鋼 鐵 的 磷 化 處 理注意
二、 磷化膜外觀(guān)及組成
三、 特點(diǎn)
四、 用途
五、 小結
六、 磷化種類(lèi)
七、 各種因素的影響
八、 常見(jiàn)故障原因方法
鋼鐵的磷化處理
一、概 述
鋼鐵零件在含有錳、鐵鋅、鈣的磷酸鹽溶液中，進(jìn)行化學(xué)處理，使其表面生成一層難溶于水的磷酸鹽保護膜的方法，叫做磷化處理（或稱(chēng)磷酸鹽處理）。
二、磷化膜的外觀(guān)及組成
1、外觀(guān)：由于基體材料及磷化工藝的不同可由深灰到黑灰色，特殊工藝可實(shí)現
純黑色、紅色及彩色。
2、組成：磷酸鹽[Me3(PO4)2]或磷酸氫鹽(MeHPO4)晶體組成。
三、特 點(diǎn)
1、大氣條件下穩定，與鋼鐵氧化處理相比，其耐腐蝕性較高，約高2-10倍，
再進(jìn)行重鉻酸鹽填充，浸油或涂漆處理，能進(jìn)一步提高其耐腐蝕性。
2、具有微孔隙結構，對油類(lèi)、漆類(lèi)有良好的吸附能力。
3、對熔融金屬無(wú)附著(zhù)力。
4、磷化膜有教高的電絕緣性能。
5、厚度一般為10-20μm，因為磷化膜在形成過(guò)程中相應地伴隨著(zhù)鐵進(jìn)行溶解，
所以尺寸改變較小。
四、用 途
1、防腐。
2、涂裝底層，潤滑性，再冷變形加工工藝中，能氧化摩擦，減少加工裂紋和表
面拉傷。
3、要用來(lái)防止粘附低熔點(diǎn)的熔融金屬。
4、變壓器、電機的轉子、定子及其他電磁裝置的硅鋼片均用磷化處理，而原金
屬的機械性能、強度、磁性等基本不變。
五、小 結
所需用的設備簡(jiǎn)單，操作方便，成本低，生產(chǎn)效率高，保護膜又有不少優(yōu)點(diǎn)，因此在汽車(chē)、船舶、機器制造及航空工業(yè)都得到廣泛的應用。
六、磷 化 種 類(lèi)
用于生產(chǎn)的磷化處理方法有：高溫、中溫、低溫的磷化處理，四合一磷化處理及黑色磷化處理等。
1、高溫磷化處理：在90
為1∶6-9，處理時(shí)間為15-20分鐘。
特點(diǎn)：耐腐蝕性、結合力、硬度和耐熱性都比較高，速度快，磷化膜粗細均
勻。溶液加熱時(shí)間長(cháng)，揮發(fā)量大，成分變化快，磷化膜易夾雜沉淀，沉淀物
難清理。
2、中溫磷化處理：在60
特點(diǎn)：溶液穩定，磷化速度快，生產(chǎn)效率高，容易成分復雜，難配制。
3、常溫磷化處理：在室溫下進(jìn)行，溶液的游離酸度與總酸度的比值為1∶（20-30），處理時(shí)間為10-15分鐘。
特點(diǎn)：不需加熱，消耗少、成本低、穩定、耐腐蝕性差、結合力低、耐熱性
低。
七、各 種 因 素 的 影響
1、總酸度和游離酸度的影響：
1）總酸度：提高總酸能加速磷化反應，使膜層薄而細致。過(guò)高，常常使膜層過(guò)
薄。過(guò)低，磷化速度緩慢，膜層厚而粗糙。
2）游離酸度：過(guò)高會(huì )使磷化反應時(shí)間延長(cháng)，磷化膜晶粒粗大多孔，耐腐蝕性降
低，亞鐵離子含量容易上升，溶液里的沉淀容易增多。過(guò)低，磷化膜薄甚至
沒(méi)有磷化膜。
3）酸度調整：
當游離度過(guò)底時(shí)，可加入磷酸錳鐵鹽和磷酸二氫鋅，約5
同時(shí)總酸升高5“點(diǎn)”左右，過(guò)高用ZnO、ZnCO3、MnCO3或Zn(OH)2中和，0.5
升，降低1“點(diǎn)”，加入后如果游離酸沒(méi)有顯著(zhù)下降，表明溶液中磷酸鋅鹽
含量較高，這時(shí)應加水沖淡調整溶液。
當總酸過(guò)低時(shí)，可加入硝酸鋅，20
升高10個(gè)“點(diǎn)”，高時(shí)可用水稀釋來(lái)降低。
2、Zn+2離子：加快磷化速度，使磷化膜致密，結晶閃碩有光。低時(shí)，磷化膜
疏松發(fā)暗。過(guò)高（特別是在Fe+2和P2O3較高時(shí)），晶粒粗大，排列紊亂，脆
弱且其中白灰較多。
3、Mn+2離子：可以提高磷化膜的硬度，附著(zhù)力和耐腐蝕性，顏色加深，結晶
均勻，過(guò)高，膜不易生成。
4、Fe+2離子：在高溫磷化中Fe+2很不穩定，易被氧化為Fe+3離子轉變?yōu)榱?o:p>
酸鐵沉淀，從而導致磷化液渾濁，游離酸升高。在常溫磷化溶液中，保持一
定數量的Fe+2，能大大提高磷化層的后度，機械強度和防護能力，工作范
圍也比較寬。但Fe+2易被氧化成Fe+3離子而沉淀出來(lái)，轉變?yōu)榱姿岣哞F，
