镀锌板磷化
镀锌钢板表面磷化技术综述
2019年第15期广东化工第46卷总第401期·115·镀锌钢板表面磷化技术综述谢运(上海汽车集团股份有限公司乘用车分公司，上海201804)Crystalline Phosphating Process on the Surface of Galvanized SteelXie Yun(Passenger Car Division Shanghai Automotive Group Co.,Ltd.,Shanghai201804,China)Abstract:At present,galvanized steel sheet is more and more widely used in automobile plate,but the traditional surface phosphating process is not suitable for the pretreatment of galvanized steel sheet.Therefore,this paper introduces the surface phosphating treatment technology of galvanized steel sheet,the influencing factors of phosphating film performance,existing problems and development trend.Keywords:galvanized steel sheet；crystalline phosphating process；surface近年来，汽车行业对车辆用材的耐蚀性和耐久性的要求越来越高，因此，寻找高性能的镀锌钢板越来越被汽车行业重视[1]。
镀锌钢板对汽车的耐蚀性能有所提高，同时也带来了一定的问题，比方说，镀锌之后钢板的涂装涂层结合力下降，使得后期涂装较难，影响涂层质量[2]。
国外汽车镀锌板预磷化和磷化技术
世界金属导报/2008年/4月/22日/第008版绿色钢铁国外汽车镀锌板预磷化和磷化技术朱久发预磷化膜能较好地解决较易锈蚀的热镀锌板在仓储、运输期间的防锈问题，又能在汽车板的冲压成型过程中起到固体润滑膜的作用，明显地降低了热镀锌板材的表面摩擦系数，并有效减缓了热镀锌板与模具摩擦后易产生的锌层脱落、粉化等缺陷。
热镀锌预磷化板在欧、美、日等有些钢厂得到普遍推广，己成为解决难冲压件开裂的一种有效技术。
为了不断提高汽车车身用热镀锌板的防腐蚀性能，汽车车身的油漆底层仍将采用锌盐磷化处理技术，这就需要采用更加环保、更短处理时间和更低运行成本的锌盐磷化技术。
1、预磷化镀锌板生产工艺预磷化镀锌板是在钢厂热镀锌机组或电镀锌机组上添置的磷化装置所生产的。
在镀锌工艺段后，直接对锌层表面进行磷酸盐溶液处理，形成一层有利于冲压的固体磷酸盐润滑膜，并提高热镀锌板在仓储、运输及整车涂装工序前的耐蚀性。
磷化膜多为锌锰镍三元系的伪转化膜。
当前有3种典型的预磷化处理方式，即浸渍式、喷淋式和辊涂式预磷化工艺。
其中浸渍式和喷淋式适合于生产连续式预磷化板，辊涂式特别适合于生产非连续式预磷化板。
所谓“连续式”和“非连续式”，系指目前国际上流行的镀锌预磷化膜分为两类，即连续式和非连续式磷化膜的镀锌预磷化板。
