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。

（2）准确的称量磷酸盐，加入烧杯中进行搅拌，直到磷酸盐全部溶解。

（3）加硝酸盐于烧杯中，继续搅拌使之全部溶解。

（4）加入促进剂和细化剂，搅拌使之溶解，并加入适量的水配为标准溶液。

（5）停止搅拌，静止沉淀，陈化一段时间，除去不溶物。。

（6）干燥

把磷化后的试样，经水洗后，自然风干。

2．磷化液的分析与维护

1．磷化液的分析

（1）游离酸度：用移液管取10ML 磷化处理液至三角烧瓶中，加蒸馏水至100ML，加5—6滴甲基橙或溴酚蓝指示剂，用0.1NNaoH滴定至转

变为橙黄色或蓝紫色即为终点。消耗NaoH的毫升数即为游离酸的点

数。

（2）总酸度：用移液管取10ML磷化处理液至三角烧瓶中，加蒸馏水至100ML，加5—6滴酚酞指示剂，用0.1NnaoH滴定，颜色由无色转变

为粉红色即为终点。消耗NaoH的毫升数即为总酸度

（3）Fe2+的浓度：用移液管取10ML磷化处理液至三角烧瓶中，加蒸馏

滴定至粉红色，保持10水至50ML，加10—20滴50%硫酸，0.1NKMnO

4

滴定液，含有0.1Pt铁。

秒不变色即为终点。每消耗1ML0.1NKMnO

4

（4）酸比（V）=总酸度（TA）/游离酸度（FA）。

3.磷化液的维护

(1)游离酸度的调整:游离酸度来源于磷酸和磷酸盐的电离.它促使铁

的溶解,使膜层结晶细致.游离酸含量低,生成磷化膜很薄,甚至生不

成磷化膜.游离酸度过高,磷化时间延长,膜成结晶粗大,疏松多孔.游

离酸过高,可加入0.5g/L的氧化锌降低一点,游离酸度低时，加入5

—6克/L的磷酸二氢锌可提高游离酸一点。

(2)总酸度的调整：总酸度来源于磷酸盐、硝酸盐的水解。总酸度高

时磷化速度快，形成的膜层结晶细致。但是过高的总酸度会使膜层太

薄，并且消耗的磷化液也多。当游离酸度正常时，加入1g/L的硝酸

锌可提高总酸度一点，而降低总酸度用水稀释。

(3)Fe2+的控制：在磷化液中一定数量的Fe2+，能提高磷化膜的厚度和

耐蚀性。Fe2+含量一般控制在1—2g/L。新配溶液中加入铁Fe2+屑，提

高Fe2+含量，当Fe2+过量时加入双氧水稀释。（加入浓度为3%的1克

双氧水，可降低1gFe2+）.

4.性能测试

1．外观检查

磷化膜外观检查是用肉眼观察。整个金属表面应该为磷化膜覆盖，磷化膜的厚度应该足以保护金属表面。检查时，可将金属浸于水中，磷化膜未覆盖的地方就会露出金属光泽。金属表面不应该存在大结晶聚集点、污点、锈蚀点等。试样上的磷化膜是浅灰色或深灰色的。以指甲用力划磷化膜后，应该在表面出现白色的划痕，但不应对磷化膜造成肉眼可见的损伤。

2．膜重

磷化膜的单位膜重测定可按国际标准化组织iso3189—1980金属材料

上的转化膜—单位面积上的膜层质量的测定—重量法的规则进行。

具体方法如下：

（1）试片规格：20mm*20mm*1mm

（2）试剂和方法：

试剂：每升含氢氧化钠100g，EDTA90g，三乙醇胺4g的水溶液。

方法：干燥试片（面积为A）用分析天平称重，准确到0.1mg,记录质量为m

1

(以mg为单位)。然后将试片浸入上述试剂15分钟，保持温度在45摄氏度。立即用清洁的流水冲洗，在用蒸馏水冲洗，迅速干燥，在称重。重复操作，直到得到一个稳定的重量为止。记录质

量m

2

(以mg为单位)，每个试片都要用新鲜的试剂处理。

（3）结果计算

m A =(m

1

-m

2

)/A*10

式中m

A

—单位表面积膜重（g/m2）;

m

1

—有磷化膜试片的质量（mg）;

m

2

—脱膜后试片的质量（mg）;

A—试片表面积（cm2）.

（4）膜重与膜厚的换算关系：

膜重（g/m2）/膜厚（um）=2—3。

5．耐蚀性能的测定

（1）硫酸铜点滴试验

这种方法所用试剂按下述配方配制：

10%CuSO

4

溶液 40ml

10%NaCl溶液 20ml

0.1NHCl 1ml

测试方法：

用滴管在试样上滴一滴硫酸铜溶液，观察试样由蓝色变为浅红色的时间，此时间为硫酸铜点滴时间。

（2）氯化钠溶液浸泡试验

把覆盖有磷化膜的试样浸于浓度为3%的氯化钠溶液中，温度为室温，观察其表面生锈的时间。