金屬骨架磷化技術(shù)方式及工序

金屬骨架磷化技術(shù)方式及工序金屬骨架磷化技術(shù)方式及工序金屬骨架磷化技術(shù)方式及工序xxx公司金屬骨架磷化技術(shù)方式及工序文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度金屬骨架磷化技術(shù)方式及工序

所謂磷化，是指把金屬工件經(jīng)過含有磷酸二氫鹽的酸性溶液處理，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而在其表面生成一層穩(wěn)定的不溶性磷酸鹽膜層的方法，所生成的膜稱為磷化膜。磷化膜的主要目的是增加涂膜附著力，提高涂層耐蝕性。磷化的方法有多種，按磷化時(shí)的溫度來分，可分為高溫磷化（90-98℃），中溫磷化（60-75℃），低溫磷化（35-55℃）和常溫磷化。

為提供良好的涂裝基底，要求磷化膜厚度適宜，結(jié)晶致密細(xì)小。

中、高溫磷化工藝，雖然磷化速度快，磷化膜耐蝕性好，但磷化膜結(jié)晶粗大，掛灰重，液面揮發(fā)快，槽液不穩(wěn)定，沉渣多，而低、常溫磷化工藝所形成的磷化膜結(jié)晶細(xì)致，厚度適宜，膜間很少夾雜沉渣物，吸漆量少，涂層光澤度好，可大大改善涂層的附著力、柔韌性、抗沖擊性等，更能滿足涂層對(duì)磷化膜的要求。值得注意的是，過去一直認(rèn)為磷化膜厚，涂裝后涂層的耐蝕性高，磷化膜本身在整個(gè)涂裝體系中并不單獨(dú)承擔(dān)多大的耐蝕作用，它主要起到使漆膜具有強(qiáng)粘附性，而整個(gè)涂層系統(tǒng)的耐蝕力則主要取決于漆膜的耐蝕力以及漆膜與磷化膜的優(yōu)良配合所形成的強(qiáng)粘附力。

磷化液一般由主鹽、促進(jìn)劑和中和劑所組成。過去使用的磷化液，大多采用亞硝酸鈉（NaNO2）作促進(jìn)劑，效果十分年、明顯，但在NaNO2在磷化液中有很大危害：一是影響磷化液的穩(wěn)定性，NaNO2在酸性條件下極不穩(wěn)定，在極短的時(shí)間內(nèi)就分解了。因此，不得不經(jīng)常添加。NaNO2的這種特性，往往引起磷化液的主鹽不穩(wěn)定，磷化液沉淀較多，磷化膜掛灰嚴(yán)重，槽液控制困難，磷化質(zhì)量不穩(wěn)定；二是NaNO2是世界公認(rèn)的致癌物質(zhì)，長(zhǎng)期接觸危害人體健康，環(huán)境污染嚴(yán)重。解決的方法：一是減少NaNO2的用量；二是尋找替代物。

配方：XH-1B4%+H2O

4、鈍化

磷化膜的鈍化技術(shù)，在北美和歐洲國(guó)家被廣泛應(yīng)用，采用鈍化技術(shù)是基于磷化膜自身特點(diǎn)決定的，磷化膜較薄，一般在1-4g/m2，最大不超過10g/m2，其自由孔隙面積大，膜本身的耐蝕力有限。有的甚至在干燥過程中就迅速生黃銹，磷化后進(jìn)行一次鈍化封閉處理，可以是磷化膜孔隙中暴露的金屬進(jìn)一步氧化，或生成鈍化層，對(duì)磷化膜可以起到填充、氧化作用，使磷化膜穩(wěn)定于大氣之中。

5、磷化膜的干燥

對(duì)磷化膜進(jìn)行干燥處理，可起到兩個(gè)方面的作用，一方面是為下道工序涂漆作準(zhǔn)備，以除去磷化膜表面的水分，另一方面是進(jìn)一步提高涂裝后膜的耐蝕性。

所謂磷化處理是指金屬表面與含磷酸二氫鹽的酸性溶液接觸，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而在金屬表面生成穩(wěn)定的不溶性的無(wú)機(jī)化合物膜層的一種表面的化學(xué)處理方法。所形成的膜稱為磷化膜。它的成膜機(jī)理為：（以鋅系為例）

a)金屬的溶解過程

當(dāng)金屬浸入磷化液中時(shí)，先與磷化液中的磷酸作用，生成一代磷酸鐵，并有大量的氫氣析出。其化學(xué)反應(yīng)為；

Fe+2H3PO4=Fe(H2PO4)2+H2?↑

(1)

