鋅系磷化液配方成分分析、技術(shù)研發(fā)、磷化機(jī)理及工藝流程

/成分檢測(cè)/研發(fā)外包/工業(yè)診斷“://hccjishu/“hccjishu鋅系磷化液成分分析、配方研發(fā)、磷化機(jī)理及工藝流程文中的配方數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)修改，如需更具體資料，可詢問(wèn)我們的技術(shù)工程師。鋅系磷化液成分分析、配方研發(fā)、磷化機(jī)理及工藝流程理相關(guān)企業(yè)供給一整套配方技術(shù)解決方案。一、背景磷化是金屬材料防腐蝕的重要方法之一,其目的在于給基體金屬供給防腐蝕上應(yīng)用主要是鋼鐵件外表磷化，但有色金屬如鋁、鋅件也可應(yīng)用磷化?！渤汀?、除銹、表調(diào)、磷化。然而由于工序，有的工藝則沒(méi)有外表調(diào)整工序，但磷化工序是確定不行缺少的。涂漆和靜電噴涂，就會(huì)使鋼鐵外表的涂層產(chǎn)生脫落，失去了涂裝的意義。/成分檢測(cè)/研發(fā)外包/工業(yè)診斷“://hccjishu/“hccjishu源消耗，還可以解決操作不便利、材料消耗大、調(diào)整頻繁、成膜不均、本錢高等問(wèn)題。及產(chǎn)品研發(fā)。解譜—分析結(jié)果驗(yàn)證—后續(xù)技術(shù)效勞。有任何配方技術(shù)難題，可即刻聯(lián)系禾川化學(xué)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，我們將為企業(yè)供給一站式配方技術(shù)解決方案！二、磷化機(jī)理磷化概念zn(h2po4)2磷酸鹽反響而形成磷酸鹽保護(hù)膜的過(guò)程?！辰肓谆骸材承┧崾搅姿猁}為主的溶液〕，在外表沉積形成不溶于水的結(jié)晶型磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜的過(guò)程，稱之為磷化。與基體結(jié)合結(jié)實(shí)，具有良好的吸附性、潤(rùn)滑性、耐蝕性、不粘附熔融金屬〔sn、al、zn〕性及較高的電絕緣性等。磷化液的分類1〕按磷化膜體系分類系六大類?！常簔n3(po4)24h2o、zn2fe(po4)24h2o。磷摩潤(rùn)滑。zn2+、ca2+、no3-、h2po4-、h3po4其它添加物等。形成磷化膜的主體組成〔鋼鐵件〕：zn2ca(po4)24h2o、〔有時(shí)有大的針狀晶?！?，孔隙較少。應(yīng)用于涂裝前打底及防腐蝕。zn2+、mn2+、no3-、h2po4-、h3po4以及其它一些添加物。磷化膜主體組成：zn2fe(po4)24h2o、zn3(po4)24h2o、4h2o，磷化晶粒呈顆粒-針狀-樹(shù)枝狀混合晶型，孔隙較少。廣泛用于漆前打底、防腐蝕及冷加工減摩潤(rùn)滑。錳系磷化槽液主體組成：mn2+、no3-、h2po4、h3po4以及其它一些添大、孔隙少，磷化晶粒呈密集顆狀。廣泛應(yīng)用于防腐蝕及冷加工減摩潤(rùn)滑。鐵系磷化槽液主體組成：fe2+、h2po4、h3po4以及其它一些添加物。磷化膜主體組成〔鋼鐵工件〕：fe5h2(po4)44h2o,磷化膜厚度大，磷化溫度高，滑。4moo4-(clo3-、〔鋼鐵件2磷化膜薄，微觀膜構(gòu)造呈非晶相的平面分布狀，僅應(yīng)用于涂漆前打底。