磷化处理相关知识.docx

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1、磷化处理中文名称：磷化处理英文名称：phosphating定义：使金属与磷酸或磷酸盐化学反应，在其表面形成一层稳定磷酸盐膜的处理方法。 所属学科：船舶工程（一级学科）；船舶腐蚀与防护（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布目录隐藏1磷化原理磷化分类磷化作用及用途磷化工艺流程影响因素磷化后处理磷化膜质量检验有色金属磷化磷化原理磷化分类磷化作用及用途磷化工艺流程影响因素磷化后处理磷化膜质量检验有色金属磷化主要是铝件及锌件的磷化。磷化液配方中的原料配制时的比例锌系磷化液的具体配制比例5rss急需rsr多帮帮忙啊5rss配方大致 如下：磷酸硝酸氧化锌马日夫盐氟硼酸钠柠檬酸硝酸保纯碱请哪位

2、磷 化液行业高手帮我配一下，我在这里先谢谢了，还有所需磷酸，硝酸的浓度大概 是多少？还有，光用硝酸锌，马日夫盐能行吗？ ？ ？为什么磷化后钢铁表面还会生锈？ ？ 光旭n。回答：氧化锌加水稀释 磷酸马日夫盐 硝酸氟硼酸钠 柠檬酸硝酸银 纯碱最 好是配好了再加 磷酸，硝酸的浓度看你要做的磷化液浓度提问人的追问 2009-07-18 09:38谢谢，请您具体再详细说明一下啊我没看明白我现在用的只是马日夫盐和硝酸 锌。请问还需要加点什么东西才能使钢铁表面在磷化后又黑又亮啊？我听说好像 加碳酸镒有可能行，请问是吗？ ？谢谢您说的那个磷化液浓度是怎么算的啊？ 我们现在是用200斤清水，配20斤马日夫盐和4

3、0斤硝酸锌请多多指教钢制件的表面发黑处理，也有被称之为发蓝的。发黑处理现在常用的方法有传统 的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。但常温发黑工艺对于低碳钢的效果 不太好。A3钢用碱性发黑好一些。碱性发黑细分出来，又有一次发黑和两次发 黑的区别。发黑液的主要成分是氢氧化钠和亚硝酸钠。发黑时所需温度的宽容度 较大，大概在135摄氏度到155摄氏度之间都可以得到不错的表面，只是所需时 间有些长短而已。实际操作中，需要注意的是工件发黑前除锈和除油的质量，以 及发黑后的钝化浸油。发黑质量的好坏往往因这些工序而变化。金属“发蓝” 药液采用碱性氧化法或酸性氧化法；使金属表面形成一层氧化膜，以防止金属表 面

4、被腐蚀，此处理过程称为“发蓝”。黑色金属表面经“发蓝”处理后所形成的 氧化膜，其外层主要是四氧化三铁，内层为氧化亚铁。一、碱性氧化法“发蓝” 药液1 .配方：硝酸钠50100克氢氧化钠600700克亚硝酸钠100-200克水 1000 克2 .制法：按配方计量后，在搅拌条件下，依次把各料加入其中，溶解，混合 均匀即可。3 .说明：金属表面务必洗净和干燥以后，才能进行“发篮”处理。(2)金属器件进行“发蓝”处理条件与金属中的含碳量有关，“发蓝”药液 温度及金属器件在其中的处理时间可参考下表。金属中含碳量%工作温度()处理时间(分)大于 0. 7135-1371430. 50 7135-14015

5、0小于 0. 4142-145153-155合金钢142-145153-155 (3)每隔一k星期左右按期分析溶液中硝酸钠、亚硝酸钠和氢氧化钠的含量，以便及时补充有关成分。一 般使用半年后就应更换全部溶液。(4)金属“发蓝”处理后，最好用热肥皂水漂 洗数分钟，再用冷水冲洗。然后，又用热水冲洗，吹于。二、酸性氧化法“发蓝” 药液1 .配方：磷酸3-10克硝酸钙80100克过氧化镒1015克水1000克2 .制法：按配方计量后，在不断搅拌条件下，依次把磷酸、过氧化镒和硝酸 钙加入其中，溶解，混合均匀即可。3 .说明：(1)金属器件先经洗净和干燥后才能进行“发蓝”处理。(2)此法所得保护膜呈黑色，其

