磷化膜与工艺参数的关系
磷化膜的缺陷原因及改进措施

磷化膜的缺陷原因及改进措施磷化膜是一种通常在钢铁表面生成的防腐膜。
它是一种由磷酸盐和金属离子组成的化学转化层,能够显著提高钢铁材料的耐腐蚀性能。
然而,磷化膜在一些情况下可能会出现缺陷,这可能导致降低其保护性能。
下面将讨论磷化膜的缺陷原因以及可能的改进措施。
1.厚度不均匀:磷化膜在生成过程中,难以做到完全均匀地覆盖整个金属表面。
这可能是由于化学反应速率不一致或金属表面的不规则性引起的。
由于膜的厚度不均匀,会导致表面腐蚀和膜的覆盖不足区域的暴露,从而进一步减弱保护性能。
2.孔洞:磷化膜生成过程中,可能会出现孔洞,这些孔洞可能是由于金属表面的缺陷或气泡引起的。
孔洞会形成微小的通道,让腐蚀介质能够直接接触到金属表面,导致腐蚀的开始。
孔洞的大小和数量会直接影响磷化膜的保护性能。
3.结晶状况:磷化膜的结晶是其保护性能的重要因素之一、结晶的均匀性和密度决定了磷化膜的致密性。
如果磷化膜的结晶不均匀或不致密,腐蚀介质就能更容易地渗透到金属表面,进一步引起腐蚀的发生。
为了改善磷化膜的缺陷,可以采取以下措施:1.优化处理工艺:通过优化磷化处理工艺的参数,如温度、浸泡时间、酸度和添加剂浓度,可以改善磷化膜的性能。
在不同的金属和应用环境下,需要进行调整,以使磷化膜的生成过程更加均匀和可控。
2.表面预处理:在进行磷化处理之前,对金属表面进行适当的清洁和预处理可以减少缺陷的产生。
通过去除表面的杂质和氧化物,可以提高磷化液对金属的均匀覆盖和反应性。
3.添加剂改进:磷化液中添加特定的表面活性剂或缓冲剂,可以改善磷化膜的生成过程,使其更加均匀和致密。
这些添加剂能够调节磷酸盐和金属之间的反应速率,从而减少缺陷的形成。
4.后处理:磷化膜形成后,可以通过进行后处理来改善其性能。
例如,通过进行热处理或沉积一层保护性涂层,可以增强磷化膜的密度和耐腐蚀性能。
总体而言,改善磷化膜的缺陷是一个多方面的问题,需要在磷化处理和后处理的各个环节上进行优化。
磷化处理影响因素及常见问题审批稿

磷化处理影响因素及常见问题YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】一、磷化工艺参数的影响1、总酸度————总酸度过低、磷化必受影响,因为总酸度是反映磷化液浓度的一项指标。
控制总酸度的意义在于使磷化液中成膜离子浓度保持在必要的范围内。
2、游离酸度————游离酸度过高、过低均会产生不良影响。
过高不能成膜,易出现黄锈;过低磷化液的稳定性受威胁,生成额外的残渣。
游离酸度反映磷化液中游离H+的含量。
控制游离酸度的意义在于控制磷化液中磷酸二氢盐的离解度,把成膜离子浓度控制在一个必须的范围。
磷化液在使用过程中,游离酸度会有缓慢的升高,这时要用碱来中和调整,注意缓慢加入,充分搅拌,否则碱液局部过浓会产生不必要的残渣,出现越加碱,游离酸度越高的现象。
单看游离酸度和总酸度是没有实际意义的,必须一起考虑。
3、酸比————酸比即指总酸度与游离酸度的比值。
一般的说酸比都在5~30的范围内。
酸比较小的配方,游离酸度高,成膜速度慢,磷化时间长,所需温度高。
酸比较大的配方,成膜速度快,磷化时间短,所需温度低。
因此必须控制好酸比。
