磷化處理工藝流程(磷化起什么作用)
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磷化(phosphorization)是一種化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng)形成磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的過程,所形成的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜稱之為磷化膜。
磷化的目的主要是:
1)給基體金屬提供保護(hù),在一定程度上防止金屬被腐蝕;
2)用于涂漆前打底,提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力;
3)在金屬冷加工工藝中起減摩潤滑使用。
磷化分類
1.按磷化處理溫度分類
(1)高溫型
80~98℃處理時間為10-20分鐘,形成磷化膜厚達(dá)10-30g/㎡;
優(yōu)點:膜抗蝕力強,結(jié)合力好。
缺點:加溫時間長,溶液揮發(fā)量大,能耗大,磷化沉積多,游離酸度不穩(wěn)定,結(jié)晶粗細(xì)不均勻,已較少應(yīng)用。
?。?)中溫型
50~75℃,處理時間5-15分鐘,磷化膜厚度為1-7 g/㎡;
優(yōu)點:游離酸度穩(wěn)定,易掌握,磷化時間短,生產(chǎn)效率高,耐蝕性與高溫磷化膜基本相同,應(yīng)用較多。
?。?)低溫型
30~50℃節(jié)省能源,使用方便。
?。?)常溫型
10~40℃常(低)溫磷化(除加氧化劑外,還加促進(jìn)劑),時間10-40分鐘;
優(yōu)點:不需加熱,藥品消耗少,溶液穩(wěn)定。
缺點:處理時間長,溶液配制較繁。
2.按磷化液成分分類
?。?)鋅系磷化
?。?)鋅鈣系磷化
?。?)鐵系磷化
?。?)錳系磷化
?。?)復(fù)合磷化磷化液由鋅、鐵、鈣、鎳、錳等元素組成。
3.按磷化處理方法分類
?。?)化學(xué)磷化
將工件浸入磷化液中,依靠化學(xué)反應(yīng)來實現(xiàn)磷化,應(yīng)用廣泛。
?。?)電化學(xué)磷化
在磷化液中,工件接正極,鋼鐵接負(fù)極進(jìn)行磷化。
4.按磷化膜質(zhì)量分類
(1)重量級(厚膜磷化)膜重7.5 g/㎡以上。
?。?)次重量級(中膜磷化)膜重4.6-7.5 g/㎡。
?。?)輕量級(薄膜磷化)膜重1.1-4.5 g/㎡。
?。?)次輕量級(特薄膜磷化)膜重0.2-1.0 g/㎡。
5.按施工方法分類
?。?)浸漬磷化
適用于高、中、低溫磷化
特點:設(shè)備簡單,僅需加熱槽和相應(yīng)加熱設(shè)備,最好用不銹鋼或橡膠襯里的槽子,不銹鋼加熱管道應(yīng)放在槽兩側(cè)。
?。?)噴淋磷化
適用于中、低溫磷化工藝,可處理大面積工件,如汽車、冰箱、洗衣機(jī)殼體。
特點:處理時間短,成膜反應(yīng)速度快,生產(chǎn)效率高,且這種方法獲得的磷化膜結(jié)晶致密、均勻、膜薄、耐蝕性好。
(3)刷涂磷化
上述兩種方法無法實施時,采用本法,在常溫下操作,易涂刷,可除銹蝕,磷化后工件自然干燥,防銹性能好,但磷化效果不如前兩種。
磷化用途
磷化是常用的前處理技術(shù),原理上應(yīng)屬于化學(xué)轉(zhuǎn)換膜處理,主要應(yīng)用于鋼鐵表面磷化,有色金屬(如鋁、鋅)件也可應(yīng)用磷化。
1.磷化作用
?。?)涂裝前磷化的作用
?、僭鰪娡垦b膜層(如涂料涂層)與工件間結(jié)合力。
?、谔岣咄垦b后工件表面涂層的耐蝕性。
?、厶岣哐b飾性。
(2)非涂裝磷化的作用
