henkel磷化基礎(chǔ)

1、1 磷 化 工 藝前 處 理 技 術(shù) 和 應(yīng) 用2前處理線汽車工業(yè)前處理線汽車工業(yè) 集 液 溝 供 水 油 水 分 離 器 壓 濾 機(jī) 排 水 溝12345678910115 過(guò)濾器或 淤泥清理機(jī)3前處理典型工藝前處理典型工藝 工位工位 時(shí)間時(shí)間 溫度溫度壓力壓力1。噴淋預(yù)脫脂13分鐘5065 1.5-3 bar2。脫脂13分鐘5065 1.5-3 bar 3。脫脂13分鐘5065 1.5-3 bar4。噴淋水洗0.51分鐘常溫 1.5-2.5 bar 5。浸漬水洗1分鐘常溫 1-2 bar6。表調(diào)1分鐘常溫 1-2 bar7。磷化3分鐘4055 (0.8-1.2 bar)8。噴淋水洗0.5分

2、鐘常溫 1-2 bar9。浸漬水洗1分鐘常溫 1-2 bar10。純水洗(鈍化)1分鐘常溫 1-2 bar11。新鮮純水噴淋0.5分鐘常溫 0.5-1.5 bar4污污 物物 的的 種種 類類 及及 來(lái)來(lái) 源源金屬加工金屬加工電鍍和酸洗(金屬鹽，鐵粉末)軋制和預(yù)潤(rùn)滑油(脂肪酸，蠟)金屬氧化物表面碳粉(退火處理)CRS的碳化物沖壓和裝配沖壓和裝配環(huán)境和運(yùn)輸環(huán)境和運(yùn)輸平板清洗冷凝和金屬氧化沖壓潤(rùn)滑油/ 拉伸液運(yùn)輸油和熱處理操作防銹油焊接，焊接劑，銅焊研磨，擦洗，金屬污物粘合劑和密封膠金屬記號(hào)筆印5脫脂劑的組成脫脂劑的組成O 無(wú)機(jī)鹽和堿分散作用，對(duì)已脫去的油污部分乳化 堿高的pH值皂化作用 硅酸鹽改

3、善負(fù)荷能力，在表面能形成硅酸鹽膜，有緩蝕作用 磷酸鹽除去色料，形成磷酸鹽膜 硼酸鹽鋁材的清洗 碳酸鹽穩(wěn)定pH值，弱堿性產(chǎn)品中的主要堿性成分 有機(jī)成分6脫脂劑的組成脫脂劑的組成 無(wú)機(jī)鹽和堿O 有機(jī)成分 消泡劑 緩蝕劑 絡(luò)合劑 表面活性劑 陰離子表面活性劑CH3(CH2)n-CH2-SO3- Na+ 非離子表面活性劑CH3(CH2)n-CH2-(OCH2CH2)10-OH 陽(yáng)離子表面活性劑 CH3 + CH3-(CH2)10-CH2-N-CH3 CL- CH37表面活性劑的表面活性劑的“卷裹卷裹 ” ”機(jī)理機(jī)理親水基親水基表面活性劑分子表面活性劑分子憎水基憎水基活性劑活性劑分子束分子束 含油污垢含

4、油污垢工件表面工件表面 油污脫離油污脫離卷裹8影響清洗效果的因素影響清洗效果的因素 化學(xué)品化學(xué)品 機(jī)械作用機(jī)械作用處理溫度處理溫度處理時(shí)間處理時(shí)間處理方法處理方法 ( (浸漬，噴淋浸漬，噴淋) )處理時(shí)間處理時(shí)間槽液污染程度槽液污染程度清洗劑的種類清洗劑的種類濃度濃度處理穩(wěn)定處理穩(wěn)定基基材和污染物材和污染物9泡沫問(wèn)題泡沫問(wèn)題引起泡沫的因素： 溫度 陰離子乳化劑的帶入 噴淋壓力 非離子乳化劑的帶入 非離子型消泡劑的分解 (例如：油水分離器，離心分離器)10表調(diào)劑對(duì)磷化的影響表調(diào)劑對(duì)磷化的影響 無(wú)表調(diào)的磷化膜經(jīng)過(guò)表調(diào)的磷化膜放大倍率：400 X11磷化膜的晶貌磷化膜的晶貌12不同汽車板材的磷化晶貌

5、不同汽車板材的磷化晶貌800 XEGEGHDGHDGCRSCRS13磷磷 化化 反反 應(yīng)應(yīng) 機(jī)機(jī) 理理 ( (一一) ) 微陰極鋼板鋼板FeFe2+2e微陽(yáng)極2H+2e H2擴(kuò)散層磷化液Fe2+Zn(H2PO4)214鋅磷化的反應(yīng)機(jī)理鋅磷化的反應(yīng)機(jī)理 ( (二二) )陰極區(qū)域：陰極區(qū)域：Fe Fe2+ +2e陽(yáng)極區(qū)域：陽(yáng)極區(qū)域：2H + 2e H2 or O + H2O + 2e 2(OH)成膜反應(yīng)：成膜反應(yīng)：H3PO4 + Zn(H2PO4)2 + Fe(H2PO4)2 +Fe Zn3(PO4)2 + Zn2Fe(PO4)2 + ZnHPO4 + FePO4磷化膜：磷化膜： Zn3(PO4)