4、温度————磷化处理温度与酸比一样,也是成膜的关键因素。
不同的配方都有不同的温度范围,实际上,他在控制着磷化液中的成膜离子的浓度。
温度高,磷酸二氢盐的离解度大,成膜离子浓度相应高些,因此可以利用此种关系在降低温度的同时提高酸比,同样可达到成膜,其关系如下:70℃ 60℃ 50℃ 40℃ 30℃ 20℃1/5 1/7 1/10 1/15 1/20 1/25生产单位确定了某一配方后,就应该严格控制好温度,温度过高要产生大量沉渣,磷化液失去原有平衡。
温度过低,成膜离子浓度总达不到浓度积,不能生成完整磷化膜。
温度过高,磷化液中可溶性磷酸盐的离解度加大,成膜离子浓度大幅度提高,产生不必要的沉渣,白白浪费了磷化液中的有效成分,原有的平衡被迫坏,形成一个新的温度下的平衡,如,低温磷化液在温度失控而升高时,H2PO4→H++PO43- 的离解反应向右进行,从而使磷酸根浓度升高,产生磷酸锌沉淀,使磷化液的酸比自动升高。
影响磷化的工艺因素

影响磷化的工艺因素基材1基材化学成分碳原子的影响由于钢材含碳量不同,或受热处理温度影响而造成碳的表面富集,表面含碳量高,对磷化膜的耐蚀性和附着力有极坏的影响,晶粒粗大。
利用电子能谱分析可以看出,钢板表面含碳量低时容易磷化,结晶致密,耐蚀性好,颜色浅;反之、表面含碳量高,不易磷化,膜薄,颜色深,易产生色斑,缺陷较多。
合金元素的影响Cr原子。
合金钢中含Cr<2%时,可形成均匀磷化膜;含Cr> 8%时,形成磷化膜困难。
可采用快速磷化(催化磷化)或强腐蚀、抛丸等,部分解决合金钢难以形成磷化膜的问题。
Si原子。
含Si量高则不易磷化,膜层粗化。
Mn原子。
Mn偏析在磷化过程中可均匀分布到结晶组织,从而使磷化膜致密,膜层颜色深(酸洗时易形成黑膜,便于黑色磷化,附着力强)。
Ni原子。
含Ni材质经热处理后,合金组织发生变化,磷化困难,且易出现缺陷。
活性冷轧钢板的活性大小对磷化效果产生不同的影响。
即活性小的冷轧钢板磷化效果好;而活性大的磷化效果差。
生产表明,几种冷轧钢板的活性大小顺序:宝钢板2030>日本板>宝钢1550。
需要钢板生产厂家,降低钢板活性。
表面状态粗糙度在相同磷化条件下,磷化工件表面光洁度越高,磷化过程进行越缓慢,获得的膜层薄而致密,且颜色浅。
反之,表面粗糙,磷化反应快,膜层厚而疏松,均匀性差,颜色深。
可以解释为:光洁度高的表面比粗糙的表面电位正,基体表面在磷化液中不易被酸蚀所致。
所以,光洁度高的工件,磷化前必须进行充分预处理(抛丸或酸蚀)。
锈蚀度。
锈蚀钢板会影响磷化质量(无论采用何种涂锈方法,其磷化膜耐蚀性差)。
况且由于酸洗造成工件表面黑白不均匀,同样影响磷化效果(白色部位较难磷化)。
因此,尽量不要选用锈蚀的钢板加工工件。
特别要防止采用不同厂家、不同批次的钢板来加工同一工件(如汽车车身等)。
否则。
因钢板的差异而造成磷化质量不一样。
同时要注意加工过程中尽量不要破坏钢板防锈膜和加工后长时间存放(采取防锈措施)。
电镀磷化工艺

电镀磷化工艺
电镀磷化工艺是一种表面处理技术,它包括在金属表面形成磷化膜的过程。
磷化膜可以提高金属的耐蚀性和润滑性,同时也能增强金属与其他材料之间的黏附性。
磷化工艺的步骤包括表面准备、预处理、磷化和后处理。
