磷化
磷化前的预处理和两种常用磷化工艺

磷化前的预处理和两种常用磷化工艺磷化是一种通过在金属表面形成一层磷化层来改善其表面性能的电解化学过程,通常使用盐酸或硝酸作为溶液。
在金属表面磷化之前,预处理是十分关键的步骤,因为它可以去除金属表面的污垢、氧化物和油脂等杂质,从而确保磷化质量的稳定和附着力的可靠性。
本文将介绍两种常用的磷化工艺和磷化前的预处理过程。
一、磷化前的预处理磷化前的预处理可以分为化学预处理和机械预处理两种类型。
化学预处理通常使用腐蚀剂和脱脂剂来清洁金属表面,而机械预处理则包括切割、砂光和打磨等步骤。
以下是一些常用的预处理工艺:1. 碱性清洗:使用氢氧化钠和氢氧化钾等碱性清洗剂可以去除金属表面的油脂、污垢和其他污染物。
2. 酸性清洗:使用酸性清洗剂,如盐酸或硝酸,可以去除金属表面的锈蚀和其他氧化产物。
3. 砂光:通过机械磨擦,使用砂纸和切割片等打磨工具,可以去除金属表面的较深层次的氧化物和污染。
4. 清水冲洗:使用清水彻底冲洗金属表面,以去除清洗和砂光后留下的污染物和化学残留物。
二、两种常用的磷化工艺1. 锌磷化锌磷化是一种常见的磷化工艺,通常用于不锈钢和钢铁等金属表面。
锌磷化的优点是其能够在金属表面形成一层较为均匀的磷化层,并且其耐腐蚀性能和附着力都很高。
在锌磷化之前,可以先使用碱性和酸性清洗剂进行表面处理,以确保金属表面干净无杂质。
磷化前的清洗处理可以使用高压冲洗机进行清洗处理,彻底去除表面密封处和蚀刻剂等残余物,确保磷化结果的均匀稳定。
2. 镍磷化镍磷化是另一种常见的磷化工艺,同样也适用于不锈钢和钢铁等金属表面。
镍磷化的优点是它能够为金属表面提供良好的耐腐蚀性能和良好的润滑性,从而可以延长金属件的使用寿命。
在进行镍磷化之前,同样需要进行先进行表面清洗以去除金属表面的杂质和污染物。
接着,使用含有镍离子和磷酸盐的电解液进行磷化处理,镍磷磷化能够在金属表面形成一层厚度大约为1-20微米的镍合金层。
在磷化过程中,磷酸盐和镍离子是两个关键的组成部分,可以在镍磷磷化防腐体系的制备中,添加提高镍磷磷化涂层的附着力、防腐性能和电学性能。
磷化工艺流程及磷化工艺

磷化工艺流程及磷化知识: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: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使用。
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:奠定磷化技术基础时期、磷化技术迅速发展时期和广泛应用时期。
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(B.P.No.3119)。
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。
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T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。
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。
(二)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。
(三)磷化基础知识一、磷化原理1、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。
磷化处理工艺程序及操作方法

