磷化工艺对钢铁件磷化膜的影响

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磷化工艺对钢铁件磷化膜的影响黄世平钢铁件遇到介质都将自发地腐蚀，但钢铁表面氧化态磷化膜的形成大大降低了金属腐蚀的速度，增加了金属的耐蚀性。随着工业的发展磷化已经发展为三个系列；磷酸锌盐系 (南变压器厂)云 预处理的主要目的是使活化点充分暴露。用酸性或碱性溶液浸蚀进行预处理能剧烈地改变磷化膜 I用酸性预处理得到的磷化膜非常粗糙， 用碱性浸蚀所得的膜细而均匀，未经浸蚀所得的膜较细。 碱性 理一般是用含少量钛盐、有缓冲作用的弱碱性溶液进行活化处理或用钛、钡、

列、磷酸锰盐系列和磷酸铁盐系列。磷化膜的形成对涂漆的质量、涤膜的附着力、使用寿

命、装饰性等都有很大影响。本文就磷化工艺对成膜的影响作简要介绍。一

、

礴化成曩机理

锶 (或钙 )的磷酸盐混合水洛液进行漂洗可得到较好的磷化膜。但是用碱性预处理液能使磷化液受到污染，干扰磷化膜的生成，产生过多

磷化反应本身包括着许多复杂的化学反应，涉及电离、水解、氧化还原、沉淀、络台等反应。磷化液中主要离子是Z”、NO。、 n一H Ht、 PO.、 HPO.、POI,其浓度相对一 大小为 t￣][ Zn》 H]≈[ PO 4][ H2 -> HPo‘]一》[ PO .]

的抗渣，因此要严格规定工艺程序。2磷化液中各种添加剂对成膜的影响 .

磷化液中.除了磷酸及其盐类外，还有许多其它添加剂表面活性剂、氧化剂等物质， 它们对成膜的影响备不相同。磷酸锌槽液中加入钙盐可大大降低晶间距离、晶粒尺寸，可获得耐蚀性好的磷化膜。添加少量的碳酸铜可使细晶粒磷化膜的厚度增加，一般加到 3/后，但 gl 因铜离子取代铁原子，则膜厚不会增加反而会减少。磷化液中含有F 离子有助于磷化膜 e的形成，并影响着磷化膜晶核的大小及活化点的数量 在新配制的磷化液中添加少量铁屑防止 Fe”氧化为 F”。 F”离子含量偏低时， e e 有磷化不上的趋势，偏高时，磷化膜结晶

粒

磷化时：2 H+2 e:HFe一 2 e= Fe 3 Fe+2N O 3一十 8 H=3 + 2 O Fe N+4 t H O 3 t 2N O 3 H+一十 2 H= 2 O+ 4 t N H o

No消除氢的极化。磷化膜的形成：一

F +HPO。。 e e =F HPO. ‘3”+2 Zn Po‘=ZnI PO‘} ( )

磷化膜主要成分是 F HPO. Z e n3 ( PO.z ) H 0的混合物。分析得知磷酸铁盐是磷酸锌盐

大。加入氧化剂硝酸锌或亚硝酸盐均有利消除氢的极化作用，当吉量足够时，生成的膜致

沉淀的基础，铁盐比锌盐先析出。由于F”易 e棱氧化为 F”: eF”+PO.=F PO. e e (白色 )

密、晶粒饱满有光泽，含量低时，磷化膜疏松发暗、膜的附着力不佳，磷化时间延长。磷化液中加入表面活性剂六亚甲基四胺，可以降低水的表面张力，加快澜湿的作用，加快磷化速

要加入各种添加剂以防止F PO.形成。 e的=、各种工艺因素对成膜质量的形响1磷化预处理对成膜的影响 .

度。络台剂 NH. Pq可使磷化液保持稳定， H: 提高膜的质量，它能与锌离子作用形成锌铵络离子，阻碍磷化膜增粗、增厚，减少沉淀F PO.生成。 e的

钢铁的表面特征直接影响着磷酸盐晶核的形成和长大。在彻底除去油污和氧化皮之后，一

38一

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后处理时磷亿膜的影响磷化后的水冲、钝化、干燥等对磷化膜的.