6、主要成分是由磷酸钙和铁的氧化物所组成， 其耐腐能力和机械强度均超过碱性氧化法所得的保护膜。4 .“发蓝”工作温度为100C,处理时间为4045分钟。在处理碳素钢时, 药液中磷酸含量控制在35克/升；处理合金钢或铸钢时丁磷酸含量控制在5 10克/升。应注意定期分析药液磷酸的含量。5 .“发蓝”处理后金属器件的清洗方法同上。表面磷化近来的研究发现表明作为磷化膜基底的金属材料的表面状态对磷化质量影 响很大。现归纳如下：1、表面碳的污染钢铁表面碳的污染对磷化处理非常不利，磷化膜质量差。碳浓度大的钢板耐 式性差。碳浓度高的部位，磷酸锌结晶不能析出，造成磷化膜缺陷，盐雾试验中 会早期起泡和剥落。因此选材时

7、就应注意这一点。除了磷化处理剂及被处理钢材的影响外，很多影响因素存在于磷化工艺及管理 方面。1、磷化工艺的设计应合理磷化工艺包括脱脂、除锈、表面调整、磷化、钝化及各工序间的水洗，有的 还包括水洗后的烘干。一般希望除锈工序不安排在前处理生产线上，他会造成很 大的弊端。酸雾对生产线环境的污染易造成零件再度生锈，零件焊缝处很难洗净, 造成耐蚀性大幅度下降。因此要加强防锈，让冷轧板不通过酸洗，非酸洗的在成 型前先进行酸洗。2、前处理的结构是否满足工艺与材料的要求生产实践中，由于窜水、加热系统、除渣系统、加料系统等方面的原因，造 成许多磷化质量问题。这就要求对设备结构进行管理和要求 面银磷镀银磷镀技术，

8、是近年发展起来的先进的金属表面防护技术。不用直流电源设 备，是将工件直接浸到温度90。左右的镀液中，完成镀层沉积。对电镀无法进 行的大型设备和细小物件，或要求有较高的精度具有凹凸纹的复杂外形，或深孔 内壁，或要求有较高的表面硬度和耐磨性，或塑料陶瓷，玻璃，石英等非金属材 料表面金属化均可获得致密均匀，并较电镀更为优良的银磷镀层。银磷镀层对石油化工生产中大量存在含氯离子、硫化氢、二氧化硫、二氧化 碳等环境有良好的耐腐蚀性能。银-磷合金镀层具有高硬度和高耐磨性。在干燥和润滑的情况下，具有比硬 铭更好的耐磨性，已被广泛用来代替高合金材料和硬铭镀层。以超微金刚石、碳纳米管与银-磷合金制备出保-磷-碳纳

9、米管-金刚石多元复 合镀层在刀具、研磨、润滑、摩擦、化工、耐蚀保护镀层、装饰等方面将会比银 -磷合金有更广泛的应用。在各种金属表面制备出银-磷-碳纳米管-金刚石多元复 合镀层。以碳钢为例，目前碳钢相对不锈钢的价格比为1 ： 5-1 ： 15,在碳钢表 面制备出保-磷-碳纳米管-金刚石复合镀层的成本，即使加上电镀处理的费用， 也肯定会低于不锈钢价格。这种复合镀层一旦能够实现大规模生产，其社会效益 和经济效益都是很可观的。提问人的追问 2009-07-18 10:14谢谢，我知道发蓝，再去发蓝的话就太麻烦了我的意思是在磷化液中加入一种 化学成分，可以使磷化后的表面有一定程度的发黑发亮现象。还有就是