上式表明，磷化開始時(shí)，僅有金屬的溶解，而無(wú)膜生成。

b)促進(jìn)劑的加速

上步反應(yīng)釋放出的氫氣被吸附在金屬工件表面上，進(jìn)而阻止磷化膜的形成。因此加入氧化型促進(jìn)劑以去除氫氣。其化學(xué)反應(yīng)式為：

3Zn(H2PO4)2+Fe+2NaNO2=Zn3(PO4)2+2FePO4+N2↑+2NaH2PO4+4H2O

(2)

上式是以亞硝酸鈉為促進(jìn)劑的作用機(jī)理。

c)水解反應(yīng)與磷酸的三級(jí)離解

磷化槽液中基本成分是一種或多種重金屬的酸式磷酸鹽，其分子式Me(H2PO4)2，這些酸式磷酸鹽溶于水，在一定濃度及PH值下發(fā)生水解泛音法，產(chǎn)生游離磷酸：

Me(H2PO4)2=MeHPO4+H3PO4

(3)

3MeHPO4=Me3(PO4)2+H3PO4

(4)

H3PO3=H2PO4-+H+=HPO42-+2H+=PO43-+3H+

(5)

由于金屬工件表面的氫離子濃度急劇下降，導(dǎo)致磷酸根各級(jí)離解平衡向右移動(dòng)，最終成為磷酸根。

d)磷化膜的形成

當(dāng)金屬表面離解出的三價(jià)磷酸根與磷化槽液中的（工件表面）的金屬離子（如鋅離子、鈣離子、錳離子、二價(jià)鐵離子）達(dá)到飽和時(shí)，即結(jié)晶沉積在金屬工件表面上，晶粒持續(xù)增長(zhǎng)，直至在金屬工件表面上生成連續(xù)的不溶于水的黏結(jié)牢固的磷化膜。

2Zn2++Fe2++2PO43-+4H2O→Zn2Fe(PO4)2?4H2O↓

(6)

3Zn2++2PO42-+4H2O=Zn3(PO4)2?4H2O↓

(7)

金屬工件溶解出的二價(jià)鐵離子一部分作為磷化膜的組成部分被消耗掉，而殘留在磷化槽液中的二價(jià)鐵離子，則氧化成三價(jià)鐵離子，發(fā)生（2）式的化學(xué)反應(yīng)，形成的磷化沉渣其主要成分是磷酸亞鐵，也有少量的Me3(PO4)2。

磷化的分類方法有以下幾種：

1根據(jù)組成磷化液的磷酸鹽分類

有磷酸鋅系、磷酸錳系、磷酸鐵系。此外還有在磷酸鋅中加鈣的鋅鈣系，在磷酸鋅中加鎳、加錳的“三元體系”磷化等。

2根據(jù)磷化的溫度分類

有高溫（80度以上）磷化、中溫（50~70度）磷化和低溫磷化（40度以下）。

3按磷化施工法分類

有噴淋式磷化、浸漬式磷化、噴浸結(jié)合式磷化、涂刷型磷化。

4按磷化膜的質(zhì)量分類

有重量型（7.5g/m2以上），中量型（4.3~7.5g/m2）,輕量型（1.1~4.3g/m2）和特輕量型（0.3~1.1g/m2）。

鐵鹽磷化膜最薄，其膜重為（0.3~1.1）g/m2，屬于輕量型。鋅鹽磷化視配方而定，可以分為輕量型、中量型或重型磷化膜。膜重范圍廣，在（1.0~5.0）g/m2之間。磷化成膜原理可以用過飽和理論來解釋。即構(gòu)成磷化膜的離子積達(dá)到該種不溶性磷酸鹽的溶度積時(shí)，就在金屬表面沉積形成磷化膜。磷化處理的材料主要成分為酸式磷酸鹽，其分子式為Me(H2PO4)2。金屬離子Me通常為鋅、錳、鐵等。這些酸式磷酸鹽均能溶解于水。在含有氧化劑及各種添加劑的酸性磷化液中，磷酸二氫鹽要發(fā)生離解，產(chǎn)生金屬離子Me和磷酸根離子，但此時(shí)離子積未達(dá)到不溶性磷酸鹽的溶度積，并不產(chǎn)生膜的沉積：

Me(H2PO4)2→Me2++H2PO4-

|→HPO4-+H+

|→PO4-+H+

為在適當(dāng)?shù)臏囟认率沽谆号c被處理的金屬表面接觸時(shí)，發(fā)生金屬的溶解反應(yīng)