磷化处理工艺程序及操作方法磷化处理是一种常用的金属表面处理工艺,可以提高金属材料的耐腐蚀性和耐磨性。
以下是磷化处理的工艺程序及操作方法:1.准备工作:(1)清洗金属材料:首先将金属材料进行清洗,去除表面的油污、灰尘等杂质,可以使用有机溶剂或碱性清洗剂进行清洗。
(2)酸洗:将金属材料放入酸洗槽中,使用酸性溶液去除金属表面的氧化层,常用的酸洗液有硫酸、盐酸等。
2.磷化处理工艺程序:(1)涂磷处理:将经过清洗和酸洗的金属材料放入磷化槽中,磷化槽中的磷化溶液由磷酸、氢氟酸和缓冲剂等组成。
磷化溶液中的磷酸能与金属表面发生反应,生成一层薄而均匀的磷化膜。
磷化膜可以提高金属材料的耐腐蚀性和耐磨性。
(2)温度控制:磷化处理中,磷化槽中的温度对磷化效果有较大影响。
通常情况下,控制磷化槽中的温度在40-60℃之间,可以获得较好的磷化效果。
(3)时间控制:磷化时间是影响磷化膜厚度的重要因素。
通常情况下,磷化时间为5-15分钟,可以根据具体要求进行调整。
3.磷化处理操作方法:(1)涂磷:将金属材料均匀地涂覆磷化溶液,涂覆完毕后放入磷化槽中进行磷化处理。
(2)温度控制:调节磷化槽中的加热设备控制温度在40-60℃之间。
(3)时间控制:根据具体要求,控制磷化时间在5-15分钟之间。
(4)清洗:磷化处理完毕后,将金属材料从磷化槽中取出,使用清水进行冲洗,去除残留的磷化溶液和杂质。
(5)干燥:将清洗干净的金属材料放置在通风干燥的地方,等待其自然晾干。
4.注意事项:(1)操作安全:在进行磷化处理时,应佩戴个人防护装备,如手套、护目镜等,以保护自己的安全。
(2)剂量控制:在磷化溶液的配置中,应根据具体要求精确计量,以确保磷化效果的一致性。
(3)注意通风:磷化处理过程中会产生一定数量的有害气体,应选择通风条件良好的场所进行操作,以确保作业人员的健康安全。
(4)储存注意:磷化溶液应储存在阴凉、干燥的地方,并防止日晒和雨淋,避免阳光直射引起溶液质量变化。
磷化过程中发生反应的三个阶段

磷化过程中发生反应的三个阶段磷化是一种在工业生产中常见的化学反应过程,用于制备磷化合物或在材料表面形成磷化层。
磷化过程包括三个主要的阶段:前期准备阶段、反应阶段和后期整理阶段。
下面将详细介绍这三个阶段。
第一阶段是前期准备阶段。
在进行磷化反应之前,需要进行一系列的准备工作。
首先,需要选择合适的磷化试剂。
常见的磷化试剂有磷化氢(PH3)、三乙基磷((C2H5)3P)和三甲基磷((CH3)3P)等。
选择适合的磷化试剂取决于反应要求、材料特性以及实际操作的便利性等因素。
其次,需要进行试剂的配制和储备,通常是将磷化试剂与溶剂混合,或者采用气体形式直接使用。
此外,还需准备好反应容器及相关的设备和试剂,以确保磷化过程的安全性和实验操作的顺利进行。
第二阶段是反应阶段。
在这个阶段,磷化试剂与待磷化的物质发生反应,生成磷化物。
这个阶段可以进一步分为磷化试剂与待磷化材料的接触与反应、磷化反应的进行和磷化产物的生成。
磷化试剂与待磷化材料的接触与反应是磷化反应的关键步骤。
对于固体材料,常用的方法是将磷化试剂与待磷化材料放在一个密封的容器中,通过加热或其他方式引起二者的接触与反应。
对于液体材料,可以直接将磷化试剂加入待磷化材料中,经过一定的温度和时间进行反应。
磷化试剂与待磷化材料的接触与反应实际上是磷化试剂中的磷元素与待磷化材料中的金属元素或其他元素发生化学反应的过程。
磷化反应的进行主要受到反应温度、反应时间和反应条件等因素的影响。
在实际操作中,通常控制反应温度在一定的范围内,并根据化学反应的速度和产物生成情况来确定反应时间。
此外,还需要保持适当的反应条件,例如,提供足够的反应空间、保持适当的气压或温度等。