首先,需要对待磷化的金属表面进行清洁和预处理,以去除表面的油脂、氧化物和其他杂质。
然后,将金属浸泡在含有磷酸盐的溶液中,通过化学反应在金属表面形成一层磷酸盐化学转化膜,即磷化膜。
磷化膜的厚度和性质可以通过调整磷化液的成分和工艺参数来控制。
电镀是磷化工艺中的一个重要环节。
电镀是指在金属表面涂覆一层金属或合金的过程,可以增强金属的耐腐蚀性和美观性。
在磷化工艺中,电镀可以进一步提高磷化膜的性能和使用寿命。
磷化工艺在工业生产中广泛应用,特别是在金属防腐蚀、润滑减摩、电镀前处理和涂装前处理等领域具有重要作用。
它可以提高金属制品的性能,延长使用寿命,并且为金属制品提供有效的表面处理解决方案。
脱脂磷化工艺说明文件

脱脂磷化工艺说明文件脱脂磷化工艺是一种用于金属表面处理的工艺,主要用于防止金属材料的腐蚀和增加其表面粗糙度,以提高涂层的附着力。
下面是脱脂磷化工艺的说明文件:1. 工艺概述:脱脂磷化是一种将金属表面上的油脂和污垢去除,并在金属表面形成一层磷化膜的工艺。
脱脂磷化可以提高金属表面的粗糙度,增加涂层的附着力,并提高金属的耐腐蚀性能。
2. 工艺流程:(1)脱脂:将金属材料浸泡在脱脂剂中,去除金属表面的油脂和污垢。
脱脂剂的选择应根据金属材料的性质和污染程度进行。
(2)清洗:将脱脂后的金属材料进行清洗,去除脱脂剂残留和表面的杂质。
清洗剂的选择应根据金属材料的性质和清洗效果进行。
(3)磷化:将清洗后的金属材料浸泡在磷化液中,形成一层磷化膜。
磷化液的成分和工艺参数应根据金属材料的性质和磷化效果进行调整。
(4)清洗:将磷化后的金属材料进行清洗,去除磷化液残留和表面的杂质。
(5)中和:将清洗后的金属材料浸泡在中和液中,中和磷化液的残留,以防止对涂层的影响。
(6)干燥:将中和后的金属材料进行干燥,以便进行后续的涂层处理。
3. 工艺参数:(1)脱脂时间和温度:根据金属材料的性质和污染程度进行调整,一般脱脂时间为10-30分钟,温度为40-60摄氏度。
(2)清洗时间和温度:根据金属材料的性质和清洗效果进行调整,一般清洗时间为5-15分钟,温度为20-40摄氏度。
(3)磷化时间和温度:根据金属材料的性质和磷化效果进行调整,一般磷化时间为5-20分钟,温度为40-60摄氏度。
(4)中和时间和温度:根据磷化液的成分和中和效果进行调整,一般中和时间为5-10分钟,温度为20-40摄氏度。
4. 安全注意事项:(1)在进行脱脂、清洗、磷化等操作时,应佩戴防护手套、防护眼镜等个人防护装备,避免直接接触化学品。
(2)工艺液体应储存在密封容器中,避免泄漏和挥发。
(3)工艺液体的处理应符合环保要求,避免对环境造成污染。
(4)根据工艺液体的性质,选择合适的储存和处理方式,避免火灾和爆炸的风险。
磷化处理影响因素及常见问题

磷化处理影响因素及常见问题一、磷化工艺参数的影响1、总酸度————总酸度过低、磷化必受影响,因为总酸度是反映磷化液浓度的一项指标。
控制总酸度的意义在于使磷化液中成膜离子浓度保持在必要的范围内。
2、游离酸度————游离酸度过高、过低均会产生不良影响。
过高不能成膜,易出现黄锈;过低磷化液的稳定性受威胁,生成额外的残渣。
游离酸度反映磷化液中游离H+的含量。
