镁合金磷化工艺及磷化膜性能的研究

焦磷酸钠对镁合金表面磷化膜结构和耐蚀性的影响

ＬｄＢｉｎ００９Ｃｉａｔ，ｅｉｇ１０２，ｈｎ）ｊ
Ａｂｔａｔ：Ｅｆｃｓｏｏｉｍｙｏｈｓａｅｕｎｓｒｃｕｒｎｄｃｒｏｉｎｒｓｓａｃｆｐｏｐａｉｇｃａｉｇｓｒｃｆｔｆｓｄｕｐｒｐｏｐｈｔｐｏｔｕｔｅａｏｒｓｏｅｉｔｎｅｏｈｓｈｔｏｔｎｅｎ
ｏｇｅｉｍｌｙｗｓｉｖｓｇｔｄｂｃｎｉｇｅｅｔｎｍｉｒｓｏｅｐｌｒａｉｎｃｒｅｅｅｔｏｈｍｉａｎｍａｎｓｕａｌａｎｅｔａｅｙｓａｎｎｌｃｒｃｏｃｐ，ｏａｉｔｕｖ，ｌｃｒｃｅｃｌｏｉｏｚｏｉｅａｃｐｃｒｎａｔｔｒｉｍｐｄｎｅｓｅｔａａｄｓｌｗａｅ－ｍｍｅｓｏｘｅｉｎｅｐｃｉｅｙｒｉｎｅｐｒｍｅｔｓｅｔｌ．ＲｓｌｈｗｅａｆｅｄｉｇＳ－ｒｖｅｕｔｓｏｄｔｔｔｒａｄｎＯｓｈａ
（．京化工大学教育部碳纤维及功能高分子重点实验室，北京１０２；．京碧海舟腐蚀防１北００９２北
护工业股份有限公司，北京１０２）００９
摘要：通过扫描电镜、极化曲线、电化学阻抗和盐水浸泡等实验研究了焦磷酸钠对镁合金表面磷化膜结构和耐蚀性的影响。实验结果表明：磷化液中加入焦磷酸钠后，镁合金表面磷化膜的结构更加
致密和规整；３５的ＮＣ溶液中，合金腐蚀电流密度由２３８×１Ａｃ下降到１２７× 在．％ａ１镁．５０／ｍ．５１Ａｃ在１０ｚ下的阻抗值由１７７ｋ上升到６１９ｋ表现出良好的防护性。０／ｍ、０ｍＨ．０Ｑ．２Ｑ，关键词：镁合金；化膜；焦磷酸钠；耐蚀性磷