Fe+2H+→Fe2++H2↑

由于上式反應(yīng)，鐵與磷化液界面處H+不斷被消耗，引起PH值上升，這就又促使了三步離解反應(yīng)。于是界面處Me2+與PO43-濃度不斷上升，直到[Me2+][PO43-]>Lme3(PO4)2時(shí)，就產(chǎn)生Me3(PO4)2不溶性磷酸鹽的沉積，覆蓋在金屬表面，構(gòu)成磷化膜。

但是，上式生成的氫氣吸附在金屬表面，造成所謂的陰極極化，使磷化反應(yīng)懂得進(jìn)程受到阻礙。因此要添加一定量達(dá)到的氧化劑作為陰極去極化劑，以保證磷化反應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成。氫氣被氧化劑氧化成水除掉。產(chǎn)生Fe2+除部分參與成膜形成Zn?2Fe(PO4)2?4H2O外，剩余部分被氧化成Fe3+，F(xiàn)e3+與PO43-結(jié)合成濃度積很小的FePO4,成為淤渣沉淀出來排除于體系外。

2磷化膜質(zhì)量評(píng)定項(xiàng)目與方法

1外觀目視法

好的磷化膜外觀均勻完整細(xì)密、無(wú)金屬亮點(diǎn)、無(wú)白灰。鋅系磷化膜為灰色膜，鐵系磷化為彩虹色膜。而鋁及鋁合金則為無(wú)色或彩色鋁皮膜。

2微觀結(jié)構(gòu)顯微鏡法

以金相顯微鏡或電子顯微鏡將磷化膜放大到100~1000倍，觀察結(jié)晶形狀、尺寸大小及排部情況。結(jié)晶形狀以柱狀晶為好。結(jié)晶尺寸小些為好，一般控制在幾十微米以下，排部越均勻，孔隙率越小越好。

3厚度（或重量法）測(cè)定法

對(duì)于鋼板的磷化膜方法是將磷化板浸在75度，質(zhì)量分?jǐn)?shù)喂%的鉻酸溶液中（10~15）min以去除磷化膜，然后除去膜層前后的重量差求的膜重。

3腐蝕性能測(cè)定法

最常用的是硫酸銅點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)法?，F(xiàn)在常與下道工序進(jìn)行后根據(jù)用戶要求進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)、耐溫?zé)嵩囼?yàn)或循環(huán)周期試驗(yàn)等。

4抗沖擊試驗(yàn)

常常是進(jìn)行涂裝后一起測(cè)定，當(dāng)用49N?cm對(duì)涂裝后的磷化板進(jìn)行沖擊試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)沖擊后的樣板的反面沖擊點(diǎn)不產(chǎn)生放射性裂紋時(shí)，即可確定該磷化膜的質(zhì)量較好。

5二次附著力測(cè)定

磷化膜涂裝后測(cè)定的附著力為一次附著力。在一定條件下進(jìn)行耐溫水實(shí)驗(yàn)后測(cè)定的附著力稱為二次附著力。一般是在耐水試驗(yàn)后的樣板上用劃格法作附著力的測(cè)定，以膠帶剝離后觀察涂膜脫落等級(jí)，一般均為平行比較實(shí)驗(yàn)。

6磷化膜孔隙率的測(cè)定

取14%的NaCL和3%的鐵氰化鉀溶液，表面活性劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的蒸餾水溶液，保存在褐色瓶中24小時(shí)，用濾紙過濾。使用時(shí)將濾紙切成長(zhǎng)、寬均為2.5厘米的紙片，用塑料鑷子將紙片浸入上述溶液中，提出滴凈多余試液，將他覆蓋在戴測(cè)的磷化膜表面，經(jīng)過一段時(shí)間（1分鐘）后將試紙拿掉，觀察膜層表面，有蘭色斑點(diǎn)處表示有孔隙部分。

7磷化膜的耐堿性

比較磷化膜在浸堿液0.1mol/L的氫氧化鈉，25度，5分鐘前后的質(zhì)量差，可以得到磷化膜在堿液中的溶解量。

8磷化膜的耐酸性

比較磷化膜在PH值位為2的酸液中的溶解量來評(píng)價(jià)磷化膜的耐酸性。

9磷化膜P比

P比最初定義為P/(P+H),其中P為磷酸二鋅鐵，H為磷酸鋅，因此P比的高低表示磷化膜中磷酸二鋅鐵所占比率的高低。P比高的磷化膜其結(jié)晶水不易失水，也不易復(fù)水，其耐蝕性比低P比的磷化膜好。