控制游离酸度的意义在于控制磷化液中磷酸二氢盐的离解度,把成膜离子浓度控制在一个必须的范围。
磷化液在使用过程中,游离酸度会有缓慢的升高,这时要用碱来中和调整,注意缓慢加入,充分搅拌,否则碱液局部过浓会产生不必要的残渣,出现越加碱,游离酸度越高的现象。
单看游离酸度和总酸度是没有实际意义的,必须一起考虑。
3、酸比————酸比即指总酸度与游离酸度的比值。
一般的说酸比都在5~30的范围内。
酸比较小的配方,游离酸度高,成膜速度慢,磷化时间长,所需温度高。
酸比较大的配方,成膜速度快,磷化时间短,所需温度低。
因此必须控制好酸比。
4、温度————磷化处理温度与酸比一样,也是成膜的关键因素。
不同的配方都有不同的温度范围,实际上,他在控制着磷化液中的成膜离子的浓度。
温度高,磷酸二氢盐的离解度大,成膜离子浓度相应高些,因此可以利用此种关系在降低温度的同时提高酸比,同样可达到成膜,其关系如下:70℃ 60℃ 50℃ 40℃ 30℃ 20℃Fe+2H+→Fe2++H2↑这个反应能够消耗大量的氢离子,促使固液界面的PH上升,进而促使磷化液中的磷酸二氢盐的三级离解平衡右移,以致使锌离子浓度和磷酸根浓度在界面处达到溶度积而成膜。
如果不添加一些有效物质,阴极析出的氢气的滞留会造成阴极极化,使反应不能继续进行,因而磷酸盐膜的沉积也不能连续下去。
因此凡能加速这个反应的物质,必能加速磷化。
氧化剂正是起着阴极去极化的作用而加速反应。
常用的氧化剂有硝酸盐、亚硝酸盐、双氧水、溴酸盐、碘酸盐、钼酸盐、有机硝基化合物、有机过氧化物等。
磷化与涂装工艺

磷化与涂装工艺深圳雷邦磷化液工程部编辑摘要:本文简述影响磷化膜质量的三要素,并对磷化与涂装工艺中磷化膜的致密度、表面沉淀物、膜厚、干燥、制剂的配套性及涂装工艺等技术进行研究说明。
一、工件涂装对磷化膜的要求1.磷化膜的致密性涂前磷化处理目的在于提高涂膜的附着力和耐蚀性能。
近年来人们发现Mn,Ni,Co,Fe等离子加入能有效地改善磷化膜性能,尤其是钛盐的加入,效果更显著,生成的磷化膜均匀致密。
Ca++作为膜中的一种组分早就使用,是很好的结晶“细化剂”。
依据Chali和Patvin推断,磷化膜的生长过程分为金属上的阳极性溶解(磷化膜生长的诱发期)、非晶形沉积(磷化膜初始生长期)、结晶化和晶体成长、晶体重排四个阶段。
在不同的加速剂下磷化膜的生长与规律是不同的。
因此,选用不同的磷化加速剂可获得薄而致密的磷化膜。
锰盐磷化在硝酸钡、硝酸镍及活化稳定剂的作用下,可获得非晶型的磷化膜。
八十年代初最常用的细化剂是柠檬酸和酒石酸的盐类,有时还加有氟化物以改善磷化膜的均匀性。
随着科技的进步,新型的细化剂与络合剂在不断涌现,因此,磷化加速剂的类型和用量的选用都必须通过试验才能确定。
2.表面沉淀物在涂装工程中,磷化后的清洗工序是不可忽视的,必须彻底洗净磷化膜上残留的可溶性盐,如果清洗不彻底,就会导致两种后果,第一,这些残留可溶性盐在湿热条件下易引起涂层早期起泡和脱落;第二,在阴极电泳涂装时可溶性盐带入电泳槽中会严重污染电泳槽液。
众所周知,磷化沉淀是在溶液本身中形成的,沉淀是必然的,不产生沉淀的磷化液是罕见的。
要减少磷化膜上的沉淀物,就要使磷化液的稳定性好,悬浮在磷化液中的浮渣少。
若用亚硝酸钠作促进剂,则会带来不少沉淀,磷化液稳定性不高,还存在毒性。
