钢铁表面处理之钢铁磷化-奋进科技-华人螺丝网

钢铁表面处理之钢铁磷化磷化处理是钢铁等金属材料漆前重要的一种处理手段。所谓磷化就是在锰、锌、铬的磷酸盐溶液中使钢铁等金属制品的表面上发生化学反应，生成一种不溶性磷酸盐保护膜的过程。由于磷酸盐在大气中比较稳定，并且有微孔结构，能提高抗蚀性和增加漆层与金属基体间的结合力。磷化常用的方法按处理温度可分为高温磷化（70～90℃）、中温磷化（50～70℃）和常温磷化（20～30℃）；按处理工艺可分为浸渍式磷化、喷淋式磷化和涂刷磷化。处理过程中通常将制件与硝酸锌和马日夫盐所配成的溶液进行作用，使在制件表面形成一层灰黑色、细结晶和多孔性的磷化膜。 1、磷化过程的基本原理以二氢盐为例，说明其反应过程。在溶液中Mn、Fe、Zn、Cd等磷酸二氢盐发生离解（以Me代表Mn、Fe、Zn、Cd等金属）。离解过程生成的游离氢离子（H+）会将金属（以钢铁为例）表面的铁溶解下来，并放出氢气： Me（H2PO4）2→Me2＋＋2H2PO4－ ……………………… （1） H2PO4－ →H＋＋HPO42－……………………………………… （2） HPO42－→H＋＋PO43－…………………………………….（3） Fe＋H＋→Fe2＋＋H2....................................（4）这个反应使界面处PH值升高。随着PH的升高，会使（1）、（2）、（3）的离解平衡不断向右移动。PO43－的浓度不断提高，以致最后Me2＋与PO43－达到其溶度积，在金属表面生成磷化膜： 3Me2＋＋2PO43－ →Me3（PO4）2 ↓ 在反应过程中，由于H2的生成，会吸附在被磷化的金属上，从而阻止了磷化膜的生成。为了加速磷化速度，在磷化处理溶液中加入氧化剂和催化剂，以除去H2，随着磷酸盐膜层的逐步完整和致密，磷化速度随之降低，最终停止作用，此时完成了磷化过程。 2、影响磷化的因素（1）磷化溶液的酸度提高磷化溶液的酸度会使磷化速度加快，形成的磷化膜薄而致密；酸度过低会使磷化速度慢，膜层厚而粗糙。（2）溶液的组成磷化过程中，磷酸氢盐中的Me会对磷化膜的形成有很大影响，见表（3）。表（3）磷酸氢盐中的Me对磷化膜的形成的影响组成影响锌离子加速磷化反应，使磷化膜层较细致和呈现闪光，但含量过高会引起磷化膜晶粒粗大，膜脆且白灰多二价铁离子提高磷化膜厚度，机械强度和防腐蚀能力，含量过高会使磷化膜防腐蚀能力降低，膜的耐热性能降低锰离子提高磷化膜的硬度，附着力和耐腐蚀性能，使膜结晶均匀、颜色加深，含量过高会使氧化膜不易形成五氧化二磷由磷酸二氢盐产生，可加快磷化反应速度，使磷化膜致密，晶粒呈现闪光。（3）温度提高磷化温度可以加快磷化反应速度，且能提高磷化膜的附着力、硬度、耐腐蚀性和耐热性。但温度过高会使亚铁离子氧化成三价铁离子而沉淀，影响溶液稳定性。