6、2; Zn2Fe(PO4)2 (4份水)磷化渣：磷化渣： ZnHPO4; FePO4Zn2+ + 2ZnPO4- Zn3(PO4)2 (Hopeite)Fe2+ + 2ZnPO4- Zn2Fe(PO4)2 (Phosphophylite)噴淋：反應(yīng)1反應(yīng)2；浸漬：反應(yīng)2反應(yīng)115鐵磷化反應(yīng)機(jī)理鐵磷化反應(yīng)機(jī)理 ( (三三) )鐵磷化反應(yīng)平衡：鐵磷化反應(yīng)平衡：6Fe + 8NaH2PO4 +3/2O2 + 3H2O 4FePO4 + 2Fe(OH)3 + 6H2 + 4Na2HPO4鐵磷化膜的主要成分：FeFe3 3(PO(PO4 4) )2 2 * * 8H 8H2 2O OFeFe3 3O O

7、4 4其它化合物其它化合物16磷化磷化 液的成分液的成分u陽(yáng)離子陽(yáng)離子:ZincZinc (Zn2+)NickelNickel (Ni2+)Manganese (MnManganese (Mn2+2+) )Calcium (CaCalcium (Ca2+2+) )Magnesium (MgMagnesium (Mg2+2+) )Copper (CuCopper (Cu2+2+) )Iron (FeIron (Fe2+2+) )Cobalt (CoCobalt (Co2+2+) )17磷化液的組成磷化液的組成 u陰離子陰離子:Phosphat (POPhosphat (PO4 43-3-) )N

8、itrate (NONitrate (NO3 3- -) )Sulfate (SOSulfate (SO4 42+2+) )Chloride (ClChloride (Cl- -) )CitrateCitrateTartrateTartrateFluoride (FFluoride (F- -) )Complex Fluoride (SiFComplex Fluoride (SiF6 62-2-) )18磷化液的組成磷化液的組成u促進(jìn)劑促進(jìn)劑:Nitrate (NO3-)Nitrite (NO2-)Chlorate (ClO3-)Hydrogen peroxide (H2O2)Nitro be

9、nzene sulfonateHydroxylammoniumsulfate (NH3OH)2SO4Hydroxylamine (NH2OH)19促進(jìn)劑的作用機(jī)理促進(jìn)劑的作用機(jī)理u氫氣的去極化氫氣的去極化 防止在工件表面形成阻礙磷化膜生成的氫氣泡， 使磷化膜均勻，致密。uFeFe2+2+的氧化的氧化 Fe2+被氧化成Fe3+，然后形成磷化渣被除去。20磷化工藝對(duì)膜重的影響磷化工藝對(duì)膜重的影響uTotal acid總酸uFree acid游離酸uAcid ratio酸比uAccelerator 促進(jìn)劑uPhosphate/Nitrate ratio磷酸根/硝酸根的比uTemperature溫度u

10、Treatment time處理時(shí)間uActivation表調(diào)作用影響因素：影響因素：21磷化液中的有害離子磷化液中的有害離子uAluminium鋁uLead鉛uChrome (Cr3+/Cr6+)鉻uTin錫uMolybdenum鉬uArsenic砷22油漆對(duì)磷化膜的要求油漆對(duì)磷化膜的要求u均勻，細(xì)小的磷化膜u封閉，致密的磷化層u無(wú)掛灰和二次磷化層u柔軟性u(píng)耐腐蝕性23磷化槽液的分析磷化槽液的分析分析項(xiàng)目：uFree acid游離酸uTotal acid總酸uAccelerator (e.g. Nitrite)促進(jìn)劑uZinc鋅離子Manganese錳離子Nickel鎳離子Iron鐵離子uF

11、luoride (Aluminium)氟離子 (鋁離子)24磷磷 化化 膜膜 性性 能能 項(xiàng)項(xiàng) 目目 基基 準(zhǔn)準(zhǔn) 值值試試 驗(yàn)驗(yàn) 方方 法法1。外觀：平整，均勻，致密目視2。膜重：2.5-3.5g/m2GB 6807-863。結(jié)晶形狀：顆粒狀電鏡 1000倍4。P比： 85%X射線衍射法5。結(jié)晶粒度：4mmDIN ISO 15208。石擊試驗(yàn)：12P-VW 3.17.19。劃格試驗(yàn)：Gt. 0DIN 5315110。鹽霧試驗(yàn)：(240hr)無(wú)銹，不起泡DIN 50021 ss11。30循環(huán)：2mmDIN 5316712。濕熱試驗(yàn)： 無(wú)銹，不起泡DIN 50017 sk13。化學(xué)品理論消耗量：R