镁合金表面处理工艺及有机防护涂层耐腐蚀性能_移易

1 镁合金表面处理技术-化学氧化(转化)膜处理
通过化学转化可以在镁合金基体表面形成由氧化物或金属盐构成的无机膜层，这层膜与基体具有良好的结合力，能阻止腐蚀介质对基体的侵蚀。这样的转化膜本身一般不太致密，耐腐蚀能力并不太强，仅可用于短期大气腐蚀的防护。但重要的是它可以为后续涂层打底，以增强镁合金基底与后续涂层间的结合力。镁合金的化学转化膜按
1 2 1 1 1 1
(1．中海油常州涂料化工研究院，江苏常州 213016；2．中国人民解放军驻 370 厂军事代表室，
镁合金和高温耐蚀镁合金；从表面改性的角度，应在镁合
摘要：为提高镁合金的耐腐蚀性能，研究了镁合
金的表面生成具有保护性能的膜或涂层，来提高和改善耐蚀性能。通过冶金的方法降低杂质的含量，或者加入其他合金元素限制杂质的存在状态，提高镁合金的耐蚀性能，将会使镁合金的应用范围进一步扩大，但这种方法却仅限于添加稀土元素等少数几种元素，还未得到广泛的应用，不能满足工业要求。表面改性主要分为电化学法、化学法、热加工法、高真空法和其他物理方法。一些新型的表面处理方法[3]如锡转化膜、激光表面处理、PVD(物理气相沉淀法)、氮化铬涂层、镁合金表面沉积铝等方法也应运而生。
表面涂饰
Surface Finishing
镁合金表面处理工艺及有机防护涂层耐腐蚀性能
Surface Treatment for Al-Mg Alloy and Anticorrosive Property of Organic Protective Coatings
移易，邵旭东，王李军，王留方，倪维良，朱亚君江苏常州 213022)
1.1 铬酸盐化学转化膜
铬酸盐处理即将工件浸入含铬酸或铬酸盐的溶液中，通过金属表层的自身转化生成某些氧化物或盐类，使表面得以钝化。膜中的六价铬可溶，有缓蚀性能，腐蚀时它还被还原为不溶性的三价铬离子而阻止腐蚀的进一步进行，铬酸盐处理得到的表面膜有一定的自愈能力。虽然铬化工艺比较成熟，但该工艺过程产生有害的六价铬离子，废液不易处理，对环境造成污染。铬化工艺逐渐被无铬转化工艺所替代已是必然的趋势。一个比较典型的铬化处理工艺为：甲苯/二甲苯除油→碱洗(70~80 ℃， 10 min)→铬化、酸洗(70~80 ℃，10 min)→重铬酸洗 (70~80 ℃，10 min)→纯净水洗→干燥老化。

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。

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。

镁合金化学转化膜的耐腐蚀性能研究

镁合金化学转化膜的耐腐蚀性能研究作者：***来源：《现代盐化工》2021年第01期摘要：在密度、强度以及刚度等方面，镁合金有一定的优势，因此被大量应用在航空航天、汽车以及机械等领域，在日用品以及通信器材中的应用也得到了良好的发展。

然而，性质活泼的镁合金极易受到环境的腐蚀，因此，一直无法加强对其的开发使用。

近几年，以往在化学转化阶段采用的处理方法中出现了各种问题，大部分学者在化学转化阶段采用了无毒植酸这一处理液来处理镁合金表面，但是目前在国内外的突破并不大。

因此，在耐腐蚀性能方面对镁合金化学转化膜进行研究分析，以供参考。

关键词：镁合金;化学转化膜;耐腐蚀性能本研究通过KMnO4和Na3PO4的结合，实现了对化学转化溶液的基本组成，两者质量浓度分别为50、100 g/L，并添加了6 g/L缓蚀剂的缓冲剂，所获取的化学转化膜来自AZ31镁合金，在转化阶段采用植酸处理液，从合金成膜以及耐腐蚀性能方面，对AZ31合金的pH、温度以及转化时间等影响因素进行了分析，并采用扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）对其进行观察，得知3.5% NaCl溶液对植酸膜的侵蚀，能够起到愈合的作用。

通过这两种方式能够获取光滑度、致密分布比铬酸膜更好的转化膜。

1 实验材料与方法本研究所采用的合金中包含镁、铝、锌这3种材料，其中，AZ31、AZ91都采用了30 mm×20 mm的规格。

非工作面的自凝固采用了牙托粉和牙托水。

實验工艺按照以下流程：试样、打磨、水洗、无水乙醇除油、水洗、生产化学转化膜、水洗以及干燥。

将水去离子后作为转化处理液，将水浴加热器作为恒温装置，将转化膜浸泡在室温下的水溶液—3.5%的NaCl中进行耐腐蚀性测试。

通过扫描电镜Philips XL30，能够实现对其形貌的观察，并通过对SEM能谱仪的配置，分析了转化膜元素。

1.1 铬酸处理工艺条件：在30 ℃的室温下分别对质量浓度为12、33 g/L的Cr2O3以及NH4H2PO4进行了10 min的处理[1]。

磷化处理及工艺

磷化目录总述原理及应用磷化基础知识1. 一、磷化原理2. 二、磷化分类3. 三、磷化作用及用途4. 四、磷化膜组成及性质5. 五、磷化工艺流程6. 六、影响因素7. 七、磷化后处理8. 八、磷化渣9. 九、磷化膜质量检验10. 十、游离酸度及总酸度的测定11. 十一、有色金属磷化总述原理及应用磷化基础知识总述磷化（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己有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。