根据Rorning的研究结果可知,pH值从最佳值升高0.1时,可导致不溶性磷酸盐沉淀。
氟化钠有很强的调节作用,可使磷化液在使用过程中pH值有较好的稳定性。
过分地加热某些锌磷化液会导致溶液中出现半透明片状沉淀,应予避免。
磷化工艺参数的影响

一般规律是:磷化温度越高,游离酸度越高,生成的磷化膜越厚,但容易产生不细密和粗糙的磷化膜;如果游离酸偏低,磷化生成速度缓慢,但生成的磷化膜细密。
总酸度高,对磷化膜质量无明显影响,但如果总酸度过低,磷化膜生成速度变慢,往往在规定的时间内不能获得满意的磷化膜。
1、促进剂促进剂加速剂的含量对磷化过程影响较大,含量太低,反应速度慢,但太高又会导致金属表面钝化,阻止磷化膜的形成,因此NO2-,ClO3-等的含量必须严格控制。
(当促进剂浓度过高时,反应进行的速度会很快,成膜物质来不及沉淀在基材表面而生成残渣,造成磷化药剂的浪费。
由于促进剂的强氧化性,浓度过高还会使金属表面生成一种氧化膜。
)2、PH一般来说,锌系磷化液、锰系磷化液的pH值以2—3为宜,pH<1..5时,金属工件表面难以生成磷化膜,而造成工件铁的溶解大于磷酸盐的沉积,不起磷化作用而起了酸洗作用。
若pH值>3.0,则工件表面严重挂灰,生成大量粉末,造成磷化药剂的非生产性消耗,形成浪费。
以磷酸二氢铁为主的磷化液,pH值以3.0~3.5为宜。
3、游离酸游离酸度是指磷化槽液中的游离H+的浓度(含部分游离磷酸),单位为“点”。
其定义为:取10mL磷化槽液,以甲基橙3.1(红)-4.4(黄)或溴粉兰pH 3.0~4.6黄变蓝作指示剂,用0.1mol/LNaOH溶液滴定至终点,0.1mol/L NaOH消耗的毫升数,即为此磷化槽液的游离酸点数,也称游离酸度(FA)。
游离酸度是磷化控制的一个重要参数,磷化槽液中游离酸的来源是磷化剂中的游离磷酸,及磷化剂主成分磷酸二氢盐的电离。
其作用是促使金属(如铁)的溶解,以形成较多的晶核,使膜结晶致密。
控制游离酸度的目的在于控制磷化槽液中磷酸二氢盐的离解度,以便把磷化成膜离子预先控制在一个必须的范围之内,一般来说,磷化槽液的游离酸度过高、过低都会对磷化产生不良影响。
如果游离酸度过高,则磷化液与金属工件作用加快,会析出大量的氢,还将使得Fe(PO4) 2残渣大量生成。
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磷化膜质量与工艺参数的关系磷化膜的质量与磷化剂的质量有直接关系,也与磷化过程中的工艺参数变化有密切的关系。
磷化膜厚度与磷化时间和温度的关系一般情况下,磷化时间越长,温度越高,所生成的磷化膜越厚。
这一规律只适用于一定范围内,当磷化膜达到一定厚度时,孔隙减少,磷化工作液已不能与基体金属接触而发生磷化反应,再延长磷化时间也不能增加磷化膜的厚度。
磷化温度更不能大高,如温度过高,会导致磷化膜粗糙、多孔,耐蚀性能下降,更严重的是使工作液中的大量有效成分变为沉渣,打破磷化工作液的平衡,并可能使磷化膜表面产生大量的挂灰。
游离酸度和总酸度对磷化膜质量的影响磷化工作液在磷化过程中,游离酸度和总酸度的控制十分重要,它是确保磷化工作液中各组分化学平衡,磷化反应正常进行的主要条件。
