关于磷化工序的浅解
关于钢丝〔盘条〕磷化的浅解1.0磷化的目的和基本原理:1.1钢丝表面涂着物的特性:钢丝的加工和使用,要求材料在保存或加工过程和加工结束后的一定时间段内,材料表面不产生锈蚀或表面涂着物不产生潮解;在加工过程中得到低的摩擦系数。
钢丝因再加工和使用的需要,钢丝表面选择的涂着物有:涂石灰、涂硼砂或其类似物、电镀金属、磷化等。
电镀金属仅是在一些特殊产品的要求而使用。
涂石灰是早期钢丝生产工艺中广泛使用的方式,它成本低;但是这种方式在再加工时产生粉尘有害健康且不适应高速拉拔。
涂硼砂是适用于高速拉拔且成本低廉的方式。
虽然它易于潮解,但对涂后的中间品有适当的管理措施是可以避免的。
且特别在涂后直接拉拔的工艺是被广泛选用。
目前国外虽开始限制使用硼砂产品,因此出现其类似物。
但是这种涂层只适用于中间产品的表面而不适用于最终产品的表面;因为它抗锈蚀能力差,但强于石灰涂层。
磷化的涂着层具有一定的抗锈蚀能力,和具有一定的电抗;在后加工过程中得到低的摩擦系数。
好的磷化膜本身具有很好的塑性,在变形中能够很好地保持其连续性;同时,它不仅能和皂——硬脂酸钠,发生反应产生更有利于润滑的金属皂类,而且其表面又可以很好地附着皂液和润滑剂;这有利减小变形摩擦因数、减少模具磨损。
1.2 磷化膜的形成和特性:1.2.1 磷化技术的机理:磷化处理过程是化学与电化学反应过程,主要是由下述步骤组成:a.酸的浸蚀使基体金属表面 H+ 离子浓度降低。
当金属表面与酸性磷化液接触时,钢丝表面被溶解,使金属与溶液中酸反应产生氢,从而使界面的 PH 值上升,以致磷酸锌〔以锌系为例〕沉积于钢丝表面。
由于亚铁在溶液中的存在,不论因酸后的带入还是在槽内反应产生,磷酸铁锌也同时沉积于钢丝表面。
其总反应方程如下:5Zn(H2P04)2+Fe(H2P04)2+8H20--+ Zn 3(P04)2。
4H20+ Zn 2Fe(P04)2。
4H20+ 8 H3P04磷酸盐沉淀的副反应将形成磷化沉渣,即亚铁离子被氧化后同磷酸反应生成磷酸铁在溶液中沉淀:Fe³¯+ P04³¯==FeP04但是在这钢丝表面的二种磷膜沉积物有不同的特性;称前者Zn 3(P04)2。
4H20称为H 相,H 相晶体呈棒状,继续磷化时层结构呈层状结构,与钠皂反应生成润滑性能良好的锌皂。
在后期的加工变形中能很好保持连续性。
— 1 —这结构可以避免脱落和确保润滑效果。
Zn 2Fe(P04)2。
4H20称为 P 相,P相晶体呈球状且是多孔性,结构较疏松,不利于皂化反应;而利于吸附皂液以增加其表面润滑效果。
对于用于拉拔的磷化涂层我们需要H 相,因为它有良好的延展性和同皂液生成硬脂酸锌而使拉拔摩擦系数降到0.2左右。
但是一般的条件下,P相在磷膜中无法避免它的存在,H相与P相的比例随磷化条件而异。
这两相含量的比例称为P比,P比是P/〔P+H〕。
对于要求耐腐蚀性的涂层希望涂层的P比高;而对需塑性再加工的希望P比低。
铁离子被氧化后同磷酸生成磷渣。
但是在磷渣中同时存在磷酸锌。
研究报告表明:磷化渣中:FeP04·2H20约50.4%:Zn3(P04)2约35.49%。
1.2.2 磷化膜的性能a.耐蚀性:磷化膜的厚度一般在3~15 g/m2之间,甚至要更厚,取决于材料的要求和磷化液的成份及工艺参数。
耐蚀性能由工艺配方和工艺条件、磷化膜成分、结构、膜厚和环境条件等决定。
例如研究表明,不同的磷化液酸比值对磷化膜的耐蚀性影响也很大;随着磷化液酸比值的增加,磷化膜的硫酸铜点滴时间增加,即磷化膜的耐蚀性有所提高。
磷化膜在大气条件下很稳定,能起防止钢铁生锈的作用。
