钢铁的锌系磷化
锌系磷化液制作原理与应用
锌系磷化液制作原理与应用锌系磷化液制作原理与应用一、磷化液的制造原料：１．一般家庭式作坊所用原料：Ａ．85%磷酸（液体）＋磷酸二氢锌（粉体）＋硝酸锌（粉体）Ｂ．85%磷酸（液体）＋40%～98%硝酸（液体）＋95%氧化锌（粉体）或者锌渣或锌灰（固体）注：无效成分约30％。
２．国际标准使用原料：Ａ．85%磷酸（液体）＋68%硝酸（液体）＋99.7%氧化锌（粉体）Ｂ．85%磷酸（液体）＋68%硝酸（液体）＋99.99锌锭（金属）注：无效成分约10％。
二、磷化液的国际标准化学组成（总酸度）为液体状态：Ａ．磷酸（约20%）＋磷酸二氢锌（约35%）＋硝酸锌（约35%）＋磷酸锌（无效成分约10%）Ｂ．磷酸（约20%）＋磷酸二氢锌（约45%）＋硝酸锌（约35%）注：按《化工产品物性辞典》解释１．磷酸二氢锌为白色结晶或黏稠状液体，溶于水和酸，水溶液呈酸性。
为磷化皮膜剂的主要成分，用于钢铁的防腐蚀。
２．磷酸锌为无色斜方结晶或白色微晶粉末，溶于无机酸（盐酸、硫酸、硝酸、磷酸）；不溶于乙醇；水中几乎不溶，其溶解度随温度上升而减少。
三、磷化液的制作方法：１．一般家庭式作坊：使用瓷缸或塑料桶为反应容器，以人工木棒的搅拌操作。
原料用水以井水或自来水。
２．国际标准：使用不锈钢为反应容器，以机械不锈钢棒的搅拌操作。
原料用水为纯水。
四、一般处理物为钢铁时，其反应机构如下：１．化学反应（化）铁＋磷酸（游离酸）→磷酸二氢铁（铁分）＋氢气（气泡）．．．．．．(1)↓↓↓〔促进剂〕↓〔促进剂〕↓└→水．．．．．．．．．．．(2)└→磷酸铁（淡黄色沉渣）．．．．．．．．．．．(3)２．皮膜生成反应（成）磷酸二氢锌→磷酸锌（Ｈ皮膜）＋磷酸．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．(4) 铁（离子）＋磷酸二氢锌→磷酸锌铁（Ｐ皮膜）＋磷酸．．．．．．．．． (5)〔说明〕钢铁表面与磷化处理液接触，钢铁表面发生溶解，表面附近的磷化处理液中的氢离子减少，ＰＨ值由3上升至4.6。
磷化分类
磷化分类磷化的分类方法很多，但一般是按磷化成膜体系、磷化膜厚度、磷化使用温度、促进剂类型进行分类。
2.1 按磷化膜体系分类按磷化成膜体系主要分为：锌系、锌钙系、锌锰系、锰系、铁系、非晶相铁系六大类。
锌系磷化槽液主体成他是：Zn2+、H2PO3-、NO3-、H3PO4、促进剂等。
形成的磷化膜主体组成（钢铁件）：Zn3(po4)2·4H2O 、Zn2Fe(PO4)2·4H2O。
磷化晶粒呈树枝状、针状、孔隙较多。
广泛应用于涂漆前打底、防腐蚀和冷加工减摩润滑。
锌钙系磷化槽液主体成分是：Zn2+、Ca2+、NO3-、H2PO4-、H3PO4以及其它添加物等。
形成磷化膜的主体组成（钢铁件）：Zn2Ca(PO4)2·4H2O、Zn2Fe(PO4)2·4H2O、Zn3(PO4)2·4H2O。
磷化晶粒呈紧密颗粒状（有时有大的针状晶粒），孔隙较少。
应用于涂装前打底及防腐蚀。
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。
磷化处理技术+配方
