性，以及耐磨性能。
此外，在冷加工成形过程中，金属与模具间将产生相对摩擦运动，影响模具使用寿命。
锌系和锌钙系磷化[6]提供的润滑层覆盖在金属表面起到润滑作用，可减少冷加工过程中摩擦力，提高模具的使用寿命。
涂漆底层是磷化技术的最大应用场景，一般为薄型磷化，但要求磷化膜均匀、细致。
对磷化膜品质的测定和分析在宏观上可用划擦法试验并用肉眼观察其颜色和宏观质量，在微观层面上可用SEM 进行观察磷化膜的形貌以及金属表面磷化膜的覆盖率，磷化膜晶体结构可借助X 射线衍射仪进行测试，孔隙率可用电化学测量的方法计算得到[7]。
2磷化原理磷化过程是在金属表面通过金属与酸性磷化液反应形成转化膜的复杂过程，包括化学与电化学反应[8]。
首先发生的是金属原子在酸性环境下的氧化：（1）阴极还原反应：阳极氧化反应：同时在金属表面，磷化液中的促进剂加速氧化作用：（2）此时磷化工作液中存在游离磷酸的三级电离平衡以及可溶性重金属磷酸盐的水解平衡：（3）（4）其中Me x+为锌、铁、锰、钙等金属离子。
随着反应的进行，溶液酸度下降（即H +浓度下降），公式（3）向右反应进行，促进公式（2）反应的进行。
当金属表面附近溶液中PO 3-4的浓度与金属离子Me x+（如Zn 2+、Ca 2+、Mn 2+、Fe 2+、Al 3+等）浓度超过其各自的溶度积常数Ksp 时，公式（4）在金属表面最终形成致密的磷化膜[9]。
3磷化技术磷化技术按实施过程可分为：磷化前处理，磷化和磷化后处理三个部分。
磷化工艺 政策
磷化工艺政策
磷化工艺是一种在化工行业中广泛使用的工艺。
就磷化工艺而言，目前各国政
府都制定了相应的政策来规范其发展和应用。
本文将简要介绍磷化工艺相关的政策措施和发展趋势。
磷化工艺的发展具有重要的经济和环境意义。
在环保方面，政府制定了一系列
措施，以确保磷化工艺在生产过程中不对环境造成污染。
这包括建立废水处理系统、严格监管废气排放等。
政府还对使用环保磷化剂的企业给予了相应的优惠政策，鼓励企业采用更环保的磷化工艺。
同时，政府还制定了相关政策来规范磷化工艺的应用。
例如，制定了磷化工艺
技术标准，以确保产品的质量和安全。
政府还加强了对从事磷化工艺的企业的监管和监测，以防止不合规范的生产活动。
磷化工艺在工业生产中有着广泛的应用。
政府通过鼓励技术创新和研发，推动
磷化工艺的进一步发展。
此外，政府还鼓励企业加强合作，促进磷化工艺的技术交流和共享。
通过政策的支持，磷化工艺在提高生产效率和产品质量方面发挥了重要作用。
总的来说，磷化工艺在各国政府的政策框架下得到了良好的发展。
政府通过制
定环保措施、规范应用、推动技术创新等方面的政策，促进了磷化工艺的可持续发展。
磷化工艺行业应积极响应政府的政策，努力加强技术研发和合作，为经济发展和环境保护做出积极贡献。
钢铁件磷化处理技术的应用及发展趋势
钢铁件磷化处理技术的应用及发展趋势摘要：本文就钢铁的磷化处理做了较为详细的叙述，包括磷化处理的分类、工艺、磷化液的选取原则，以及钢铁磷化处理发展过程，最后主要从磷化药剂和磷化设备两方面来简述了磷化处理未来的发展趋势。
关键词：钢铁磷化处理；工艺；原理；磷化剂；发展趋势Abstract: In this paper, phosphate processing steel do a more detailed description, including the classification of phosphate processing, process, selection principle phosphate solution, as well as iron and steel phosphate processing development process, the last major pharmaceutical and phosphate from phosphate both devices to briefly phosphating future trends.Key words: Iron phosphate treatment; Principle; Bonderite; Development trends.1、引言目前随着国民经济的快速发展，钢铁已变成现代生产生活中必不可少的金属材料。
由于铁的物理化学性质决定了它极易受环境的影响，与周围的介质发生化学反应生成锈蚀，使后处理的质量无法保证，从而减少使用寿命。
为解决这个问题，研究金属的防护措施，采用磷化处理技术。
钢铁表面磷化处理，是用化学的方法对要涂装的金属制品进行的必要的预处理。
将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一种稳定的、不溶性的无机化合物膜层[]1。
其主要作用是：通过对金属表面的磷化预处理。
磷化处理
磷化处理概述磷化是常用的前处理技术，原理上应属于化学转换膜处理，主要应用于钢铁表面磷化，有色金属（如铝、锌）件也可应用磷化。
磷化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：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑作用。
磷化处理工艺应用于工业己有90多年的历史，大致可以分为三个时期：发展概况奠定磷化技术基础时期磷化膜用作钢铁的防腐蚀保护膜，最早的可靠记载是英国Charles Ross于1869年获得的专利。