10、我需要磷 化液中各成分的配制比例 谢谢了总述:磷化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18 69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

11、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渣。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Iho 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

12、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。(二)磷化是常用的前处理技术，原理上应属于化学转换膜处理，主要应用 于钢铁表面磷化，有色金属(如铝、锌)件也可应用磷化。(三)磷化基础知识编辑本段磷化原理1、磷化工件(钢铁或铝、锌件)浸入磷化液(某些酸式磷酸盐为主的溶液)，在表面沉 积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜的过程，称之为磷化。2、磷化原理钢铁件浸入磷化液(由Fe(H2Po4)2 Mn(H2PO4)2 Zn(H2PO4)2组成的酸性稀 水溶液，PH值为

13、13,溶液相对密度为1.05-1J0)中，磷化膜的生成反应如下：吸热3Zn(H2PO4)2 Zn3(PO4)2；+4H3PO4 或吸热吸热3Mn(H2PO4)2 Mn3(PO4)2；+4H3PO4吸热钢铁工件是钢铁合金，在磷酸作用下，Fe和FeC3形成无数原电池，在阳极区, 铁开始熔解为Fe2+,同时放出电子。Fe+2H3PO4 Fe (H2Po4)2+H2TFe Fe2+ +2e-在钢铁工件表面附近的溶液中Fe2+不断增加，当Fe2+与HPO42，PO43浓度 大于磷酸盐的溶度积时，产生沉淀，在工件表面形成磷化膜：Fe(H2PO4)2 FeHP04；+ H3PO4Fe+ Fe(H2PO4)2

14、 2FeHPO4；+ H2T3FeHPO4 Fe 3(PO4)2；+ H3PO4Fe+ 2FeHPO4 Fe 3(PO4)21+H2T阴极区放出大量的氢：2H+ +2e- H2T02 + 2H20 + 4e- 40H-总反应式：吸热3Zn(H2PO4)2 Zn3(PO4)2；+4H3PO4吸热吸热Fe+3Zn(H2PO4)2 Zn3(PO4)2；+2FeHPO4；+3 H3PO4+2 H2T放热编辑本段1磷化分类1、按磷化处理温度分类(1)高温型8090处理时间为10-20分钟，形成磷化膜厚达1030g/m2,溶液游离酸度与 总酸度的比值为1： (7-8)优点：膜抗蚀力强，结合力好。缺点：加温

15、时间长，溶液挥发量大，能耗大，磷化沉积多，游离酸度不稳定，结 晶粗细不均匀，已较少应用。(2)中温型50-75,处理时间515分钟，磷化膜厚度为17 g/m2,溶液游离酸度与总酸 度的比值为1： (10-15)优点：游离酸度稳定，易掌握，磷化时间短，生产效率高，耐蚀性与高温磷化膜 基本相同，目前应用较多。(3)低温型30-50节省能源，使用方便。(4)常温型10-40常(低)温磷化(除加氧化剂外，还加促进剂)，时间1040分钟，溶 液游离酸度与总酸度比值为1： (20-30),膜厚为0.27 g/m2o优点：不需加热，药品消耗少，溶液稳定。缺点：处理时间长，溶液配制较繁。2、按磷化液成分分类(

16、1)锌系磷化(2)锌钙系磷化(3)铁系磷化(4)镒系磷化(5)复合磷化 磷化液由锌、铁、钙、银、镒等元素组成。3、按磷化处理方法分类(1)化学磷化将工件浸入磷化液中，依靠化学反应来实现磷化，目前应用广泛。(2)电化学磷化在磷化液中，工件接正极，钢铁接负极进行磷化。4、按磷化膜质量分类(1)重量级(厚膜磷化)膜重7.5g/m2以上。(2)次重量级(中膜磷化)膜重4.67.5 g/m2o(3)轻量级(薄膜磷化)膜重114.5 g/m2o(4)次轻量级(特薄膜磷化)膜重021.0 g/m2o5、按施工方法分类(1)浸渍磷化适用于高、中、低温磷化特点：设备简单，仅需加热槽和相应加热设备，最好 用不锈钢