磷化处理技术+配方用于钢材的表面处理磷化处理技术(1)所谓磷化处理是指金属表面与含磷酸二氢盐的酸性溶液接触，发生化学反应而在金属表面生成稳定的不溶性的无机化合物膜层的一种表面的化学处理方法。
所形成的膜称为磷化膜。
它的成膜机理为：（以锌系为例）a)金属的溶解过程当金属浸入磷化液中时，先与磷化液中的磷酸作用，生成一代磷酸铁，并有大量的氢气析出。
其化学反应为；Fe+2H3PO4=Fe (H2PO4)2+H2 ↑ (1)上式表明，磷化开始时，仅有金属的溶解，而无膜生成。
b)促进剂的加速上步反应释放出的氢气被吸附在金属工件表面上，进而阻止磷化膜的形成。
因此加入氧化型促进剂以去除氢气。
其化学反应式为：3Zn(H2PO4)2+Fe+2NaNO2=Zn3(PO4)2+2FePO4+N2↑+2NaH 2PO4+4H2O (2)上式是以亚硝酸钠为促进剂的作用机理。
c)水解反应与磷酸的三级离解磷化槽液中基本成分是一种或多种重金属的酸式磷酸盐，其分子式Me(H2PO4)2，这些酸式磷酸盐溶于水，在一定浓度及PH值下发生水解泛音法，产生游离磷酸：Me(H2PO4)2=MeHPO4+H3PO4 ( 3 ) 3MeHPO4=Me3(PO4)2+H3PO4 ( 4 ) H3PO3=H2PO4-+H+=HPO42-+2H+=PO43-+3H+ ( 5 )由于金属工件表面的氢离子浓度急剧下降，导致磷酸根各级离解平衡向右移动，最终成为磷酸根。
d)磷化膜的形成当金属表面离解出的三价磷酸根与磷化槽液中的（工件表面）的金属离子（如用于钢材的表面处理锌离子、钙离子、锰离子、二价铁离子）达到饱和时，即结晶沉积在金属工件表面上，晶粒持续增长，直至在金属工件表面上生成连续的不溶于水的黏结牢固的磷化膜。
2Zn2++Fe2++2PO43-+4H2O→Zn2Fe (PO4)2 4H2O↓ ( 6 ) 3Zn2++2PO42-+4H2O=Zn3 (PO4)2 4H2O ↓ ( 7 )金属工件溶解出的二价铁离子一部分作为磷化膜的组成部分被消耗掉，而残留在磷化槽液中的二价铁离子，则氧化成三价铁离子，发生（2）式的化学反应，形成的磷化沉渣其主要成分是磷酸亚铁，也有少量的Me3(PO4)2。
磷化槽工艺说明
磷化槽工艺说明
一、锌系磷化剂说明:
磷化剂为浸泡专用磷化剂,适用于钢铁制品的表面处理,用磷化剂处理可在短时间内形成一层致密均匀的磷酸锌覆膜。
此膜为灰白色结晶物，具有很强的防锈力，可明显提高基体与涂层的结合力。
本剂之特点是生粉残渣少，磷化成膜快，防锈力强。
二、工作液的配制（以一吨槽液计）：
1.向处理槽放入计量之水。
2.用空压机边搅拌边加入皮膜剂50~70公斤/吨，促进剂2~3公斤/吨。
3.测定总酸度促进剂浓度。
三、作业参数标准：
四、磷化液的日常管理(以一吨槽液计)
1.因正常性生产,总酸度会下降,需补加磷化剂,每加入5-10公斤/吨可提高总酸
度1度。
（总酸度18-35之间）
2.促进剂浓度不可多加，添加方式以少量多次为宜，一般补加促进剂0.5～1.0
公斤/吨可使浓度上升1度。
（促进剂度数为2-6）。
锌系磷化液
YL-201锌系磷化液
本品在常温条件使用，浸渍或喷淋均可，适用于汽车、防盗门、散热器等行业钢铁工件的涂装前磷化，可与电泳、静电喷涂，喷漆等涂装工艺配套。
一、技术指标
二、主要特点
