磷化工艺
磷化处理及工艺
磷化目录总述原理及应用磷化基础知识1.一、磷化原理2.二、磷化分类3.三、磷化作用及用途4.四、磷化膜组成及性质5.五、磷化工艺流程6.六、影响因素7.七、磷化后处理8.八、磷化渣9.九、磷化膜质量检验10.十、游离酸度及总酸度的测定11.十^一、有色金属磷化总述原理及应用磷化基础知识总述磷化(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。
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随着制造工艺的不断发展，磷化成为了一种重要的金属表面处理工艺。
磷化可以为金属表面提供保护，增加金属表面的硬度和耐腐蚀性，同时还能提高金属表面的色泽和外观。
然而，在进行磷化前需要进行预处理，以确保磷化效果的稳定性和良好性。
本文将讨论磷化前的预处理以及两种常用的磷化工艺。
一、磷化前的预处理1.清洗：清洗是一种最基本的预处理工艺，其作用是将金属表面的污垢、油脂、氧化物等杂质清除干净，以便于后续的加工。
通常情况下，清洗方法包括机械清洗、化学清洗和超声波清洗等。
2.脱脂：脱脂是一种去除金属表面脂肪酸和有机物质的工艺，通常使用的溶剂包括酒精、石油醚、氯化甲烷等，还可以使用碱性清洗剂和热水清洗。
3.酸洗：酸洗是一种采用酸性介质刻蚀，去除金属表面氧化物和其他杂质的工艺。
一般使用的酸洗液包括硝酸、硫酸、氢氧化钾等。
酸洗通常使用时需要注意控制酸洗液的浓度和温度，以免对金属表面造成损害。
4.去锈：去锈是一种去除金属表面氧化层和锈蚀的工艺。
根据金属的不同，采用的去锈方法也不同，比如对于铁基金属，可以采用机械去锈、酸洗或者电化学去锈。
二、常用的磷化工艺1.锌磷化工艺：锌磷化工艺是一种使用酸性磷酸盐溶液，在金属表面形成锌磷化层的工艺。
锌磷化层具有重量轻、均匀、致密和耐腐蚀性强等优点。
此外，锌磷化还可以增加金属的抗紫外线能力。
2.镉磷化工艺：镉磷化工艺是一种使用含镉盐和磷酸盐的溶液，在金属表面形成镉磷化层的工艺。
镉磷化层具有均匀、细致、低表面电阻和良好的防腐蚀性能的优点。
但是由于镉具有较强的毒性，目前在大型生产中不再使用镉磷化工艺。
三、磷化前的注意事项1.操作人员应该严格遵守操作规程，以保证操作过程的安全。
2.磷化过程应该在相对干燥的环境下进行，以避免溶液受潮。
3.磷化工艺前应该对金属表面进行充分预处理，确保磷化层的质量稳定和可靠。
4.磷化工艺过程中需要对磷化液的温度、浓度等参数进行严格控制，以确保磷化层的质量和稳定性。
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。
磷化工艺
磷化工艺磷化（I）——基本原理及分类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使用。
1 基本原理磷化过程包括化学与电化学反应。
不同磷化体系、不同其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。
在很早以前，曾以一个化学反应方程式简单表述磷化成膜机理：8Fe+5Me(H2PO4)2+8H2O+H3PO4 Me2Fe(PO4)2·4H2O(膜)+Me3(PO4)·4H2O(膜)+7FeHPO4(沉渣)+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：①酸的浸蚀使基体金属表面H+浓度降低Fe – 2e→ Fe2+2H2－+2e→2[H] (1)H2②促进剂（氧化剂）加速[O]+[H] → [R]+H2OFe2++[O] → Fe3++[R]式中[O]为促进剂（氧化剂），[R]为还原产物，由于促进剂氧化掉第一步反应所产生的氢原子，加快了反应（1）的速度，进一步导致金属表面H+浓度急剧下降。