17、或橡胶衬里的槽子，不锈钢加热管道应放在槽两侧。(2)喷淋磷化适用于中、低温磷化工艺，可处理大面积工件，如汽车、冰箱、洗衣机壳体。特 点：处理时间短，成膜反应速度快，生产效率高，且这种方法获得的磷化膜结晶致密、 均匀、膜薄、耐蚀性好。(3)刷涂磷化上述两种方法无法实施时，采用本法，在常温下操作，易涂刷，可除锈蚀，磷化 后工件自然干燥，防锈性能好，但磷化效果不如前两种。编辑本段1磷化作用及用途1、磷化作用(1)涂装前磷化的作用增强涂装膜层(如涂料涂层)与工件间结合力。提高涂装后工件表面涂层的耐蚀性。提高装饰性。(2)非涂装磷化的作用提高工件的耐磨性。令工件在机加工过程中具有润滑性。提高工件的耐蚀性

18、。2、磷化用途钢铁磷化主要用于耐蚀防护和油漆用底膜。(1)耐蚀防护用磷化膜防护用磷化膜用于钢铁件耐蚀防护处理。磷化膜类型可用锌系、镒系。膜单 位面积质量为10-40 g/m2o磷化后涂防锈油、防锈脂、防锈蜡等。油漆底层用磷化膜增加漆膜与钢铁工件附着力及防护性。磷化膜类型可用锌系或锌钙系。磷化膜单 位面积质量为0.21.0 g/m2 (用于较大形变钢铁件油漆底层)；1-5 g/m2 (用于一般 钢铁件油漆底层)；5-10 g/m2 (用于不发生形变钢铁件油漆底层)。(2)冷加工润滑用磷化膜钢丝、焊接钢管拉拔单位面积上膜重g/m2；精密钢管拉拔单位面积上 膜重4-10 g/m2；钢铁件冷挤压成型单

19、位面积上膜重大于10 g/m2。(3)减摩用磷化膜磷化膜可起减摩作用。一般用镒系磷化，也可用锌系磷化。对于有较小动配合间 隙工件，磷化膜质量为1-3 g/m2；对有较大动配合间隙工件(减速箱齿轮)，磷化膜 质量为5-20 g/m2o(4)电绝缘用磷化膜一般用锌系磷化。用于电机及变电器中的硅片磷化处理。四、磷化膜组成及性质分类磷化液主要成份膜组成膜外观单位面积膜重/ g/m2锌系Zn(H2PO4)2磷酸锌和磷酸锌铁浅灰一深灰1-60锌钙系Zn(H2PO4)2和Ca (H2PO4)2磷酸锌钙和磷酸锌铁浅灰一深灰1-1镒系Mn(H2PO4)2和Fe(H2PO4)2磷酸镒铁灰深灰1-60镒锌系Mn(H

20、2PO4)2和Zn(H2Po4)2磷酸锌、磷酸镒、磷酸铁混合物灰一深 灰 1-60铁系Fe(H2PO4)2磷酸铁深灰色5-102.磷化膜组成磷化膜为闪烁有光，均匀细致，灰色多孔且附着力强的结晶，结晶大部分为磷酸 锌，小部分为磷酸氢铁。锌铁比例取决于溶液成分、磷化时间和温度。3、性质(1)耐蚀性在大气、矿物油、植物油、苯、甲苯中均有很好的耐蚀性，但在碱、酸、水蒸气 中耐蚀性较差。在200300时仍具有一定的耐蚀性，当温度达到450时膜层的耐 蚀性显著下降。(2)特殊性质如增加附着力，润滑性，减摩耐磨作用。编辑本段1磷化工艺流程预脱脂一脱脂一除锈一水洗一(表调)一磷化一水洗一磷化后处理(如电泳或粉