不同类型的磷化剂控制范围有很大的差别,如高温锰系磷化一般不控制游离酸和总酸度的具体数量而是控制酸比,其他类型的磷化控制游离酸和总酸的具体数值。
一般规律是:磷化温度越高,游离酸度越高,生成的磷化膜越厚但容易产生不细密和粗糙的磷化膜,如果游离酸偏低,磷化生成速度缓慢,但生成的磷化膜细密。
总酸度高,对磷化膜质量无明显影响,但如果总酸度过低,磷化膜生成速度变慢,往往在规定的时间内不能获得满意的磷化膜:促进剂对磷化质量的影响促进剂在磷化液中起到缩短磷化时间,加快磷化生成速度,降低磷化温度的作用。
促进剂的量应适当。
促进剂量过少,磷化速度变慢,不能在规定时间内生成完整的磷化膜;促进剂量过多,磷化速度加快,但是造成金属表面钝化,反而影响磷化膜的生成,易产生蓝色或彩虹色的氧化膜。
促进磷化膜形成的方法可分为化学方法和物理方法两大类: (1)化学方法。
在磷化液中加人氧化剂,如氯酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、过氧化氢、过氧化物、嗅酸盐、碘酸盐、有机硝基化合物等。
在磷化液中加人还原剂,如亚硫酸盐、连二亚硫酸盐、羟胺等。
在磷化液中加入重金属盐,如铜、镍、钼、钴、钨等。
(2)物理方法( ①机械方法:如搅拌磷化液或把磷化液喷射到工件上的方法。
②电化学加速法:在磷化液中加人氧化剂,该方法是最常用的,也是最重要的方法。
因此,着重讨论氧化性加速剂。
氧化性加速剂通常认为氧化性促进剂有两个重要的作用:①限制,甚至停止氢气的放出,这个作用局限于金属/溶液界面,决定磷化膜的沉积速度,是磷化液具有良好性能所必需的;②使溶液中某些还原性化合物被氧化,从而控制磷化液中亚铁离子的含量。
此外,迅速氧化初生态氢可大大减少金属发生氢脆的危险。
现在,实际生产中广泛应用的氧化性促进剂有以下几种:氯酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、过氧化氢和有机硝基化合物。
1)氯酸盐氯酸根离子是一种强氧化剂,即使在中温50℃一60℃也能被迅速还原。
氯酸盐可以直接氧化,在磷化过程产生的氢和亚铁。
氯酸根被还原后生成氯离子,在磷化膜形成过程中,会被磷化膜吸收,而且还能以络合物的形式参加结晶结构,不利于磷化膜的防蚀。
但如果磷化后用水充分清洗就不会产生严重的影响。
该氯酸盐作加速剂通常加人氯酸钠,由于干燥的氯酸钠是一种强氧化剂,具有危险性,因此不能与易燃物放在一起,使用的时候应以水溶液的形式加入(也可以以氯酸锌的形式加人)。
氯酸盐在磷化液中的浓度为0.75%一1%时均有效。
氯酸盐可以氧化磷化液中的亚铁,65 -70℃的工作条件下,氧化亚铁使产生的磷酸与沉渣发生反应被中和掉,磷化液的酸度可保持稳定在室温条件下,氯酸盐也有促进作用,但在这种情况下,需要定期加人碱中和游离酸以保持磷化液的平衡。
由于氯酸盐可以氧化亚铁,也可能会氧化锰,因此它几乎只能用于锌系磷化。
氯酸盐作促进剂的磷化液形成的磷化膜特别适合于冷拔丝工艺。
这种磷化液浸蚀性高,能够磷化对其他磷化液有较高抗蚀性的钢种。
但过多的氯酸盐会使磷化液中毒,使钢铁局部产生钝化膜,对磷化膜产生不利的影响,因此在使用上一定要掌握适当的浓度。