主要作用于工序间和库存等室内的防锈,防锈期较短,一般不用于户外。
检验耐腐蚀方法见 GB 6807。
简易法可用CuSO4的配方,30 S为指标。
或NaCl配方,1 h为指标。
也可用中性盐雾试验,见GB/T 11376。
定量的测量方法:耐碱性:0.1Mol/l浓度NaOH,25℃条件下,5分钟的減重。
耐酸性:PH=2的酸液中的溶解量来评估。
b.耐热性在温度高于106℃时,磷酸锌膜重量开始变化,直到109℃失重为止。
温度继续升高到420℃,一直保持恒重。
一般认为它可耐热至500℃。
c.电性能磷酸盐膜是高电阻层膜,有很好的电绝缘性。
它的击穿电压约为240~250V。
d. 牢固程度:牢固程度,有两个内容,即:同基体结合的牢固程度;和膜本身的结构的结合牢固程度。
再加工时的涂层损失说明其牢固程度。
牢固程度与磷膜结构、加工条件有关。
按产品的技术性能的需要经常一定工艺条件下保持加工后具有的膜结构和保持一定膜厚。
这种膜的加工的牢固程度可以用用涂层损失〔f〕来恒量。
1-f =g1d0/g0d1— 2 —d1g1——加工后直径和涂层厚d0g0——加工前直径和涂层厚涂层损失愈小表示膜结构牢固程度愈优。
中科院有个专利。
但需用脉冲信号,需要用专用儀器。
e再加工的润滑性:其润滑性能同膜的结构和P比、磷化后工序—皂化工序有关。
〔见下:3.0,5.0〕2.0磷化的工艺2.1配方:目前的钢丝行业较多使用中温磷化。
磷化反应是吸热反应,因此要加热进行磷化。
加热温度逾高则反应加快。
若企图降低温度又要求一定的反应速度则需用促进剂。
现在有用电化学的方法,使用电能达到要求。
为达到稳定的磷膜的结构和厚度,需要有稳定成份的磷化溶液。
一般的工艺配方的制定由产品要求而订,并在实践中验证。
如下:a. 磷化后钢丝表面膜量厚度。
b. 磷膜质量,包括达到下道工序要求和一定的牢固性、耐腐蚀性能和润滑性能等。
2.2配方的几项指标:配方的确定必须同工艺相匹配,且由长期的实践监控使之稳定。
a.温度:磷化配方首先要指定工作温度,例如中温磷化一般在70℃左右。
同时温度可以易于自动控制。
温度可控,当将工序温度决定后,其它的可相应决定。
b.酸比:酸比同温度在一定的工艺条件下呈函数关系。
温度与酸比呈反比。
所谓酸比一般是使用总酸度与游离酸的比。
因为这一对存在一个化学平衡。
磷化化学反应方程:3Zn〔H2PO4〕2 →Zn3(PO4)2↓+4H3PO4平衡常数(K)=[Zn3(PO4)2][ H3PO4]四次方/ [ Zn〔H2PO4〕2] 三次方。
有研究报告,这个磷化反应在不同温度的平衡常数:温度25℃37℃98℃平衡常数0。
013 0。
029 0。
71这说明,温度与酸比呈反比的原因。
— 3 —在实际生产中本人积累了一个经验式:R〔0.001373 t -0.0049〕=1式中:并设:R-1 为酸比t 温度℃例:恒基磷化温度平均为72℃,计算得对应酸比〔R-1〕=9.6实际生产统计数据为:8.2~10.3间。
另有一经验式:R =39.6-0.413 t还有一经验式:R =33.6-0..340 t经验式都是从不同条件下总结的。
因此在应用时必需结合实际情况重新积累数据。
在实际生产时,溶液体积可能有变化,溶液中的成分在不断消耗,因此检测得的数据波动时,若酸比稳定,则工艺也可能是稳定的。
b 总酸度:总酸度与上膜量呈正比。
总酸度高说明成膜离子多,易于成膜。
但过高会使膜薄,因此在一定的温度下确定了酸比。
在指定的工艺速度、停留时间等工艺条件下;我们根据上膜量的要求确定总酸度;总酸度在一定范围内,膜厚亦在一定范围内,即使增加停留时间,亦不增厚。