1、使用过程中需单独添加促进剂，配槽与添加均使用同一药剂，操作简单，管理方便。
2、本品稳定性好，沉渣少，使用寿命较长。
3、磷化膜结晶致密，灰色，不挂灰，可增强涂膜的附着力和耐蚀性，综合成本低。
三、使用方法及工艺参数
1、处理工艺：脱脂→水洗→酸洗→中和水洗→水洗→表调→磷化→水洗→烘干
2、将磷化液配制成6％工作液，每吨加3.5-4.0kg中和剂和2kg促进剂，使其溶解搅拌均匀，即可使用。
3、工艺参数：
FA：0.8～1.2Pt 处理温度：35-45℃促进剂AC：4-6Pt
TA：18～22Pt 处理时间：浸渍：10～15min、喷淋：2～4min
4、由于连续处理过程中浓度不断变化，所以要定期测定各项指标浓度，保持各项指标在所规定的工艺浓度范围内。
每吨工作液中，每添加3kg浓缩液，总酸度升高1.5Pt，游离酸度升高0.2Pt；每添加0.2kg中和剂，游离酸度降0.1Pt；每添加0.6kg促进剂，促进剂浓度可提高1Pt。
四、包装与储运
本品采用30kg塑料桶包装，储运温度不低于0℃。
特别声明：本公司所提供的技术信息基于本公司对现有产品的认识，用户对本公司提供的产品，应该进行试验以验证是否适合所拟订的工艺和用途，对于使用过程影响因素很多，提醒用户不可未经试验就照搬使用。
钢铁锌系无渣磷化液配方技术及生产工艺流程
钢铁锌系无渣磷化液配方技术及生产工艺流程
一、特点
1、锌系无渣磷化液可以在钢铁表面形成一层均匀的灰色磷化膜层，该磷化膜可满足工序间较长时间防锈使用，同时膜层与各种涂层的结合能力优良,适用涂装前处理。
2、磷化过程无沉渣产生，减少有效成分的浪费。
3、工件表面无挂灰，避免涂装涂层性能质量问题。
4、溶液稳定，操作范围宽。
操作方便，适用于自动和手动操作。
二、操作条件
三、开缸步骤
1、往钝化槽中注入70%体积的纯水；
2、加入所需量的钝化液，再加纯水至操作液位，搅拌均匀；
3、测量磷化液的pH值，用磷酸或10%的氢氧化钠溶液调整pH值至2-3；
4、加热至规定温度。
四、工艺流程
除油→多道水洗→酸洗→水洗→表调→磷化→水洗→热水洗→热风干燥→
60-80℃烘干→涂装或浸油
处理前处理后禾川化学专注精细化学品配方技术服务，成立五年来，一直以技术储备，人才储备为发展基础，不断摸索分析检测的方法如何最大化应用至企业产品研发中。
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钢铁锌系磷化常见问题及处理方法
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钢铁锌系磷化常见问题及处理方法
刘 敏
（ 苏州千代田精机 有限公 司， 江 苏 苏州 ２ １ ５ １ ２ ６ ）
摘 要： 磷 化处理在钢铁 工业上的应 用已经有 了 ｇ百 多年 的历 史了。在钢铁 生产行业 中起 着举足轻重的作用 ， 尤其是锌 系磷， Ｉ ｔ ￣ ｇ ｊ 采 用 占有较 大的比例 ， 但在磷化 生产 中经 常会遇到一些质量 问题 ， 现将一些常见的 问题 和产 生的原 因及解决方法整理 归纳。 关键词 ： ｚ ａ化 ； 常见 问题 ； 磷化膜