近来,使用氯酸盐和有机硝基化合物作促进剂的磷化液广泛地用于低温喷淋磷化,这种磷化液具有高度的活性和稳定性,而且不会像用亚硝酸盐作促进剂的磷化液那样产生有毒气体。
硝酸盐用硝酸盐作促进剂由于反应过程复杂,因此,应用于各种性能差别较大的磷化液。
该类型促进剂可以碱金属、锌或锰的硝酸盐形式加人。
磷化液的工作液含硝酸盐的浓度范围很宽,硝酸根离子的加人量通常为1%一3 %。
磷化液的促进速度,通常以硝酸根/磷酸根比值表示。
该比值越高,生成磷化膜越快,但是膜重就越轻,生成的沉渣也越少。
由于在磷化过程中,硝酸根与磷酸根的消耗速度是不相同的,只有磷酸根进人膜中,所以补充磷化液用的浓溶液的硝酸根/磷酸根比值应该低于配槽液用浓溶液的,这样才能保持该比值不变。
用硝酸盐做促进剂的磷化液,通常在65 -95℃的温度范围内使用。
亚硝酸盐亚硝酸盐是一种广泛使用的促进剂,特别适用于室温磷化液,通常是以亚硝酸钠的形式加人,使用浓度为0.1一0.2g/L。
亚硝酸盐在高温是不稳定的,很容易分解,因此,该促进剂通常用于低温磷化液;亚硝酸盐通常与硝酸盐联合使用。
用作喷淋磷化时,通常采用少量多次的方法以维持亚硝酸盐的浓度( 亚硝酸盐的缺点是在磷化过程中会产生腐蚀性气体,因此,如果生产线停止运转时,应该保证工件没有挂在磷化槽附近,否则会产生腐蚀。
目前用得很普遍的促进剂还是亚硝酸盐,特别是在喷射系统中被广泛采用。
但它具有下列缺点:(1)稳定性差,当喷射操作时,甚至在无工件传送时,也会发生损失。
(2)由于亚硝酸盐分解的结果,腐蚀性氮氧化物积累在喷射通道中,会使工件锈蚀,特别是在生产线停产时。
(3)同样的氮氧化物,会积聚在设备的附近,构成有损健康的公害,特别是对维修工人。
鉴于上述的原因,对喷射工艺,目前寻找到了一种替换的促进剂体系。
氯酸盐当然可以单独使用,但是,它需要相当高的温度。
已经推出了一种氯酸盐和间硝基苯磺酸钠联合使用的促进剂,不论在中温还是在低温操作中,都是非常成功的。
亚硝酸盐促进剂在磷化过程中的含量检测,一般都采用发酵管的方法,该方法简单、直观、快捷,直接可以读出工作液中的促进剂的含量点数。
过氧化物近代磷化液有采用过氧化物作促进剂的,如过氧化氢、过硼酸盐等。
过硼酸盐似乎更优越,因为对促进剂用量和游离酸度的控制的要求都不十分严格,而且生成的沉渣量较少,磷化过程生成的硼酸盐也有利于磷化液的稳定。
过氧化氢可能是最强的促进剂,而且还原产物是最没有害处的水。
.但使用这样强的促进剂,对磷化液的工况和有效浓度都必须严格控制。
此外,在酸性磷化液中,过氧化氢很不稳定,所以必须采用连续少量加人的方法来维持有效的浓度,此浓度约为0 .05g/L 由于过氧化氢氧化磷酸亚铁时会释放出磷酸,因此,必须常常或连续加碱中和以维持磷化液的平衡。
最初采用氢氧化钠中和,但这样会导致钠离子积累过多,难以控制。
近来采用氧化锌和碳酸锌(以固体粉末或浆状形式加人)中和,这样,磷化液中除了少量不稳定的过氧化氢以外,就只含有锌和磷酸根了。
过氧化氢只能用于锌盐磷化液,而且主要用于低温喷淋磷化。
采用过氧化氢作促进剂要求严格控制,而且生成的沉渣多,因此在这方面不如亚硝酸盐优越。
有机硝基化合物_使用有机硝基化合物作促进剂始自1938年。
有许多有机硝基化合物被推荐作为促进剂,但广泛使用的只有硝基胍。
