磷化作用和分类.doc

金属表面转化膜之一磷化的作用和分类 磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。磷化处理工艺比较?1高温磷化:在90～98的温度下进行处理。优点:膜层较厚，膜层的耐蚀性,结合力,硬度和耐热性都比较好,磷化速度快；缺点: 工作温度高，能耗大,溶液蒸发量大，成分受化快，常需调整,且结晶粗细不均匀。 2中温磷化:在50～70的温度下进行处理。优点: 膜层耐蚀性接近高温磷化膜,溶液稳定,磷化速度快,生产效率高；缺点: 溶液成分较复杂,调整麻烦。3常温磷化：在15～35的温度下进行处理。优点:不需要加热,节约能源,成本低,溶液稳定；缺点:膜层耐蚀性差,结合力欠佳,处理时间较长,效率低。?为了提高磷化膜的防护能力，磷化后应对磷化膜进行填充和封闭处理。利用重铬酸钾、碳酸钠溶液填充处理后，可以根据需要在锭子油、防锈油或润滑油中进行封闭。如需涂漆，应在钝化处理干燥后进行，工序间隔不超过24小时。 1、 与磷化工艺相关的标准 金属(主要指钢铁)经含有锌(Zn)、锰(Mn)、铬(Cr)、铁(Fe)等磷酸盐的溶液处理后，在基底金属表面形成一种不溶性磷酸盐膜，此种过程称为磷化。磷化使金属表面形成一层附着良好的保护膜，以磷酸锌为例，在氧化剂的存在下，所生成的磷化膜为Zn3(PO4)2·4H20和Zn2Fe(PO4)2·4H20的结晶体。该磷化膜闪烁有光、灰色多孔(空隙率为表面积的0.5%~1.5％)，膜厚通常为0.1—50μm。 ?2、磷化的作用 ?????磷酸盐转化膜应用于铁、铝、锌、镉及其合金上，既可当作最终精饰层，也可作为其他覆盖层的中间层，其作用主要有以下方面。 2.1?提高耐蚀性??磷化膜虽然薄，但由于它是一层非金属的不导电隔离层，能使金属工件表面的优良导体转变为不良导体，抑制金属工件表面微电他的形成，进而有效阻止涂膜的腐蚀。表1列出了磷化膜对金属耐蚀性能的影响。 表-1??不同膜层保护钢的试样经盐水浸泡的耐蚀性能??? 保 护 膜 在3%NaCl溶液中首先出现腐蚀的时间/h 无覆膜 0.1 磷化膜 1 镀镍 10～13 镀铬 23～24 磷化膜加石蜡 60 两层烤漆 70 磷化膜加一层烤漆 500h试验无腐蚀 长效防腐涂料 1000h试验无腐蚀 磷化膜加长效防腐涂料 2000h试验无腐蚀 2.2提高基体与涂层间或其他有机精饰层间的附着力??磷化膜与金属工件是一个结合紧密的整体结构。其间没有明显界限。磷化膜具有的多孔性，使封闭剂、涂料等可以渗透到这些孔隙之中，与磷化膜紧密结合，从而使附着力提高。 2.3提供清洁表面??磷化膜只有在无油污和无锈层的金属工件表面才能生长，因此，经过磷化处理的金属工件，可以提供清洁、均匀、无油脂和无锈蚀的表面。 2.4改善材料的冷加工性能，如拉丝、拉管、挤压等。 2.5改进表面摩擦性能，以促进其滑动。 3、磷化的分类 磷化处理分类方法较多，工业上较为常用的有以下几种。 3.1按磷化膜种类分 可把磷化分为锌系、锌钙系、锌锰系、锰系、铁系、非晶相铁系六大类。 各种磷化膜的特点见表2。 ?表-2?磷化膜分类及特征 磷化膜类别 磷化膜基本成分 铁基体单位面积膜层（g/m2） 结晶类型 锌系 Zn2Fe(PO4)·4H2O 1～40 定型晶结构，树枝状、针状、空隙较多 Zn3(PO4)2·4H2O 锌钙系 Zn2Ca(PO4)2·4H2O 1～15 紧密颗粒状，有时有大的针状颗粒，空隙较少 Zn2Fe(PO4)2·4H2O Zn3(PO4)2·4H2O 锌锰系 Zn2Fe(PO4)2·4H2O 1～40 颗粒-树枝-针状混合晶型，空隙较少 Zn3(PO4)2·4H2O (Mn,Fe)5H2(PO4)4·4H2O 锰系 (Mn,Fe)5H2(PO4)4·4H2O 1～40 密集颗粒状，空隙少 Mn3(PO4)2·3H2O 酸式磷酸铁锰 铁系 Fe5H2(PO4)4·4H2O 5～20 颗粒状，空隙较多 非晶相铁系 Fe3H2(PO4)2·8H2O 2.5～1.5 膜薄，结构呈非晶相平面分布 Fe2O3 FePO4 3.2按磷化膜质量分类 实际应用中，一般根据单位面积膜层质量（g/m2）,?衡量，可分为重量级、次重量级、轻量级、次轻量级四种。其作用见表4。通常膜薄附着力好，而膜厚耐蚀性好，涂装前处理所需膜层为0.5~7.5g/m2，一般锌系磷化膜控制在1~4.5g/m2，铁系磷化膜控制在0.2~1g/m2，与阴极电泳或粉末涂料