2〕按磷化膜的厚度分類〔磷化膜重〕分，可分為次輕量級(jí)、輕量級(jí)、次重量級(jí)、重量級(jí)四種。0.1～1.0g/m2特別是變形大工件的涂漆前打底效果很好。1.1～4.5g/m2用較少。加工減摩滑潤(rùn)。7.5g/m2,不作為漆前打底用，廣泛用于防腐蝕及冷加工。按磷化處理溫度劃分常溫磷化就是不加溫磷化。30～45℃。60～70℃。80℃。溫度劃分法本身并不嚴(yán)格，有時(shí)還有亞中溫、亞高溫之法，隨各人的意愿而定，但一般還是遵循上述劃分法。按促進(jìn)劑類型分類由于磷化促進(jìn)劑主要只有那么幾種，按促進(jìn)劑的類型分有利于槽液的了解。no3－促進(jìn)劑主要就是中溫磷化。促進(jìn)劑主要分為：硝酸鹽型、亞硝酸鹽型、氯酸鹽型、有機(jī)氮化物型、鉬支系列。no3－型，no3－/no2－〔自生型〕。氯酸鹽型包括：clo3－，clo3－/no3－，clo3－/no2－。rno2－/clo3－。鉬酸鹽型包括：moo4moo4－/clo3moo4－/no3－?；?。磷化成膜機(jī)理磷化的主要過(guò)程：金屬的溶解過(guò)程 與磷化液中的游離酸發(fā)生反響:m+h3po4=m(h2po4)2+h2↑促進(jìn)劑的加速過(guò)程為:m(h2po4)2+fe+[o]→m3(po4)2+fepo由于氧化劑的氧化作用,加速了不溶性鹽的逐步沉積,使金屬基體與槽液隔離,會(huì)限制甚至停頓酸蝕的進(jìn)展。磷酸及鹽的水解:磷化液的根本成分是一種或多種重金屬的酸式磷酸鹽,其分子式為me(h2po4)2,這些酸式磷酸鹽溶于水,在肯定濃度及ph值下發(fā)生水解,產(chǎn)生游離磷酸:me(h2po4)2=mehpo4+h3po43mehpo4=me3(po4)2+h3po4h3po4=h2po4-+h+=hpo42-+2h+=po43-+3h+動(dòng)，最終成為磷酸根。4〕磷化膜的形成：當(dāng)金屬外表離解出的po3-4與磷化槽液中的金屬離子zn2+、mn2+、fe2+到達(dá)飽和時(shí),即結(jié)晶沉積在金屬工件外表,晶粒持續(xù)增長(zhǎng),直到在金屬工件外表生成連續(xù)不溶于水的結(jié)實(shí)的磷化膜:3m2++2po43-+4h2o=m3(po4)24h2o↓2m2++fe2++2po43-+4h2o=m2fe(po4)24h2o↓金屬工件溶解出的fe2+一局部作為磷化膜的組成局部被消耗掉,而殘留在磷fe2fe3+fepo4鋅件磷化、鋁件磷化的成膜過(guò)程,但鋅件磷化膜只有磷酸鋅一種組成,鋁件磷化還alf3、alf63-磷化用途磷化用途：磷化膜主要用作涂料的底層、金屬冷加工時(shí)的潤(rùn)滑層、金屬外表汽車、船舶、航空航天、機(jī)械制造及家電等工業(yè)生產(chǎn)中?！踩缤苛贤繉印撑c工件間結(jié)合力；提高涂裝后工件外表涂層的耐蝕性；提高裝飾性。適當(dāng)?shù)暮筇幚?，可提高工件的耐磨性。金屬上的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜有各種用途,它們對(duì)于提高油漆與金屬的結(jié)合力和抗腐蝕性是很重要的,所以在涂裝行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。它們也可用作防銹的油載及摩擦外表的潤(rùn)滑等。