3影響磷化的因素

影響磷化的因素很多，當(dāng)磷化膜出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)，可以從磷化工藝參數(shù)、促進(jìn)劑、磷化工藝（含設(shè)備）管理以及被處理鋼材表面幾大方面考慮。

一磷化工藝參數(shù)的影響

1總酸度：總酸度過低、磷化必受影響，因?yàn)榭偹岫仁欠从沉谆簼舛鹊囊豁?xiàng)指標(biāo)?？刂瓶偹岫鹊囊饬x在于使磷化液中成膜離子濃度保持在必要的范圍內(nèi)。

2游離酸度：游離酸度過高、過低均會(huì)產(chǎn)生不良影響。過高不能成膜，易出現(xiàn)黃銹；過低磷化液的穩(wěn)定性受威脅，生成額外的殘?jiān)Ｓ坞x酸度反映磷化液中游離H+的含量?？刂朴坞x酸度的意義在于控制磷化液中磷酸二氫鹽的離解度，把成膜離子濃度控制在一個(gè)必須的范圍。磷化液在使用過程中，游離酸度會(huì)有緩慢的升高，這時(shí)要用堿來中和調(diào)整，注意緩慢加入，充分?jǐn)嚢?，否則堿液局部過濃會(huì)產(chǎn)生不必要的殘?jiān)霈F(xiàn)越加堿，游離酸度越高的現(xiàn)象。單看游離酸度和總酸度是沒有實(shí)際意義的，必須一起考慮。

3酸比：酸比即指總酸度與游離酸度的比值。一般的說酸比都在5~30的范圍內(nèi)。酸比較小的配方，游離酸度高，成膜速度慢，磷化時(shí)間長(zhǎng)，所需溫度高。酸比較大的配方，成膜速度快，磷化時(shí)間短，所需溫度低。因此必須控制好酸比。

4溫度：磷化處理溫度與酸比一樣，也是成膜的關(guān)鍵因素。不同的配方都有不同的溫度范圍，實(shí)際上，他在控制著磷化液中的成膜離子的濃度。溫度高，磷酸二氫鹽的離解度大，成膜離子濃度相應(yīng)高些，因此可以利用此種關(guān)系在降低溫度的同時(shí)提高酸比，同樣可達(dá)到成膜，其關(guān)系如下：

70℃

60℃

50℃

40℃

30℃

20℃

1/5

1/7

1/10

1/15

1/20

1/25

生產(chǎn)單位確定了某一配方后，就應(yīng)該嚴(yán)格控制好溫度，溫度過高要產(chǎn)生大量沉渣，磷化液失去原有平衡。溫度過低，成膜離子濃度總達(dá)不到濃度積，不能生成完整磷化膜。溫度過高，磷化液中可溶性磷酸鹽的離解度加大，成膜離子濃度大幅度提高，產(chǎn)生不必要的沉渣，白白浪費(fèi)了磷化液中的有效成分，原有的平衡被迫壞，形成一個(gè)新的溫度下的平衡，如，低溫磷化液在溫度失控而升高時(shí)，H2PO4→H++PO43-的離解反應(yīng)向右進(jìn)行，從而使磷酸根濃度升高，產(chǎn)生磷酸鋅沉淀，使磷化液的酸比自動(dòng)升高。當(dāng)磷化液恢復(fù)到原有的溫度時(shí)，原有的平衡并不能恢復(fù)。因此實(shí)際中，當(dāng)磷化液超過一定溫度后，再降低到原來的溫度時(shí)，如果不進(jìn)行調(diào)整，就有可能磷化不上。從減少沉渣，穩(wěn)定槽液，保證質(zhì)量來看，磷化液的溫度變化越小越好。5時(shí)間：各個(gè)配方都有規(guī)定的工藝時(shí)間。時(shí)間過短，成膜量不足，不能形成致密的磷化膜層。時(shí)間過長(zhǎng)，由于結(jié)晶在已形成的膜上繼續(xù)生長(zhǎng)，可能產(chǎn)生有疏松表面的粗厚膜。二促進(jìn)劑的影響

促進(jìn)劑是必不可少的成分，如果沒有他們，磷化將失去意義。磷化液中的促進(jìn)劑，主要指某些氧化劑。氧化劑是作為陰極去極化劑而在磷化配方中采用的一種化學(xué)反應(yīng)型的加速劑。他的主要作用是加速氫離子在陰極的放電速度，促使磷化第一階段的酸蝕速度加快，因此可以稱為金屬腐蝕的催化劑。當(dāng)金屬表面接觸到磷化液時(shí)，首先發(fā)生以下反應(yīng)：

