28磷化实用技术讲座(8) ——配方组成及性能,常温低温型磷化

发布时间:2012.06.13 新闻来源:不锈钢酸冼钝化液|不锈钢酸洗钝化膏|不锈钢酸洗剂|不锈钢表面处理-天长市俊武不锈钢表面处理材料厂 浏览次数:
磷化实用技术讲座(8) 

  
 
在磷化工序中,由于各个磷化液生产厂家和就应用厂家基于不同的性能要求,涉及不同配方的磷化液在磷化工艺中应用。但规模商品化应用的也仅只有几大主要类型,如轻铁系、锌系、锰系、锌钙系,所采用的的促进剂基本都是钼酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氯酸盐、有机硝硝基化合物等。磷化处理温度通常为常温型5~30℃,低温型35~45℃,中温型50~70℃。
在磷化配方中,大家也许还经常可见到“三合一”、“四合一”,即除油除锈磷化钝化综合处理剂,由于这类几合一处理剂,在国内外都不提倡采用,这量不作叙述。
1 配方组成及性能
1.1 常温低温型磷化
常温磷化是不加温磷化,温度范围是5~30℃。低温磷化通常指磷化温度为35~45℃的磷化工艺,在有些情况下即使温度偏高偏低一点,也认为是低温磷化,尚无统一的标准。常温低温磷化绝大部分以轻铁系磷化、锌系磷化为主,当然也有改进型,如在锌系磷化中加入Mn2+、Ca2+、Ni2+等改性,仍习惯称之为锌系磷化,配方及性能见表1。
铁系轻型磷化形成彩色或灰色磷化膜,纯用钼酸钠促进剂得到全彩色磷化膜,纯用NO3-或ClO3-促进剂得到灰色磷化膜,用钼酸盐和NO3-、ClO3-混合促进剂将形成彩色或灰色混合色膜。轻铁系磷化不能形成厚膜,膜重总是在1g/m2以下。它与涂漆配套的一个显著特点是使漆膜的抗弯曲、抗冲击性能特别好。一般优于其他类型如锌系、锰系、锌钙系磷化。轻铁系磷化槽液还有一些独特的优点,即不需要表面调整;磷化沉渣特别少;槽液工艺范围宽,管理方便,但不足之处是耐盐雾性能稍差。轻铁系磷化与粉末涂装、阳极电泳配套应用多一些,与锌系磷化相比不会有很大的差别。
表1 常温低温磷化液配方组成及一般性能
磷化体系
轻铁系
锌系
基础配方组成
Na+、NH4+、H3PO4-、H3PO4
Zn2+、H2PO4-、NO3-、H3PO4
添加物
Cr6+、Cr3+、Ni2+、Cu2+、多羟基酸、含氟化合物、聚磷酸盐等
Cr6+、Ni2+、Mn2+、多羟基酸、聚磷酸盐、含氟化合物等
促进剂
钼酸盐、ClO3-、NO3
NO3-、NO2-、ClO3-、有机硝基物等
槽液参数
总酸度5~20点
游离酸度0.3~5.0点
酸比5~20
总酸度≥10点
游离酸度1~4点
酸比15~30
一般流程
除油锈——水洗——磷化——水清洗
除油锈——水清洗——表面调整——磷化——水清洗
磷化膜外观
红蓝黄彩色或灰色
灰色-深灰色
磷化膜重
<1g/m2
1~4g/m2
磷化膜组成
磷酸铁盐、铁的氧化物
磷酸锌盐、磷酸铁锌盐
与涂漆配套性
一般,与粉末涂装配套性***好,与阳极电泳配套性好,不适合硝基、过氧乙烯底漆配套
与各类涂漆配套性均好
有一种脱脂-磷化“二合一”的轻铁系磷化,其槽液成分基本与常规轻铁系磷化相同,只不过额外加入一些表面活性剂起脱脂作用,通常以喷淋方式使用,当然还需加一定的消泡剂。这种脱脂-磷化“二合一”工艺,在国内外都有应用:还有一类高游离酸度(含有较高浓度的磷酸)的轻铁系磷化,同样形成轻铁系磷化膜,它同时还可以兼顾除油除锈功能。这种轻铁系除油除锈磷化液与那些不水洗型“三合一”、“四合一”有着本质区别,真正形成了轻铁系磷化膜。
常温低温锌系磷化是使用非常广泛的一种磷化工艺,特别是在家用电器行业,低温锌系磷化完全占有统治地位。甚至在汽车行业,低温锌系磷化也占有一定的比重。常温低温锌系磷化一般需要胶体钛表面预处理,一则细化磷化晶粒形成薄型磷化膜;二则提高磷化成膜速度。低温锌系磷化经表面胶体钛调整预处理的工件,在35~45℃温度范围内,喷淋时只需1~2min,浸泡也只需要3~8min即可形成均匀完整细致的磷化膜,膜重1.5~2.5g/m2,通过调节游离酸度等方法可稍微增加膜厚。常温低温磷化与各类涂漆均具有很好的配套性。
表2 不同促进剂体系的常、低温磷化性能
促进剂体系
NO3-/NO2-
NO3-/ClO3-/NO2-
NO3-/ClO3-
NO3-/ClO3-/有机硝基物
槽液沉渣
一般
槽液颜色
无色-微蓝
无色-微蓝
无色
深棕色
槽液补加
经常补加
经常补加
定期补加
定期补加
槽液管理
简单方便
简单方便
一般
较难
磷化成膜速度
较慢
一般
一般常温低温型磷化采用NO3-/NO2-、NO3-/ClO3-/NO2-促进剂体系较好,不仅成膜速度快,磷化膜形成结晶细密,促时剂主体NO2-测定非常方便,以致槽液管理简单,不易出现问题。需经常补加促进剂,有时每隔几小时补一次或有时每班、每天补一次。对NO3-/ClO2-、NO3-/ClO2-/有机硝基物促进剂体系,它虽不需要经常补加,但由于主促进剂ClO2-、有机硝基物的测定比较复杂,在实际应用中当出现促进剂过量或不足时槽液会变成深棕色,使总酸度、游离酸度的化验带来不便,并且这类促进剂体系成膜速度也快。因此推荐采用NO2-为主体 的促进剂体系。在常温低温锌系磷化液中由于有大量的氧化性促进剂,因此槽中Fe2+不会积累,并被氧化成为Fe3+而形成磷酸铁沉渣。
在常温低温锌系磷化液中加入多羟基酸、聚磷酸盐等降渣减膜重,加入氟化物抗铝并改善磷化膜结构的均匀性。
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