同时也将溶液中的Fe2+氧化成为Fe3+。
③磷酸根的多级离解H3PO4 H2PO4－+H+ HPO42－+2H+ PO43－+3H－（3）由于金属表面的H+浓度急剧下降，导致磷酸根各级离解平衡向右移动，最终为PO43-。
④磷酸盐沉淀结晶成为磷化膜锌锰系磷化槽液主体组成：Zn2+、Mn2+、NO3-、H2PO4-、H3PO4以及其它一些添加物。
磷化产品工艺
磷化产品工艺磷化是一种常用的表面处理方法，用于改善金属材料的耐磨、耐腐蚀和耐磨损性能。
磷化产品工艺主要包括磷化前的准备工作、磷化工艺的选择以及磷化后的处理。
1. 磷化前的准备工作在进行磷化处理之前，首先需要对金属材料进行准备工作。
这包括清洗金属表面，去除油脂、污垢和氧化物等杂质，以确保磷化剂能够充分与金属表面发生反应。
清洗方法包括溶剂清洗、碱洗和酸洗等。
选择适当的清洗方法可以根据金属材料的特性和表面污染程度来确定。
2. 磷化工艺的选择磷化工艺的选择主要取决于金属材料的种类和要求。
常见的磷化工艺包括锌磷化、锰磷化和镍磷化等。
锌磷化是一种常用的磷化工艺，适用于碳钢、铝合金和镀锌钢等材料。
锌磷化可以提高金属材料的耐腐蚀性能，并能够作为涂装底漆的基础层，提高涂层附着力。
锰磷化适用于高碳钢和合金钢等材料。
锰磷化可以形成一层致密的锰磷化物层，提高金属材料的硬度和耐磨性能。
镍磷化适用于不锈钢和铜合金等材料。
镍磷化可以提高金属材料的耐腐蚀性能和抗磨损性能。
选择适当的磷化工艺需要考虑材料的特性、使用环境和要求等因素。
不同的磷化工艺有不同的工艺参数和处理时间要求，需要根据具体情况进行调整。
3. 磷化后的处理磷化后的金属材料需要进行后续处理，以提高其性能和表面质量。
常见的后续处理方法包括清洗、中和、封闭和涂装等。
清洗是为了去除磷化产物和残留的磷化剂，以防止其对金属材料产生负面影响。
中和是为了中和磷化产物中的酸性物质，以防止其对环境产生污染。
封闭是为了使磷化层更加牢固和稳定，常用的封闭方法有热油封闭和有机封闭等。
涂装是为了进一步提高磷化层的耐腐蚀性能和美观度，常用的涂装方法有涂漆和电泳涂装等。
通过适当的后续处理，可以进一步改善磷化层的性能和表面质量，使其更加耐久和美观。
总结起来，磷化产品工艺是一种重要的表面处理方法，可以提高金属材料的耐磨、耐腐蚀和耐磨损性能。
在进行磷化处理之前，需要进行准备工作，如清洗金属表面。
选择适当的磷化工艺需要考虑材料和要求等因素。
磷化工艺流程
磷化工艺流程
磷化是一种表面处理技术，通过将金属表面与含磷酸盐的溶液反应，形成一层致密的磷化膜，以提高金属表面的耐腐蚀性、耐磨性和附着力。
下面是一种常见的磷化工艺流程：
1. 除油：首先对金属表面进行除油处理，去除表面的油污和杂质，以便后续的磷化处理能够更好地进行。
2. 酸洗：将金属表面浸泡在酸性溶液中，以去除表面的氧化皮和其他杂质。
3. 中和：将金属表面浸泡在碱性溶液中，以中和酸洗过程中产生的酸性物质，并使金属表面处于中性状态。
4. 磷化：将金属表面浸泡在含有磷酸盐的溶液中，反应一段时间后，形成一层致密的磷化膜。
5. 水洗：将磷化后的金属表面进行水洗，以去除多余的磷化剂和其他杂质。
6. 干燥：将水洗后的金属表面进行干燥，以去除表面的水分和湿气。
7. 表面封闭：最后，可以对金属表面进行表面封闭处理，以提高其耐腐蚀性和耐磨性，例如使用涂层或电泳等方法。
以上是一种常见的磷化工艺流程，不同的应用场景和要求可能会有所不同。
磷化处理工艺
磷化处理工艺磷化处理是一种金属表面处理技术，广泛应用于钢铁、铝、镁等金属的防腐和装饰。