Fe+2H+→Fe2++H2↑

這個(gè)反應(yīng)能夠消耗大量的氫離子，促使固液界面的PH上升，進(jìn)而促使磷化液中的磷酸二氫鹽的三級(jí)離解平衡右移，以致使鋅離子濃度和磷酸根濃度在界面處達(dá)到溶度積而成膜。如果不添加一些有效物質(zhì)，陰極析出的氫氣的滯留會(huì)造成陰極極化，使反應(yīng)不能繼續(xù)進(jìn)行，因而磷酸鹽膜的沉積也不能連續(xù)下去。因此，凡能加速這個(gè)反應(yīng)的物質(zhì)，必能加速磷化。氧化劑正是起著陰極去極化的作用而加速反應(yīng)。

常用的氧化劑有硝酸鹽、亞硝酸鹽、雙氧水、溴酸鹽、碘酸鹽、鉬酸鹽、有機(jī)硝基化合物、有機(jī)過氧化物等。最常用的主要是硝酸鹽、氯酸鹽、亞硝酸鹽。

單獨(dú)使用硝酸鹽做氧化劑時(shí)，不能將二價(jià)鐵完全氧化成三價(jià)鐵，使溶液中二價(jià)鐵離子濃度積累升高，影響磷化膜的生長(zhǎng)速度。因此，不單獨(dú)使用他，而是與亞硝酸鹽或氯酸鹽等配合使用。但是，亞硝酸根、氯酸根的氧化性太強(qiáng)，如果用量過多，會(huì)使鋼鐵表面發(fā)生鈍化，阻礙磷化反應(yīng)的進(jìn)行。因此必須加入適量的亞硝酸鹽或氯酸鹽。

亞硝酸鹽的缺點(diǎn)是在酸性磷化液中不穩(wěn)定，容易分解，需不斷補(bǔ)充，否則磷化膜極易發(fā)黃。他分解產(chǎn)生的酸氣易使未磷化的濕工件生銹。

氯酸鹽雖然不能產(chǎn)生酸性氣體，在酸液中也穩(wěn)定，但是他會(huì)還原成氯離子。氯離子在槽液中積累，若隨后的水洗不充分，使氯離子留在工件上，會(huì)帶來很大的后患。一方面污染電泳槽液，另一方面留在涂層下，會(huì)加快腐蝕速度。

過氧化氫尤其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，他的還原產(chǎn)物是水，他是工業(yè)開發(fā)中最強(qiáng)的氧化劑。使用的濃度很低，大約0.01~0.1g/L，但是他在酸中更不穩(wěn)定，控制要求很高。

此外還有更巧妙的有機(jī)氧化還原劑，比如蒽醌類衍生物。從原理上看，這上一種不消耗的循環(huán)使用的加速劑，他只起氧化載體的作用，利用其氧化性醌先與磷化第一階段產(chǎn)生的氫氣作用，自身被還原成酚，再用強(qiáng)制方法使磷化液與氧氣接觸，發(fā)生還原反應(yīng)，又恢復(fù)成醌，同時(shí)給予磷化膜形成反應(yīng)時(shí)必要的氧化電勢(shì)。目前工業(yè)生產(chǎn)中常用的是硝酸鹽、亞硝酸鹽、氯酸鹽、有機(jī)硝基化合物、雙氧水的不同組合。硝酸鹽、氯酸鹽、有機(jī)硝基化合物等在磷化液中都較穩(wěn)定，除定期抽查外，一般不進(jìn)行日常檢測(cè)。而亞硝酸鹽則需隨時(shí)檢測(cè)。濃度不夠時(shí)，立即反映在磷化膜外觀泛黃生銹，因此必須重視。