从此，磷化工艺应用于工业生产。
在近一个世纪的漫长岁月中，磷化处理技术积累了丰富的经验，有了许多重大的发现。
一战期间，磷化技术的发展中心由英国转移至美国。
磷化技术迅速发展时期1909年美国T.W.Coslet将锌、氧化锌或磷酸锌盐溶于磷酸中制成了第一个锌系磷化液。
这一研究成果大大促进了磷化工艺的发展，拓宽了磷化工艺的发展前途。
Parker防锈公司研究开发的Parco Power配制磷化液，克服了许多缺点，将磷化处理时间提高到lho。
1929年Bonderizing磷化工艺将磷化时间缩短至10min,1934年磷化处理技术在工业上取得了革命性的发展，即采用了将磷化液喷射到工件上的方法。
磷化技术广泛应用时期二战结束以后，磷化技术很少有突破性进展，只是稳步的发展和完善。
磷化广泛应用于防蚀技术，金属冷变形加工工业。
这个时期磷化处理技术重要改进主要有：低温磷化、各种控制磷化膜膜重的方法、连续钢带高速磷化。
当前，磷化技术领域的研究方向主要是围绕提高质量、减少环境污染、节省能源进行。
磷化原理⒈磷化工件（钢铁或铝、锌件）浸入磷化液（某些酸式磷酸盐为主的溶液），在表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜的过程，称之为磷化。
⒉磷化原理钢铁件浸入磷化液（由Fe(H2PO4）2Mn(H2PO4）2Zn(H2PO4）2组成的酸性稀水溶液，PH 值为1-3，溶液相对密度为1.05-1.10）中，磷化膜的生成反应如下：吸热3Zn(H2PO4）2=Zn3(PO4）2↓+4H3PO4或吸热3Mn(H2PO4）2=Mn3(PO4）2↓+4H3PO4吸热钢铁工件是钢铁合金，在磷酸作用下，Fe和FeC3形成无数原电池，在阳极区，铁开始熔解为Fe2+，同时放出电子。
钢铁件磷化处理技术的应用及发展趋势
钢铁件磷化处理技术的应用及发展趋势摘要：本文就钢铁的磷化处理做了较为详细的叙述，包括磷化处理的分类、工艺、磷化液的选取原则，以及钢铁磷化处理发展过程，最后主要从磷化药剂和磷化设备两方面来简述了磷化处理未来的发展趋势。
关键词：钢铁磷化处理；工艺；原理；磷化剂；发展趋势Abstract: In this paper, phosphate processing steel do a more detailed description, including the classification of phosphate processing, process, selection principle phosphate solution, as well as iron and steel phosphate processing development process, the last major pharmaceutical and phosphate from phosphate both devices to briefly phosphating future trends.Key words: Iron phosphate treatment; Principle; Bonderite; Development trends.1、引言目前随着国民经济的快速发展，钢铁已变成现代生产生活中必不可少的金属材料。
由于铁的物理化学性质决定了它极易受环境的影响，与周围的介质发生化学反应生成锈蚀，使后处理的质量无法保证，从而减少使用寿命。
为解决这个问题，研究金属的防护措施，采用磷化处理技术。
钢铁表面磷化处理，是用化学的方法对要涂装的金属制品进行的必要的预处理。
将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一种稳定的、不溶性的无机化合物膜层[]1。
其主要作用是：通过对金属表面的磷化预处理。
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磷化处理工艺的发展概况
磷化在原理上属于化学转换膜处理技术，是常用的前处理技术，主要应用在钢铁表面磷化，有色金属（如铝、锌）件等也可应用磷化。
磷化处理工艺应用于工业己有90多年的历史，大致可以分为三个时期：
1、奠定磷化技术基础时期
磷化膜用作钢铁的防腐蚀保护膜，最早的可靠记载是英国Charles Ross于1869年获得的专利。
从此，磷化工艺应用于工业生产。
在近一个世纪的漫长岁月中，磷化处理技术积累了丰富的经验，有了许多重大的发现。
一战期间，磷化技术的发展中心由英国转移至美国。
2、磷化技术迅速发展时期
1909年美国T.W.Coslet将锌、氧化锌或磷酸锌盐溶于磷酸中制成了第一个锌系磷化液。
这一研究成果大大促进了磷化工艺的发展，拓宽了磷化工艺的发展前途。
1929年Bonderizing 磷化工艺将磷化时间缩短至10min,1934年磷化处理技术在工业上取得了革命性的发展，即采用了将磷化液喷射到工件上的方法。
3、磷化技术广泛应用时期
二战结束以后，磷化技术很少有突破性进展，只是稳步的发展和完善。
磷化广泛应用于防蚀技术，金属冷变形加工工业。
这个时期磷化处理技术重要改进主要有：低温磷化、各种控制磷化膜膜重的方法、连续钢带高速磷化。
当前，磷化技术领域的研究方向主要是围绕提高质量、减少环境污染、节省能源进行。