礴化膜。5 .磷化时问对磷化膜的影响程不同的预处理方法 f,处理时问对膜的影响也是不同的，经过酸性溶液预处理的，开始十分钟膜厚直线上升，得到的膜粗糙 .用碱性溶液预处理的钢铁件，膜厚不会随时间的增加而增加膜细而均匀。磷化的时间与磷化液

防护性根重要，处得好，其防 l性可以提高护 1几倍。但是对于马日夫盐、硝酸锌系，钝到化与不钝化无多大差别。钝化是对不含钝化成

分的锌锰系等得到普通磷化膜而言的。钝化前孔隙率一般大于 8~ 1点/ m 0 c,钝化后孔隙

率降为 0~ 1点/

m c。因此不经钝化的磷化膜在用水冲洗后需快速干燥，否则就会有锈迹产生。以前是甩浓度不大于 0 1的铬溶液钝 .化，以除去残留的磷化液得到耐蚀的保护膜，但铬溶液浓度不能太高，以防磷化膜溶

的配方有关。若是中、高温磷化配方，磷化时间一般几分钟即可得到很好的磷化膜}若是低温磷化则磷化时问要半小时以上才能得到耐蚀性好的膜，时间不够得不到完整的磷化膜。.

三、磷化的晨望

解。现用三聚氰胺甲醛树酯和丹宁 (7 5 1 3 .: p= 8总重 4 ),钝化效果优于铬酸。 H 4磷化温度和酸度对成膜的影响 .

影响钢铁磷化成膜的因素还很多，不但要 控制各种工艺因素及磷化液成分的配比，而且

与槽液的维护有关，维护得好，生成的膜的质量就有很大提高。现常用的磷化方法，一般有浸、喷或=者结合。浸磷时间一般较长，磷化

磷化的温度主要由磷化液的成分和各种添

加剂决定。提高温度可以加快磷化速度，使晶膜的附着力、硬度、耐蚀性都得以提高，中温一

膜厚品粒粗大，多用于复杂小型零件。喷射磷化时间短，一般不超过 6秒，磷化膜细密， 0 生产效率高。有多种文献研究了磷化液的配

般不超过 7 0℃,低温不超过 5℃,超过温度 o

添加剂就会变质沉淀。温度过低，膜与金属基体结合不牢，耐蚀性降低 .处理时间长。磷化液酸度控制得好才能得到满意的磷化膜，总酸度过高，膜层薄而细}总酸度过低， 磷化速度慢，膜层厚，晶粒粗糙。游离酸度过高会使磷化时间延长，晶粒粗大，多孔耐蚀

方，以便找到低温磷化的最佳工艺条件，指出成膜速度及膜的抗蚀性能是由磷化液的氧化剂及p值决定的。p-在 2 5 4间，在适量 H l值 I .N之

的氧化荆条件下，磷化效果较好，先进的磷化工艺能生成高质量的磷化膜 (重 1 2 2 2 膜 .N .g/ n。磷化正朝着成本低、能耗少、槽液 c ll

性降低}游离酸度过低，膜层薄，甚至没有磷化膜。所以酸度要经常调整，使总酸度与游离酸

度之比保持在规定范围内，才能得到满意的‘‘ .‘… .‘‘‘‘ t‘‘‘…………Ⅲ……‘‘.‘“

使用寿靠长、有较强适或性的高活化低温磷化体系发展。‘…‘‘‘…‘‘‘…‘ .‘‘ l‘… .1‘…‘‘ .… .1‘‘

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l科技成果 l变压器用橡胶隔膜…

鉴定， 1 8年和1 8年诙项产品卫分别荣获亿工部技 96 97术进步=等奖和国家技术进步三等奖。 1 8年以来 .这种大型变压器橡胶隔膜在电力部 98门已得到广泛的应用。沈阳变压器厂、东北箍变电工

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化工部沈阳橡艘工业枷品研究所第一研究室，通过多年大量的研制工作，心设计了结构厦材质新颖、精 合理的 1 o V及以上的大型变压嚣储油柜橡胶隔膜。 1k 变压器椽胶隔膜是用来防止变压器油的老化、延长变压器寿命的橡胶工业制品沈阳橡胶工业制品研究所研制的大型变压器橡腔隔膜，抗水、抗氧让，防止蝻的渗透性能和耐老化性

程和葛溯埂电厂多年使用了这种橡胶隔膜。一致认为，该隔膜确能保证总好的密封，降低变压器油中的总气体含量，有效地延长了变压器的使用寿命。 目前，该橡胶精骥的生产产量与年递增，不但1o l kV厦上变压器可采用，而且密封式配电变压器 亦可采用，它将日趋广泛地应 J于我国电力工业中。 _『 j

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陶兆庆

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