各種加速劑系統(tǒng)的性能

加速劑類型

性

能1

硝酸鹽

加速性高，穩(wěn)定性好2

硝酸鹽+亞硝酸鹽

加速性高，穩(wěn)定性好3

氯酸鹽

加速性高，穩(wěn)定性好，但要還原出氯離子4

氯酸鹽+亞硝酸鹽

加速性高，穩(wěn)定性低，有氯離子還原出5

高氮有機(jī)化合物

用量少，穩(wěn)定性高，但有還原物積累有的色澤深，影響測(cè)定6

氯酸鹽+有機(jī)含氮化合物

加速性高，還原物的色澤影響測(cè)定7

過氧化氫

加速性高，穩(wěn)定性低8

氯酸鹽+亞硝酸鹽+硝酸鹽

加速性高，穩(wěn)定性低三被處理鋼材表面狀態(tài)的影響

近來的研究發(fā)現(xiàn)表明作為磷化膜基底的金屬材料的表面狀態(tài)對(duì)磷化質(zhì)量影響很大。現(xiàn)歸納如下：1表面碳的污染

鋼鐵表面碳的污染對(duì)磷化處理非常不利，磷化膜質(zhì)量差。碳濃度大的鋼板耐式性差。碳濃度高的部位，磷酸鋅結(jié)晶不能析出，造成磷化膜缺陷，鹽霧試驗(yàn)中會(huì)早期起泡和剝落。因此選材時(shí)就應(yīng)注意這一點(diǎn)。2鋼鐵表面氧化膜

鋼鐵表面氧化膜的厚度直接影響磷化及效果。用偏光分析氧化膜與耐蝕性之間關(guān)系后發(fā)現(xiàn)：當(dāng)氧化膜厚度小于16*10-6mm時(shí)較好。氧化膜過厚則耐蝕性差，當(dāng)出現(xiàn)蘭色的氧化膜時(shí)，常常磷化不上。3鋼板表面的結(jié)晶方位

有報(bào)導(dǎo)在改變熱處理溫度等鋼板制造條件時(shí)，鋼板表面有不同的結(jié)晶方位，而結(jié)晶方位的不同又影響著磷化性。實(shí)驗(yàn)認(rèn)為：（111）面反應(yīng)性高，其在有氧化劑存在時(shí)比其他結(jié)晶防衛(wèi)有較大的溶解度，這有利與磷化反應(yīng)第一步驟——酸蝕，無(wú)疑也有利于整個(gè)磷化過程。4冷軋鋼板組成元素在表面濃化對(duì)磷化的影響

由于熱力學(xué)和金屬物理學(xué)方面的原因會(huì)使冷軋鋼板組成元素在表面濃化，在不同的熱處理?xiàng)l件下將出現(xiàn)的錳忽然磷的表面濃化。當(dāng)錳濃化高時(shí)，磷化反應(yīng)良好。另一方面，P的濃化將延遲晶核的形成和生長(zhǎng)，劣化反應(yīng)性，濃化的P的氧化物，推遲了鐵的溶解，使磷化性降低。而表面的錫、鋁、鈦、鉻、鉛等會(huì)使磷化結(jié)晶粗大，造成耐蝕性降低。5鍍鋅板鈍化與采用不同鍍鋅方式的鍍鋅板

鍍鋅板是否經(jīng)過鈍化對(duì)磷化效果有很大的影響。經(jīng)過鈍化處理后的鍍鋅板磷化性差，所生成的結(jié)晶雜亂粗大。熱浸鍍鋅與電鍍鋅板相比，前者的磷化性差，后者的磷化性好。各種合金的鍍鋅板磷化差別也很大。

綜上所述，在進(jìn)行磷化處理前，應(yīng)該先對(duì)所處理的材質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的了解，只有這樣，才能選擇好合適的工藝及配方。四磷化前表面調(diào)整處理的影響

所謂磷化表面調(diào)整句是采用磷化表面調(diào)整劑使需要磷化的金屬表面改變微觀狀態(tài)，促使磷化過程中形成結(jié)晶細(xì)小的、均勻、致密的磷化膜。

磷化前零件的表面處理對(duì)磷化膜質(zhì)量影響極大，尤其是酸洗或高溫強(qiáng)堿清洗對(duì)薄層磷化影響最明顯。研究結(jié)果表明，冷軋鋼板表面存在著一層厚度為（50~150）*10-10m的四氧化三鐵和三氧化二鐵的完整氧化層，磷酸鹽結(jié)晶就在此基礎(chǔ)上生成，得到完整致密的磷化膜。

如果經(jīng)過酸洗，則只剩下30*10-10m以下的三氧化二鐵氧化層，過于薄且不完整，所以很難得到良好均勻的磷化膜，還因?yàn)樗嵯幢砻娈a(chǎn)生析碳，也影響磷化膜的形成。對(duì)于高溫或強(qiáng)堿清洗，由于鋼板表面上的活性點(diǎn)轉(zhuǎn)變成氧化物或氫氧化物，使構(gòu)成磷化膜的結(jié)晶晶核減少，因而促使生成稀疏粗大的結(jié)晶，影響磷化質(zhì)量，尤其是低溫薄層里邊化及低鋅磷化對(duì)預(yù)處理特別敏感，不進(jìn)行表面調(diào)整處理，就難形成磷化膜。