磷化膜用作钢铁的防腐蚀保护膜，最早的可靠记载是英国Charles Ross于186 9年获得的专利(B.P.No.3119)。

从此，磷化工艺应用于工业生产。

在近一个世纪的漫长岁月中，磷化处理技术积累了丰富的经验，有了许多重大的发现。

一战期间，磷化技术的发展中心由英国转移至美国。

1909年美国T.W.Coslet将锌、氧化锌或磷酸锌盐溶于磷酸中制成了第一个锌系磷化液。

这一研究成果大大促进了磷化工艺的发展，拓宽了磷化工艺的发展前途。

Parker防锈公司研究开发的Parco Power配制磷化液，克服T许多缺点，将磷化处理时间提高到lho 1929年Bonderizing磷化工艺将磷化时间缩短至10min, 1934年磷化处理技术在工业上取得了革命性的发展，即采用了将磷化液喷射到工件上的方法。

二战结束以后，磷化技术很少有突破性进展，只是稳步的发展和完善。

磷化广泛应用于防蚀技术，金属冷变形加工工业。

这个时期磷化处理技术重要改进主要有:低温磷化、各种控制磷化膜膜重的方法、连续钢带高速磷化。

当前，磷化技术领域的研究方向主要是围绕提高质量、减少环境污染、节省能源进行。

pH和时间对镁合金表面磷化膜形貌和耐蚀性的影响

Ｃｅｃｌｅｈｏｏｙｅｉｇ１０２，Ｃｉａ２ＳｈｏｏｔｒｌＳｉｎｅａｄＥｇｅｒｇｅｉｇｈｍｉｃｎｌ，Ｂｉｎ０９ｈｎ；．ｃｏｌｆｅａｃｃｎｎｉｅｎ，ＢｉｎａＴｇｊ０ＭａｉｓｅｎｉｊＵｉｒｔｏｈｍｃｌｅｈｏｇ，ｅｉｇ１０２Ｃｉａ３ＢｉｎＢｏｒｓｎＰｏｅｔｎＩｄｓｎｖｓｙｆｅｉａＴｃｎｌｙＢｉｎ００９，ｈｎ；．ｅｉｇＢＳＣｒｉｒｔｉｕｔｅｉＣｏｊｊｏｏｃｏｎｒｙ
（．１北京化工大学教育部碳纤维及功能高分子重点实验室，京１０２；．京化工大学材料北００９２北科学与工程学院，京北１０２３北京碧海舟腐蚀防护工业股份有限公司，北京００９；．１０２）００９
摘要：用扫描电子显微镜和电化学阻抗谱研究了磷化液ｐＨ和磷化时间对镁合金表面磷化膜形貌
引言
作为一种结构材料，合金具有很多优异的性镁能，中的某些性能还是其他的一些结构材料所无其法替代的… 。但是，镁合金的电极电位很负且化学 பைடு நூலகம்
合金的表面磷酸盐化学转化处理因具有绿色环保、
Ｃ．ｔ，ｅｉｇ１０２ＣｉａｏＬｄＢｉｎ００９，ｈｎ）ｊ
Ａｂｓｒｃ：ｎｕｎｅｆｐｖｕａｄｈｓａｉｇｔｎｈｒｏｏｎｏｒｓｏｒｓｓａｃｏｔａｔＩｆｅｃｓｏＨａｅｎｐｏｐｈｔｎｉｌｌｍｅｏｔｅｍｏｐｈｌｇａｄｃｒｏｉｎｅｉｔｎｅｆｙｐｏｐｈｔｏｔｎｎｍａｎｓｕａｌｙｗｅｅｓｕｅｙｓａｎｎｌｃｒｎｍｉｒｓｏｙａｌｃｒｃｅｃｌｈｓａｅｃａｉｇｏｇｅｉｍｌｏｒｔｄｉｄｂｃｎｉｇｅｅｔｏｃｏｃｐｎｄｅｅｔｏｈｍｉａｉｅａｅｓｃｒｍ．ＲｅｕｔｎｄｃｔｄｔａｅｍｐｄｎｃｐｅｔｕｓｌｓｉｉａｅｈｔｗｈｎｐＨａｕｓ２．ｎｄｐｏｐｈｔｎｉｓ２ｎ，ｖｌｅｗａ５ａｈｓａｉｇｔｍｅｗａ０ｍｉｔｅｐｈｓｈａｅｃａｉｇｓｏｄａｃｎｉｕｏｓｎｅｅｌｃｏｔｕｔｅａｄｔｅｂｓｒｔｃｉｅｆｎｔｎ．ｈｏｐｔｏｔｎｈｗｅｏｔｎｕｅｄｌ－ｉｍｉｒｓｒｃｕｒｎｈｅｔｐｏｅｔｕｃｉｋｅｖｏＫｅｙｗｏｄｍａｎｅｉｍｌｏｒｓ：ｇｓｕａｌｙ；ｐｏｐａｅｃａｉｇ；ｐｖｕｈｓｈｔｏｔｎＨａｅ；ｐｓｈｔｎｉｌｈｏｐａｉｇｔｍｅ；ｃｒｏｉｎｒｓｓａｃｏｒｓｏｅｉｔｎｅ

