磷化工艺
(完整版)磷化实验方法

磷化实验方法1.磷化工艺流程脱脂—水洗—除锈—水洗—表调—磷化—水洗—干燥(1)脱脂除油脂的目的在于清除掉试样表面的油脂、油污、脏物,使磷化液与金属表面有良好的接触,从而得到质量良好的磷化膜。
目前低碱液除油逐渐被广泛应用,它是一种有效的除油方法,而且不损伤试样表面,它能把试样表面上的杂质彻底清洗干净,使磷化液与金属表面有良好的接触,充分润湿金属表面。
脱脂液的配制先将250 ml的水加入到烧杯中,慢慢加入三聚磷酸钠3克、硅酸钠2克、碳酸钠3克、磷酸钠2克、草酸1克,搅拌均匀,加水稀释至500ml,配制成低碱脱脂液。
处理条件在室温下浸泡2—5分钟。
(2)除锈采用磷酸与柠檬酸混合液酸洗除锈。
磷酸酸洗除锈有特殊的作用,在酸洗过程中可以在金属表面形成不溶性的磷酸亚铁。
磷酸亚铁在磷化处理过程中可起晶核作用,但是过多会妨碍磷化,加入有机阻蚀剂可以防止清洁的金属表面进一步受到磷酸酸液的侵蚀,同时又不妨碍磷酸对剩余氧化物起作用。
除锈处理液的配制将85%的磷酸5ml与3克柠檬酸,混合均匀,加水配制成250 ml的溶液。
处理条件将试样浸入该溶液中2—5分钟。
(3)水洗水洗的目的是去除试样表面残留的酸和碱。
经过脱脂和除锈的试样表面残留一定的碱和酸。
如果把这样的试样浸入磷化液中势必会影响磷化液的成分,进而影响磷化液膜的质量。
此外,磷化后的试样如不经过水洗,残留在磷化膜上的酸会降低磷化膜的耐蚀性能。
水洗液采用自来水为水洗液。
处理条件在室温浸泡5—10分钟。
(4)表调本实验采用酸性表调剂(草酸)对试样进行表面调整。
经过表面调整的试样,可以直接进行磷化处理,无需再经过水洗。
表面调整液的配制先将清水加入烧杯中至400ML,温度升至35摄氏度左右,将3克表调剂(草酸)加入烧杯中进行搅拌,待草酸完全溶解,加水至500ML彻底搅拌均匀。
表面调整的处理条件温度20—30摄氏度,时间30—150秒,处理方式为浸泡。
(5)磷化磷化液的配制(1)取适量的水放入500 ml的烧杯中,加热到25-35摄氏度。
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。
陶化工艺与磷化工艺

陶化工艺与磷化工艺
陶化工艺与磷化工艺
一、陶化工艺
陶化工艺是指在金属表面形成一层特殊的晶体结构的特种陶瓷
材料。
它是以特定的温度、药剂和循环水流组成的腐蚀液中煅烧,用特定的原材料,可以在金属表面形成一层晶体结构的特种陶瓷材料。
陶化可以起到增加表面的光洁度、耐腐蚀性、耐磨性、耐温性以及耐冲击性等性能。
可以有效对金属表面进行保护和改善外观,提高表面的抗腐蚀性,改善表面的力学性能,延长使用寿命。
陶化工艺的主要技术流程[1]如下:
1. 清洗和表面抛光:确保被烤漆的表面光洁,陶化前应先用清水和化学清洗剂洗净表面,表面抛光,保证表面无油污,以便结合最佳的陶化效果;
2. 陶化:采用特殊的腐蚀液煅烧沉积形成一层晶体结构的特殊
陶瓷材料,以改善材料的耐磨损、耐腐蚀及改善材料表面的可触及性能;
3. 钝化:将陶化后的表面冷却,冷却形成一层膜,以提高表面的耐磨性能。
二、磷化工艺
磷化工艺是一种在金属表面形成一层磷氢化合物的特殊工艺。
它是把磷酸钠、溴化钠和其它的化学物质混合在一起,用高温加热到液体状态,然后将温度控制在一定的范围内,把金属零件放入液体中,
使金属表面形成一层磷氢化合物膜;在液体中煅烧,以改善材料的耐磨损、耐腐蚀性和改善表面粗糙度等性能。
磷化工艺的主要技术流程[2]如下:
1. 预处理:将金属表面清扫干净,以便于后续工序进行;
2. 烘干:把预处理后的表面烘干,以加速磷化液的表面渗透和
熔融;