这个参数各厂不同,因为各厂的产品和磷化后的工序都不相同。
因此必须在实践中制订。
但一般取在上限。
过高的总酸度会使膜薄而且耐腐蚀性也降低。
总酸度主要指磷酸盐、硝酸盐和游离酸的总和,反映磷化内动力的大小。
总酸度高,磷化动力大,速度快,结晶细。
如果总酸度过高,膜层过薄;如果过低,磷化速度慢,磷化膜疏松。
有一组试验数据可说明,见下表:〔某配方〕近。
在总酸度超过90时膜厚增速加快。
上述数据是‘某配方’的测试结果。
並仅说明其趋向。
c.游离酸度:总酸度和酸比确定的条件下,可以计算游离酸度。
但一般在制订配方时,按工艺条件是首要制订的参数。
游离酸是造就磷膜的基础,因为它使之产生磷膜的晶核。
游离酸度指磷化液中游离磷酸的含量。
酸度太低,不利于金属基体的溶解,因此过低使膜薄或就不能成膜。
但如果酸度太高,使界面上磷酸盐不易飽和而沉积。
同时又提高了磷化膜的溶解速度,也不利于成膜,或使膜层疏松多孔。
甚至根本不会上膜。
— 4 —酸性磷酸盐多级离解常数受温度影响较大,因此在在不同温度下的磷化工艺要求不同的游离酸度。
当磷化温度降低时,游离酸度也应相应低一些。
有经验式:Fa=0.151t-2.136 e.硝酸根离子与磷酸根离子的比例:溶液中硝酸根离子与磷酸根离子的比例,这二个酸根在磷化反应中消耗进度不同;磷酸根进入膜和沉渣;硝酸根仅分解产生亚硝酸离子而消耗。
因此该比值大,会造成磷化时间短、磷膜薄和沉渣多。
在使用硝酸锌为配料原料时无法进行调整;可能造成在槽工作周期增加而使该比例的增加。
因此很多工厂使用氧化锌为成膜原料。
f.铁离子:亚铁离子能提高膜厚〔P相〕和耐腐蚀性。
亚铁离子易被氧化成三价铁离子,并与磷酸生成磷酸铁成渣。
铁离子要求小于2g/l。
g.硫酸根与氯根:这二种离子一般是从酸洗后清洗效果不佳而带入。
少量也可能由原料带入。
要求硫酸根离子浓度小于3g/l;氯根离子浓度小于5g/l。
h 磷化液的检验:磷化液的检验方于另文转载。
本节主要叙述其原理。
1〕游离酸度:检验时使用甲基橙为指示剂。
甲基橙变色的PH值3.1-4.4。
而磷酸的一级离解的等当点的PH值为4.7。
因此用甲基橙为指示剂测得的酸度相当于磷酸的一级离解的酸度。
2〕总酸度:检验时使用酚酞为指示剂。
酚酞变色的PH值8.0-9.6。
而磷酸的二级离解的等当点的PH值为9.78。
因此用酚酞为指示剂测得的酸度相当于磷酸的一级、二级离解的酸度。
由于溶液中锌的存在,锌离子的碱性沉淀的PH值为6.8。
在滴定中锌离子和磷酸根离子生成磷酸锌的沉渣。
因此总酸度是磷酸一、二级、三级离解的酸和游离的锌离子相当的酸之总和。
g. PH值:有经验式:PH= 3.04-0.015t2.0磷化的工序管理:2.1 管理要求:前面已经说明了磷化应控制的溶液参数。
要得到稳定的钢丝表面磷化膜,则必需稳定这些参数。
由於除温度是可以用儀表有效控制且只与控制参数有关;其它成分因都在过程中消耗而变化,因此需要不断的进行调整。
能自动控制是最佳方案。
现有设计磷化液循环工艺:磷化液不断从槽中抽出,並过滤沉渣和按工艺指标调整后再泵入磷化槽。
总之,要使钢丝表面磷化膜的厚度、性能稳定,唯一的办法是通过管理的措施来实现。
另:关于磷化槽的设计体积:按处理材料的表面积计算:推荐参数:1.5-2.0 l/dm²。
— 5 —3.0磷化后处理——皂化:4.1 一般的介绍:钢丝通过磷化后在其表面涂上一层磷化膜。
螺丝磷化工艺介绍
螺丝磷化工艺介绍螺丝磷化工艺是一种广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等行业的表面处理工艺,其作用是增强金属表面的耐腐蚀性、润滑性、防锈性等性能,使零件能够更长时间地保持优良的性能。