磷化工艺资料

市场策略
• 了解市场需求，开发适应市场需求的产品和技术 • 提高产品性能和质量，提高市场竞争力 • 加强品牌建设和市场推广，提高市场占有率
磷化工艺的行业发展前景与挑战
行业发展前景
• 磷化工艺在传统领域的市场需求将继续保持稳定 • 磷化工艺在新兴领域的市场需求将快速增长 • 磷化工艺的技术创新将推动行业的发展和升级
设备选型原则
• 根据工艺要求和生产规模选择设备 • 考虑设备的性能、使用寿命和可靠性 • 考虑设备的操作和维护的便捷性
磷化工艺的操作流程
磷化工艺的操作流程
• 前处理：去除工件表面的油污、锈迹等 • 磷化处理：将工件浸泡在磷化液中，进行磷化反应 • 后处理：冲洗、烘干工件，去除残渣和水分 • 检测与评估：检测磷化膜的性能，评估磷化工艺的效果
质量控制方法
• 定期检测磷化膜的性能指标，评估磷化工艺的效果 • 严格监控磷化液的工艺参数，保证磷化工艺的稳定性和可操作性 • 关注环保问题，确保磷化工艺的环保性
磷化工艺的质量检测方法
磷化工艺的质量检测方法
• 膜厚测量：通过测量仪器检测磷化膜的厚度 • 孔隙率测量：通过化学分析或显微镜观察检测磷化膜的孔隙率 • 附着力测量：通过拉伸试验或划格试验检测磷化膜的附着力 • 耐蚀性测量：通过盐雾试验、浸液腐蚀试验等方法检测磷化膜的耐蚀性
检测方法的选择
• 根据磷化工艺的要求和性能指标选择检测方法 • 考虑检测方法的准确性、稳定性和可操作性 • 定期对检测仪器进行校准和维护，确保检测数据的准确性
磷化工艺的质量问题分析与改进
质量问题分析
• 分析磷化膜的性能指标，找出质量问题所在 • 分析磷化液的工艺参数，找出影响质量的关键因素 • 分析磷化工艺的操作过程，找出影响质量的人为因素

镁铝合金-钝化-表面处理-皮膜

生产流程
上料
工艺流程
项目热水洗脱脂1# 脱脂2# 水洗I 时间 2±0.5mins 3-4mins 2-4mins 2.5±1mins 温度 50±5℃ 55±5℃ 55±5℃ RT 滴水时间 5-10s 5-10s 5-10s 5-10s 5.5-8.0 PH 值备注加热器加热器，超音波，过滤机加热器，超音波，过滤机空气搅拌
今后的发展方向

