词条 | 磷化液 |
释义 | 磷化液的主要成分是磷酸二氢盐,如Zn(H2PO4)2以及适量的游离磷酸和加速剂等。加速剂主要起降低磷化温度和加快磷化速度的作用。作为化学加速剂用得最多的氧化剂如NO3-、NO2-、CIO3-、H2O2等。磷化是金属与稀磷酸或酸性磷酸盐反应而形成磷酸盐保护膜的过程。 磷化用途((1)耐蚀防护用磷化膜 (2)冷加工润滑用磷化膜 (3)减摩用磷化膜 (4)电绝缘用磷化膜) 磷化液分类(1 按磷化膜体系分类 2 按磷化膜的厚度分类 3 按磷化处理温度划分 4 按促进剂类型分类 5 按磷化用途分类 6 其他分类方法) 磷化的基本原理原则上说,当金属工件一旦浸入加热的稀磷酸溶液中,就会生成一层膜。但由于这种膜的保护性差,所以通常的磷化在含有Zn、Mn等酸性溶液中进行。 磷化液中存在的动力学平衡 磷化液的基本平衡方程式 3M(H2PO4)2=M3(PO4)2+4H3PO4 此方程的平衡常数 K=[M3(PO4)2][ H3PO4]^4/[M(H2PO4)2]^3 M代表Zn、Mn等 由上述议程式可以看出,常数K值越大,磷酸盐沉积的比率越大。而K值随一代和三代金属盐的金属的性质,溶液的温度,PH值及总浓度有关。所以影响磷化液性能的至少有PH值、游离酸度、总酸度、温度和金属性质。 磷化作用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。 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)冷加工润滑用磷化膜钢丝、焊接钢管拉拔 单位面积上膜重1-10 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。一般用锰系磷化,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/m2。 (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。 磷化液分类1 按磷化膜体系分类按磷化成膜体系主要分为:锌系、锌钙系、锌锰系、锰系、铁系、非晶相铁系六大类。 锌系磷化槽液主体成分是:Zn2+、H2PO3-、NO3-、H3PO4、促进剂等。形成的磷化膜主体组成(钢铁件):Zn3(po4)2·4H2O 、Zn2Fe(PO4)2·4H2O。磷化晶粒呈树枝状、针状、孔隙较多。广泛应用于涂漆前打底、防腐蚀和冷加工减摩润滑。 锌钙系磷化槽液主体成分是:Zn2+、Ca2+、NO3-、H2PO4-、H3PO4以及其它添加物等。形成磷化膜的主体组成(钢铁件):Zn2Ca(PO4)2·4H2O、Zn2Fe(PO4)2·4H2O、Zn3(PO4)2·4H2O。磷化晶粒呈紧密颗粒状(有时有大的针状晶粒),孔隙较少。应用于涂装前打底及防腐蚀。 锌锰系磷化槽液主体组成:Zn2+、Mn2+、NO3-、H2PO4-、H3PO4以及其它一些添加物。磷化膜主体组成:Zn2Fe(PO4)2·4H2O、Zn3(PO4)2·4H2O、(Mn,Fe)5H2(PO4)4·4H2O,磷化晶粒呈颗粒-针状-树枝状混合晶型,孔隙较少。广泛用于漆前打底、防腐蚀及冷加工减摩润滑。 锰系磷化槽液主体组成:Mn2+、NO3-、H2PO4、H3PO4以及其它一些添加物。在钢铁件上形成磷化膜主体组成:(Mn,Fe)5H2(PO4)4·4H2O。磷化膜厚度大、孔隙少,磷化晶粒呈密集颗状。广泛应用于防腐蚀及冷加工减摩润滑。 铁系磷化槽液主体组成:Fe2+、H2PO4、H3PO4以及其它一些添加物。磷化膜主体组成(钢铁工件):Fe5H2(PO4)4·4H2O,磷化膜厚度大,磷化温度高,处理时间长,膜孔隙较多,磷化晶粒呈颗粒状。应用于防腐蚀以及冷加工减摩润滑。 非晶相铁系磷化槽液主体成分:Na+(NH4+)、H2PO4、H3PO4、MoO4-(ClO3-、NO3-)以及其它一些添加物。磷化膜主体组成(钢铁件):Fe3(PO4)2·8H2O, Fe2O3,磷化膜薄,微观膜结构呈非晶相的平面分布状,仅应用于涂漆前打底。 2 按磷化膜的厚度分类按磷化膜厚度(磷化膜重)分,可分为次轻量级、轻量级、次重量级、重量级四种。 次轻量级膜重仅0.1~1.0g/m2,一般是非晶相铁系磷化膜,仅用于漆前打底,特别是变形大工件的涂漆前打底效果很好。 轻量级膜重1.1~4.5 g/m2,广泛应用于漆前打底,在防腐蚀和冷加工行业应用较少。 次重量级磷化膜厚4.6~7.5 g/m2,由于膜重较大,膜较厚(一般>3μm),较少作为漆前打底(仅作为基本不变形的钢铁件漆前打底),可用于防腐蚀及冷加工减摩滑润。 重量级膜重大于7.5 g/m2,不作为漆前打底用,广泛用于防腐蚀及冷加工。 3 按磷化处理温度划分按处理温度可分为常温、低温、中温、高温四类。 常温磷化就是不加温磷化。 低温磷化一般处理温度30~45℃。 中温磷化一般60~70℃。 高温磷化一般大于80℃。 温度划分法本身并不严格,有时还有亚中温、亚高温之法,随各人的意愿而定,但一般还是遵循上述划分法。 4 按促进剂类型分类由于磷化促进剂主要只有那么几种,按促进剂的类型分有利于槽液的了解。根据促进剂类型大体可决定磷化处理温度,如NO3-促进剂主要就是中温磷化。 促进剂主要分为:硝酸盐型、亚硝酸盐型、氯 酸盐型、有机氮化物型、钼酸盐型等主要类型。每一个促进剂类型又可与其它促进剂配套使用,有不少的分支系列。 硝酸盐型包括:NO3-型,NO3-/NO2-(自生型)。 氯酸盐型包括:ClO3-,ClO3-/ NO3-,ClO3-/ NO2-。 亚硝酸盐包括:硝基胍R- NO2-/ ClO3-。 钼酸盐型包括:MoO4-, MoO4-/ ClO3-, MoO4-/ NO3-。 5 按磷化用途分类按磷化用途可分为:防锈磷化液、耐磨减摩润滑磷化液、装饰性磷化液、漆前磷化液、塑前磷化液等类别。装饰性磷化液如发黑磷化液等,漆前磷化液包括喷漆磷化液、电泳磷化液等,塑前磷化液分为静电喷塑磷化液、浸塑磷化液等,浸塑磷化液又可分为聚酯粉末浸塑磷化液、环氧粉末浸塑磷化液等 6 其他分类方法如按材质可分为钢铁件、铝件、锌件以及混合件磷化等。 |
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