１简介锌系磷化 处理 低。 锌 系磷化液 主要 成分是磷 酸二氢盐 ， 如 Ｚ ｎ （ Ｈ２ Ｐ ０ ４ ） 以及适量 的 处理方法 ： （ １ ） 调整游离酸度与总酸度的 比例 。（ ２ ） 降低游 离酸 游离磷酸和加速剂等 。 加 速剂 主要起 降低磷化温度和加快磷化速度 含量 ， 可加氧化锌或氢氧化锌 。 （ ３ ） 控制 酸洗过程 。 （ ４ ） 补充磷酸二氢 的作 用 。作 为化学 加速剂 用得 最多 的氧化 剂如 Ｎ Ｏ ￣ 、 Ｎ Ｏ ￣ 、 Ｃ １ ０ ￣ 、 盐。 （ ５ ） 加强中和水洗 。 （ ６ ） 检查喷嘴并进行清理 ， 检查磷化槽沉淀量 Ｈ ０ 等 。磷 化是金属与稀磷 酸或酸性磷酸盐反应 而形成磷酸盐保 （ ７ ） 提高处理温度。 护膜 的过程 。形成 的磷化 膜主体 组成 （ 钢铁 件 ） ： ｚ ｎ （ Ｐ ０ ４ ） ： ・ ４ Ｈ ： ０ 、 ２ ． ７问题 ： 磷化膜不完整 、 发花 、 色泽不匀 Ｚ ｎ ２ Ｆ ｅ （ Ｐ ０ ４ ） ２ ＂ ４ Ｈ ０。 磷化晶粒呈树枝状 、 针状 、 孔 隙较多 。 广泛应 用于 产生原 因： （ １ ） 除油不干净。（ ２ ） 表调剂效果不佳或 已失效 。（ ３ ） 涂漆前打底 、 防腐蚀 和冷加工减摩润滑 。按磷化处理温度可分 为常 磷化槽液喷淋不均匀。（ ４ ） 工件表面钝 化。（ ５ ） 磷化 温度低 。 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 方法 ： （ １ ） 强 脱脂或更 换脱脂剂 。（ ２ ） 更换 或补充表调 剂 。 处理温度 ３ ５ ～５ ５ ℃。中温磷化一般 ６ ０ —７ ５ ％。高温磷化一般大 于 （ ３ ） 检查并 调整 喷嘴 。（ ４ ） 加强 酸洗或喷砂 。（ ５ ） 提高磷化温度 。 ８ ０ ￣ Ｃ 。温度划分法本身并不严格 ， 有时还有亚 中温 、 亚高温之法 ， 随 ２ ． ８问题 ： 磷化膜结晶粗 各人 的意愿 而定 ，但 一般还是遵循上述 划分法 。本文所 述均是在 产生原 因： （ １ ） 促进剂不 足。（ ２ ） 总酸度偏 高。（ ３ ） 钢表面过度腐 ３ ５～５ ５ ￣ Ｃ 条件下 ， 浸渍法锌系磷化的总结。 蚀 。（ ４ ） 表 面调整效果降低。 ２锌 系磷化 的常见 问题及处理方法 处理方法 ： （ １ ） 添加促进 剂到适 当的范 围。（ ２ ） 添加 中和剂 ， 降低 ２ ． １问题 ： 涂装后表面粗糙 ， 不光滑 总酸度 。（ ３ ） 对 钢表 面进行喷砂或打磨除掉腐蚀层 。（ ４ ） 添加表表 面 产生原 因 ： （ １ ） 皮膜太粗 、 太厚 。（ ２ ） 磷化膜结 晶粗大 、 疏松 、 多 调整剂到适合的范围境内。 孔 。（ ３ ） 前处理不彻底 。 ２ ． ９问题 ： 磷化膜干燥后表 面有 白色粉末 处理方 法 ： （ １ ） 提 高亚铁离 子的含量 ， 如补 充磷酸二 氢铁， 加入 产生原因 ： （ １ ） 槽液含渣量过大 。（ ２ ） 酸 比太高 。（ ３ ） 处理温 度过 磷酸等 。（ ２ ） 提 高游离酸度， 提高槽液温度 。（ ３ ） 加强前处理 。 高。 （ ４ ） 工件 表面氧化物未除净 。 （ ５ ） 溶液氧化剂含量过 高， 总酸度过 ２ ． ２问题 ： 工件部分有紫蓝 色点或斑 高。 