1.1浸渍式预磷化工艺镀锌后的带钢先通过喷淋或浸渍处理上一层作为磷化晶体晶核的钛酸盐表面调整剂(以下简称为表调剂)，以细化和均化磷化膜晶体的物理尺寸，再浸入装满磷化液的槽体内，在溶液中完成预磷化膜的生长过程，离开槽体后由去离子水充分漂洗，随后进行热风干燥。
浸渍式是传统磷化方式，磷化液多为锌锰镍改性，膜重一般控制在1.5～3.0g／m2范围内。
该工艺的优点是受设备状态的影响较小，带钢上下表面磷化膜的磷化指标，如膜重、结晶尺寸等没有差异。
但为了保证锌层与磷化液有足够的接触时间，必须要有体积足够大的磷化槽，还要解决含磷漂洗水所带来的环保问题。
1.2喷淋式预磷化工艺除了将浸渍改为喷淋外，无论是带钢表面调整、磷化液还是水漂洗工艺，均与浸渍式磷化工艺相同。
镀锌板磷化
型号：E X－LH3112型产品特点：本品为锌系磷化液，适用于镀锌板工件的表面磷化，使用该液所生成的磷化膜呈黑灰色，结晶致密，防锈性能好，使用操作简单，溶液性能稳定，工作液沉渣少，无毒无刺激性气体产生。
生成的磷化膜呈深灰或黑色使用说明：（一）、处理方式：采用喷淋、浸渍（二）、磷化槽应为不锈钢、厚壁塑料板或碳钢制（内衬防腐衬里）（三）、检验用药品及仪器：药品：指示剂：酚酞、甲基橙、溴酚兰，滴定液：0.1mol/l NaOH溶液，氨基磺酸，蒸馏水。
仪器：发酵管，50ml碱式滴定管，10ml移液管及吸耳球，200ml三角烧杯。
磷化工作的配制（按1000升计）1、将清水加到处理槽内八成；2、加入EX-LH3112磷化液50 ~ 60kg；3、补齐余量的水，并搅拌均匀；4、加入中和剂EX－LH3220调整工作液至使用范围；5、加入EX-3210促进剂3L；6、升温至工艺规定温度，即可使用。
通用工艺：脱脂—→ 水洗（溢洗）—→ 除锈—→ 中和水洗—→ 水洗（溢流）—→ 表面调整—→ 磷化—→ 水洗→ 水洗—→ 干燥包装说明：本品为25公斤塑料桶包装。
技术指标：游离酸度（FA）：0.8 ~ 1.8 Pt 总酸度(TA)：18 ~ 28Pt使用温度：45 ± 5℃处理时间：3 ~ 8min生产厂家：南京中联信化工有限公司生产产地：南京备注：常年供应镀锌板磷化剂是一种无磷酸盐的反应型前处理化学品，特别适合于钢铁、锌和铝表面处理。
不含有挥发性有机物，能增强涂装的结合力和耐腐蚀性能。
电镀锌产品一览表电镀锌钢带牌号命名方法电镀锌钢带牌号命名方法如下：××××Ｅ+×××××-----对应的冷轧基板牌号Ｅ-----电镀锌的英文缩写×-----表示镀层种类（Z ：纯锌镀层；ZN：锌--镍合金镀层）例：BUFDE+Z，BUFDE+ZN电镀锌/锌-镍合金工艺流程表面处理种类及特点镀层种类及可供范围镀层种类及可供范围（单位：g/m2）推荐的标准镀层重量列于下表（单位：g/m2）。
镀锌板磷化膜发花问题解决-文档资料
镀锌板磷化膜发花问题解决-文档资料镀锌板磷化膜发花问题解决1 前言磷化是指将钢铁、铝、锌及镀锌钢板等在某些以酸式磷酸盐为主，同时含有多种复合添加剂的溶液中经过化学处理，在固体材料或零件的表面上生成一定厚度以磷酸盐为主要成分，难溶于水的覆盖层的化学处理工艺过程。
镀锌板材具有很好的耐蚀性能，但镀锌板不宜直接进行涂装，需进行适当的前处理。
因为锌比较活泼，如果磷化过程处理不当就会造成镀锌层的过度腐蚀，导致磷化膜性能变差、磷化膜表面泛黄、发花等现象。
本文结合我公司现有的生产及工艺条件从以下几个方面分析了引起磷化膜发花的原因。