溶液呈乳白色時(shí)，結晶幾乎不能生成，質(zhì)量十分低劣。當磷化液中含有少量
（0.01
Fe(NO)+2絡(luò )離子，而呈棕綠色。穩定Fe(NO)+2的條件：
1）溶液溫度不超過(guò)
較高的硝酸根含量和錳含量。亞鐵離子過(guò)高時(shí)，中溫磷化膜晶粒粗大，表面
有白色浮灰，防護能力降低，耐熱性也有所降低。中溫磷化Fe+2(1
常溫0.5
2）過(guò)多的亞鐵離子可以用雙氧水除去，每降低
5、P2O5: 能加速磷化速度，使膜疏密，晶粒閃爍發(fā)光。低時(shí)，膜致密性和耐腐
蝕性均差，甚至會(huì )磷化不上。過(guò)高時(shí)，膜結晶排列絮亂，附著(zhù)力降低表面灰
白較多。
6、NO3根離子：硝酸根可以加快磷化速度，提高磷化膜的致密性，并且可降低
磷化槽溫度的條件下進(jìn)行處理。在適當條件下，硝酸根與鋼鐵作用生成少量
的NO,促使亞鐵離子穩定。含量高時(shí)，高溫磷化膜變薄使中溫磷化溶液中亞
鐵離子聚積過(guò)多，使常溫磷化膜易出現黃色銹跡。
7、F離子：是一種有效活化劑，加速磷化速度，使晶粒致密，耐腐蝕性增強。
過(guò)多中溫磷化零件表面易出現白色浮灰，常溫壽命將會(huì )縮短。
8、NO2根離子：常穩溶液中大大加快磷化速度，減少膜孔隙使結晶細致，提高
膜的耐腐蝕性。含量過(guò)多時(shí)，膜表面容易出現白點(diǎn)。
9、溫度的影響：溫度高加快磷化速度，提高附著(zhù)力，硬度、耐腐蝕性，但在高
溫下，Fe易被氧化Fe沉淀出來(lái)，溶液不夠穩定。
10、零件的材料和表面狀態(tài)的影響
高、中碳鋼和低合金鋼較容易磷化，磷化膜黑而厚實(shí)，但是具有磷化膜結
晶粒多粗的傾向，低碳鋼零件膜顏色較淺，結晶致密，如果在磷化前進(jìn)行
適當的浸蝕，可顯著(zhù)提高磷化膜的質(zhì)量。冷加工零件表面有硬化層，在磷
化前應進(jìn)行強度浸蝕，活化零件表面，否則磷化膜薄而不均勻，耐蝕性較
低。
磷化零件在浸蝕后，進(jìn)行一次皂化處理或鈦鹽處理，可提高磷化膜的致密
性和耐蝕性。
皂化處理的工藝規范：
肥皂：10
Na2CO3:15
溫度：50
時(shí)間：2-5分鐘
11、SO4 根離子：使磷化過(guò)程延長(cháng)，膜多孔易銹≤
沉淀，，1gSO4須用2.72gBaNO3，鋇鹽不宜過(guò)量，否則，磷化結晶粗大，反
映時(shí)
12、間延長(cháng)，而且零件表面白灰較多。
13、CL-1：危害性與SO4相似，≤
板置換殘條的銀離子。
14、Cu+2:浸蝕或磷化溶液中含有銅離子時(shí)，膜表面發(fā)紅，抗蝕能力降低，Cu+2
用鐵屑置換除去。
八、常見(jiàn)故障原因分析
1、磷化膜結晶粗糙多孔：
原因：1）游離酸過(guò)高。
2）硝酸根不足。
3）零件表面有殘酸，加強中和及清洗。
4）Fe+2過(guò)高，用雙氧水調整。
5）零件表面過(guò)腐蝕，控制酸洗濃度和時(shí)間。
2、膜層過(guò)薄，無(wú)明顯結晶：
原因：1）總酸度過(guò)高，加水稀釋或加磷酸鹽調整酸的比值。
2）零件表面有硬化層，用強酸腐蝕或噴砂處理。
3）亞鐵含量過(guò)低，補充磷酸二氫鐵。
4）溫度低。
3、磷化膜耐腐蝕性差和生銹
原因：1）磷化晶粒過(guò)粗或過(guò)細，調整游離酸和總酸度比值。
2）游離酸含量過(guò)高。
3）金屬過(guò)腐蝕。
4）溶液中磷酸鹽含量不足。
5）零件表面有殘酸。
6）金屬表面銹沒(méi)有出盡。
4、磷化零件表面有白色沉淀：
原因：1）溶液中沉淀物過(guò)多。
2）硝酸根不足。
3）鋅、鐵、P2O5含量高。
5、磷化膜不易形成：
原因：1）零件表面有加工硬化層
2）溶液里SO-2含量高，用鋇鹽處理。
3）溶液滲入雜質(zhì)，更換磷化溶液。
4）P2O5含量過(guò)低，補充磷酸鹽。
6、磷化層不均、發(fā)花：
原因：1）除油不凈、溫度太低。
2）零件表面有鈍化狀態(tài)，加強酸洗或噴砂。
3）零件因熱處理加工方法不同。
7、冷擠壓后磷化膜產(chǎn)生條狀脫落：
原因：1）肥皂溶液里有雜質(zhì)。
2）皂化前零件表面有雜質(zhì)和沉淀物，重新磷化。
8、磷化膜發(fā)紅抗蝕能力下降：
原因：1）酸洗液里鐵渣附在表面。
2）銅離子滲入磷化液。
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