最初采用的是3~5%的草酸水溶液做磷化表面調(diào)整劑，現(xiàn)在采用效果更好的磷酸鈦膠體溶液處理，由于膠粒表面能很高，對(duì)物體表面有極強(qiáng)的吸附作用，膠體微粒吸附在零件表面上形成均勻的吸附層，在磷化時(shí)，這層極薄的吸附層就是一層分布均勻，數(shù)量極多的磷酸鹽結(jié)晶晶核，因而促進(jìn)結(jié)晶均勻快速形成，限制了大晶體的生長(zhǎng)，結(jié)果就促使了磷化膜的細(xì)化和致密，提高了成膜性，縮短了磷化時(shí)間，降低膜厚，同時(shí)也能消除鋼鐵表面狀態(tài)的差異對(duì)磷化質(zhì)量的影響。在工藝生產(chǎn)中，表面調(diào)整劑的用量約為0.5g/m2，在生產(chǎn)中應(yīng)注意保持槽液的良好，避免沉淀。另外應(yīng)防止堿酸及磷化液進(jìn)入表面調(diào)整工作液，以防止工作液因污染而失效。五磷化工藝（含設(shè)備）管理方面的影響

除了磷化處理劑及被處理鋼材的影響外，很多影響因素存在于磷化工藝及管理方面。1磷化工藝的設(shè)計(jì)應(yīng)合理

磷化工藝包括脫脂、除銹、表面調(diào)整、磷化、鈍化及各工序間的水洗，有的還包括水洗后的烘干。一般希望除銹工序不安排在前處理生產(chǎn)線上，他會(huì)造成很大的弊端。酸霧對(duì)生產(chǎn)線環(huán)境的污染易造成零件再度生銹，零件焊縫處很難洗凈，造成耐蝕性大幅度下降。因此要加強(qiáng)防銹，讓冷軋板不通過酸洗，非酸洗的在成型前先進(jìn)行酸洗。2前處理的結(jié)構(gòu)是否滿足工藝與材料的要求

生產(chǎn)實(shí)踐中，由于竄水、加熱系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)、加料系統(tǒng)等方面的原因，造成許多磷化質(zhì)量問題。這就要求對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行管理和要求：3工藝管理

工藝管理是必不可少的環(huán)節(jié)，因此必須嚴(yán)格控制各道工序的工藝參數(shù)。在生產(chǎn)中每天對(duì)工藝參數(shù)加以檢測(cè)。

工序

控

制

項(xiàng)

目

檢測(cè)頻率

預(yù)脫脂

堿度、溫度、噴射壓力、噴嘴噴射情況

每班倆次

脫脂

堿度、溫度、噴射壓力、浸漬攪拌壓力、噴嘴情況

水洗

堿度、噴射壓力、或浸漬攪拌壓力、噴嘴情況

表調(diào)

Ti濃度、PH值（或總堿度）、噴射攪拌壓力噴嘴情況

每班數(shù)次

磷化

總酸度、游離酸度、溫度、噴射或浸漬攪拌壓力、促進(jìn)劑濃度、磷化膜外觀（目測(cè)）、噴嘴情況、換熱器進(jìn)出口壓力

每班數(shù)次

水洗

總酸度（污染度）、噴嘴情況、噴射或浸漬攪拌壓力

每班倆次

鈍化

Cr6+、Cr3+濃度、PH值、噴射壓力、噴嘴工作情況

去離子水洗

電導(dǎo)率（含滴水電導(dǎo)率）、噴射壓力、噴嘴工作情況

烘干

溫度、抽風(fēng)機(jī)情況

上述所有控制項(xiàng)目對(duì)磷化都有不同程度的影響。此外，每周要測(cè)一次槽液含渣量（要求V//V<體積分?jǐn)?shù)0.5%），每月測(cè)一次脫脂液含油量（要求<4g/L）。

此外，設(shè)備維護(hù)也很重要，要做到及時(shí)換槽。除磷化液外，一般槽液更換期均不超過三個(gè)月。磷化換熱器應(yīng)定期用硝酸清洗一次，以保證管道暢通。噴嘴、噴管也要進(jìn)行疏通，保證暢通。4、材料間配套及其他相關(guān)項(xiàng)目的影響