下面我们来详细介绍一下螺丝磷化工艺。
1. 工艺流程(1)部件清洗在进行螺丝磷化前,需要对部件进行清洗。
清洗目的是去除部件表面的油污、灰尘等杂质,以保证后续的表面处理能够更好地进行。
常用的清洗方法包括:碱洗、酸洗、水洗等。
(2)化学处理螺丝磷化的关键步骤就是化学处理。
化学处理过程中,需要通过酸洗、放磷和钝化等环节把部件表面处理成适合螺丝磷化的状态。
具体过程如下:①酸洗在酸洗环节中,使用酸性溶液对待处理物进行腐蚀处理,去除表面的氧化层和污物,净化表面,以便后续处理。
②放磷放磷是将磷酸盐或磷酸盐混合物通过浸泡或喷淋的方式沉积到部件表面上,生成所需的螺丝磷化层。
放磷的过程中,需要注意处理液的浓度、温度、PH值等参数的控制,以及处理时间和部件表面净化程度的因素。
③钝化钝化是使用铬酸盐或钨酸盐等物质对已沉积的磷酸盐进行化学反应处理,使表面呈现出黑色或浅黄色。
钝化的作用是保护磷化层,增强其耐腐蚀性。
(3)水洗化学处理后,需要将部件经过水洗,去除表面化学处理残留物,以便下一步的后续处理。
(4)烘干经过水洗后,部件需要通过烘干的方式去除表面水分。
(5)涂油在螺丝磷化处理结束后,需要对部件进行涂油处理,以进一步增强其耐腐蚀性和润滑性。
2. 工艺参数在进行螺丝磷化处理时,需要根据材质、形状和要求等因素进行不同的工艺参数选择。
一般来说,影响螺丝磷化效果的因素有:(1)化学处理液浓度化学处理液浓度直接影响磷化层的质量和厚度。
如果浓度过低,磷化层厚度会减少,抗腐蚀性降低;如果浓度过高,磷化层会变厚,但表面会产生“白霜”。
(2)处理液PH值处理液PH值是指处理液呈酸性、中性或碱性的程度。
不同金属表面对酸度有不同的适应性,所以处理液的PH值需要根据不同金属来进行调整。
磷化工艺原理
磷化工艺原理嘿,朋友们!今天咱来聊聊磷化工艺原理,这可真是个有意思的事儿啊!你看啊,磷化就好像是给金属穿上一层特别的“衣服”。
想象一下,金属就像是一个光溜溜的小孩子,而磷化呢,就是给这个小孩子穿上一件既结实又有用的外套。
那这磷化到底是咋回事呢?其实啊,就是通过一系列的化学反应,在金属表面形成一层磷化膜。
这层膜可不简单,它就像是金属的小卫士,能保护金属不被腐蚀,还能增加金属的附着力呢!比如说,咱家里的那些金属制品,时间长了是不是会生锈啊?要是给它们都磷化一下,那可就不一样啦!这磷化膜就像一道坚固的防线,把那些会让金属生锈的坏东西都挡在外面。
那磷化是怎么做到的呢?这就像是一场奇妙的魔法表演。
首先呢,有一些化学药剂就像小精灵一样,跑到金属表面开始跳舞。
它们跳着跳着,就和金属发生了反应,然后就慢慢形成了那层神奇的磷化膜。
而且哦,磷化工艺可不仅仅是为了防锈这么简单。
它还能让金属表面变得更粗糙,这样后续要是想给金属上漆啊什么的,就会粘得更牢。
这就好比是在墙上贴东西,要是墙面很光滑,那可能贴不牢,但是如果墙面有点粗糙,那就能贴得稳稳的啦!你说这磷化工艺是不是很神奇?它就像是一个默默工作的小工匠,在金属的世界里发挥着大作用。
咱再想想,要是没有磷化工艺,那得有多少金属制品用不了多久就坏掉啦?那多可惜呀!所以说呀,磷化工艺真的是太重要啦!它就像是一个隐藏在幕后的英雄,不声不响地为我们的生活提供着保障。
我们每天用到的很多东西,可能都离不开磷化工艺的功劳呢!磷化工艺虽然听起来有点复杂,但其实理解起来也不难呀!只要我们用心去感受,去了解,就会发现它真的很有趣。
所以啊,朋友们,可别小看了磷化工艺哦!它可是在我们的生活中扮演着重要的角色呢!让我们一起为磷化工艺点个赞吧!。