?、偬岣吖ぜ哪湍バ?。
?、诹罟ぜ跈C(jī)加工過程中具有潤滑性。
?、厶岣吖ぜ哪臀g性。
2.磷化用途
鋼鐵磷化主要用于耐蝕防護(hù)和油漆用底膜。
?。?)耐蝕防護(hù)用磷化膜
?、俜雷o(hù)用磷化膜
用于鋼鐵件耐蝕防護(hù)處理。磷化膜類型可用鋅系、錳系。磷化后涂防銹油、防銹脂、防銹蠟等。
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增加漆膜與鋼鐵工件附著力及防護(hù)性。磷化膜類型可用鋅系或鋅鈣系。
?。?)冷加工潤滑用磷化膜
鋼絲、焊接鋼管拉拔;精密鋼管拉拔;鋼鐵件冷擠壓成型等;
?。?)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。
?。?)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。
磷化膜性質(zhì)
1.磷化膜組成
磷化膜為閃爍有光,均勻細(xì)致,灰色多孔且附著力強的結(jié)晶,結(jié)晶大部分為磷酸鋅,小部分為磷酸氫鐵。鋅鐵比例取決于溶液成分、磷化時間和溫度。
2.性質(zhì)
(1)耐蝕性
在大氣、礦物油、植物油、苯、甲苯中均有很好的耐蝕性,但在堿、酸、水蒸氣中耐蝕性較差。在200-300℃時仍具有一定的耐蝕性,當(dāng)溫度達(dá)到450℃時膜層的耐蝕性顯著下降。
?。?)特殊性質(zhì)
如增加附著力,潤滑性,減摩耐磨作用。
磷化流程
除油→水洗→水洗→表調(diào)→磷化處理→水洗→水洗→烘干→涂裝
影響因素
1.溫度
溫度越高,磷化層越厚,結(jié)晶越粗大。
溫度越低,磷化層越薄,結(jié)晶越細(xì)。
但溫度不宜過高,否則Fe2+易被氧化成Fe3+,加大沉淀物量,溶液不穩(wěn)定。
2.游離酸度
游離酸度指游離的磷酸。其作用是促使鐵的溶解,已形成較多的晶核,使膜結(jié)晶致密。游離酸度過高,則與鐵作用加快,會大量析出氫,令界面層磷酸鹽不易飽和,導(dǎo)致晶核形成困難,膜層結(jié)構(gòu)疏松,多孔,耐蝕性下降,令磷化時間延長。游離酸度過低,磷化膜變薄,甚至無膜。
3.總酸度
總酸度指磷酸鹽、硝酸鹽和酸的總和??偹岫纫话阋钥刂圃谝?guī)定范圍上限為好,有利于加速磷化反應(yīng),使膜層晶粒細(xì),磷化過程中,總酸度不斷下降,反映緩慢??偹岫冗^高,膜層變薄,可加水稀釋。總酸度過低,膜層疏松粗糙。
4.PH值
錳系磷化液一般控制在2-3之間,當(dāng)PH>3時,工件表面易生成粉末。當(dāng)PH<1.5時難以成膜。鐵系一般控制在3-5.5之間。
5.溶液中離子濃度
①溶液中Fe2+極易氧化成Fe3+,導(dǎo)致不易成膜。但溶液中Fe2+濃度不能過高,否則,形成的膜晶粒粗大,膜表面有白色浮灰,耐蝕性及耐熱性下降。
?、赯n2+的影響,當(dāng)Zn2+濃度過高,磷化膜晶粒粗大,脆性增大,表面呈白色浮灰;當(dāng)Zn2+濃度過低,膜層疏松變暗。
磷化后處理
目的:增加磷化膜的抗蝕性、防銹性。
方法:噴塑、噴粉、噴漆、電泳、上防銹油等。
磷化渣
1.磷化渣的影響
①磷化中生成的磷化渣,既浪費藥品又加大清渣工作量,處理不好還影響磷化質(zhì)量,視為不利。
?、诹谆性谏闪谆耐瑫r還會揮發(fā)出磷酸,有助于維持磷化液的游離酸度,保持磷化液的平衡,視為有利。
2.磷化渣生成的控制
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?、诮档土谆旱挠坞x酸度。
?、厶岣吡谆俣?,縮短磷化時間。
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