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磷化处理工艺流程(磷化起什么作用)
标签:     添加时间:2022-11-02 浏览次数:1462

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磷化处理工艺流程(磷化起什么作用)


  磷化(phosphorization)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:

  1)给基体金属提供保护,在一定程度上防止金属被腐蚀;

  2)用于涂漆前打底,提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力;

  3)在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。

  磷化分类

  1.按磷化处理温度分类

  (1)高温型

  80~98℃处理时间为10-20分钟,形成磷化膜厚达10-30g/㎡;

  优点:膜抗蚀力强,结合力好。

  缺点:加温时间长,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5-15分钟,磷化膜厚度为1-7 g/㎡;

  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,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10-40分钟;

  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

  (1)锌系磷化

  (2)锌钙系磷化

  (3)铁系磷化

  (4)锰系磷化

  (5)复合磷化磷化液由锌、铁、钙、镍、锰等元素组成。

  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,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7.5 g/㎡以上。

  (2)次重量级(中膜磷化)膜重4.6-7.5 g/㎡。

  (3)轻量级(薄膜磷化)膜重1.1-4.5 g/㎡。

  (4)次轻量级(特薄膜磷化)膜重0.2-1.0 g/㎡。

  5.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。

  磷化用途

  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。

  1.磷化作用

  (1)涂装前磷化的作用

  ①增强涂装膜层(如涂料涂层)与工件间结合力。

  ②提高涂装后工件表面涂层的耐蚀性。

  ③提高装饰性。

  (2)非涂装磷化的作用

  ①提高工件的耐磨性。

  ②令工件在机加工过程中具有润滑性。

  ③提高工件的耐蚀性。

  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

  ①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、锰系。磷化后涂防锈油、防锈脂、防锈蜡等。

  ②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。

  (2)冷加工润滑用磷化膜

  钢丝、焊接钢管拉拔;精密钢管拉拔;钢铁件冷挤压成型等;

  (3)减摩用磷化膜

  磷化膜可起减摩作用。一般用锰系磷化,也可用锌系磷化。

  (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。

  磷化膜性质

  1.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。

  2.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200-300℃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。

  磷化流程

  除油→水洗→水洗→表调→磷化处理→水洗→水洗→烘干→涂装

  影响因素

  1.温度

  温度越高,磷化层越厚,结晶越粗大。

  温度越低,磷化层越薄,结晶越细。

  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。总酸度过高,膜层变薄,可加水稀释。总酸度过低,膜层疏松粗糙。

  4.PH值

  锰系磷化液一般控制在2-3之间,当PH>3时,工件表面易生成粉末。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

  ①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。

  ②Zn2+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。

  磷化后处理

  目的:增加磷化膜的抗蚀性、防锈性。

  方法:喷塑、喷粉、喷漆、电泳、上防锈油等。

  磷化渣

  1.磷化渣的影响

  ①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质量,视为不利。

  ②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

  ①降低磷化温度。

  ②降低磷化液的游离酸度。

  ③提高磷化速度,缩短磷化时间。





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