3. 磷化:用特定的磷化液以一定的温度,将金属表面渗透和熔融,使金属表面形成一层磷氢化合物膜;
4. 退火:在磷化过程中,形成的磷氢化合物膜需要退火使其结
晶度升高,以达到良好的性能。
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。
金属磷化工艺技术标准

金属磷化工艺技术标准金属磷化工艺技术标准在金属表面处理技术中,磷化工艺是一种常用的方法。
磷化能够形成一层磷化物膜,提高金属表面的耐腐蚀性能和附着力,从而延长金属产品的使用寿命。
为了确保磷化工艺的质量和稳定性,制定金属磷化工艺技术标准具有重要意义。
金属磷化工艺技术标准需要包含以下内容:1. 磷化液配方:磷化液的配方是决定磷化效果的关键。
不同金属需要使用不同的磷化液配方。
标准需要规定磷化液的主要成分,如含磷酸盐、缓蚀剂、表面活性剂等,以及适用于各类金属的磷化液的配比。
2. 磷化液处理参数:磷化液处理的过程参数也是保证磷化效果的重要因素。
标准需要明确磷化液的温度、浸泡时间、液体搅拌强度等处理条件,并提供合理的范围和标准操作方法。
3. 表面预处理:在磷化前的金属表面预处理对磷化效果有重要影响。
标准需要规定金属表面的处理方法,如去油、除锈、酸洗等,以及预处理的质量要求。
4. 检验和评价指标:为了评估磷化工艺的效果,标准需要规定一系列检验和评价指标。
例如,磷化膜的厚度、颜色、结晶度、耐腐蚀性能、附着力等。
标准还需要提供相应的测试方法和检测仪器。
5. 操作规范:金属磷化工艺需要操作人员按照标准进行操作,以确保工艺的一致性和稳定性。
标准需要明确操作人员的技术要求和操作规范,包括操作流程、安全要求、仪器设备的使用等。
6. 质量控制:金属磷化工艺需要进行质量控制,以确保产品的质量。
标准需要规定质量控制的方法和标准,如定期检查设备的运行情况、检测磷化膜的质量、记录操作参数等。
7. 产品标识:为了区分不同批次的磷化产品,标准需要规定产品标识的要求。
例如,标注磷化液配方、批次号、生产日期等信息。
金属磷化工艺技术标准的制定需要综合考虑金属材料的特性和应用环境的要求。
标准的制定应该科学、合理,并且能够适应不同金属材料的磷化需求。
同时,标准的制定也需要结合实际生产情况,综合考虑成本、效率、环境等因素,以提高金属磷化工艺的技术水平和经济效益。
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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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。
磷化膜主体组成:Zn2Fe(PO4)2·4H2O、Zn3(PO4)2·4H2O、(Mn,Fe)5H2(PO4)4·4H2O,磷化晶粒呈颗粒-针状-树枝状混合晶型,孔隙较少。
广泛用于漆前打底、防腐蚀及冷加工减摩润滑。
锰系磷化槽液主体组成:Mn2+、NO3-、H2PO4、H3PO4以及其它一些添加物。
在钢铁件上形成磷化膜主体组成:(Mn,Fe)5H2(PO4)4·4H2O。
磷化膜厚度大、孔隙少,磷化晶粒呈密集颗状。
广泛应用于防腐蚀及冷加工减摩润滑。
铁系磷化槽液主体组成:Fe2+、H2PO4、H3PO4以及其它一些添加物。
磷化膜主体组成(钢铁工件):Fe5H2(PO4)4·4H2O,磷化膜厚度大,磷化温度高,处理时间长,膜孔隙较多,磷化晶粒呈颗粒状。
应用于防腐蚀以及冷加工减摩润滑。
非晶相铁系磷化槽液主体成分:Na+(NH4+)、H2PO4、H3PO4、MoO4-(ClO3-、NO3-)以及其它一些添加物。