磷化产物的生成是磷化反应阶段的最后一个步骤。
磷化反应完成后,将会生成磷化物产物。
这些产物可以是单一的磷化物(如三磷化二铝[AlP]、磷化硼[BP]等)或者多相的磷化物(如磷化镍-磷化铁[Ni-Fe-P]等)。
产物的生成与反应温度、反应时间、反应条件以及待磷化材料的结构和组成等因素相关。
磷化发黑的作用原理

磷化发黑的作用原理
磷化发黑的作用原理是在物质表面形成磷化膜,这是由于磷化物与金属表面发生化学反应,生成了一层黑色的磷化物。
这种磷化膜具有较好的附着力,可以起到保护金属表面的作用,并且具有良好的耐腐蚀性。
磷化发黑的过程通常通过在含有磷酸盐的溶液中进行处理来实现。
磷酸盐可以与金属表面发生反应,生成磷化物。
在这个过程中,磷酸盐会被氧化,供给反应所需的磷源。
在环境中的氧气存在的情况下,这些磷化物会进一步氧化形成黑色的氧化物层。
磷化发黑的原理是通过磷化物和氧化物共同形成的双层结构达到的。
这种双层结构具有较高的稳定性和抗腐蚀性,可以防止金属表面被进一步氧化和腐蚀。
另外,磷化膜还可以增加金属表面的摩擦系数,提高润滑性能。
总之,磷化发黑通过表面生成磷化膜,进而形成氧化物层,能够提高金属表面的保护性能和耐腐蚀性能,以及改善金属表面的润滑性能。
磷化

毕业论文1 前言磷化是金属表面处理技术之一.其工艺过程是将钢铁或锌及镀锌钢板在某些以酸或磷酸盐为主,同时含有多种复合添加剂的溶液中处理,在固体材料或零部件表面形成有一定厚度的以磷酸盐为主要成分的覆盖膜.磷酸盐转化膜是由一系列大小不同的晶体所组成在晶体连接点上形成细小裂缝的多孔结构,这种多孔的晶体结构,使制件表面的耐蚀性,吸附性和减摩性等性能得以改善[1].所以,磷化膜的质量对整个涂装质量的影响极大.长期以来.科技人员一直把它视作一项重要的预处理技术对付,给予足够重视和不断改进[2].近年来,由于能源缺乏,人们对低温磷化逐渐重视.而表面调整作为磷化的前处理步骤,显得尤为重要起来.它可消除碱洗脱脂或除锈等造成的表面状态不均匀性,增加磷化晶核数目.使晶粒变得更细,降低膜重,还可以缩短磷化时间和降低磷化温度[3] .1943年美国G.Jernstadt最早发现含钛的磷酸盐溶液(Jernstadt Salt,Na2HPO4.5%K2TiF6),具有表面活化作用.目前使用的表面调整剂(Conditioner),大多是以Jernstadt盐为基础.如德国Henkel公司的Fixodine系列、法国Parker 公司的Parcolene Z系列和日本Parkerizing株式会社的Prepalene Z系列等.近年来,国内对此也作了一些卓有成效的研究[4].大多数都是使用钛化合物做为表调液的主要配方.因此,提高了表调液的造价,使的表调费用加大,不利于大规模生产.为了寻找到一种价格低廉却又能够具有好的表调性能的表调液,目前,国内外专家学者通过大量研究后,于1988年美国的专家提出了一种不同与一般的Jernstadt盐的表调剂,其主要配方为直链烷基苯磺酸盐和碱金属盐或是碱土金属盐在水中简单的混合,生成烷基苯磺酸盐胶体,其比烷基苯磺酸盐单独使用具有更多的优点,该表调液无论碱金属磷酸盐的用量多少,都能获的较佳的磷化膜.本研究主要采用非钛系物质或少量钛化物做为表调液的主要配方,以达到节省开支,实行大规模生产的要求.主要采用十二烷基苯磺酸钠及固体表调剂等物质混合溶于水,制得一液体表调液,首先通过一系列单因素实验确定各物质的使用范围后,在经过大量的正教实验以获得最佳的实验配方.本文主要以阐述金属磷化处理的表面调整为主,烷基苯磺酸盐被阐述以主要处理材料以代替含钛的马日夫盐作为金属磷化前处理的调整材料.