磷化工艺介绍
所谓磷化,是指把金属工件经过含有磷酸二氢盐的酸性溶液处理,发生化学反应而在其表面生成一层稳定的不溶性磷酸盐膜层的方法,所生成的膜称为磷化膜。
磷化膜的主要目的是增加涂膜附着力,提高涂层耐蚀性。
磷化的方法有多种,按磷化时的温度来分,可分为高温磷化(90-98℃),中温磷化(60-75℃),低温磷化(35-55℃)和常温磷化。
为提供良好的涂装基底,要求磷化膜厚度适宜,结晶致密细小。
中、高温磷化工艺,虽然磷化速度快,磷化膜耐蚀性好,但磷化膜结晶粗大,挂灰重,液面挥发快,槽液不稳定,沉渣多,而低、常温磷化工艺所形成的磷化膜结晶细致,厚度适宜,膜间很少夹杂沉渣物,吸漆量少,涂层光泽度好,可大大改善涂层的附着力、柔韧性、抗冲击性等,更能满足涂层对磷化膜的要求。
值得注意的是,过去一直认为磷化膜厚,涂装后涂层的耐蚀性高,磷化膜本身在整个涂装体系中并不单独承担多大的耐蚀作用,它主要起到使漆膜具有强粘附性,而整个涂层系统的耐蚀力则主要取决于漆膜的耐蚀力以及漆膜与磷化膜的优良配合所形成的强粘附力。
磷化液一般由主盐、促进剂和中和剂所组成。
过去使用的磷化液,大多采用亚硝酸钠(NaNO2)作促进剂,效果十分年、明显,但在NaNO2在磷化液中有很大危害:一是影响磷化液的稳定性,NaNO2在酸性条件下极不稳定,在极短的时间内就分解了。
因此,不得不经常添加。
NaNO2的这种特性,往往引起磷化液的主盐不稳定,磷化液沉淀较多,磷化膜挂灰严重,槽液控制困难,磷化质量不稳定;二是NaNO2是世界公认的致癌物质,长期接触危害人体健康,环境污染严重。
解决的方法:一是减少NaNO2的用量;二是寻找替代物。
配方:XH-1B 4%+H2O4、钝化磷化膜的钝化技术,在北美和欧洲国家被广泛应用,采用钝化技术是基于磷化膜自身特点决定的,磷化膜较薄,一般在1-4g/m2,最大不超过10g/m2,其自由孔隙面积大,膜本身的耐蚀力有限。
有的甚至在干燥过程中就迅速生黄锈,磷化后进行一次钝化封闭处理,可以是磷化膜孔隙中暴露的金属进一步氧化,或生成钝化层,对磷化膜可以起到填充、氧化作用,使磷化膜稳定于大气之中。
磷化处理工艺
磷化处理一、问题处理:铁件磷化后,表面发白,原因:磷化液中的沉渣,在铁件表面。
处理办法:磷化液中加入双氧水,沉淀,清除磷化液下边的沉渣。
加大在磷化后的水洗。
局部发黄,的原因是铁件表面开始反锈。
原因,1.工件的在做完磷化后,水洗不够彻底。
2.工件复杂,没有把水完全空出。
处理办法,1.加大水洗,2.用热水烫干,加大通风。
二、磷化工艺:磷化是常用的前处理技术,原理上应属于化学转化膜处理。
工程上应用主要是钢铁件表面磷化,但有色金属如铝、锌件也可应用磷化。
磷化原理:工件(钢铁或铝、锌件)浸入磷化液(某些酸式磷酸盐为主的溶液),在表面沉积形成不溶于水的结晶型磷酸盐转化膜的过程,称之为磷化。
把金属放入含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行化学处理,使金属表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法,叫做金属的磷酸盐处理。
磷化膜层为微孔结构,与基体结合牢固,具有良好的吸附性、润滑性、耐蚀性、不粘附熔融金属(Sn、Al、Zn)性及较高的电绝缘性等。
磷化分类:按处理温度分:高温型(75-100℃,能耗大,磷化物沉积多,形成的磷化膜厚度达10-30g/㎡)、中温型(50-75℃,处理时间5-15min,磷化膜厚度达1 -8g/㎡)、低温型(30-50℃)和常温型(10-30℃,节省能源,使用方便,除加氧化剂外还加促进剂,能耗小,但溶液配制较复杂,膜厚度达0.2-7g/㎡)。