磷化膜主体组成(钢铁件):Fe3(PO4)2·8H2O, Fe2O3,磷化膜薄,微观膜结构呈非晶相的平面分布状,仅应用于涂漆前打底。
2.2 按磷化膜的厚度分类按磷化膜厚度(磷化膜重)分,可分为次轻量级、轻量级、次重量级、重量级四种。
次轻量级膜重仅0.1~1.0g/m2,一般是非晶相铁系磷化膜,仅用于漆前打底,特别是变形大工件的涂漆前打底效果很好。
轻量级膜重1.1~4.5 g/m2,广泛应用于漆前打底,在防腐蚀和冷加工行业应用较少。
次重量级磷化膜厚4.6~7.5 g/m2,由于膜重较大,膜较厚(一般>3μm),较少作为漆前打底(仅作为基本不变形的钢铁件漆前打底),可用于防腐蚀及冷加工减摩滑润。
重量级膜重大于7.5 g/m2,不作为漆前打底用,广泛用于防腐蚀及冷加工。
2.3 按磷化处理温度划分按处理温度可分为常温、低温、中温、高温四类。
常温磷化就是不加温磷化。
低温磷化一般处理温度30~45℃。
中温磷化一般60~70℃。
高温磷化一般大于80℃。
温度划分法本身并不严格,有时还有亚中温、亚高温之法,随各人的意愿而定,但一般还是遵循上述划分法。
2.4 按促进剂类型分类由于磷化促进剂主要只有那么几种,按促进剂的类型分有利于槽液的了解。
根据促进剂类型大体可决定磷化处理温度,如NO3-促进剂主要就是中温磷化。
促进剂主要分为:硝酸盐型、亚硝酸盐型、氯酸盐型、有机氮化物型、钼酸盐型等主要类型。
每一个促进剂类型又可与其它促进剂配套使用,有不少的分支系列。
硝酸盐型包括:NO3-型,NO3-/NO2-(自生型)。
氯酸盐型包括:ClO3-,ClO3-/ NO3-,ClO3-/ NO2-。
亚硝酸盐包括:硝基胍R- NO2-/ ClO3-。
钼酸盐型包括:MoO4-, MoO4-/ ClO3-, MoO4-/ NO3-。
磷化分类方法还有很多,如按材质可分为钢铁件、铝件、锌件以及混合件磷化等。
磷化(Ⅱ)——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。
因此,磷化前处理是获得高质量磷化膜的基础。
1 除油脂除油脂的目的在于清除掉工件表面的油脂、油污。
包括机械法、化学法两类。
机械法主要是:手工擦刷、喷砂抛丸、火焰灼烧等。
化学法主要:溶剂清洗、酸性清洗剂清洗、强碱液清洗,低碱性清洗剂清洗。
以下介绍化学法除油脂工艺。
1.1 溶剂清洗溶剂法除油脂,一般是用非易燃的卤代烃蒸气法或乳化法。
最常见的是采用三氯乙烷、三氯乙烯、全氯乙烯蒸汽除油脂。
蒸汽脱脂速度快,效率高,脱脂干净彻底,对各类油及脂的去除效果都非常好。
在氯代烃中加入一定的乳化液,不管是浸泡还是喷淋效果都很好。
由于氯代卤都有一定的毒性,汽化温度也较高,再者由于新型水基低碱性清洗剂的出现,溶剂蒸汽和乳液除油脂方法现在已经很少使用了。
1.2 酸性清洗剂清洗酸性清洗剂除油脂是一种应用非常广泛的方法。
它利用表面活性剂的乳化、润湿、渗透原理,并借助于酸腐蚀金属产生氢气的机械剥离作用,达到除油脂的目的。
酸性清洗剂可在低温和中温下使用。
低温一般只能除掉液态油,中温就可除掉油和脂,一般只适合于浸泡处理方式。
酸性清洗剂主要由表面活性剂(如OP 类非离子型活性剂、阴离子磺酸钠型)、普通无机酸、缓蚀剂三大部分组成。
由于它兼备有除锈与除油脂双重功能,人们习惯称之为“二合一”处理液。
常见的酸性清洗剂配方及工艺参数见下表。
工艺低温型中温型磷酸酸基型工业盐酸(31%)20%~50% 0 0工业硫酸(98%)0%~15% 15%~30% 0工业磷酸(85%)0 0 10%~40% 表面活性剂0.4%~1.0% 0.4%~1.0% 0.4%~1.0%(OP类,磺酸类)缓蚀剂适量适量适量使用温度常量~45℃50~80℃常温~80℃处理时间适当5~10min 适当<盐酸、硫酸酸基的清洗剂应用最为广泛,成本低,效率较高。