有兩種根本類型的磷化,第一種是在含有多種加速劑的低酸度的堿金屬或氨的磷酸鹽溶液中靠被溶解的金屬離子自身形成磷化膜,其根本上是一種無(wú)定型膜,我們稱其為鐵系磷化。這種類型的磷化膜通常是油漆很好的基底,主要是鋼鐵。此膜有可塑性,作為盤管涂漆前處理,然后成型時(shí)漆膜不會(huì)裂開(kāi)境或在重負(fù)荷應(yīng)用條件下是不用這種磷化膜的。生產(chǎn)中廣泛使用的是磷酸鋅、磷酸錳和zn-ni,zn-ca、zn-mn-ni等磷化。開(kāi)頭mn2+、ni2+等離子在鋅系磷化液中參加的量很少,其目的是細(xì)化結(jié)晶和提高膜的防護(hù)性,但為了提高磷化膜的抗堿性能,特別是在陰極電泳涂裝及較惡劣條件下mn2+、ni2zn2+量,即在也就是人們所說(shuō)的“三元系磷化”或“多晶磷化”。由于磷酸錳、磷酸鋅-錳膜和磷酸鋅-錳等膜全都或多或少為粗糙的結(jié)晶構(gòu)造,雖然粗糙的結(jié)晶可吸取更多的潤(rùn)滑劑或防銹油在某些潤(rùn)滑和防護(hù)上是有利的,但對(duì)大多數(shù)其他方面的應(yīng)用往往是不利的,特別是作為油漆的底層。在這種狀況下將導(dǎo)致更多的油漆消耗,并使其失去光澤,除非所用的油漆量超過(guò)鐵系磷化膜上所用的量。更大的問(wèn)題是,涂裝后的金屬件不能有更大的彎曲和變形,由于彎曲或其他變形將導(dǎo)致漆膜結(jié)合力的喪失,這是由于其次類磷化膜比鐵系磷化膜結(jié)晶粗的緣由。改善的方法有：加強(qiáng)磷化前的處理:磷化前用膠體鈦鹽沖洗可得到細(xì)而薄的磷化膜,從而使磷化膜變得有可塑性,這大多用于涂裝前處理,不能充分得到顯微結(jié)晶的磷化膜。2〕轉(zhuǎn)變磷化液本身的成分。其一是前面提到的zn-ca磷化。這種方法能得到致密而且顯微結(jié)晶的膜。3〕另一種得到顯微結(jié)晶磷化膜的方法是參加聚磷酸鹽,如焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉等。不過(guò)這種槽比zn-ca磷化槽更難掌握,要得到顯微結(jié)晶磷一方面,在酸性磷化槽中聚磷酸鹽格外不穩(wěn)定，而且在某些條件下一般壽命只有幾分鐘的時(shí)間,且在膜上就要快速地消耗掉。在流水線上用聚磷酸鹽必需用微處理機(jī)掌握。好方法。游離的和絡(luò)合氟離子是最常用的添加物。此外,為了提高磷化膜的防護(hù)性,氟代磷酸鹽也可用。涂裝打底磷化由于金屬是極性物質(zhì)，而油漆是有機(jī)高分子化合物，是非極性的，假設(shè)直接決這一問(wèn)題，這是由于磷化時(shí)跟金屬外表fe反響，是磷酸鹽結(jié)實(shí)沉積在金屬外表一般承受鋅系或鋅鈣系磷化。工藝一般為：脫脂——水洗——酸洗——水洗——表調(diào)——磷化——水洗——熱水洗——枯燥。10-40g/m2。磷化后涂防銹油、防銹脂、防銹蠟等裝飾性磷化耐磨性大于鋅系磷化，適合于對(duì)耐磨要求更高的狀況。工藝一般為：脫脂——水洗——酸洗——水洗——表調(diào)——磷化——水洗——熱水洗——浸油。冷擠壓潤(rùn)滑磷化過(guò)程中工件粘在模具外表，損壞昂貴的模具。減摩用磷化膜磷化膜可起減摩作用。一般用錳系磷化，也可用鋅系磷化。對(duì)于有較小動(dòng)協(xié)作〔減速箱齒輪5-20g/m2。f.電絕緣用磷化膜一般用鋅系磷化。