按磷化液成分分:锌系磷化、锌钙系磷化、锌锰系磷化、铁系磷化、锰系磷化和复合磷化等。
按磷化处理方法分:化学磷化、电化学磷化。
按磷化膜质量分:重量级(膜重7.5g/㎡以上)、次重量级(膜重4.6-7.5g/㎡)、轻量级(膜重1.1-4.5g/㎡)和次轻量级(膜重0.2-1g/㎡)。
按施工方法分:浸渍磷化、喷淋磷化和刷涂磷化。
磷化作用及用途:涂装前磷化的作用:增强涂装膜层(如涂料涂层)与工件间结合力;提高涂装后工件表面涂层的耐蚀性;提高装饰性。
非涂装磷化的作用:提高工件的耐磨性,令工件在机加工过程中具有润滑性;经适当的后处理,可提高工件的耐磨性。
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。
前几年还经常听说的磷化处理工艺,很多人还没了解就要淘汰的工艺
前⼏年还经常听说的磷化处理⼯艺,很多⼈还没了解就要淘汰的⼯艺磷化⼯艺介绍:磷化是指把⾦属放⼊含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进⾏化学处理,使⾦属表⾯⽣成⼀层难溶于⽔的磷酸盐保护膜的⽅法,所形成的磷酸盐保护膜称之为磷化膜。
磷化⼯艺应⽤:磷化处理要应⽤于钢铁表⾯磷化,有⾊⾦属(如铝、锌)⼯件也可应⽤磷化。
磷化的作⽤:涂装前磷化的作⽤:1、增强涂装膜层(如涂料涂层)与⼯件间接合⼒。
2、提⾼装饰性。
3、提⾼涂装后⼯件⼯作表⾯涂层的腐蚀性。
⾮涂装磷化的作⽤:1、提⾼⼯作的耐磨性。
2、令⼯件在机加⼯过程中具有润滑性。
3、提⾼⼯作的腐蚀性。
有⽆磷化涂层耐腐蚀对⽐:有磷化和⽆磷化处理的同⼀涂层进⾏盐雾试验,其结果是防腐蚀能⼒相差⼤约⼀倍。
可见磷化等前处理对涂层的防锈能⼒和⾦属的防护能⼒起着较重要的作⽤。
磷化的⼀般⼯艺流程:除油—>⽔洗—>除锈—>⽔洗—>表调—>磷化—>⽔洗—>烘⼲—>后处理磷化前除油的⽬的:磷化前除油的⽬的在于清除掉⼯件表⾯的油脂、油污。
优质的磷化膜只有在去油污除彻底的⼯件表⾯才能形成,因为油污残留在⼯件表⾯,不仅会严重阻碍磷化膜的⽣长,⽽且会影响涂膜的附着⼒、⼲燥性能、耐腐蚀性能等。
磷化前除锈的⽬的:磷化前除锈的⽬的在于磷化膜不能在锈层或氧化⽪上⽣长。
在加⼯过程中,其表⾯的氧化⽪和铁锈必须进⾏化学清洗处理,使⾦属制品露出基体,更有效地提⾼磷化处理效果。
磷化前表调的⽬的:表调⼜称表⾯调整,通过调整,可以改善⼯件表⾯的微观状态,从⽽改善磷化膜外观,结晶细⼩,均匀,致密,进⽽提⾼涂膜性能,以及提⾼磷化速度。
为什么磷化⼯艺现在逐步没有了磷化废⽔其中包含⼤量的有害因⼦,且具有较强的腐蚀性,容易对环境产⽣⼀定的危害。
如果不加治理直接排放,会腐蚀灌渠和建筑物;排⼊⽔体,会改变⽔体的酸碱度,废液中的含磷量会使⽔体出现⼤量藻类植物,让河流⽣出蓝藻,⼲扰并影响⽔⽣植物的⽣长和渔业⽣产;排⼊农⽥,会改变⼟壤的性质,使⼟壤酸化或盐碱化,严重危害农作物的⽣长;酸碱原料的流失也是⼀种浪费。
磷化处理工艺流程,磷化的影响因素及用途
磷化处理工艺流程| 磷化的影响因素及用途磷化是什么意思?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已有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。
磷化处理工艺流程:预脱脂→脱脂→除锈→水洗→(表调)→磷化→水洗→磷化后处理(如电泳或粉末涂装)。
磷化的影响因素:1、温度温度愈高,磷化层愈厚,结晶愈粗大。