处理方法 ： （ １ ） 清除槽底残渣 ， 并定期翻渣 ， 过滤。（ ２ ） 补加磷化 产生原 因 ： （ １ ） 表调剂 的 Ｐ Ｈ值不 在工 艺范 围。（ ２ ） 磷化槽液 的 锌离子含量不足。（ ３ ） 磷化槽液 的促进剂含量不够 。（ ４ ） 皮膜槽游离 剂 。 （ ３ ） 降低磷化处理 温度 。 （ ４ ） 加强酸洗并充分水洗 。 （ ５ ） 停加 氧化 酸过低 。 剂， 调整酸 的比值 。 ３ 结 论 处理方法 ： （ １ ） 调节表 调剂 的 Ｐ Ｈ值 到规定 的工艺范 围内。（ ２ ） 锌 系磷化处理 因磷化液 的组 成不 同会 略有 差别 ， 但根本原 因却 添加磷化液 。（ ３ ） 调整促进剂在要求范 围内。（ ４ ） 加皮膜剂 或游离酸 是大相 径庭 的 ， 合 适的酸度 ， 合适 的温度 ， 合适 的促进剂 ， 值得 注意 升值剂 （ 磷 酸） 。 的是 ， 促进剂 因为是氧化物 ， 消耗较快 ， 在加液 时， 一定要采取充分 ２ ＿ ３问题 ： 工件整体或局部无磷化膜 ， 有时发 蓝或有空 白片 产生原 因 ： （ １ ） 工件表 面有硬化层 。（ ２ ） 总酸度 不够 ， 游离酸太 稀 释后 均匀洒人槽液 的方法 ， 千 万不可直接倒人槽液 中 ， 这样会使 迅速形成结晶沉淀 ， 不仅无法起到效果 ， 还会适得其 低。 （ ３ ） 处理温度低。（ ４ ） 脱脂不净或磷化时 间偏短。（ ５ ） 工件表 面聚 槽液局部反应 ， 反。 在生产过程中 ， 经常是多种原因同时存在 的， 遇到 问题应该深入 齐氢气 。（ ６ ） 磷 化槽 液比例失调 ， 如Ｐ ２ ０ 含量过低 。 尽可能的找出所有 的原 因， 逐一解决 。 才能尽快彻底 的消除不 处理方 法 ： （ １ ） 改进加 工方法或用酸洗 、 喷砂去 除硬化层 ， 达 到 分析 ， 表面处理要求 。 （ ２ ） 补加磷化剂 。 （ ３ ） 升高磷化槽液温度 。 （ ４ ） 加强脱 良现象 ， 得 到优 良的 产 品 。 参 考 文 献 脂或延长磷化时 间。（ ５ ） 翻动工件或改变工件位置 。（ ６ ） 调整或更换
锌系磷化膜发黄原因
锌系磷化膜发黄原因
锌系磷化膜发黄的主要原因是其暴露在恶劣环境中，导致氧化反应和污染物的积累。
以下是可能导致锌系磷化膜发黄的一些原因：
1. 氧化反应：锌金属暴露在空气中会与氧气反应，形成锌氧化物。
如果磷化膜受到破坏或不完整，锌金属可能暴露在空气中，导致锌氧化物的形成。
锌氧化物通常呈现黄色，因此会导致磷化膜发黄。
2. 污染物：锌金属表面的磷化膜可能会与环境中的污染物接触，如硫化物、硝酸盐、有机物等。
这些污染物可能会与磷化膜中的化学物质发生反应，导致颜色变化，使磷化膜呈现黄色。
3. 缺乏保护：锌磷化膜的质量和保护能力与磷化膜的厚度和质量有关。
如果磷化膜质量不佳或过薄，锌金属容易受到外部环境的侵蚀和氧化，从而导致发黄。
4. 高温暴露：长时间暴露在高温环境中，锌磷化膜可能会发生热氧化反应，形成氧化锌。
氧化锌常常呈现黄色，因此高温暴露也可能导致磷化膜发黄。
为了防止锌系磷化膜发黄，可以采取以下措施：
- 确保磷化膜的质量和厚度符合标准要求，以提供良好的保护性能。
- 避免锌金属长时间暴露在恶劣环境中，尽量减少与污染物的接触。