2 脱脂槽杂质离子污染（1）由于热水洗换槽周期为一周，而预脱脂槽换槽周期为两周到一周生产到后两天时槽液含油量增加杂质离子也较多。
（2）由于锌为两性金属，酸和碱都会对其造成腐蚀，镀锌板在碱性脱脂剂中会发生反应，而被腐蚀掉的锌离子会在脱脂槽中不断累积。
由于锌离子对镀锌板腐蚀有无影响的机理目前还未有完善的研究说明，所以未进行更进一步的探究。
现场试验采用槽液薄膜吸附法和用新鲜自来水冲洗脱脂各槽出槽车身的方法效果均不明显。
3 正常镀锌板材与异常镀锌板材的理化试验分析经过试验正常镀锌板材的镀锌层厚度比异常镀锌板镀锌层厚约大约1-2 m而且正常镀锌板的锌含量比异常镀锌板要高即单位面积含锌多，说明镀锌层厚。
4 脱脂剂中缓蚀剂的影响（1）在实验室条件下模拟出生产现场磷化膜不上膜及大面积发花的现象，通过在脱脂剂中额外补加0.5%的缓蚀剂，能够解决该问题。
（2）在实验室条件下模拟出生产现场磷化膜不上膜及大面积发花的现象，通过在脱脂剂中补加3ml的促进剂，能够解决该问题。
（3）现场在镀锌板磷化膜发花时补加促进剂也有一定的效果。
（4）以上试验说明镀锌板在碱性脱脂液中会被腐蚀，促进剂等氧化剂或缓蚀剂能起到一定的缓解腐蚀的作用。
5 脱脂液游离碱度的影响（1）温度、浓度、反应时间是影响化学反应速率的几个重要因素。
由于生产线链速固定，我们主要考虑通过降低游离碱度来缓解镀锌板的腐蚀。
浅谈镀锌板磷化
浅谈镀锌板磷化镀锌板具有很好的防腐性，是由于锌的标准电极电位负于铁, 因此在水和潮湿的空气中锌层对钢基具有牺牲阳极保护的作用,从而可以延长钢材的使用寿命。
近年来, 镀锌钢板已逐步取代传统钢板, 在汽车、家电行业得到日益广泛的应用。
镀锌钢板本身虽有较好的耐蚀性, 但从涂装角度考虑, 由于其表面光洁度的原因，其和涂层结合力很低，为了提高基体与涂层的结合力, 在涂装前也要进行磷化处理。
由于锌较铁活泼；在磷化过程中会使锌表面像铁表面一样腐蚀剥离在磷化工作液中，造成磷化工作液中锌离子的累积，锌离子累积到一定程度会出现板结，使磷化表面出现挂灰等现象。
镀锌板磷化和钢铁磷化的成膜原理是不一样的，钢铁磷化是通过电极反应沉积形成磷化膜，而镀锌板是通过磷化液中的离子和镀锌板表面的锌离子产生交联和沉积形成磷化膜的。
所以镀锌板磷化要采用低锌高锰镍体系，采用硝酸盐作为促进剂，在低温状态下形成磷化膜。
一：实验的基础配方为：Zn2+：0.8--1.5g/l po43-：10--20g/l氟化物：0.4--1.6g/l Mn2+：0.2--0.6g/lNi2+：0.4--2g/l Fe2+：0.4--1.2硝酸盐：5--20g/l工作液Ta：24--30 工作液Fa：0.8--1.2工作温度：35--45℃工作时间：2--5分钟促进剂浓度：0.8--1.5（10ml发酵管）二：磷化工艺：碱性脱脂剂（PH值：9--11，温度：40--50℃）→常温水洗→常温水洗→表调→低温磷化→常温水洗→常温水洗→干燥→涂装三：磷化液的组成对磷化膜性能影响：Zn2+ ：当磷化液中Zn2+的质量浓度低于0.1 g/L ,在铁基表面及锌基表面不能形成均匀的磷化膜, Zn2+ 的质量浓度高于1.5 g/L , 在铁基表面及锌基表面可形成磷化膜。
形成的磷化膜附着力下降, 不适于应用在电泳涂装表面预处理磷化工艺。
