金属磷化配方_黄金金属釉配方_锰系磷化配方
金属表面磷化工艺
(1)磷化配方及工艺规范
磷化工艺主要有:高温、中温和常温磷化,详见表7. 17。根据对钢铁表面磷化膜的不同要求,生产中选用不同的磷化工艺。
高温磷化的优点是膜层较厚,膜层的耐蚀性、耐热性、结合力和硬度都比较好,磷化速度快;缺点是溶液的工作温度高,能耗大,溶液蒸发量大,成分变化快,常需调整,且结晶粗细不均匀。
中温磷化的优点是膜层的耐蚀性接近高温磷化膜,溶液稳定,磷化速度快,生产效率高;缺点是溶液较复杂,调整较麻烦。
常温磷化的优点是节约能源,成本低,溶液稳定;缺点是耐蚀性较差,结合力欠佳,处理时间较长,效率低。
表7.17钢铁磷化处理的配方及工艺规范
注:①点相当于滴点10 ml磷化液,使指示剂在pH3.8(对游离酸度)和pH8.2(对总酸度)变色时所消耗浓度为0.1 mol/L氢氧化钠溶液的毫升数。
(2)磷化处理方法
磷化处理一般有浸渍法、喷淋法和浸喷组合法。
浸渍法适用于高、中、低温磷化工艺,可处理侄倚形状的工件,并能得到比较均匀的磷化膜。这种方法波备简单,仅需磷化槽和相应的加热设备。最好用不锈钢或橡胶衬里的槽子,不锈钢加热管道应安装在槽子的两侧。
喷淋法适用于中、低温磷化工艺,可处理大面积的工件,如汽车壳俸、电冰箱、洗衣机壳体等大型物件,作油漆底层和冷变形加工等。这种方法处理时间短,成膜反应速度快,生产效率高,设备占地面积较少,自动化生产程度较高。磷化处理室的所有设备均用不锈钢制作。
一般钢铁件的磷化处理工艺流程为:
化学除油→热水洗→冷水洗→酸洗→冷水洗→磷化处理→冷水洗→辚化后处理→冷水洗→去离子水洗→干燥、
工件经喷砂处理所得磷化膜质量更佳,喷砂过的工件为防止重新锈蚀,应在6h内进行磷化。
磷化前的酸洗溶液中不宜加入若丁、乌洛托品等缓蚀剂,因为这类有机物易吸附在工件表面,能抑制磷化反应,造成磷化膜不均匀。
为使磷化膜结晶细化致密,在磷化处理前可增加表面调整工序,一般可用钛盐溶液作为表面调整剂,常用的磷化液表面调整剂为胶体磷酸钛Ti,( P04),。表面调整剂的作用是增加表面活牲中心。
(3)影响磷化的因素
①游离酸度。游离酸度是指溶液中磷酸二氢盐水解后产生的游离磷酸的浓度。游离酸度过高时,氢气析出量大,晶核生成困难,膜的晶粒粗大,疏松多孔,耐蚀性差;游离酸度过低时,生成的磷化膜很薄,甚至得不到磷化膜。游离酸度高时,可加氧化锌或氧化锰调节;游离酸度低时,可加磷酸二氢锰铁盐、磷酸二氢锌或磷酸调节。
③金属离子的影响。Mn2+的存在使磷化膜结晶均匀,颜色较深,提高膜的耐磨性、耐蚀性和吸附性。Mn2+含量过高则膜的晶粒粗大,耐蚀性变差;Mn2+含量过低则使晶粒太细,有不能形成磷化膜的可能。
一定量的Fe2+能增加磷化膜的厚度,提度和耐蚀性能。但Fe2+在高温时很容易被氧化成Fe3+,并转化为磷酸铁( FePO4)沉淀,使游离酸度升高,造成磷化结晶几乎不能进行;Fe2+含量过高时,还会使磷化膜结晶粗大,表面产生白色浮灰。
Zn2+的存在可以加怏磷化速度,生成的磷化膜结晶致密、闪烁有光。Zn2+含量过高时磷化膜晶粒粗大,排列紊乱,磷化膜发脆;Zn2+过低时膜层疏松发暗。磷化液中要控制金属离子的比例,铁与锰的质量浓度比为1:9,锌与锰为1.5 ~2.1,铁离子(Fe2+)的质量浓度应保持在0.8-2.0g/L左右。
④P2O5的影响。金属磷化配方P2O5来自磷酸二氢盐,能提高磷化速度,使磷化膜致密,晶粒闪烁有光。P2O5含量过高时,膜的结合力下降,表面白色浮灰较多;P2O5含量过低时,膜的致密性和耐蚀性均差,甚至不产生磷化膜。
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