12、idolineRidoline5-10g/m5-10g/m2 2FixodineFixodine0.05-0.1g/m0.05-0.1g/m2 2GranodineGranodine 12-15g/m 12-15g/m2 225不同磷化處理的腐蝕試驗(yàn)不同磷化處理的腐蝕試驗(yàn) 磷化工藝磷化工藝膜重膜重(g/m(g/m2 2) ) 油漆擴(kuò)蝕油漆擴(kuò)蝕* *薄膜鐵磷化0.2-0.410-20厚膜鐵磷化0.4-1.0 3-7厚膜鐵磷化+鈍化0.4-1.0 1-4鋅磷化+鈍化 2-5 1*504小時(shí)鹽霧(DIN 50021)后的結(jié)果。在磷化+粉末涂料的基板上劃叉。 26鈍化的機(jī)理鈍化的機(jī)理由鈍化封閉磷化膜孔

13、隙由鈍化封閉磷化膜孔隙基材基材磷化膜孔隙的底部被鈍化 磷化膜表面鉻化反應(yīng)27最后水洗的類型最后水洗的類型類類型型特特征征情情形形C r-V I/C r-III D eoxylyte 41逐步在減少在歐洲，美國(guó)得到廣泛使用C r-IIID eoxylyte 7030無(wú)C r6+ZrF62-D eoxylyte 54 N C無(wú)鉻體系，無(wú)機(jī)物在德國(guó)汽車工業(yè)中使用得較廣泛PV PAParcolene 90無(wú)鉻體系，有機(jī)聚合物在美國(guó)得到廣泛使用D I w ater無(wú)添加劑在日本使用得比較普遍28無(wú)無(wú) 鉻鉻 鈍鈍 化化 劑劑Parcolene 90Parcolene 90原理：在磷化膜表面形成一層100埃

14、的聚合物覆蓋膜。 這層覆蓋膜能與磷化膜螯合，并與油漆 交叉連接。作用：1。封閉磷化膜孔隙，提高耐腐蝕性能。 2。為后續(xù)油漆提供一個(gè)微酸性的表面， 加強(qiáng)油漆與底材的結(jié)合力。29鈍化劑與油漆的結(jié)合機(jī)理鈍化劑與油漆的結(jié)合機(jī)理ON()nHMeHOMeOHOMeOZr(Ti)金屬表面金屬表面與油漆的結(jié)合與油漆的結(jié)合 與金屬的絡(luò)合中心與金屬的絡(luò)合中心30無(wú)無(wú) 鉻鉻 鈍鈍 化化 劑劑優(yōu)點(diǎn)： 無(wú)致癌物質(zhì) 不需單獨(dú)的廢水處理 具有同含鉻鈍化劑相當(dāng)?shù)奶幚硇Ч?對(duì)鋁材的處理效果更佳 通過(guò)離子交換處理，水洗水能循環(huán)使用特性： 含鋯化學(xué)品 配槽濃度：0.25 在室溫下也能工作 須用不銹鋼設(shè)備Deoxylyte 54 N

15、CDeoxylyte 54 NC31水洗水水洗水123脫脂脫脂水洗水洗 舉例舉例: :m = 10 ml/m?m = 10 ml/m?表面表面Co = 25 g/lCo = 25 g/lCx = 0.01 g/lCx = 0.01 g/l 稀釋比例稀釋比例=1:2500=1:2500消耗量消耗量: :1 1 個(gè)水洗槽個(gè)水洗槽 25.00 l/m? 25.00 l/m? 表面表面2 2 個(gè)水洗槽個(gè)水洗槽0.50 l/m? 0.50 l/m? 表面表面3 3 個(gè)水洗槽個(gè)水洗槽0.14 l/m? 0.14 l/m? 表面表面水洗水計(jì)算方程式水洗水計(jì)算方程式( (簡(jiǎn)化式簡(jiǎn)化式) )L = nCoCx L = L = 水洗水的消耗水洗水的消耗 (l/m?(l/m?表面表面) ) m = m = 帶出量帶出量 (l/m?(l/m?表面表面) ) n = n = 水洗區(qū)的水洗槽數(shù)量水洗區(qū)的水洗槽數(shù)量 Co = Co = 最后脫脂槽的濃度最后脫脂槽的濃度 (g/l)(g/l) Cx = Cx = 最后水洗槽的濃度最后水洗槽的濃度 (g/l)(g/l)m32水洗水的作用水洗水的作用洗凈工件表面的化學(xué)殘留物， 避免對(duì)下道工位的不良影響；降低工件的溫度；使工件保持濕潤(rùn)。33現(xiàn)場(chǎng)服