磷化劑與其前后處理材料間有一定相關(guān)性。如酸洗及高堿度的脫脂處理后，鋼材表面發(fā)生變化，不利于磷化，必須配合表面調(diào)整劑才能進(jìn)行低鋅薄膜磷化。配槽用的工業(yè)水質(zhì)也有較大的影響，某些地區(qū)的水質(zhì)很硬，電導(dǎo)率高達(dá)800μS/cm。用他們配制磷化液會(huì)出現(xiàn)沉渣異常多，用他來配制表面調(diào)整劑，可使某些表面調(diào)整劑失效導(dǎo)致磷化不上或質(zhì)量極差。磷化膜表面產(chǎn)生黃銹的主要原因及防止措施為：項(xiàng)目

因素

大小

要求

注意事項(xiàng)，原因說明及措施

原

材料

鋼鐵廠

〇

——

采取臨時(shí)性措施或提高磷化條件

防銹油

▲

長(zhǎng)期不干結(jié)

拋光研磨的表面活性很高，如不立即涂上防銹油會(huì)在空氣中氧化，防礙磷化，存貨期長(zhǎng)，天氣不好時(shí)，需要注意加強(qiáng)防銹

拋光研磨

▲

最好沒有

采用細(xì)拋光材料，若太粗，研磨時(shí)表面溫度升高，易產(chǎn)生表面硬化，形成磷化膜粗糙，拋光后立即涂防銹油

生銹

〇

應(yīng)該無(wú)銹

加強(qiáng)庫(kù)存管理及工序間管理，加強(qiáng)防銹

酸洗

▲

最好沒有

盡可能以機(jī)械方法除銹，不得已的情況下用磷酸酸洗后立即水洗、中和、表調(diào)、磷化脫脂

濃度溫度壓力

▲

——

脫脂不徹底，有無(wú)磷化膜區(qū)域，這峨市黃銹原因，此外，堿度高的脫脂、濃度、溫度過高，對(duì)磷化不利

噴嘴方向

▲

——

注意調(diào)整使溶液有效的噴到被處理物上

噴霧量

▲

——

使用大口徑V形噴嘴

噴嘴堵塞

▲

最好無(wú)（10%以下）

定期檢查、清掃、更換設(shè)備，噴嘴要取下來清洗干凈，每天換1/3

油的積蓄%

△

最大0.4

除去懸浮油，定期更換新液

水洗

溫度

〇

最高40

降到不影響脫脂后的清洗，若溫度過高，會(huì)導(dǎo)致黃銹

污染度

▲

微堿性或中性

防止下道工序的酸洗液超位噴霧（調(diào)整噴嘴），增加溢流量，使其呈中性

表面調(diào)整

PH

▲

8.0~9.5

若磷化液竄入，會(huì)使PH降低，表調(diào)失效

Ti含量

〇

規(guī)定含量

過低表面調(diào)整效果差

噴嘴堵塞

▲

無(wú)

若有阻塞，則會(huì)使表面處理不完整，影響磷化均勻致密

磷化液超位噴霧（竄水）

▲

最好無(wú)

把磷化入口端第一環(huán)噴嘴作成V形，方向朝內(nèi)側(cè)

磷化

總酸度

▲

——

偏上限為好（四個(gè)項(xiàng)目均如此）

酸比

▲

——

若過大，則沉淀量增加，材料消耗增多

加速劑

▲

——

溫度

▲

——

藥品補(bǔ)充

▲

連續(xù)定量

否則總酸度和游離酸度波動(dòng)太大，質(zhì)量不穩(wěn)定

壓力/Mpa

△

0.07~0.1

噴霧量大，壓力低較好

運(yùn)輸鏈停動(dòng)

▲

——

剛進(jìn)入磷化區(qū)的零件將可能銹蝕

噴嘴方向

▲

無(wú)超位噴射方向

——

噴霧量/(L.min)-1

▲

最少每平方米80

有充足的噴霧量均勻噴在處理物上

噴嘴堵塞

〇

無(wú)

定期檢查，清洗，每天更換1/3

磷化后水洗

污染度

△

0.3點(diǎn)以下

消除磷化液超位噴霧（竄水），此工序在水洗過程中，噴嘴最易堵，要充分注意增加溢流量

溫度

△

常溫

——

注：▲——影響大；〇——影響較?。弧鳌绊懽钚?磷化后的鈍化處理

磷化后的鈍化處理均指對(duì)磷化膜采用含鉻的酸性水溶液補(bǔ)充處理。這樣可以進(jìn)一步提高磷化膜的耐蝕性。

鈍化的作用有以下倆方面：一是使磷化膜空隙中的暴露的金屬進(jìn)一步氧化，或生成鉻化層，填補(bǔ)磷化膜孔隙，使其穩(wěn)定于大氣之中，以便提高磷化膜單層的防銹能力，也稱為封閉處理。二是通過含鉻的酸性處理液處理