硝基胍是很好的促进剂,最有吸引力的优点是硝基呱本身或其还原物都没有腐蚀性,因此即使残留在工件上也不会产生腐蚀作用。
但是硝基胍的使用也受到以下几个因素限制。
1它的溶解度很低,所以不能配制在浓的磷化液中;②它不能氧化亚铁,所以为了控制剑磷化液中亚铁的积累,需要加人其他更强的氧化物;③硝基胍是一种强烈的爆炸剂,所以未经稀释的固体不能运输。
但最近有机硝基化合物与过氯酸盐联合作用作室温磷化液的促进剂有了新发展,对硝基酚和间硝基苯磺酸盐都是很好的促进剂。
还原性促进剂这一类促进剂用得不多,常用的有碱金属亚硫酸盐。
其他用作促进剂的还原剂还有连二亚硫酸盐、磷化物、甲醛、苯甲醛、羟胺等。
重金属盐促进剂‘这类促进剂主要使用铜盐和镍盐,其他还有钼、钴、钨、钒等盐类。
据资料介绍,只要加上0.002-0.004%铜(以可溶性铜盐的形式加入)便可提高磷化速度6倍。
但是不能过多加入铜,否则只能得到铜的覆盖膜层而得不到磷化膜层,通常铜盐与其他氧化性促进剂,如硝酸盐或亚硝酸盐联合使用。
铜在钢上沉积,增加了钢表面的阴极区,因而加速磷化膜的形成,此外,铜盐还可以催化硝酸盐的分解和促进氧化。
镍盐也有促进作用,但它的促进机理不同,可能与镍使不溶性磷酸盐以胶体状态析出有关。
大量的镍不会产生不良的影响。
镍可以提高磷化膜的耐腐蚀性而铜则可能有不良的影响。
机械促进法、把磷化液喷射到工件表面上,磷化膜的形成速度要比工件浸在同样的磷化液中磷化快得多,或者可以在较低的温度下以相同的时间进行磷化。
含有铁的磷化液,在喷淋磷化过程中,亚铁会被大气氧化,所以喷淋磷化法不能用于铁盐磷化,适合于高温的锰盐磷化,因为热损失太大。
喷淋法有两个优点:①与金属表面接触的磷化液总是保持新鲜的状态;而浸液法则不一样,与金属表面接触的磷化液会逐渐缺乏成膜离子,只能靠远处磷化液的成膜离子扩散补充。
②可以把脱脂以后附在金属表面的固体除掉,这些固体物如不除去,会使磷化膜产生针孔。
搅拌磷化液也有一定的加速作用,但要注意防止沉渣附在金属表面上。
其他机械加速方法还有把磷化液刷在工件上和用滚筒把磷化液滚压在工件上的方法。
水质及其清洗对磷化质量的影响对磷化前清洗用水的质量要求不高,水质能达到一般工业用水标准即可。
但磷化后的水洗特别是最后一次清洗用水,必须干净,必要时应选用去离子水,以确保磷化膜表面干净,提高其防锈能力和与涂层的结合力。
磷化前后的各次清洗,目的是洗净附着在被磷化工件表面的脱脂剂、酸洗液和磷化液。
为了达到清洗干净的目的,除去清洗方法(浸或喷)、清洗次数、清洗设备等因素之外,还与清洗用水的数量(每次清洗水的补充数量)有直接关系。
为了达到既清洗干净又节约用水的目的,一般的理论用水量应按以下的公式计算(以清洗两次计算): 第一次清洗用水量50mL/m2 x 300m2/h x 100倍=1500L/h 第二次清洗用水量50mL/m2 x 300m2 /h x 10倍=150 L/h 以上计算式中: (1) 50mL/m2,为每平方米工件表面黏附的脱脂剂、酸液或磷化剂的数量(平均经验数据)。
(2)以每小时清洗300m2面积计算。
(3)稀释倍数,第一次需稀释100倍,第二次是在第一次清洗的基础上,再稀释10倍,即可达到清洗干净的目的。
如用喷淋清洗可以节约用水量。