本文将详细介绍磷化处理工艺的原理、流程和影响因素。
一、磷化处理原理磷化处理是指在金属表面形成一层磷酸盐薄膜的过程。
该薄膜主要由金属磷酸盐组成，具有较高的耐腐蚀性和装饰性。
磷化处理过程中，金属表面与磷化液中的磷酸、氧化剂等发生化学反应，生成一层致密的磷酸盐薄膜。
二、磷化处理流程1.预处理：去除金属表面的油污、锈蚀等杂质，以提高磷化的效果。
2.酸洗：用酸洗液清洗金属表面，去除氧化层和锈蚀，为磷化处理做准备。
3.磷化：将金属表面浸泡在磷化液中，形成一层磷酸盐薄膜。
4.清洗：用清水冲洗金属表面，去除残留的磷化液和杂质。
5.干燥：将金属表面烘干，以防止生锈和影响后续加工。
三、磷化处理影响因素1.金属材质：不同材质的金属对磷化的反应不同，如钢铁、铝、镁等金属的磷化处理效果存在差异。
2.磷化液成分：磷化液的成分对磷化效果有重要影响，包括磷酸、氧化剂、促进剂等成分的选择和配比。
3.处理温度和时间：处理温度和时间对磷化效果也有重要影响，温度过高或过低、时间过长或过短都可能影响磷化效果。
4.表面预处理：金属表面的预处理对磷化效果也有很大影响，如油污、锈蚀等杂质的去除程度直接影响磷化效果。
5.环境湿度：环境湿度对磷化效果也有一定影响，湿度过高可能导致磷化膜质量下降。
四、磷化处理的应用1.防腐：磷化膜具有较高的耐腐蚀性，可用于钢铁、铝、镁等金属的防腐处理。
例如，在建筑、船舶、汽车等领域，磷化处理被广泛应用于金属结构的防腐保护。
2.装饰：磷化膜具有较好的装饰性，可用于金属表面的美化处理。
例如，在电子产品、家具等领域，磷化处理被广泛应用于产品的外观装饰。
3.耐磨：磷化膜还具有较好的耐磨性，可用于提高金属表面的耐磨性能。
例如，在机械零件、工具等领域，磷化处理被广泛应用于提高产品的耐磨性能。
4.粘合：磷化膜还可以作为粘合剂使用，将不同金属材料粘合在一起。
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金属骨架表面处理工艺
表面处理工艺是通过化学反应在金属骨架表面生成一层细密的磷酸盐膜，促进胶料与金属骨架的粘合。
（一）磷化处理工艺的主要生产设备
1.磷化处理生产线一套
2.胶粘剂喷涂装置一套
3.污水处理系统一套
4.纯水装置一套
（二）生产工艺流程与控制条件
1.磷化处理生产线
（1）磷化处理生产线工艺流程
金属骨架→脱脂（碱洗）→静态水清洗→（酸洗）→动态水清洗→表面调整（停止使用）→磷化处理→静态水清洗→动态水清洗→钝化处理→（浸涂胶粘剂）→
烘干。
磷化处理生产线6种不同的工艺流程已存贮在计算机中，由计算机控制工艺流程的运作。
工艺流程具体如表1所示：
（2）基本工艺条件如表2所示：
（3）处理液的配制、检测与补充
处理液的配制包括脱脂液、酸洗液、磷化处理液及钝化处理液。
新配液时，处理槽中无旋转篮，清洗水须排尽；新配液搅拌后停放16~24小时，并进行浓度的测定。
a脱脂液：
新配制时：称量70kgFC-4360和80kgFL-4393BG脱脂剂倒入已清洗干净的脱脂槽中缓慢注入自来水，并不断搅拌；当水位超过溢流位时，继续注入自来水，直至与脱脂槽中的水位差为0~50mm则关闭自来水进水阀。
开启脱脂槽的循环泵，保证槽内脱脂剂完全溶解。
浓度测定时，用80ml玻璃烧杯从取样口处取样。
第一次的样液用来清洗烧杯，用量不少于30ml；清洗完毕后倒回脱脂槽中；用第二次的样液进行浓度测定，样液用量为30~50ml。
碱度值为11±2度。
向脱脂槽脱脂剂时，槽中不能停放旋转篮。
添加完毕，需开启循环泵0.5~1小时，然后浓度测定。
每班开始生产前，需测定脱脂液的碱度。
生产结束后，须向脱脂槽补充自来水至溢流位。
每2个星期脱脂液的除油处理。
除油处理时间为2~3小时。
