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磷化表面处理技术（二）

2014-08-21 17:05阅读：

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影响磷化的因素
(1)游离酸度 游离酸度是指溶液中磷酸二氢盐水解后产生的游离磷酸的浓度。游离酸度过高时，氢气析出量大，晶核生成困难，膜的晶拉粗大，疏松多孔，耐蚀性差。游离酸度过低时，生成的磷化膜很薄，甚至得不到磷化膜.游离酸度高时，可加氧化锌或氧化锰调整;游离酸度低时，可加磷酸二氢锰铁盐、磷酸二氢锌或磷酸来调整。
(2)总酸度 总酸度来源于磷酸盐、硝酸盐和酸的总和。总酸度高时磷化反应速度快，获得的膜层晶粒细致，但膜层较薄，耐蚀性降低;总酸度过低，磷化速度慢，膜层厚而粗糙。总酸度高时可加水稀释，低时加磷酸二氢锰铁盐、磷酸二氢锌或硝酸锌、硝酸锰调整.
(3)金属离子的影响 Mn2+的存在可以使磷化膜结晶均匀，颜色色较深，提高膜的耐磨性、耐蚀性和吸附性。Mn2+含量过高则膜的晶粒较大，耐蚀性变差。Mn2+含量过低则使晶粒太细，有磷化不上的趋势。一定最的Fe2+能增加磷化膜的厚度，提高力学强度和耐蚀性能。但Fe2+在高温时很容易被氧化成Fe
3 +，并转化为磷酸铁(FePO4)沉淀，使游离酸度升高。造成磷化结晶几乎不能进行;Fe2+含量过高时.还会使磷化膜结晶粗大，表面产生白色磷灰。Zn2+的存在可以加快磷化速度.生成的磷化膜结晶致密、闪烁有光。Zn2+含量过高时磷化膜晶粒粗大，排列紊乱.磷化膜发脆。Zn2+过低时膜层疏松发暗。磷化液中要控制金属离子的比例.铁与锰的质量浓度之比为1:9左右，锌与锰为1.5-2.1，亚铁离子(Fe2+)的质量浓度应保持在0.8-2.0g/L左右。
(4) P2O5的影响 P2O5来自磷酸二氢盐.它能提高磷化速度，使磷化膜致密，晶粒闪烁有光。P2O5含量过高时，膜的结合力下降，表面白色浮灰较多; P2O5含量过低时，膜致密性和耐蚀性均差，甚至不产生磷化膜.
(5) NO3-, NO2-和F-的影响 N03-和NO2-在磷化溶液中作为催化剂(加速剂)，可加快磷化速度.使磷化膜致密均匀，NO2-还能提高磷化膜的耐蚀性。NO3-含量过高时，使磷化膜变薄，并易产生白色或黄色斑点。F-是一种活化剂，可以加快磷化膜晶核的生成速度.使结晶致密.耐蚀性提高，尤其是在常温磷化时，氟化物的作用非常突出.
(6)杂质的影响 除磷酸、硝酸和硼酸以外的酸，如硫酸根(So24-),氯离
子(Cl-)以及金属离子砷(As3+ ),铝(A13+),格(Cr3+和Cr6+ )铜(Cu2+)都被认为是有害杂质。其中SO2-4和Cl-的影响更为严重. SO2-4和Cl-一会降低磷化速度.并使磷化膜层疏松多孔生锈，二者的质量浓度均不允许超过0.5g/L.金属离子(As3+、A13+使膜层耐蚀性下降，大量的Cu2+会使磷化膜发红.耐蚀性下降。
(7)温度的影响 温度对磷化过程影响很大，提高温度可以加快磷化速度，提高磷化膜的附着力、耐蚀性、耐热性和硬度。但不能使溶液沸腾，否则膜变得多孔，表面粗糙，且使Fe2+氧化成Fe3+而沉淀析出，使溶液不稳定。
(8)基体金属的影响 不同成分的金属基体对磷化膜有明显不同的影响。低碳钢磷化容易.结晶致密，颜色较浅。中、高碳钢和低合金钢磷化较容易，但结晶有变粗的倾向，磷化膜颜色深而厚;最不利于进行磷化的是含有较多铬、铝、钨、钒、硅等合金元家的钢.磷化膜随钢中碳化物含量和分布的不同而有较大差异，因此，对不同钢材应选用不同的磷化工艺，才能获得较理想的效果。
(9)预处理的影响 预处理对磷化膜的外观颜色和膜的质量有很大的影响。经喷砂处理的钢铁表面粗糙，有利于形成大量晶核，获得致密的磷化膜。用有机溶剂油洗过的金属表面，磷化后所获得的膜结晶细而致密.磷化过程进行得较快。用强碱脱脂，磷化膜结晶粗大，磷化时间长。经强酸腐蚀的金属表面.磷化膜结晶粗大，膜层重，金属基体侵蚀量大，磷化过程析氮也多。
磷化膜的后处理
为了提高磷化膜的防护能力，在磷化后应对磷化膜进行填充和封闭处理。填充处理的工艺是:
重铬酸钾(K2 Cr2 O7) 30～50g/L 温度 80～95℃
碳酸钠(Na2CO3) 2～4g/L 时间 5～15min
填充后，可以根据需要在锭子油、防锈油或润滑油中进行封闭。如需涂漆，应在钝化处理干燥后进行，工序间隔不超过24h.
有色金属的磷化处理
除钢铁外，有色金属铝、锌、铜、钛、镁及其合金都可进行磷化处理，但其表面获得的磷化膜远不及钢铁表面的磷化膜，故有色金属的磷化膜仅用作涂漆前的打底层.由于有金属磷化膜应用的局限性，因此，对有色金属磷化处理的研究和应用远远少于钢铁。有色金属及其合金的磷化与钢铁的磷化基本相同，大多采磷酸锌基的磷化液。不过，在磷化液中常添加适量的氟化物‘

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