本文所研究的关于金属表面处理的论文文献,主要是金属磷化保护的前处理-金属表面调整,更为特别的是,本文中的烷基苯磺酸盐克用于处理不同金属的磷化处理,如锌系或钙系磷化处理.在不同金属表面形成保护膜已经作为一个课题被研究了许多年,金属表面处理在很久以前就为大家所了解,尤其是钢铁材料,需要很好的保护基体金属.作为保护金属的涂料是很平常的,而提高金属与涂料的结合力则更加好的保护金属.人们在努力提高涂料和金属件结合力的时候发现:一层薄的锌系磷化膜在金属表面可以极大的提高涂料的附着力和金属的耐蚀性.磷化工艺有了极大的提高是在发现:当对金属表面处理或者与其接触的磷酸钠液体中含少量的钛盐时进行锌系磷化可以更快的成膜,且生成更为细小的粒子磷化膜.该发现是由G.W.马日夫在该领域所发表的一些文章中所提到的,包括美国论文编号为2,310,239;2,456947;2,462,196和2,490,062.它认为含钛的磷酸钠液处理金属,以至更好的形成磷化膜.含钛材料或含钛处理的都被以后的文章称为马日夫盐.一般来讲,马日夫盐的准备是首先将磷酸钠加入到水中,然后加入可溶性钛盐,将该混合液加热10个小时,加热温度为60~85摄氏度.该液然后于常温下烘干,所得的干燥物质将被用于金属前处理液因为马日夫盐在其制备时有严格的温度范围,研究者尝试着计算出形成固体干燥物所需的热量.计算热量的其中一个原因为节省能量.其中在美国论文编号为4,152,176上准备马日夫盐尝试着降低能耗,该篇文章描述了一个制备马日夫盐的方法,其中所含的焦磷酸钠作为一种金属的表面清洗剂.将水,焦磷酸钠,无水磷酸钠和含钛化合物混合,其混合温度为65~95~摄氏度,该液然后加入固体无水磷酸钠混合后将获得以固体磷酸钛化合物,该化合物溶于水后用于处理金属表面以提高磷化膜的质量.尽管最后混合固体无水磷酸钠被认为是形成一个干燥混合物,但其中还是含15%的水,如此混合后用于一般条件下的马日夫盐.最近的提高马日夫盐的尝试在编号为4,539,051的美国论文上提到,在马日夫盐中的焦磷酸钠能够额外的提高小部分的钛和磷酸钠的复合.文中所说的焦磷酸钠能减少表调的用量而且能够起到优化磷化膜的结构.表面调整液处理金属表面的温度范围在49~69摄氏度.其作用是对金属表面进行清洗和调整.其作用是降低处理所需的温度,马日夫盐基础液和其它物质一起对金属进行细微的复合调整以达到对金属表面的调整进行磷化.其中一篇发表在美国论文上编号为4,497,667的论文.按照该篇论文处理温度可降到38摄氏度.在了解所有关于马日夫盐的制备后,理所当然应该去了解含钛液和磷酸钠复合表调温度应该在一个很小的范围内,极其重要的是液体在干燥时需要非常注意钛和马日夫盐在金属表面调整的作用.所以钛盐在准备上要慎重.目前,需要一种更为便宜的表面调整材料,很明显,需要找到另一种比钛盐更为便宜的表面调整材料以提高表面调整利润,它处理金属表面状况至少要比得上含钛的马日夫盐.目前相当数量关于活化研究提供的金属表面活化液组成的文章和文献是关于烷基苯磺酸盐,此种盐被发现,要麽单独使用或者与目前所知道的含钛的马日夫盐一起使用,或着与碱金属磷酸盐一起使用,特别是含钠的磷酸盐.更能体现该研究的是,溶液所能活化的那组金属铁,钢铁,锌,合金所形成的磷化保护膜,其金属表面处理液包含的十二烷基苯磺酸盐,来自碱金属或是碱土金属.,它被发现有利于线性直链烷基苯磺酸钙的应用.该篇文章进步的是其金属表面调整,作为一个磷化前处理的一个主要过程,它提高了表面调整在金属磷化种的作用,其中的烷基苯磺酸盐做为表面活性剂在金属表面调整中为众所周知的.