脱脂液每半年更换一次。
b.酸洗液的更换与浓度测量
新配制酸洗液时，领取10桶25公斤装工业浓盐酸（30%）倒入酸洗槽中，缓慢注入自来水直至规定刻度。
盐酸质量百分比浓度控制在5~10%。
（每两个星期抽样送实验室进行浓度检查）。
超出浓度范围的应根据实际情况增补盐酸或加水稀释。
盐酸罐的盐酸每半年彻底更换清理一次。
对严重生锈的骨架应先进行酸洗除锈，除去锈后可在磷化线上进行磷化处理。
c.磷化处理液
新配制时，按表3称量相应重量的磷化处理浓缩液，倒入磷化处理槽中（锌系磷化用9#槽，锌钙系磷化用8#槽），缓慢注入纯水至刻度线处；用经水洗烘干的旋转篮在磷化处理槽中反复上下5次。
浓度测定时，用专用的150ml玻璃烧杯从取样口处取样。
第一次的样液用于清洗烧杯，用量不少于20ml，清洗后倒回处理槽中；用第二次的取样液进行浓度测定，样液为90~110ml。
检测的项目及浓度要求见表3。
当补充磷化浓缩液时，槽中不能停放旋转篮，如有，须先将旋转篮提离该槽位置后，再补充浓缩液，用原旋转篮在槽中反复上下5次后，让其在槽中旋转0.5~1小时后再浓度的测定，直至达到合格的浓度要求。
每班开始生产前，需测定磷化处理液的各项浓度，合格后，方可进行生产。
生产结束后，须向处理槽中补充纯水至要求刻度。
磷化处理液每星期进行一次液渣分离处理，处理时间按沉渣量而定，分离结束后，处理液槽无沉渣；按规定进行处理液的补充与浓度测定。
磷化液两个月彻底清理更换一次，沉渣和结垢必须清理干净。
d.钝化液
按表3的规定进行钝化液的配制，用专用抽吸泵抽取的Passivative 200钝化液于专用15L 塑料桶中。
将钝化液倒入钝化槽中，再注入自来水至规定刻度。
浓度测定时，用专用勺移取不少于10ml的钝化液，并清洗专用的50ml玻璃烧杯。
清洗后，倒回处理槽中，再用勺移取20~30ml的钝化液进行浓度测定，测定项目及要求见表3。
每两个星期检查浓度一次。
当钝化液的总酸度与游离酸度比值大于7时，须更换钝化液。
钝化液每半年彻底清理更换一次。
e.静态水洗
静态水洗用自来水，水洗槽中的水位应达到溢流口，每3~4周更换一次。
f.动态水洗
动态水洗用自来水，由溢流位流入污水池中，水流量以刚超过溢流位为准。
g.表面调整现用静态水洗代替，每3~4周更换一次。
（4）磷化处理线的开机条件
a.各处理液的浓度均符合要求；
b.处理液的温度达到要求值；
c.各旋转篮的位置符合选定操作循环的位置要求；
d.抽风装置、进排水系统运行正常。
（5）金属骨架的装卸
金属骨架的装卸在磷化处理线中的位置1处完成。
装卸料时，旋转篮的进料口朝右上角方向，便于开启进料口完成装料与卸料操作。
已冲压成型的金属骨架存放在装料箱，或装料框中；
装料时，金属骨架的体积不能超过装料旋转篮容量的一半，对容易相互叠套骨架，需用铁线反方向间隔串起再装入篮内。
卸料时，用带轮子的卸料箱（框）贮存已磷化处理的金属骨架。
金属骨架的外观质量要求参见有关标准执行。
磷化后的金属骨架，应摆放到指定位置，不能用手直接触摸金属骨架，必须穿戴干净无油渍的手套进行各项操作。
（6）已磷化好的骨架停放时间
存放期间注意保管，避免污染，生锈。
生锈的骨架应重新酸洗磷化。
磷化后喷胶粘剂之前，停放期限按涂覆胶粘剂类型规定如下：
欲涂覆10567、RM-1胶粘剂的骨架可保存3个月，欲涂覆3290-1胶粘剂的骨架可保存2个月。
超期但无生锈的，应进行产品粘合试验，若粘合正常，可延长1个月使用。
若粘合不良或生锈应重新酸洗、磷化处理，重新磷化骨架必须抽样检查其尺寸（每批检查10个）。
凡超出3个月都无生产计划的已磷化骨架应当放置贮存室保存。
重新使用时必须重新酸洗、磷化处理，重新磷化的骨架必须抽样检查其尺寸（每批检查10个）。