用于電機(jī)及變電器中的硅片磷化處理三、常見(jiàn)磷化液組分及配方磷化液常見(jiàn)組分氧化鋅與磷酸反響生成磷酸二氫鋅,氧化鋅含量低時(shí),成膜困難,過(guò)高會(huì)使膜層變厚、空隙率增大。磷酸與zno反響生成磷酸二氫鋅,并在磷化過(guò)程中與fe反響生成磷化膜,含量過(guò)高會(huì)使磷化膜粗糙,過(guò)低則無(wú)法成膜,適當(dāng)過(guò)量的磷酸主要是保持磷化液的酸度。硝酸鎳主要是ni2+的作用,可以加速成膜,并且使膜層細(xì)化。并能參與磷化反響,提高磷化膜的抗腐蝕性能。硝酸鈉no-3與h+反響是去極化反響,可加速反響,反響生成水,不產(chǎn)生氣體形成酸霧,含量越多成膜速度越快,但過(guò)多會(huì)導(dǎo)致膜泛黃,結(jié)晶粗大。氯酸鉀強(qiáng)氧化劑有利于鋼鐵外表的活化,加快磷化的速度。同時(shí)作為促進(jìn)劑,氯酸根離子h+的作用。其熱穩(wěn)定性高,有緩慢沉渣的作用。復(fù)合添加劑主要作用是對(duì)金屬外表進(jìn)展調(diào)整,轉(zhuǎn)變磷化液對(duì)工件外表的潤(rùn)濕性能以及去極化和封鎖陽(yáng)極區(qū),降低對(duì)前處理的要求,為磷化結(jié)晶供給更多的活性點(diǎn),起到助膜劑的作用,效果明顯,使成膜質(zhì)量大大提高。添加劑在磷化液中起著很重要的作用。常用復(fù)合添加劑有以下幾種：聚磷酸鹽用于降低膜重的無(wú)機(jī)磷酸鹽有聚磷酸鹽(焦磷酸鹽、三聚磷酸鹽)和六偏磷酸鹽兩大類。這些物質(zhì)降低膜重和細(xì)化結(jié)晶 ,少量的成分參加可使膜重降低由于這些化合物能大大地降低膜重,結(jié)果也明顯地降低磷化液化學(xué)成分的消耗和削減了沉渣量。氟代磷酸鹽降低膜重和細(xì)化結(jié)晶的有機(jī)膦酸鹽膦酸酯添加劑季戊四醇膦酸酯的混合物;n,n,n′,n′-四(2-羥基丙基)乙二胺膦酸酯混合物;植酸:它是從植物或糠中提取的混合物。植酸是一個(gè)分子中含六個(gè)磷酸的2~6其中存在假設(shè)干個(gè)三個(gè)羥基的基團(tuán)。1-羥基亞乙基-1,1-2甘油膦酸(鹽)等。這些化合物參加到磷化液中都是作為金屬的螯合物而不是槽中得到解決。實(shí)際上游離的1-羥基亞乙基-1,1-2膦酸化合物是很難調(diào)整的。這種化合物參加到磷化槽后,磷化常常就會(huì)停頓,可以通過(guò)參加能與它形成螯合物的離子來(lái)抑制。鋅的螯合能得到滿足的效果,不過(guò)鈣的螯合似乎更好。f〕1-十八醇;11-十八烷基磺原酸。十八醇這種構(gòu)造具有很簡(jiǎn)潔的優(yōu)點(diǎn),作為長(zhǎng)鏈醇,這是第一個(gè)被選擇用于磷化液中用作評(píng)價(jià)的添加劑。槽中十八醇的濃度變化10~2023mg/l。在全部這些濃度中,磷化膜都是淡灰白色。長(zhǎng)鏈醇在槽內(nèi)大約10mg/l,各種參數(shù)都沒(méi)有實(shí)質(zhì)性變化,當(dāng)上升到50~100mg/l時(shí),明顯地降低了膜重和鐵溶解,高到2023mg/l時(shí)所得的結(jié)果始終比較平穩(wěn)?！?〕十八硫醇，十八硫醇是十八醇中的氧原子被其他雜原子(如硫)取代后而引起,在槽中形成的磷化膜是淡灰白色并帶有紅棕色點(diǎn),在低濃度時(shí)不明顯,點(diǎn)的生長(zhǎng)尺寸和數(shù)量隨槽中十八硫醇濃度的上升而上升。這些紅棕色點(diǎn)完全