- 注意控制温度，避免高温暴露。
- 定期清洁和维护锌金属表面，以防止污染物的积聚和腐蚀。
通过这些措施，可以延长锌系磷化膜的寿命并保持其原有的外观和性能。
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钢铁的锌系磷化
介绍
钢铁的锌系磷化是一种常用的防腐涂层技术。
通过在钢铁
表面形成一层锌系磷化膜，可以有效地提高钢铁的耐腐蚀性能。
本文将介绍钢铁的锌系磷化的原理、应用场景以及制备方法。
原理
钢铁的锌系磷化是一种化学转化涂层技术，通过在钢铁表
面形成一层磷酸盐的膜，可以降低钢铁表面的电极电位，形成一种阴极保护的效果。
同时，在磷化膜的表面还可形成一层锌层，进一步提高防腐性能。
钢铁的锌系磷化的防腐机理主要有以下几个方面：
1.阴极保护：磷酸盐膜具有一定的电阻性，可以降低
钢铁表面的电极电位，从而形成一种阴极保护的效果，延
缓钢铁表面的腐蚀速度。
2.锌层保护：在磷化膜的表面形成一层锌层，可以进
一步提高防腐性能。
锌具有较高的阳极溶解电位，可以起
到防腐的作用。
3.磷酸盐膜的吸附能力：磷酸盐膜具有良好的吸附能
力，可以与钢铁表面的氧化铁发生反应，形成一个致密的磷酸盐膜。
这种膜具有很好的附着力和耐腐蚀性能。
应用场景
钢铁的锌系磷化技术广泛应用于钢结构、汽车零部件、船舶、建筑材料等领域。
主要用于提高钢铁材料的耐腐蚀性能，延长使用寿命。
具体应用场景包括：
1.钢结构：钢结构在室内外环境下易受到腐蚀，通过
施加锌系磷化涂层可以有效延缓腐蚀速度，提高钢结构的耐久性。
2.汽车零部件：汽车零部件常暴露在潮湿、多灰尘的
环境中，易受到腐蚀影响。
通过施加锌系磷化涂层可以提高零部件的耐腐蚀性能，延长使用寿命。
3.船舶：船舶在海洋环境中容易受到海水腐蚀。
通过
施加锌系磷化涂层可以提高船舶的耐腐蚀性能，延长使用寿命。
4.建筑材料：建筑材料在室外环境下易受到大气环境
和酸雨的腐蚀。
通过施加锌系磷化涂层可以提高建筑材料
的耐腐蚀性能，延长使用寿命。
制备方法
钢铁的锌系磷化有多种制备方法，常用的方法包括酸洗法、电化学法和浸泡法等。
1.酸洗法：将钢铁表面经过酸洗处理，去除表面的氧
化铁和杂质，然后放入磷酸盐溶液中进行磷化反应。
这种
方法制备的锌系磷化膜结构致密，耐腐蚀性能较好。
2.电化学法：通过电解磷酸盐溶液，使钢铁表面发生
氧化还原反应，形成一层磷酸盐膜。
这种方法制备的膜具
有良好的附着力和均匀的膜厚。
3.浸泡法：将钢铁浸泡在含有磷酸盐的溶液中，使钢
铁表面发生化学反应，形成一层磷酸盐膜。
这种方法简单
易行，适合大规模生产。
以上制备方法可以根据具体应用要求选择，其中酸洗法一
般应用于大型钢结构的防腐处理，电化学法和浸泡法适用于小型零部件的防腐处理。
结论
钢铁的锌系磷化是一种常用的防腐涂层技术，通过在钢铁
表面形成一层锌系磷化膜，可以提高钢铁的耐腐蚀性能。
钢铁的锌系磷化原理主要包括阴极保护、锌层保护和磷酸盐膜的吸附能力。
该技术广泛应用于钢结构、汽车零部件、船舶和建筑材料等领域，可以延长材料的使用寿命。
制备方法包括酸洗法、电化学法和浸泡法等，可以根据具体需求选择合适的方法。
综上所述，钢铁的锌系磷化是一种重要的防腐涂层技术，具有广阔的应用前景。