但酸洗残留的Cl-、SO42-对工件的后腐蚀危害很大。
而磷酸酸基没有腐蚀物残留的隐患,但磷酸成本较高,清洗效率低些。
对于锌件,铝件一般不采用酸性清洗剂清洗,特别锌件在酸中的腐蚀极快。
1.3强碱液清洗强碱液除油脂是一种传统的有效方法。
它是利用强碱对植物油的皂化反应,形成溶于水的皂化物达到除油脂的目的。
纯粹的强碱液只能皂化除掉植物油脂而不能除掉矿物油脂。
因此人们通过在强碱液中加入表面活性剂,一般是磺酸类阴离子活性剂,利用表面活性剂的乳化作用达到除矿物油的目的。
强碱液除油脂的使用温度都较高,通常〉80℃。
常用强碱液清洗配方与工艺如下:氢氧化钠 5%~10%硅酸钠 2%~8%磷酸钠(或碳酸钠) 1%~10%表面活性剂(磺酸类)2%~5%处理温度 >80℃处理时间 5~20min处理方式浸泡、喷淋均可强碱液除油脂需要较高温度,能耗大,对设备腐蚀性也大,并且材料成本并不算低,因此这种方法的应用正逐步减少。
1.4低碱性清洗液清洗低碱性清洗液是当前应用最为广泛的一类除油脂剂。
它的碱性低,一般pH值为9~12。
对设备腐蚀较小,对工件表面状态破坏小,可在低温和中温下使用,除油脂效率较高。
特别在喷淋方式使用时,除油脂效果特别好。
低碱性清洗剂主要由无机低碱性助剂、表面活性剂、消泡剂等组成。
无机型助剂主要是硅酸钠、三聚磷酸钠、磷酸钠、碳酸钠等。
其作用是提供一定的碱度,有分散悬浮作用。
可防止脱下来的油脂重新吸附在工件表面。
表面活性剂主要采用非离子型与阴离子型,一般是聚氯乙烯OP类和磺酸盐型,它在除油脂过程中起主要的作用。
在有特殊要求时还需要加入一些其它添加物,如喷淋时需要加入消泡剂,有时还加入表面调整剂,起到脱脂、表调双重功能。
低碱性清洗剂已有很多商业化产品,如PA30-IM、PA30-SM、FC-C4328、Pyroclean442等。
一般常用的低碱性清洗液配方和工艺如下:浸泡型喷淋型三聚磷酸钠 4~10g/l 4~10g/l硅酸钠 0~10g/l 0~10g/l碳酸钠 4~10g/l 4~10g/l消泡剂 0 0.5~3.0g/l表面调整剂 0~3 g/l 0~3 g/l游离碱度 5~20点 5~15点处理温度常温~80℃ 40~70℃处理时间 5~20min 1.5~3.0min浸泡型清洗剂主要应注意的是表面活性剂的浊点问题,当处理温度高于浊点时,表面活性剂析出上浮,使之失去脱脂能力,一般加入阴离子型活性剂即可解决。
喷淋型清洗剂应加入足够的消泡剂,在喷淋时不产生泡沫尤为重要。
铝件、锌件清洗时,必须考虑到它们在碱性条件下的腐蚀问题,一般宜用接近中性的清洗剂。
2 酸洗酸洗除锈、除氧化皮的方法是工业领域应用最为广泛的方法。
利用酸对氧化物溶解以及腐蚀产生氢气的机械剥离作用达到除锈和除氧化皮的目的。
酸洗中使用最为常见的是盐酸、硫酸、磷酸。
硝酸由于在酸洗时产生有毒的二氧化氮气体,一般很少应用。
盐酸酸洗适合在低温下使用,不宜超过45℃,使用浓度10%~45%,还应加入适量的酸雾抑制剂为宜。
硫酸在低温下的酸洗速度很慢,宜在中温使用,温度50~80℃,使用浓度10%~25%。
磷酸酸洗的优点是不会产生腐蚀性残留物(盐酸、硫酸酸洗后或多或少会有少会有Cl-、SO42-残留),比较安全,但磷酸的缺点是成本较高,酸洗速度较慢,一般使用浓度10%~40%,处理温度可常温到80℃。
在酸洗工艺中,采用混合酸也是非常有效的方法,如盐酸-硫酸混合酸,磷酸-柠檬酸混合酸。
在酸洗除锈除氧化皮槽液中,必须加入适量的缓蚀剂。