21、末 涂装)编辑本段1影响因素1、温度温度愈高，磷化层愈厚，结晶愈粗大。温度愈低，磷化层愈薄，结晶愈细。但温度不宜过高，否则Fe2+易被氧化成Fe3+,加大沉淀物量，溶液不稳定。2、游离酸度游离酸度指游离的磷酸。其作用是促使铁的溶解，已形成较多的晶核，使膜结晶 致密。游离酸度过高，则与铁作用加快，会大量析出氢，令界面层磷酸盐不易饱和，导 致晶核形成困难，膜层结构疏松，多孔，耐蚀性下降，令磷化时间延长。游离酸度过低，磷化膜变薄，甚至无膜。3、总酸度总酸度指磷酸盐、硝酸盐和酸的总和。总酸度一般以控制在规定范围上限为好, 有利于加速磷化反应，使膜层晶粒细，磷化过程中，总酸度不断下降，反映缓慢。总酸度过

22、高，膜层变薄，可加水稀释。总酸度过低，膜层疏松粗糙。4、PH 值镒系磷化液一般控制在23之间，当PH3时，共件表面易生成粉末。当PH( 1.5时难以成膜。铁系一般控制在3-5.5之间。5、溶液中离子浓度溶液中Fe2+极易氧化成Fe3+,导致不易成膜。但溶液中Fe2+浓度不能过高, 否则，形成的膜晶粒粗大，膜表面有白色浮灰，耐蚀性及耐热性下降。Zn2+的影响，当Zn2+浓度过高,磷化膜晶粒粗大，脆性增大，表面呈白色 浮灰；当Zn2+浓度过低，膜层疏松变暗。编辑本段1磷化后处理目的：增加磷化膜的抗蚀性、防锈性。磷化渣1、磷化渣的影响磷化中生成的磷化渣，既浪费药品又加大清渣工作量，处理不好还影响磷化

23、质 量，视为不利。磷化中在生成磷化渣的同时还会挥发出磷酸，有助于维持磷化液的游离酸度, 保持磷化液的平衡，视为有利。2、磷化渣生成的控制降低磷化温度。降低磷化液的游离酸度。提高磷化速度，缩短磷化时间。提高N0-3与PO3-4的比值。编辑本段1磷化膜质量检验外观检验肉眼观察磷化膜应是均匀、连续、致密的晶体结构。表面不应有未磷化德的残余 空白或锈渍。由于前处理的方法及效果的不同，允许出现色泽不一的磷化膜，但不允 许出现褐色。耐蚀性检查浸入法将磷化后的样板浸入3%的氯化钠溶液中，经两小时后取出，表面无锈渍为合格。 出现锈渍时间越长，说明磷化膜的耐蚀性越好。点滴法室温下，将蓝点试剂滴在磷化膜上，观察其

24、变色时间。磷化膜厚度不同，变色时 间不同。厚膜5分钟，中等膜2分钟，薄膜1分钟。十、游离酸度及总酸度的测定。1、游离酸度的测定用移液管吸取10 ml试液于250ml锥形瓶中，加50ml蒸储水，加23滴甲基 橙指示剂（或溟酚蓝指示剂）。用氢氧化钠标准液滴定至溶液呈橙色（或用 漠酚蓝指示剂滴定至由黄变蓝紫色）即为终点，记下的耗氢氧化钠标准液毫升数即为 滴定的游离酸度点数。2、总酸度的测定用移液管吸取10 ml试液于250ml锥形瓶中，加50ml蒸储水，加23滴酚酰 指示剂。用氢氧化钠标准液滴定至粉红色即为终点，记下的耗氢氧化钠标 准液毫升数即为滴定的总酸度点数。编辑本段1有色金属磷化编辑本段1主要是铝件及锌件的磷化。磷化发黑液常温使用，磷化保护一步成型！又称钢铁着色剂！ 1： 4-5稀释后使用，常温浸 泡30分钟左右，最后封闭保护！处理工艺：除油除锈一一防锈水浸泡一一磷化发黑一晾干一一封闭保护