[5]2实验研究部分2.1实验仪器设备和实验药品2.1.1实验仪器设备烧杯(1000ml1个,500ml1个,250ml2个,100ml3个,50ml3个)量筒(1000ml1个) 移液管(50ml1个,25ml1个,10ml1个) 温度计(300的1根,200的1根) 锥型瓶(250ml2个)碱式滴定管(50ml1根) 电动搅拌设备(一套)电炉(一台) 玻璃棒(3根)天平(一台) 分析天平(一台)金相显微镜(一台) 电化学工作仪(一台)钢铁试片(100片) 试片夹(一根)吹风机(一部) 胶头滴管(一根)砂纸(若干块) 精密PH试纸(若干)2.1.2实验药品十二烷基苯磺酸钠(工业级) 氢氧化钠(分析纯)碳酸钠(分析纯) 硼酸钠(分析纯)硫酸(98%的浓硫酸) 硫酸铜(分析纯)盐酸(工业级) 硫脲(分析纯)食盐(一些) 除油剂磷化液三氧化铬(分析纯)2.2实验研究方法及特点2.2.1实验研究方法本实验所采用的首先采用单因素法确定实验中各主要成分的用量范围后,再采用正交实验用来确定各成分的具体用量,以获得一个最佳配方.2.2.2实验研究的机理磷化过程实际上是一个电化学过程.当钢铁件浸入磷化液中,在金属表面形成许多腐蚀微电池,此时铁基是微阳极区,而碳化物,微量合金元素以及应力集中的部位是微阴极区,微阳极区的铁被氧化而溶解,微阴极区氢离子得电子而还原,由于酸的浸蚀作用,钢铁表面附近液层中铁离子浓度升高,PH升高磷酸一代盐水解,它在表面的微阴极区结晶析出.Me(H2PO4)2 ---------- MeHPO4 +H3PO43MeHPO4 ---------- Me3(PO4)2 +H3PO4(Me为Zn,Mn,Fe,Ca等)H.W.K,ONG 采用扫描电子显徽镜(SEM)研究了磷化膜的形成过程,发现磷化分两步进行;首先在表面活性点上形成磷酸盐的晶核,然后是晶核的继续生长.磷化之前。
磷化处理工艺操作规程

磷化处理工艺操作规程磷化处理是一种常温下的表面处理工艺,可以用于金属材料的防腐、增加耐磨性和润滑性等方面。
下面是一份磷化处理(常温)工艺操作规程,详细描述了该工艺的操作步骤和注意事项。
一、工艺介绍磷化处理是通过化学反应将金属表面形成一层磷化物层,从而改变金属表面的性质。
磷化处理可以增加金属材料的耐腐蚀能力,增加机械强度,增加润滑性,延长使用寿命等。
二、工艺设备和材料准备1.磷酸:将适量的磷酸溶解在适量的水中,配制成10%的磷酸溶液。
2.清洗槽:用于清洗金属材料的槽体,可选用聚乙烯或聚丙烯等材料制作。
3.黑色磷化剂:将适量的草酸铵和一氧化亚铁混合制成的磷化剂。
三、工艺操作步骤1.清洗:将金属材料放入清洗槽中,用清水将金属材料表面的油污和尘土洗净。
2.酸洗:将金属材料放入装有10%磷酸溶液的清洗槽中,在搅拌的同时,将金属材料表面的氧化皮和杂质酸洗掉。
酸洗时间一般为10-15分钟。
3.冲洗:将金属材料从磷酸溶液中取出,用清水冲洗干净,确保金属材料表面没有酸液残留。
4.磷化:将清洗干净的金属材料放入装有黑色磷化剂的磷化槽中,保持常温静置,时间根据材料的具体情况决定,一般为30-60分钟。
5.冲洗:将磷化完成的金属材料从磷化槽中取出,用清水冲洗干净,除去表面的磷化剂残留。
6.干燥:将冲洗干净的金属材料放入通风良好的地方,自然晾干。
四、注意事项1.操作时需佩戴防护手套和眼镜,以免酸液对皮肤和眼睛造成伤害。
2.操作过程中需注意防止酸液溅到周围环境或其他设备上,以免造成腐蚀。
3.磷化剂需按照一定比例混合制备,不得随意更改配方。
4.操作环境应通风良好,避免吸入磷化剂气体。
5.操作完成后,应及时清洁工作台和设备,避免磷化剂的残留。
五、工艺效果评估1.观察磷化处理后的金属材料表面是否呈现均匀的黑色。
2.通过化学测试,检测金属材料表面的磷化层厚度是否符合要求。
