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      常州表面磷化處理工藝

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      一、常州表面磷化處理工藝原理

      磷化處理材料的主要成分為磷酸二氫鹽(鋅、錳、鐵等金屬),磷化過程通常在磷酸二氫鹽的水溶液中進行。磷酸二氫鹽的水溶液發生水解,將產生游離磷酸:

      3Me(H2PO4)2=Me3(PO4)2+4H3PO4

      游離磷酸同被磷化金屬表面的金屬反應,并放出氫氣,以鋼鐵為例,反應為:

      Fe+2H3PO4=Fe(H2PO4)2+H2↑

      反應釋放出來的氫氣被吸附在金屬表面,從而阻止磷化膜結晶的形成。為加快反應速度,磷化液中一般都要加入氧化劑和催化劑以去除氫氣。以亞硝酸鈉為催化劑為例,亞硝酸鹽分解產生NO2,NO2可使金屬表面的氫氣氧化生成水,同時將部分亞鐵離子Fe2+氧化為Fe3+,鐵離子和磷酸根反應生成FePO4瘀渣沉淀,反應為:

      Fe+H2PO4+NO2=FePO4+H2O+NO↑

      上述反應降低了溶液的酸度,當PO43-與溶液中的金屬離子(Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+等)的濃度達到溶度積常數時,就會在金屬表面形成磷酸鹽沉淀,即磷化膜,反應式為:

      3Fe2++2PO43-→Fe3(PO4)2↓

      隨著金屬表面上磷酸鹽的沉淀,磷化反應也隨之減慢,當整個表面被磷化膜全部覆蓋后,磷化過程結束。磷化瘀渣的主要成分FePO4,磷化膜的主要成分是Me3(PO4)2、H2O,也有少量的氧化鐵和FePO4。

      常州表面磷化處理工藝

      二、常州表面磷化處理工藝前的預處理

      一般情況下,磷化處理要求工件表面應是潔凈的金屬表面(二合一、三合一、四合一例外)。工件在磷化前必須進行除油脂、銹蝕物、氧化皮以及表面調整等預處理。特別是涂漆前打底用磷化還要求作表面調整,使金屬表面具備一定的“活性”,才能獲得均勻、細致、密實的磷化膜,達到提高漆膜附著力和耐腐蝕性的要求。因此,磷化前處理是獲得高質量磷化膜的基礎。

      1、脫脂

      除油脂的目的在于清除掉工件表面的油脂、油污。包括機械法、化學法兩類。機械法主要有手工擦刷、噴砂拋丸、火焰灼燒等?;瘜W法主要有溶劑清洗、酸性清洗劑清洗、強堿液清洗、低堿性清洗劑清洗。應用較為廣泛的是堿液除油。

      2、除銹、除氧化皮

      各種除銹方法中,酸洗除銹是應用zui為廣泛的方法。酸洗中使用zui為常見的是鹽酸、硫酸、磷酸。鹽酸酸洗不宜超過45 ℃,使用濃度為10%~45%。硫酸適合的溫度為50~80 ℃,使用濃度為10%~25%。如果硫酸中含有砷時,應加入 0.1~0.2 g/L硫代硫酸鈉將砷去除。磷酸酸洗一般使用濃度為10%~40%,處理溫度可從常溫到80 ℃,不會產生Cl-、SO42-腐蝕性殘留物,但成本較高,酸洗速度較慢。也可采用鹽酸-硫酸混合酸、磷酸-檸檬酸混合酸。

      3、水洗

      在磷化工藝中,脫脂后和除銹后需進行水洗以除去附著在工件表面的活性劑和各種離子。將清洗后水的pH值控制在6.0~8.0之間,可以有效抑制各種離子對后續磷化的不利影響,必要時可以采用多級水洗。

      4、表面調整

      表面調整是指采用機械或化學等手段,使金屬表面改變微觀狀態,增加磷化晶核的數量,使工件表面活性均一化,進而形成細致密實的磷化膜,以及提高磷化速度。一般采用強堿性脫脂劑、進行酸洗的工件都應進行表面調整。表面調整劑主要有兩類,一類是含有草酸的表調劑,主要由草酸、表面活性劑、絡合劑等組成;另一類是含有膠體鈦的表調劑。

      三、常州表面磷化處理作用

      1、提高耐蝕性。磷化膜雖薄,但由于它是一層非金屬的不導電隔離層,能使金屬工件表面的優良導體轉變為不良導體,抑制金屬工件表面微電池的形成,進而有效阻止涂膜的腐蝕。

      2、提高基體與涂層間或其他有機精飾層間的附著力。一方面,磷化膜與金屬工件是一個結合緊密的整體結構。另一方面,磷化膜具有多孔性,使涂料可以滲透到這些孔隙之中,涂料與磷化膜緊密結合,附著力提高。

      3、提供清潔表面。磷化膜只有在無油污和無銹層的金屬工件表面才能生長,因此,經過常州磷化處理的金屬工件,可以提供清潔、均勻、無油脂和無銹蝕的表面。

      4、改善材料的冷加工性能。

      5、改進表面摩擦性能,以促進其滑動。

      常州表面磷化處理工藝

      四、常州表面磷化處理標準

      1. 外觀檢驗

      肉眼觀察磷化膜應是均勻、連續、致密的晶體結構。表面黑色常州磷化處理不應有未磷化德的殘余空白或銹漬。由于前處理的方法及效果的不同,允許出現色澤不一的磷化膜,但不允許出現褐色。

      2. 耐蝕性檢查

      ⑴浸入法

      將磷化后的樣板浸入3﹪的氯化鈉溶液中,經兩小時后取出,表面無銹漬為合格。出現銹漬時間越長,說明磷化膜的耐蝕性越好。

      ②點滴法

      室溫下,將藍點滴在磷化膜上,觀察其變色時間。磷化膜厚度不同,變色時間不同。厚膜﹥5分鐘,中等膜﹥2分鐘,薄膜﹥1分鐘。


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