温度愈低,磷化层愈薄,结晶愈细。
但温度不宜过高,否则Fe2+易被氧化成Fe3+,加大沉淀物量,溶液不稳定。
2、游离酸度游离酸度指游离的磷酸。
其作用是促使铁的溶解,已形成较多的晶核,使膜结晶致密。
游离酸度过高,则与铁作用加快,会大量析出氢,令界面层磷酸盐不易饱和,导致晶核形成困难,膜层结构疏松,多孔,耐蚀性下降,令磷化时间延长。
游离酸度过低,磷化膜变薄,甚至无膜。
3、总酸度总酸度指磷酸盐、硝酸盐和酸的总和。
总酸度一般以控制在规定范围上限为好,有利于加速磷化反应,使膜层晶粒细,磷化过程中,总酸度不断下降,反映缓慢。
总酸度过高,膜层变薄,可加水稀释。
总酸度过低,膜层疏松粗糙。
4、PH值锰系磷化液一般控制在2-3之间,当PH﹥3时,工件表面易生成粉末。
当PH‹1.5时难以成膜。
铁系一般控制在3-5.5之间。
5、溶液中离子浓度①溶液中Fe2+极易氧化成Fe3+,导致不易成膜。
但溶液中Fe2+浓度不能过高,否则,形成的膜晶粒粗大,膜表面有白色浮灰,耐蚀性及耐热性下降。
②Zn2+的影响,当Zn2+浓度过高,磷化膜晶粒粗大,脆性增大,表面呈白色浮灰;当Zn2+浓度过低,膜层疏松变暗。
磷化用途:(1)耐蚀防护用磷化膜①防护用磷化膜用于钢铁件耐蚀防护处理。
磷化处理工艺流程 磷化常见问题及处理方法
磷化处理工艺流程磷化常见问题及处理方法磷化处理磷化处理是一种化学反应,在表面形成一层膜(磷化膜)的一种表面处理工艺。
磷化处理工艺主要用在金属表面,目的也是为金属表面提供一层保护膜,让金属与空气隔绝,防止其被腐蚀;还会用于一些产品涂漆之前的打底,有了这层磷化膜能够提高漆层的附着力和防腐蚀能力,提高装饰性让金属表面看起来更漂亮,并且还能够在部分金属冷加工过程中起到润滑的作用。
经过磷化处理后能让工件在很长时间内不会氧化生锈,所以磷化处理的应用非常广泛,也是常用的一种金属表面处理工艺,在汽车,船舶,机械制造等行业中应用越来越多。
但磷化处理也有着溶液沉渣多,表面粗糙,磷化温度较高,时间长以及成本较高的缺点。
磷化的发展历史其实磷化处理工艺发展至今已经有很长时间了,它应该是现代金属表面处理中,发明时间较早的一种,其发展也经过了不同的时期。
在1869年的英国,有人就发现了磷化膜可以用在金属表面,能有效的保护金属长时间不被腐蚀,并且当时还将其申请了专利,这也为磷化处理的技术和发展奠定了基础。
从20世纪初开始,磷化处理开始用在工业产品中,这也促进了磷化工艺的发展和进步,从此磷化处理得到了快速的发展和进入实际应用时期。
到了现代,为了适应各种需求,磷化处理工艺也在不断的改进,主要是向着低温,低渣,环保无毒的方向发展。
磷化的分类及应用通常情况下,一种表面处理后都是呈现出一种颜色,但是磷化处理可以根据实际需求,通过使用不同的磷化剂就会呈现不同的颜色,这也就是我们经常会看到磷化处理有灰色,彩色或者是黑色。
铁系磷化磷化后表面会呈现出彩虹色以及蓝色,所以又被称为彩磷,磷化液主要以铝酸盐为原料,会在钢铁材料表面形成彩虹色的磷化膜,也主要是用于涂装底层,以达到工件的防腐蚀能力和提高表面涂层的结合力。
锌系磷化颜色呈灰色,所以被称为灰膜磷化,主要使用的磷化液由磷酸,氟化钠以及乳化剂等组成,会在工件表面形成灰色的磷化膜,它主要也是为涂装底层,与后道的喷塑,喷漆或者电泳等工序进行结合。
磷化工艺技术
磷化工艺技术磷化工艺技术是一种将金属表面覆盖上一层磷化膜的工艺,常用于金属防腐、增加金属表面硬度等方面。
下面是对磷化工艺技术的一些详细介绍。
磷化膜是一种由金属磷酸盐组成的覆盖在金属表面的一层化学膜层。
磷化膜具有很高的耐磨性、耐蚀性和防腐性,可以有效地保护金属表面,延长其使用寿命。