站在长远发展角度，从保护环境角度来讲，实现‘’绿色表面处理“是今后发展的根本原则，开发对环境和操作者无害得处理液和相应的处理技术，将是今后的一个主要发展方向，目前处理液向无铬化的发展，已经迈出了可喜的一步。从提高镁合金压铸件表面处理质量，满足各类产品需求角度讲，开发短时，多功能等离子体微弧氧化技术将会得到迅速的发展。
5-10s 10-15s 5-10s
5-10s 10-15s 5-10s 5-10s 10-15s 5-10s
5.5-8.0 2.5-4.0 5.5-8.0
5.5-8.0 5.5-8.0 5.5-8.0 2.5-3.0 5.5-8.0
空气搅拌加热器,过滤机空气搅拌
空气搅拌加热器,过滤机空气搅拌空气搅拌加热器,过滤机空气搅拌
水洗II 活化水洗III
水洗IV 调整水洗V 水洗VI 化成水洗VI
2.5±1mins 2-5mins 2.5±1mins
2.5±1mins 2-5mins 2.5±1mins 2.5±1mins 20-45S 2.5±1mins
RT 45±5℃ RT
RT 80±5℃ RT RT 40-50℃ RT

调整是利用强碱除去活化后产品表面的黑色残膜,并使产品表面露出活跃的金属原子, 以利于后续皮膜生成.

镁合金黑色化学转化膜工艺研究

镁合金黑色化学转化膜工艺研究前言镁合金具有许多优良的性能，如良好的耐腐蚀、高比强度和良好的可塑性等。

近年来，镁合金在汽车、电子设备和航空航天等领域得到了广泛的应用。

然而，镁合金的表面易受到氧化和腐蚀的影响，因此需要进行表面处理。

其中一种常见的方式是进行化学转化，将其表面转化为致密的氧化膜，以保护其表面。

本文将探讨一种新型的工艺——镁合金黑色化学转化膜工艺。

工艺概述镁合金黑色化学转化膜工艺是一种利用化学反应，使镁合金表面形成一种黑色的转化膜的工艺。

该工艺可以改善其表面耐蚀性，并赋予其良好的观感。

该工艺的具体步骤如下：1.预处理：将镁合金表面进行脱脂、除磷和酸洗处理，以去除表面的油污和氧化物等杂质，确保表面干净。

2.转化处理：将经过预处理的镁合金表面浸入含有盐酸、硫酸、氯离子、硝酸铜和锌离子的处理液中，利用反应使镁合金表面上生成一层黑色的转化膜，然后用蒸馏水冲洗干净。

3.密封处理：将转化处理后的镁合金表面涂上一层具有密封性的有机物质，使其密封并改善其耐蚀性。

工艺优点镁合金黑色化学转化膜工艺具有以下优点：1.环保：该工艺使用的化学品少，几乎不会对环境造成影响。

2.经济：该工艺的成本相对较低，不需要采用成本高昂的涂层技术。

3.耐腐蚀性和观感：该工艺制成的镁合金表面具有致密的黑色转化膜，能很好地保护表面，并且观感良好。

工艺影响因素1.处理液配方：处理液的配方是影响该工艺的关键因素之一。

处理液中盐酸、硫酸、氯离子、硝酸铜和锌离子的浓度可以影响制备过程的速度和黑色转化膜的均匀性。

2.处理温度：处理温度影响转化膜的生成速度和质量。

较低的处理温度可能会延长转化时间。

较高的处理温度可能会导致转化膜质量下降。

3.处理时间：处理时间也是影响转化膜生成的重要因素。

过短的处理时间可能不足以使表面完全转化，而过长的处理时间则会浪费材料。

工艺缺陷与展望目前该工艺还存在一些缺陷和不足之处。

其中，制备的黑色转化膜的均匀性有待提高。