3.对磷化处理后的金属材料进行腐蚀试验,评估其耐腐蚀性能。
4.对磷化处理后的金属材料进行涂层附着力测试,评估其润滑性和耐磨性。
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。
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1.1.4 磷化
(1)概述
钢铁零件在含有锌、锰、铁或碱金属磷酸盐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,称为磷化处理,所形成的薄膜为磷化膜,磷化膜分为假转化膜和转化膜。
磷化膜按膜层质量可分为,次轻量级,仅0.4~1g/m2,一般为无定型轻铁系膜,适宜作油漆,喷粉底层;轻量级1.1~4.5g/m2,广泛用作涂装底层;次重量级,4.6~7.5g/m2,可用于防腐蚀和冷加工和减磨润滑;重量级,大于7.5g/m2,用于防腐蚀,绝缘和冷加工减磨。
由此可见,磷酸盐膜的作用是:油漆涂装底层,防腐蚀,表面润滑,冷加工成型提高效率。
按磷化处理温度可分为低温(15~35℃);常温(35~45℃);中温(50~70℃);高温(大于80℃)磷酸盐膜的用途、类型及厚度选择见下表
金属的磷酸盐处理视所用溶液的不同,可以在其上形成两种在化学组成和结构上都不相同的磷酸盐膜,即化学转化型和假转化型的磷酸盐膜。
前者是金属表面自身转化的产物,由FePO4和Fe203组成;后者主要是存在在于溶液中的重金属磷酸二氢盐的水解产物,由MeHPO4(Me
为二价重金属Mn、Zn等)晶体所组成。
自然,这两种不同类型的磷酸盐膜应该各具有其自身特有的成膜历程。
2. 性能及用途
钢铁零件磷化膜使用范围如下:
①钢铁零件表面涂漆的底层;
②要求电绝缘的钢零件;
③导管内腔或形状复杂的零件防护;
④冷墩时的润滑;
⑤在润滑油条件下工作的零件;
⑥不允许电镀的组合件的防护;
⑦高强度钢的防护;
⑧局部渗氮的零件,防止渗氮部位粘锡。
3. 钢铁磷化工艺技术
①高温磷化
钢铁零件的高温磷化是在90~98℃温度下处理10~30min,优点是膜层的耐蚀性、结合力、硬度和耐热性都较好,缺点是高温操作能耗大,挥发量大,成分变化快,磷化膜易夹渣,结晶粗细不均,其工艺规范可见下表。
②中温磷化
钢铁零件中温磷化,是在50~70℃温度下处理10~15min,其优点是膜层耐蚀性接近高温磷化膜,溶液稳定,磷化速度快,生产效率高,是应用很广泛的工艺,中温厚磷化膜用于防锈、冷加工润滑,减磨等。
薄膜用于涂装底漆中温磷化工艺见下表。
③常(低)温磷化
钢铁零件常温磷化,是指不加热,在自然室温条件下的磷化,正常为10~35℃下的磷化,当今对这类磷化研究最活跃,进步液最快,其配方设计及性能可见下面三个表
④四合一磷化
钢铁零件“四合一”磷化,就是指除油、除锈、磷化和钝化四个主要
工序综合在槽中完成。
这样综合可以简化工序,减少设备、缩短工时,提高效率,对于大型机械
和管道,可采用喷刷处理更为方便。
“四合一”磷化膜大都是纯铁盐型的,故乌黑亮泽,结晶致密,膜重4~5g/m2,一般只作油漆涂装打底。
⑤黑色磷化
黑色磷化膜寂静细致,色泽均匀,外观呈黑灰色。
黑色磷化膜既不影响零件的精度,又能减少仪器内壁的漫反射,因而主要用于精密钢铸件的防护与装饰。
(4)其它金属表面的磷化
除钢外,铝和铝合金、锌、镁、钛及它的合金能够接受磷酸盐的处理,但磷酸盐膜的形成与基底金属的化学组成和它的表面结构有关。
一些金属,例如铜、铅、不锈钢和镍铬合金,由于它们在含游离磷酸的溶液中不会发生腐蚀溶解,自然也不会发生结晶成和核过程,因此,在其上是难以形成磷酸盐膜的。