同时,磷化膜还可以增加金属材料的硬度,改善其表面质量。
磷化工艺技术分为化学磷化和电化学磷化两种。
化学磷化是通过将金属材料浸泡在含有磷酸盐和氯化盐的溶液中,利用化学反应在金属表面形成磷化膜。
电化学磷化是在电解质溶液中,将金属材料作为阳极,在施加电流的情况下,在金属表面上形成磷化膜。
磷化工艺技术的优点主要体现在以下几个方面:首先,磷化膜具有较高的耐磨性和耐腐蚀性,可以有效地保护金属材料;其次,磷化膜的形成过程简单,不需要复杂的设备和工艺步骤,成本较低;再次,磷化膜可以增加金属材料的硬度,提高其表面质量和使用寿命;最后,磷化膜可以增加金属材料的涂装附着力,使涂层更加牢固。
然而,磷化工艺技术也存在一些问题。
首先,磷化膜的厚度很难控制,在磷化过程中容易产生不均匀的情况。
其次,磷化过程需要一定的时间,不能够实时完成,导致生产周期较长。
此外,磷化溶液中的磷酸盐和氯化盐对环境有一定的污染。
为了解决这些问题,各个行业对磷化工艺技术进行了不断的改进和研究。
研究人员通过调节磷化溶液的组成和浓度,优化磷化工艺参数,提高磷化的效果和一致性。
此外,还发展了一些新的磷化工艺技术,如有机磷化、浸泡磷化等,以满足不同行业对磷化膜的需求。
总之,磷化工艺技术是一种重要的表面处理工艺,可以为金属材料提供保护和改良。
随着科技的不断进步和需求的不断增加,磷化工艺技术将会不断发展,更好地满足社会的需求。
材料磷化处理及工艺
材料磷化处理及工艺材料的磷化处理是一种常用的表面处理方法,主要目的是增强材料的表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
磷化层可以形成均匀、致密的结构,能够有效地保护基材,并能够提高材料的使用寿命和性能。
磷化处理工艺包括预处理、清洗、磷化、后处理等几个步骤,下面将详细介绍每个步骤的具体操作。
第一步是预处理,主要是为了除去基材表面的油污、氧化层和其他杂质。
这一步骤的重要性在于保证基材与磷化液的充分接触,确保磷化效果的均匀和一致性。
预处理方法可以有机械处理和化学处理两种。
机械处理包括喷砂、抛光等方式,而化学处理可以使用酸碱溶液进行清洗。
第二步是清洗,通过清洗可以进一步除去表面的杂质和污染物,保证磷化液与基材的良好接触。
清洗可以采用酸碱溶液,如盐酸、硫酸、烷基苯磺酸等,也可以采用表面活性剂来进行清洗。
第三步是磷化,将材料置于磷酸盐磷化液中浸泡一段时间,使得材料表面与磷酸盐发生化学反应,生成磷化层。
磷化液通常是含有磷酸盐、钼酸盐、硝酸盐等成分的溶液。
磷化液的配方和浸泡时间可以根据材料的种类和要求来确定。
在磷化过程中,还可以添加一些助剂来促进反应的进行和提高磷化层的性能。
第四步是后处理,主要是为了除去磷化液残留和增加磷化层的耐腐蚀能力。
后处理可以使用水进行洗涤,也可以用盐酸或硝酸进行酸洗。
在一些情况下,还可以进行烘烤处理来提高磷化层的致密性和硬度。
除了上述几个基本步骤,磷化处理还需要注意一些操作要点。
首先是控制磷化液的温度,一般在30-60°C之间。
温度过高会使反应速度过快,造成磷化层不均匀;温度过低则会延缓反应进程,影响磷化效果。
其次是控制磷化液的浓度,通常浓度在10-20%之间。
浓度过高会导致生成厚度较大的磷化层,难以得到均匀的磷化效果;浓度过低则会影响磷化层的硬度和密度。
总的来说,材料的磷化处理是一种常用的表面处理方法,通过预处理、清洗、磷化和后处理等步骤,可以形成均匀、致密的磷化层,提高材料的表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