PO 3-4：当磷化液中PO 3-4的质量浓度低于5 g/L , 形成不均匀的磷化膜; 高于50g/L 对形成磷化膜无更多益处, 造成原材料的浪费。
合金化热镀锌钢板与纯锌热镀锌钢板涂漆前的磷酸锌处理
合金化热镀锌钢板与纯锌热镀锌钢板涂漆前的磷酸锌处理引言一般来说，如果将有机涂层直接涂到新鲜的热镀锌钢板上，那么它们之间的结合力是不可能很牢固的。
为了在有机涂层和热镀锌钢板之间获得牢固的结合力，必须在有机涂层和钢板之间要形成某种类型的中间层，这就是磷化膜，在涂有机涂层之前的磷化处理称为前处理。
前处理不仅改善锌镀层和钢板之间的机械附着力，同时当产品暴露在腐蚀环境时，也能起到抗涂层起泡和有机涂层附着力的损失。
对于合金化热镀锌钢板，对通过前处理提高有机涂层结合力的要求没有象纯锌热镀锌钢板那样迫切。
但是，前处理仍然有利于提高产品在腐蚀环境中抗有机涂层附着力损失的能力。
磷酸锌处理为了在纯锌热镀锌钢板或合金化热镀锌钢板的镀层和有机涂层之间获得好的结合力，最常用的涂有机涂层前的前处理是磷酸锌处理。
磷酸盐处理适合镀锌钢板的前处理，磷酸盐膜有提高镀锌钢板与有机涂层的附着力和降低产品在腐蚀环境中有机涂层附着力损失的倾向的良好作用。
热镀锌钢板的磷酸盐处理，可以以钢卷的形式由钢厂和卷涂厂（生产予涂层钢板）进行，也可以用钢板和在最终用户制成的零件上进行。
无论磷酸盐处理是在卷涂生产线上进行，或由零件生产商进行，它通常包括一系列的生产工序。
假如热镀锌钢板或合金化热镀锌钢板的表面有油存在，首先用脱脂工序将油除去。
这将涉及用碱的水溶液清洗，或用其它形式的溶剂清洗。
为了得到结晶细小致密均匀的磷化膜，在钢板进行正式的磷化处理前最好先进行调整处理。
即用磷酸钛调整剂调整热镀锌钢板或合金化热镀锌钢板的表面。
磷酸钛处理可以在热镀锌钢板的表面沉积亚微米颗粒，它作为种籽促进磷酸锌晶粒的生长，从而得到具有均匀晶粒的磷酸盐膜。
调整处理后，通过浸在磷酸锌溶液中，或碱磷酸锌溶液喷到热镀锌钢板或合金化热镀锌钢板表面进行磷酸锌处理。
在钢板与磷酸盐的水溶液接触期间，酸性的磷酸锌实际上要溶解少量的镀锌层。
在镀锌层的表面，磷酸锌溶液的酸侵蚀，造成局部pH值的升高，从而在热镀锌钢板的镀层表面沉积出不溶性的磷酸锌晶粒。
镀锌板磷化膜镜像分析
镀锌板磷化膜镜像分析
镀锌板磷化分析：
二十世纪80年代随着镀锌板在建材、家电及汽车工业中的大量运用，德国和日本开发了中温（55~60℃）的低锌磷化。
从涂装角度考虑，电镀锌板与有机膜的结合力远低于钢板，因此涂装前的磷化显得更重要，而且通常是在含有较高Mn2+、Ni2+等磷化液中进行，以便得到与阴极电泳配套性更好的磷化膜。
镀锌板磷化主要是碳钢类磷化加一些氟化物进行的改进，这类磷化所形成的磷化膜粗糙、疏松、膜厚，没有P相形成，与阴极电泳配套漆膜附着力、耐盐雾性能差，完全不能满足汽车涂装的要求。
目前，国外对镀锌板磷化还没有研究出像碳钢那样能够形成高“P比”的磷化膜，为了提高镀锌板的可涂装性和与阴极电泳配套性，汽车工业广泛采用含锌、锰、镍的三元离子磷化体系。
通过镍、锰离子的加入可在镀锌板表面形成类Р相的结构，结晶紧密、更细。
根据以上情况，我公司研发了镀锌板磷化，彻底解决了以上出现的问题。
1、材料的选择：
FH-TZ常温调整剂。
FH-BT表面调整剂，在常温磷化前进行常温表面调整处理，促进磷化膜的生成，使膜均匀细致，降低磷化所需要的温度。
FH-LHC1常温磷化液，进行常温磷化处理.
