磷化工艺流程

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。
（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
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。
磷化分类
1、按磷化处理温度分类
（1）高温型
80—90℃处理时间为10-20 分钟，形成磷化膜厚达10-30g/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/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10-40分钟，溶液游离酸
度与总酸度比值为1：（20-30），膜厚为0.2-7 g/m2。
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。
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。
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
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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。
磷化作用及用途
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。膜单位面积质
量为 10-40 g/m2。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。磷化膜单位面积
质量为 0.2-1.0 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.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。
磷化工艺流程
预脱脂→脱脂→除锈→水洗→(表调)→磷化→水洗→磷化后处理(如电泳或粉末涂装)
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。
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。
④提高 NO-3 与 PO3-4的比值。
磷化膜质量检验
①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。
②耐蚀性检查
⑴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。
②点滴法
室温下，将蓝点试剂滴在磷化膜上，观察其变色时间。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。
有色金属磷化
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——防锈水浸泡——磷化发黑——晾干——封闭保护