FH-ZH中和剂，调整磷化工作液游离酸度FA(pt)，总酸度TA(pt)，中和水洗配槽用。
FH-CJ促进剂，促进磷化工作液的磷化反应速度.。
国外汽车镀锌板预磷化和磷化技术
国外汽车镀锌板预磷化和磷化技术世界金属导报/2008年/4月/22日/第008版绿色钢铁国外汽车镀锌板预磷化和磷化技术朱久发预磷化膜能较好地解决较易锈蚀的热镀锌板在仓储、运输期间的防锈问题，又能在汽车板的冲压成型过程中起到固体润滑膜的作用，明显地降低了热镀锌板材的表面摩擦系数，并有效减缓了热镀锌板与模具摩擦后易产生的锌层脱落、粉化等缺陷。
热镀锌预磷化板在欧、美、日等有些钢厂得到普遍推广，己成为解决难冲压件开裂的一种有效技术。
为了不断提高汽车车身用热镀锌板的防腐蚀性能，汽车车身的油漆底层仍将采用锌盐磷化处理技术，这就需要采用更加环保、更短处理时间和更低运行成本的锌盐磷化技术。
1、预磷化镀锌板生产工艺预磷化镀锌板是在钢厂热镀锌机组或电镀锌机组上添置的磷化装置所生产的。
在镀锌工艺段后，直接对锌层表面进行磷酸盐溶液处理，形成一层有利于冲压的固体磷酸盐润滑膜，并提高热镀锌板在仓储、运输及整车涂装工序前的耐蚀性。
磷化膜多为锌锰镍三元系的伪转化膜。
当前有3种典型的预磷化处理方式，即浸渍式、喷淋式和辊涂式预磷化工艺。
其中浸渍式和喷淋式适合于生产连续式预磷化板，辊涂式特别适合于生产非连续式预磷化板。
所谓“连续式”和“非连续式”，系指目前国际上流行的镀锌预磷化膜分为两类，即连续式和非连续式磷化膜的镀锌预磷化板。
1.1浸渍式预磷化工艺镀锌后的带钢先通过喷淋或浸渍处理上一层作为磷化晶体晶核的钛酸盐表面调整剂(以下简称为表调剂)，以细化和均化磷化膜晶体的物理尺寸，再浸入装满磷化液的槽体内，在溶液中完成预磷化膜的生长过程，离开槽体后由去离子水充分漂洗，随后进行热风干燥。
浸渍式是传统磷化方式，磷化液多为锌锰镍改性，膜重一般控制在1.5～3.0g ／m2范围内。
该工艺的优点是受设备状态的影响较小，带钢上下表面磷化膜的磷化指标，如膜重、结晶尺寸等没有差异。
但为了保证锌层与磷化液有足够的接触时间，必须要有体积足够大的磷化槽，还要解决含磷漂洗水所带来的环保问题。
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型号：E X－LH3112型
产品特点：本品为锌系磷化液，适用于镀锌板工件的表面磷化，使用该液所生成的磷化膜呈黑灰色，
结晶致密，防锈性能好，使用操作简单，溶液性能稳定，工作液沉渣少，无毒无刺激性
气体产生。
生成的磷化膜呈深灰或黑色
使用说明：（一）、处理方式：采用喷淋、浸渍
（二）、磷化槽应为不锈钢、厚壁塑料板或碳钢制（内衬防腐衬里）
（三）、检验用药品及仪器：
药品：指示剂：酚酞、甲基橙、溴酚兰，滴定液：0.1mol/l NaOH溶液，氨基磺酸，蒸
馏水。
仪器：发酵管，50ml碱式滴定管，10ml移液管及吸耳球，200ml三角烧杯。
磷化工作的配制（按1000升计）
1、将清水加到处理槽内八成；
2、加入EX-LH3112磷化液50 ~ 60kg；
3、补齐余量的水，并搅拌均匀；
4、加入中和剂EX－LH3220调整工作液至使用范围；
5、加入EX-3210促进剂3L；
6、升温至工艺规定温度，即可使用。
通用工艺：
脱脂—→ 水洗（溢洗）—→ 除锈—→ 中和水洗—→ 水洗（溢流）—→ 表面调整
—→ 磷化—→ 水洗→ 水洗—→ 干燥
包装说明：本品为25公斤塑料桶包装。
技术指标：游离酸度（FA）：0.8 ~ 1.8 Pt 总酸度(TA)：18 ~ 28Pt
使用温度：45 ± 5℃处理时间：3 ~ 8min
生产厂家：南京中联信化工有限公司
生产产地：南京
备注：常年供应
镀锌板磷化剂是一种无磷酸盐的反应型前处理化学品，特别适合于钢铁、锌和铝表面处理。
不含有挥发性有机物，能增强涂装的结合力和耐腐蚀性能。
电镀锌产品一览表
电镀锌钢带牌号命名方法
电镀锌钢带牌号命名方法如下：
××××Ｅ+×
××××-----对应的冷轧基板牌号
Ｅ-----电镀锌的英文缩写
×-----表示镀层种类（Z ：纯锌镀层；ZN：锌--镍合金镀层）例：BUFDE+Z，BUFDE+ZN
电镀锌/锌-镍合金工艺流程
表面处理种类及特点
镀层种类及可供范围
镀层种类及可供范围（单位：g/m2）
推荐的标准镀层重量列于下表（单位：g/m2）。